级配碎石材料标准振动成型方法的研究

级配碎石的室内试验目前均采用击实法成型,不符合振动对无粘结粒料压实有效的原则且反映不出级配类型的差别;在自行研制的振动成型设备上,对3种结构类型的级配碎石进行振动压实试验,考察了频率、离心力、振幅对压实效果的影响。试验结果表明,当频率、离心力保持不变时,存在最佳振幅;激振强度对压实的影响存在阈值。给出了各结构类型级配的最佳振动参数和室内振动压实试验标准参数,并比较了击实法与振动方法的差别。     

基于离散元法的振动压实成型机计量检定参数研究

振动压实成型机是公路工程路面基层材料压实度室内试验的主要仪器设备,对其计量检定参数进行有效的量值溯源是保证测试值可靠性的最重要因素。针对振动压实成型机振动频率、激振力与静压力三个参数对公路压实厚度是否具有影响及影响程度如何等问题,在所规定的级配类型范围中运用由不规则颗粒及颗粒接触界面所生成的离散元二维算法程序,对不同的振动频率、激振力与静压力等工况对压实厚度的影响规律及影响程度进行了分析,分析结果经试验验证得到了有效的证实。     

级配对粗粒土力学特性影响的颗粒流模拟研究

运用三维颗粒流软件PFC3D的内置FISH语言,进行二次开发,模拟粗粒土真实级配,建立一个研究高铁填方路基粗粒土力学特性的颗粒流模型,标定了表征粗粒土细观力学性质的模型参数,并验证了模型的有效性。考虑粗粒土曲率系数和不均匀系数对颗粒级配的影响,模拟并研究了五种不同级配下粗粒土在三种不同围压下的力学特性。结果表明:当粗粒土有效粒径与中值粒径及限制粒径的差距过大时,粗粒土中颗粒填充及致密性将变差,变形增大,强度降低;级配良好且不均匀系数较大,其力链分布越均匀,颗粒的挤压效果越显著,力的传递和分配也越均匀。     

水泥稳定再生碎石混合料的振动试验研究

为保证水泥稳定再生碎石混合料(RCR)室内压实与现场振动压实效果的一致性,进行了RCR的振动试验,测试了振动参数对压实效果的影响,对比了振动与击实、静压法确定的压实标准、力学强度、收缩特性和矿料级配衰变的差异。试验结果表明:再生集料(RA)的吸水性、抗压碎强度和洁净程度与天然集料的差异较大;RCR达到稳定振动压实状态的振动时间略大于常规水泥稳定碎石(CSM),但振动频率、名义振幅、激振力和对CSM和RCR的压实效果的影响规律相似,两者可采用相同的振动参数;与击实和静压试验相比,振动试验确定的RCR的压实含水率、干缩变形和矿料级配衰变较低,而最大干密度和力学强度则较高;RA掺量越高,振动试验对于保证RCR的压实效果的优势越明显。     

非饱和砾石土土水特征曲线研究

以武汉某土石坝砾石土为研究对象,采用压力板仪对9组不同级配以及不同干密度砾石土的土水特征曲线进行试验研究。研究表明,压实度越大的土样,孔径较小且分布均匀,持水能力好,排水困难。当压实度一定时,细粒较多、粗粒较少的土样排水效率高于其他粗粒较多的级配,在500kPa压力下残余含水量远低于其他级配。这与级配较不均匀的砾石土有着更低的孔隙率密切相关。采用Brooks Corey模型、Van Genuchten模型以及Gradner模型分别对不同影响因素下的土水特征曲线进行拟合,发现Van Genchten模型与Gardner模型对砾石土拟合效果很好。将各个土样的干密度与Van Genuchten模型和Gradner模型各参数进行非线性回归,总结了非饱和砾石土干密度与Van Genuchten模型和Gardner模型参数之间的规律公式。试验数据可为日后非饱和土的研究提供参考。     

采用振动击实法开展水泥稳定碎石基层标准试验的相关影响因素研究

采用振动压实法作为水泥稳定碎石基层的标准试验方法,比采用重型击实方法确定水泥稳定碎石基层的最大含水量和最大干密度,更符合实际工程中的振动碾压情况。本次研究振动压实法的静压力、激振力、振幅和振动频率等因素对水泥稳定碎石基层的最大含水量和最大干密度结果影响程度。     

室内振动压实机结构及利用振动法确定水泥稳定碎石压实标准应注意的问题

研发的室内振动压实机可通过调整静压力、振动频率和激振力改变压实功。在振动压实条件下水泥稳定碎石含水量与干密度关系曲线呈抛物线形,可以得到最大干密度和最佳含水量。与重型击实法相比,利用振动法压实水泥稳定碎石过程中粗集料破碎现象明显减少。利用室内振动压实机确定水泥稳定碎石最大干密度和最佳含水量时,停机时间应该按照压头无规则跳起后20～30 s来控制;在使用过程中,不应随意调整振动压实参数,盲目增加压实功,因为由此确定出的压实标准偏大,工地现有大多数振动压路机难以达到,给实际施工造成很大困难,同时也不利于施工质量控制。     

不同厚度红砂岩粗粒土静力压实特性试验研究

为研究红砂岩粗粒土压实特性,利用自制装置在电子万能试验机上进行静力压实试验,得到5种不同厚度红砂岩粗粒土静力压实试验的应力-应变关系,分析压实厚度和压实能量对红砂岩粗粒土压实特性的影响。结果表明:红砂岩粗粒土在压实过程中的应力与应变之间呈指数关系;压实过程可分为压密阶段、破碎阶段和稳定阶段;不同压实厚度的土层压实位移随压实能量增长趋势基本一致,所消耗压实能量随土层厚度增加而増大;土体干密度随单位体积静压功增加而增大,两者可采用对数关系描述;压实到相同干密度,所消耗的单位体积静压功随压实厚度增高而增大,故适当减小填土压实厚度将有利于降低能量消耗。     

粗粒土路基工程性状试验研究

粗粒土在路基工程应用中优点众多,而目前对其工程性状的研究并不深入,无法有效指导工程施工.通过设计和开展室内试验,研究了粗粒土的击实曲线特征,以及不同粗粒含量情况下粗粒土最大干密度的变化规律,并深入分析其根本机理,在此基础上,提出了相关结论:(1)粗粒土干密度随着含水量的增加呈现双峰状态的变化规律;(2)粗粒土干密度对含水量敏感性低;(3)击实功的增加可以有效增加粗粒土的最大干密度,同时减小最佳含水量;(4)粗粒土最大干密度随着粗粒含量的增加呈现单峰状态的变化规律.同时也提出了施工建议:(1)粗粒土碾压时应控制好含水量,当土很干燥时,可以直接碾压,不用另外加水,否则,应控制土中的含水量接近最佳值;(2)通过适当增加压实功,可以有效地提高密实度;(3)可以通过控制最佳粗粒含量的方法,有效提高粗粒土路基压实质量.     

干旱荒漠区天然砂砾路基填料压实特性分析

为研究天然砂砾路基填料的振动压实特性,首先采用筛分法对干旱荒漠地区多条在建高速公路的天然砂砾路基填料进行颗粒组成分析,其次进行表面振动压实试验,采用湿土法分析含水量对天然砂砾干密度的影响,采用干土法分析含石量、级配特性和振动时间对天然砂砾压实效果的影响。基于不同粗颗粒组含量下的最大干密度结果,拟合了天然砂砾最大干密度与粗颗粒中各粒组含量之间的关系式,并利用粗颗粒粒组含量确定天然砂砾的最大干密度。研究结果表明:新疆干旱荒漠区天然砂砾路基填料为不均匀土,级配不良的主要原因为曲率系数较小,填料中细粒含量较少;天然砂砾的干密度随着含水量增大会有谷值与峰值,与黏性土的单峰值变化有明显区别;天然砂砾含石量对最大干密度有显著影响,其最大干密度随含石量的变化分为明显的3个阶段,当含石量为60%时,可以得到最大干密度的最大值;不同级配的天然砂砾的干密度对振动时间的敏感性有明显区别。     

振动法在水泥稳定碎石基层配合比设计中的应用

通过室内试验研究了振动法在水泥稳定碎石基层配合比设计中的应用,分析了振动时间对水泥稳定碎石混合料最大干密度的影响,对比了振动法与重型击实设计方法对试验结果的影响。结果表明:最佳振动时间与混合料的级配关系密切,一般为2～3 min;与传统的重型击实法相比,振动法得到的混合料密度偏高,最佳含水量偏低,7 d无侧限抗压强度偏大。     

高速铁路路基粗粒土填料最大干密度试验方法对比研究

针对击实试验法和表面振动压实试验法测得高速铁路路基填料最大干密度值存在较大差异问题,选取沪昆高速铁路湖南段粒径在60 mm以下路基粗粒土填料,分别采用室内击实试验和表面振实试验测取最大干密度,再将上述两种试验方法测得的最大干密度与同种填料现场填筑后的实测干密度进行对比分析。结果表明:采用表面振实试验法测得的最大干密度普遍小于击实试验法测得的最大干密度,同时还普遍小于施工现场实测的干密度。结合高速铁路路基填筑施工质量要求,建议采用击实试验测得的最大干密度作为现场压实质量的控制指标。     

确定水泥稳定碎石最佳含水量和最大干密度的方法探讨

为解决水泥稳定碎石通过击实试验很难得到规律良好的击实曲线的缺陷,首先通过标准击实法得出水泥-石屑的最大干密度和最佳含水量,然后根据结合料的击实原理及原材料的本身特性,提出水泥稳定碎石的最佳含水量和最大干密度的理论计算公式,并与室内振动击实法和现场灌砂法试验结果进行对比验证其准确性。通过对比分析可知:理论计算的最佳含水量与振动击实试验结果相比仅差0.1%~0.2%,最大干密度与现场灌砂法确定的最大干密度接近,并且稍大于振动击实法和现场灌砂法确定的最大干密度,因此按理论计算的最大干密度为标准,在现场实测压实度时就避免了出现超100%的现象。     

通额公路路堤风积沙填料最大干密度的确定方法研究

依托穿越腾格里沙漠地区的公路路堤填筑工程,以路堤填料风积沙为试验对象,对风积沙进行了室内表面振动法、振动台法压实,分析了不同振动参数（振动时间、振动频率和振幅）对风积沙最大干密度的影响。现场铺筑试验段,采用不同的振动参数对路堤进行压实。通过现场试验段和室内试验最大干密度对比,得到了风积沙路堤最大干密度的确定方法。研究结果表明:表面振动法所得最大干密度与现场试验结果较为接近。通过试验研究与工程实践,提出了风积沙填料现场振动压实参数和施工工艺。     

掺钢渣稳定土的击实性能试验研究

为研究掺钢渣稳定土的击实性能，以焦桐高速公路工程叶舞段沿线低液限黏土为原材料，分析掺钢渣后影响其最大干密度与最优含水率的因素。在综合考虑钢渣掺量、钢渣陈化龄期和钢渣最大粒径3个因素作用下进行室内击实试验，利用正交试验法，得到了影响钢渣土干密度因素的主次程度，并通过极差分析法和方差分析法分析各个因素对击实土样最大干密度和最优含水率的影响规律。     

黄土室内振动压实特性试验

室内振动压实是室内击实成型试件的一种新方法,能较好地模拟振动压实的特点。研究了静面压力、频率、激振力和振幅等振动压实参数对黄土压实效果的影响规律,提出了一组压实效果好并且与现有振动压路机的技术参数相符的黄土振动压实的推荐参数;对黄土的振动成型方法和成型后的物理、力学性能进行了探讨,并与击实试验做了对比分析。研究结果表明：振动压实黄土得到的最佳含水质量分数、最大干密度均比室内击实的要小,振动压实黄土的回弹模量比室内击实黄土的回弹模量要大;不同成型方式对材料的物理、力学性能影响很大。     

准兴重载高速A0合同段风积砂路基最大干密度实验研究

通过室内振动、重型击实实验,结合现场实际施工情况,对确定风积砂最大干密度的各种实验方法进行了对比,分析振动与重型击实各自的特点,得出在该项目段确定风积砂最大干密度和最佳含水率的方法。     

钢渣土击实试验研究

钢渣是一种很好的路基填料。为了详细了解钢渣土的填土性质,按照土工试验标准,采用重型击实方法,对钢渣土进行了击实试验。试验得出了最大干密度与最佳含水量曲线图,结果表明钢渣土中粗细料含量的不同,对其最大干密度、最佳含水量的影响,应根据实际情况,综合考虑击实影响因素。     

中粗砂改良膨胀土的物理性质试验研究

通过对膨胀土掺加不同比例的中粗砂，开展液塑限试验和击实试验，研究了中粗砂改良膨胀土的液限、塑限和塑性指数变化特性以及击实特性，探讨中粗砂作为膨胀土路基改良剂的可行性。结果表明:随着中粗砂掺量的增加，膨胀土的液限、塑限和塑性指数逐渐降低；最大干密度随着中粗砂掺量的增加呈一元三次函数关系增大，最优含水量则呈一元二次函数关系逐渐减小，最大干密度随最优含水量的增大呈一元二次函数关系减小。