基于均匀设计的砾类硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

为了深入研究盐渍土地区粗颗粒盐渍土的工程特性及其作为路基填料的可用性指标,从盐胀的主要控制因素土、水、盐、温、力5个方面,采用均匀设计方法,通过一系列的室内单次降温盐胀试验,研究了砾类硫酸盐渍土的盐胀特性及其盐胀规律。试验结果表明,影响砾类硫酸盐渍土盐胀量大小的主要控制因素是含盐量、含水率及其初始干容重,且这3个因素互为联系彼此影响,上覆附加荷载对盐胀量大小的增长具有很强的抑制作用;粗颗粒盐渍土盐胀增长活跃温度区间主要为-5-5℃,其活跃温度区间主要控制因素是含水率;如果土样初始干客重较低,盐胀过程中土体会发生体缩现象。     

风积沙填筑路基土基质吸力影响因子分析

风积沙填筑路基土在荒漠区独特的水、热、盐等赋存环境条件下,其基质吸力特征曲线也具有特殊性,对荒漠区道路的各项服务性能指标影响较大。为探究不同因素作用下荒漠区风积沙路基土基质吸力的变化规律,并对各影响因素的显著性进行排序,以荒漠区风积沙路基土为试验土样,选取初始干密度、初始含水率、含盐量、含盐种类、平衡温度为变量,使用滤纸法进行不同变量条件下土样基质吸力影响因素研究;使用数理统计分析方法设计正交试验,对各因素影响的显著性进行对比分析。结果表明:各因素对基质吸力影响的显著性顺序由大到小分别为初始含水率、初始干密度、含盐量、平衡温度。其中初始含水率和初始干密度对基质吸力的影响最为显著,初始含水率的增大使基质吸力急剧减小而后减小速率变缓;基质吸力与初始干密度呈正相关关系;含盐量及平衡温度均对风积沙路基土基质吸力有一定的显著性影响,控制含水率不变,土中基质吸力值与平衡温度及含盐量呈正相关关系;控制含盐率不变,Na_2SO_4盐渍土中基质吸力相对Na_2CO_3盐渍土更大。初始干密度、平衡温度以及含盐量与初始含水率的多重耦合作用均对土中基质吸力有显著影响。研究结果可用于指导荒漠区风积沙填筑路基土工程施工。     

路基压实土的超固结应力历史试验研究

为研究高填方路堤分层压实过程中的超固结应力历史,对路基回填土分别开展室内击实和一维固结试验。通过采用两种自制击样装置以及标准重型击实钻芯取样等3种方式制备压实土样,研究击实功、击实冲量、含水率以及压实度等多种因素对路堤回填土超固结应力历史的影响。试验结果表明:相同压实度和含水率的压实土对应的应力历史不唯一,压实过程的单位面积击实冲量越大应力历史越大;当击实功和超固结形成路径都相同,压实土在最佳含水率时压实度最高,对应应力历史最大;当含水率相对最佳含水率上下浮动,压实土的应力历史会降低,且含水率越高,压实度对于应力历史的影响幅度越大。     

寒区富水隧道冻结圈围岩冻胀力演化规律研究

寒区富水隧道冻结圈围岩冻胀演化机制是影响其运营安全的关键科学问题。为探究冻结圈围岩的冻胀力演化规律,开展含水围岩低温冻结作用下三维地质力学缩尺模型试验；采用环境冷气进入洞内降温的方式,模拟隧道洞口段围岩温度场分布特征；利用微型压力传感器对含水围岩在低温冻结过程中的冻胀力进行实时动态监测,以获取不同含水率和冻结圈厚度围岩下的冻胀力时空演化曲线。采用多元回归分析方法,建立围岩冻胀率、冻结圈厚度与含水率等参数的拟合计算式；据此建立平面应变状态下考虑围岩含水率和围岩比重指标的冻结圈围岩冻胀力理论解。采用热应力方法模拟冻胀力演化特征,对冻胀力的理论计算值和模型试验测试值进行对比分析,进一步验证试验方法和理论解的合理性。研究结果表明：围岩温度场呈三阶段变化特征以及类似带柄状“正勺”形状分布规律；含水围岩温度场的下降阶段呈非线性分布特征；围岩温度表现出滞后于环境温度变化的趋势。不同含水率和冻结圈厚度下的冻胀力演化规律曲线形态类似,表现为孕育-发展-稳定变化特征。冻胀力理论解与现场实测数值偏差19.7%,与数值解、试验值偏差均在0~20%之间,所提出的冻胀力理论计算方法可为围岩含水率为0~60%范围和冻结圈厚度为0~8.0 m范围冻胀力取值提供参考。研究结论可为寒区富水隧道冻结圈围岩的冻胀力设计及预测研究提供支持。     

淤泥质土-砂混合土的击实试验研究

结合井睦高速公路工程中的淤泥质土-砂混合土,通过控制含砂量与含水率双因素对重塑混合土做了一系列轻型击实试验,试验结果揭示了含砂量与含水率对该混合土压实特性的影响规律。研究表明:击实土-砂混合土的密度和干密度均随含砂量与含水率的增大呈峰值变化规律;最佳含水率随着含砂量的增大而减小;密度和干密度与含砂量和含水率之间存在着显著的非线性相关性,含砂量小于70%时,含水率影响显著,含砂量大于70%时,含砂量影响显著。     

温拌条件下沥青-潮湿集料交互作用的影响因素分析

为了探究温拌条件下沥青-潮湿集料交互作用的影响因素,针对不同的集料含水率、不同的试验温度和不同温拌剂三者的耦合作用,研究其对沥青-潮湿集料交互作用的影响及各自对沥青-潮湿集料交互作用的关联程度。试验结果表明:集料含水率对不同温拌沥青胶结料指标的影响程度不同,温拌剂种类、试验温度、集料含水率与沥青-潮湿集料交互作用能力均具有显著的相关性,相关程度从大到小依次为含水率、试验温度、温拌剂。     

山西省朔州环城高速公路粉土的CBR试验研究

以山西3种典型粉土为研究对象,通过重型击实试验,研究了击实次数、含水率、浸水条件及粉粒含量对粉土CBR的影响规律。结果表明:增大击实次数可有效增加粉土CBR,随含水率增长,粉土浸水CBR曲线呈抛物线的变化规律,而不浸水CBR曲线呈倒“S”的变化规律;随粉粒含量增大,最大浸水CBR值降低,浸水CBR受含水率的影响越大,水稳定性越差。     

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。     

温拌橡胶沥青SMA混合料水稳定性影响因素试验及灰关联分析

原材料性质、环境是影响温拌橡胶沥青SMA混合料水稳定性能重要因素。为了分析不同因素与混合料水稳定性能的关联程度及讨论单因素的变化是如何影响混合料水稳定性能的,采用冻融劈裂试验,将孤立变量法和灰关联分析法相结合,研究级配、沥青用量、空隙率、胶粉掺量及击实温度5因素对温拌橡胶沥青SMA混合料水稳定性能影响规律。试验结果表明:击实温度是影响温拌橡胶沥青SMA混合料水稳定性能最显著因素,空隙率、胶粉掺量也有较大的影响,各因素关联度按照显著性排序依次为击实温度→空隙率→胶粉掺量→沥青用量→2.36 mm通过率。     

大温差荒漠区路面拱胀及路基盐分迁移规律研究

为了探究大温差荒漠区路面拱胀与路基内部可溶性盐分毛细迁移作用之间的关系,从而进一步确定路面拱胀病害成因,首先对新疆南部地区拱胀病害典型路段进行了实地调查,通过现场开挖探坑、填料取样试验检测病害路段基层及路基内部盐的种类与含量。然后结合室内模拟试验,深入研究温度梯度和盐分梯度作用下路基填料内部水-盐迁移规律及含水量、颗粒级配、压实度等关键因素对水-盐迁移的影响,得到了各关键因素作用下水-盐迁移特点,并据此提出了阻隔路基内部水-盐迁移的方法。结果表明:拱胀病害产生原因与路基硫酸盐含量过高及道路结构层内部水-盐迁移有关;温度梯度变化对水分盐分重分布影响显著,在土基内部形成明显的“水盐补给过渡区”,而盐分梯度对水盐迁移的影响仅有温度梯度的17. 3%;初始含水量及土质类别对表层最终含盐量及含水量的迁移影响显著;初始含水量越大盐分迁移越明显,在表层集聚的含盐量越高;土体颗粒越细,水-盐迁移速度越快,盐分表聚现象越明显;压实度每增加1%,含水率减少0. 2%左右,含盐量降低约0. 06%;可选取风积沙阻隔路基内部水-盐迁移,厚度宜为40～50 cm,位置在路堤顶面以下30～50 cm。