风化砂改良膨胀土强度特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程,风化砂改良膨胀土路基施工项目,对掺入不同比例风化砂的膨胀土进行了直剪试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验和回弹模量试验,探讨不同掺砂比例对强度指标的影响及其变化规律.试验研究结果表明,掺砂能改善膨胀土的力学强度性能,掺砂之后的膨胀土的强度指标可以达到路基材料的要求;掺砂对内摩擦角的影响较小,对CBR值的影响较大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量随着掺砂比例的改变而改变;随着掺砂比例增大,内摩擦角增大,CBR值增大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量先增大后减小;随着掺砂量的增加,内摩擦角增大的趋势先快后慢,CBR值和黏聚力的变化趋势出现波动,无侧限抗压强度和回弹模量的变化趋势由快逐渐趋于平稳.     

初始干密度、含水率对无荷膨胀率影响试验

为了研究娄益高速路基膨胀土的初始干密度、含水率与无荷膨胀率之间的关系,进行了膨胀土的室内无荷膨胀率试验。结果表明:在初始含水率一定时,娄益高速路基膨胀土的无荷膨胀率会随干密度的增大而增大;在干密度一定时,无荷膨胀率随含水率的增大而减小。根据结果建立了娄益高速路基膨胀土的无荷膨胀模型和时间函数模型,并给出了针对娄益高速路基膨胀土的模型参数。     

高速公路改良风化砂-红黏土路基填料永久变形试验研究

为提高风化砂-红黏土地区路基在车辆荷载作用下的稳定性和耐久性，研究了掺砂比、初始干密度和循环荷载对改良风化砂-红黏土永久变形行为的综合效应，并通过室内三轴永久变形试验分析了这些因素对变形特性的影响。试验结果表明：1)在初始干密度一定的情况下，随掺砂比的增加，永久变形终值先减小后增大，在掺砂比为10%时达到最小值；2)在一定掺砂比下，随初始干密度的增大，最终永久变形终值也增大；3)当掺砂比和初始干密度一定时，土体的永久变形值与循环荷载次数呈对数关系。在此试验结果基础上，建立了综合考虑掺砂比、初始干密度和循环荷载效应的改良风化砂-红粘土永久变形预测模型，并对其进行了鲁棒性验证。鲁棒性验证结果表明，所建模型具有较高的准确性与适用性，可应用于路基工程路基填料永久变形量的预测。     

橡胶红黏土路用性能研究

为了探究废旧轮胎橡胶颗粒与红黏土混合土作为路基填料的可行性,选择不同粒径(10目、20目、60目)不同含量的橡胶粉(0%、2%、4%、6%、8%和10%)掺入红黏土中,通过室内试验研究混合土的液塑限、击实特性、膨胀率和CBR值变化关系,探讨橡胶红黏土的路用性能和机理。结果表明:混合土液限和塑性指数随橡胶粉掺量的增大而降低,但仍大于50%和26,不能直接用作路基填料。最优含水率和最大干密度随橡胶粉掺量的增大而减小,呈一元二次函数关系,且三者间呈二元二次函数关系。膨胀率随橡胶粉掺量的增大而减小,橡胶目数越大,土体膨胀量越小。橡胶红黏土CBR随橡胶粉掺量的增大总体上减小,基本呈一元三次函数关系。红黏土中掺入橡胶粉,改良效果不佳,但可抑制土体的膨胀量。     

合安高速公路膨胀土掺石灰试验研究

在穿越膨胀土地区的高速公路路基修筑工程中,通常采用统一的掺灰率进行膨胀土性质改良。由于膨胀土工程性质的差别,采用相同的掺灰率处理是不合理的。文章对合安高速公路沿线肥西、庐江和桐城三地区膨胀土进行掺石灰试验研究,探讨掺石灰对膨胀土的胀缩性与强度的影响规律。试验研究结果表明:在膨胀土中掺入一定量的石灰可有效降低膨胀土的胀缩性;土体的最佳含水量随掺灰率的增大而增大,而其最大干密度则随掺灰率的增大而减小;土体的无侧限抗压强度随掺灰率的增加先增大,当达到峰值后,随掺灰率的继续增加而降低,存在一个最佳掺灰率点,肥西、庐江和桐城三地区膨胀土的最佳掺灰率分别为8%、8%和6%。文章最后从膨胀土地质成因角度分析了肥西、庐江与桐城三地区膨胀土工程性质差异的原因,为膨胀土研究提供了新的方法和思路。     

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。     

膨润土-砂混合料膨胀特性的试验研究

利用自制的岩土三向膨胀力测量仪，采用不同干密度、掺砂率对膨润土-砂混合料膨胀特性进行试验。研究结果表明:膨润土-砂混合料的膨胀力随掺砂率的增加而减小，随干密度的增大而增加；在已知掺砂率下，当干密度大于1.7 g/cm3 以后，膨胀力随干密度增加明显；通过砂骨架孔隙比，可以确定不同掺砂率下混合料砂骨架形成时所对应的起偏应力，进而可以计算得到合理的临界掺砂率。     

木质素改良低液限粉土相关性能试验研究

对济南地区黄河冲积低液限粉土进行改良试验，研究以木质素作为固化剂对该地区粉土的改良效果。结果表明:木质素的掺入能减小土体空隙，与素土相比，木质素改良土的最大干密度增大，而最优含水率减小。木质素掺量和养护龄期对改良土的无侧限抗压强度UCS影响明显，木质素掺量在0%～16%时，UCS值随木质素掺量的增加而增大；UCS值随养护龄期的增加而增大，前7天的强度增长明显。将不同掺量的木质素改良土进行水稳性试验，发现木质素掺量为12%的改良土水稳性能最佳。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

细粒土液化对土石混合料剪切波速的影响研究

设计室内大型振动击实仪,对砂土、含砂粉土、低液限黏性土3种土样的纯土试件和土石混合试件进行了不同含水量、不同含石量情况下试件剪切波速对比试验.建立细粒土随含水率增大至液化过程中,细粒土干密度与剪切波速相关模型.研究不同含水率细粒土对同性质土体土石混填料剪切波速的影响规律.结果表明:干密度一定时,细粒土剪切波速随含水率的增大而减小.含水率相同,当含水率较小时,细粒土剪切波速随干密度的增大而增大,混合料剪切波速增大;当含水率较大且趋于液化时,细粒土剪切波速随干密度增大呈凸形类抛物线变化,混合料剪切波速变化趋势一致,但转折点略滞后于细粒土.含水率引发的混合料剪切波速变化随含石量增大而减小.研究结果将为土石混合料压实质量剪切波速测试分析技术提供依据.     

细粒土液化对土石混合料剪切波速的影响研究

设计室内大型振动击实仪,对砂土、含砂粉土、低液限黏性土3种土样的纯土试件和土石混合试件进行了不同含水量、不同含石量情况下试件剪切波速对比试验。建立细粒土随含水率增大至液化过程中,细粒土干密度与剪切波速相关模型。研究不同含水率细粒土对同性质土体土石混填料剪切波速的影响规律。结果表明：干密度一定时,细粒土剪切波速随含水率的增大而减小。含水率相同,当含水率较小时,细粒土剪切波速随干密度的增大而增大,混合料剪切波速增大;当含水率较大且趋于液化时,细粒土剪切波速随干密度增大呈凸形类抛物线变化,混合料剪切波速变化趋势一致,但转折点略滞后于细粒土。含水率引发的混合料剪切波速变化随含石量增大而减小。研究结果将为土石混合料压实质量剪切波速测试分析技术提供依据。     

干湿循环下石灰改良膨胀土特性研究

为研究干湿循环下石灰改良膨胀土特性，进行了击实试验、自由膨胀率试验、裂隙发育试验及固结快剪试验。结果表明:随石灰含量增加改良膨胀土自由膨胀率显著降低，干湿循环条件下，石灰掺量为3 %时出现细微裂隙且表面脱落，5 %时未出现可见裂隙，表面局部脱落，7 %时未产生明显裂隙；内摩擦角和黏聚力随石灰含量增加而增大，干湿循环过程中内摩擦角基本保持不变，而黏聚力在第一次干湿循环后降低35 %，后续基本保持不变，根据现场施工和经济性，建议石灰掺量宜选5 %。     

掺铸造废砂沥青混合料路用性能研究

该文以降低铸造废砂堆放对环境产生的负面影响为出发点,将铸造废砂按不同比例等质量代替0~5mm集料掺加到沥青混合料中,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,研究了铸造废砂不同掺量下AC-13沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性变化情况。结果表明:随着铸造废砂掺量的增加,沥青用量逐渐增大;高温稳定性随铸造废砂掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,铸造废砂掺量为10%时达到最大,但总体的动稳定度次数变化较小;低温抗裂性呈现先增加后降低的趋势,铸造废砂掺量为10%时达到最大;水稳定性随着铸造废砂掺量的增大而逐渐降低。     

工业废渣复合材料稳定膨胀土应用研究

为了验证工业废渣复合材料对于膨胀土的稳定处理效果，通过化学组分分析，明确稳定膨胀土作用机理，采用击实试验、膨胀率试验和CBR试验，分析不同掺量稳定膨胀土的击实、膨胀和强度特性变化规律，按照膨胀率和CBR双控原则，确定稳定膨胀土最佳掺量为4.5%，并与相同掺量石灰稳定膨胀土性能进行对比。试验结果表明:随着工业废渣复合材料掺量增加，稳定膨胀土的膨胀率逐渐减小，CBR值逐渐增大。相同掺量下，工业废渣复合材料稳定膨胀土的CBR值高于石灰稳定土，能够满足膨胀土路基稳定处理要求，可以替代石灰用于膨胀土稳定处理。     

建筑垃圾在公路路基中的再生应用研究

对建筑垃圾经过加工筛分后,设计了不同掺量及不同砖砼比例的建筑垃圾再生填料配合比,通过标准击实试验及承载比试验,对建筑垃圾作为路基填料的性能开展研究。结果表明:当建筑垃圾掺量一定时,随着建筑垃圾中砖砼比例的降低,再生路基填料的最大干密度不断增大、最佳含水率不断减小、CBR值不断增大;当建筑垃圾的砖砼比例一定时,随着建筑垃圾掺量的增加,再生路基填料的最大干密度先增大后降低、CBR值先增大后减小。当砖砼比例为1∶2,建筑垃圾掺量为40. 5%时;再生路基填料干密度最大;对应的最大干密度为2. 02 g/cm~3;建筑垃圾掺量为29. 6%时再生路基填料CBR值最大,对应的CBR值为45. 5%。当建筑垃圾掺量为30%～40%时,再生路基填料的干密度及CBE值均较大,再生填料密实度高,可以用于公路路基。     

用于地基处理的生石灰密实块体膨胀性能的试验研究

研究了生石灰密实块体的膨胀性能,提出了通过植入膨胀材料挤密土体减小孔隙率来消除路基差异沉降的新的地基处理方法。试验研究结果表明:生石灰遇水立即反应、膨胀,过程可分为明显的前(较快)和后(较慢)两个阶段;增大成型压力和提高外加剂掺量都可以提高总膨胀率(膨胀量/初始体积);提高外加剂掺量可有效降低膨胀速率;工作压力增加,总膨胀率和膨胀速率均减小。当工作压力为400 k Pa时,生石灰密实块体的总膨胀率最大可达155%,膨胀过程时长可延至69小时以上。     

磷尾矿—EPS玄武岩纤维改良膨胀土试验研究

以安徽某公路工程膨胀土为研究对象,在保持含水率和干密度不变的情况下,依次将磷尾矿、EPS颗粒、玄武岩纤维按不同比例掺入膨胀土中,基于最佳掺量进行改良土试验,试验结果表明:适量磷尾矿改良膨胀土能有效降低膨胀土的膨胀率,提高膨胀土的抗压强度和剪切强度,掺量为7. 5%时效果最佳。同时对抗剪强度指标分析,粘聚力与掺量成线性关系,内摩擦角与掺量成二次多项式关系; EPS能抑制膨胀土的膨胀性,但会降低膨胀土的抗压强度和延性,掺量为20%最佳;玄武岩纤维对复合改性土抗压强度贡献很小,但能增强其延性;最终得到磷尾矿、EPS和玄武岩纤维最佳掺量分别为7. 5%,20%,0. 4%。     

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。     

滨海区盐渍土击实试验及溶陷特性改良研究

以河北沧州地区盐渍土为对象，研究无机改良材料生石灰、粉煤灰及水泥不同掺量配合比下改良盐渍土的击实及溶陷特性。结果表明:单掺生石灰时，掺量增加，氯盐盐渍土最优含水率增大，溶陷性减弱，当掺量超过8 %，对最优含水率的影响变小；在双掺生石灰和粉煤灰时，掺量增加，最优含水率增长率降低，最大干密度减小，生石灰掺量2 %～8 %时，溶陷性随掺量的增加而减弱，当生石灰掺量超过8 %时，溶陷性开始增大；在三掺条件下，最大干密度得到显著提升，溶陷性也有一定的减弱，当生石灰、粉煤灰和水泥掺量分别为3 %、3 %、4 %时，改良效果最佳。     

玄武岩纤维改善膨胀土性能试验研究

本文介绍了试验的原材料性质和试验方案,并阐述了玄武岩改善膨胀土的机理;通过对经过玄武岩改良后的膨胀土进行室内试验,研究不同玄武岩纤维掺量和不同养生期对改良膨胀土的胀缩及强度的变化影响规律,从而为公路建设提供参考。结果表明,玄武岩纤维改善膨胀土的无荷膨胀量及膨胀力都随纤维掺量及养生龄期的增加而减小;一定掺量范围内,抗剪和抗压强度均随纤维掺量的增加而增加,超过范围后又有所降低;玄武岩纤维最佳掺量为0.3%,膨胀土的最佳养护期为14d。