贵州高含水率高液限黏土压实控制方法研究

为了验证研究贵州湿润多雨地区高液限黏土路基压实控制方法,对贵州省凯羊（凯里至羊甲）高速公路高含水率高液限黏土开展湿法重型击实、CBR强度、土的基本物理性质、固结试验、热重分析试验及试验路段试验,并分析凯羊高速公路高液限黏土的路用性能。研究结果表明：高液限黏土并不是击实功越大越好,过大的击实功反而降低了其CBR强度;土体的压缩系数随含水率的增大而增大,但在高含水率状态下其压缩系数都能满足规范要求;贵州凯羊高速公路高液限黏土的干密度在压实过程中会出现峰值,达到峰值之后继续碾压压实度不升反降;该文从吸附结合水可归为高液限土中固相一部分的角度计算凯羊高速公路高液限黏土的压实度控制标准,其结果与凯羊高速公路建设中实际提出的压实控制标准一致,验证了压实度标准的实用性和合理性。     

细粒土路基平衡密度状态分析

为掌握细粒土路基的平衡密度状态及其变化原因，统计分析9条高速公路路床顶部的压实度和含水率检测资料，对3条黄泛区高速公路路基的压实度、含水率以及1条高速公路的路基模量进行全断面深度检测，并开展非饱和细粒土的湿化试验和弹性恢复试验。现场实测发现：在役路基除了实测含水率较最佳含水率有0~13.8%的增加外，相应的压实度出现了0~10%的线性衰减；其中，路床区、上路堤以及受水位波动影响较大的路基底部的压实度降低十分明显，而下路堤上部区域压实度基本维持不变甚至有所增大；路基压实度的变化与土的含水率密切相关。非饱和土三轴试验结果表明：土体湿化过程中，吸水导致体积膨胀和压实度衰减；当路床土吸湿至平衡湿度（含水率为18%）时，土体压实度降低5.07%。弹性恢复试验结果表明：压实路基土因变形恢复导致路基密度衰减；低含水率、高压实度和低上覆荷载条件下的弹性恢复较大，压实路床土弹性恢复导致的压实度降低值最大为0.5%；综合湿化和弹性恢复结果来看，两者占黄泛区路床区压实度衰减总量（约7%）的79.6%；此外，路基剪切模量的原位实测值较相同物理状态下的室内重塑土结果平均高出了60.64%，表明运营多年的高速公路路基土具有一定的结构性。因此，既有路基的评价应该同时考虑路基湿度增加、密度降低以及土体结构性等综合因素。     

压实度和含水量对于压实黄土力学特性的影响

通过压实黄土的室内回弹模量试验、湿陷试验、动三轴试验和抗剪强度试验,分析了压实度和含水量对压实黄土的静态回弹模量、附加压缩变形、动模量、动阻尼比和抗剪强度力学性质的影响。试验发现,在常用的95%的压实度基础上继续提高压实度对于提高压实黄土的回弹模量和抗剪强度仍然很有效;当压实度达到90%以后,压实黄土浸水以后产生的附加压缩变形基本可以消除。试验结果为黄土地区路基压实标准确定以及回弹模量、抗剪强度等取值提供了依据。     

云南蒙自红黏土的强度和压实特性研究

云南省境内分布着大量的红黏土,这些具有特殊性质的高液限土,需进行试验研究,才能确定是否能用作高速公路工程的路基填料。通过现场取样的详细室内试验,对云南蒙自红黏土的含水率、压实度与CBR、密实度、膨胀量、回弹模量的关系进行分析。结果表明:云南蒙自红黏土在含水率22.5%~24.5%之间,能满足《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)规定的最小强度、压实度和水稳性要求。     

砂性土填料压缩特性试验研究

压缩模量是评价土体压缩特性和计算沉降量的重要指标,该指标与土体含水率、压实度等有密切关系。为此,以厦蓉高速漳州段高填方路堤工程为背景,通过室内快速压缩试验,对不同含水率、不同压实度下砂性土填料的压缩特性进行研究。结果表明:砂性土填料的压缩模量随压实度的增大而显著增大,随含水率的增大呈先减小后增大的趋势。究其原因,在高含水率条件下,受孔隙水压的影响,采用快速压缩试验测得的压缩模量偏大,对于高含水率的路堤填料,采用标准压缩试验,才能准确测定其压缩模量。     

高液限红粘土高填方路堤稳定性及变形特性研究

雅杜高速项目沿线地形起伏较大,高填方路堤占比较大,受到路基填料和建设资金限制,高填方路堤采用红土砾料和未经处治的高液限红黏土直接填筑。采用FLAC3D基于强度折减法原理对雅杜高速典型高填方路堤建立数值分析模型,进行路堤稳定性及变形研究,验证高液限红黏土填筑厚度以及压实度标准降低对高填方路堤的稳定性和变形产生的影响。结果表明,高填方路堤拉应力区、塑性区和潜在滑动面主要分布在高液限红黏土填筑区域,影响路堤的稳定性,提高压实度可以增强高液限红黏土颗粒之间的摩擦、咬合和分子引力,从而提高土体的密实度和强度,提高高填方路堤稳定性。高填方路堤初期沉降变形主要来源于高液限红黏土填筑区域,红土砾料初期沉降变形相对较小,适当加大红土砾料填筑厚度可以有减小高填方路堤沉降变形。     

青藏铁路西格段路基土体冻胀试验研究

以青藏铁路西格段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、水分、盐分、压实度4个因素,进行室内冻胀试验,测试不同温度下路基土体的冻胀率,分析不同含盐量、含水率、压实度和温度下的冻胀试验数据。结果表明:对于不同压实度和含盐量的试样,冻胀率随含水率增加逐渐增大;随着含盐量的增加,土体的起胀温度逐渐降低,土体的冰点也随之降低;含盐量低于1.0%时,随着压实度的增加土体冻胀率呈增大趋势,含盐量为2.0%时,土体冻胀率不随压实度的变化而变化,进一步增大含盐量时,土体的冻胀率随压实度的增加     

高液限土路堤填筑压实标准研究

针对高液限土填筑时质量难以达到规范要求的问题,以实际高液限土直接填筑路基工程为例,通过现场碾压试验、弯沉和沉降监测,分析了高液限土直接填筑路基的压实标准。研究表明:高液限土密实度与CBR强度曲线相分离,高液限土应在最大强度含水率时碾压,以84%作为该条高速公路高液限土的压实标准;在高液限土填筑前应加强对其特殊路用特性的认识,树立以提高和确保高液限土路基的长期稳定强度(CBR值)和稳定性为目标的填筑理念,高液限土具体的压实度标准需通过试验路和室内试验联合确定。这些研究成果可以为高液限土直接用于路基填筑提供技术支撑。     

高液限黏土动态回弹模量试验研究

高液限黏土具有天然含水率高、孔隙比大及结构性强等特点,属于特殊路基填料。为了获得高液限黏土的动态回弹性能,利用动三轴试验研究了高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其规律,分析了动态回弹模量对偏应力、侧应力、体应力的依赖关系。研究表明,动态回弹模量随压实度和围压应力的增大而增大,而随循环偏应力的增大而减小。动态回弹模量受含水量影响较大,并在最佳含水量附近达最大值。试验结果为确定高液限黏土路基填筑含水量和压实度控制指标提供了依据。     

高含水率黏土质砾路基填料路用特性试验研究

以贵州湿热地区都安高速公路沿线的高含水率黏土质砾为研究对象,为揭示其作为路基填料的典型路用特性,对其天然含水率、液塑限、颗粒级配、最大干密度、最佳含水率、加州承载比进行了系统的室内试验。结果表明,黏土质砾具有高天然含水率、高液限、高塑限、高塑性、较高强度和较低压实度的特点;试验方法对击实试验、CBR试验结果影响小;CBR值与含水率呈线性负相关;最佳含水率下的CBR值与击实功呈线性正相关;当含水率高于35%时,击实功对CBR值影响较小。黏土质砾可直接用作高速公路下路堤填料。     

冲击压实在填石路堤中的应用

在调查分析高速公路填石路堤产生沉降变形原因基础上，改进压实工艺，增加碾压功能，提高填石路堤的压实度，采用高能量冲击压实机碾压路基，能有效地提高路基整体强度，解决填石路堤的工后沉降变形问题。     

水泥改良高液限土工程特性试验研究

针对高液限土含水率大、饱和度高、力学性能复杂等特点,通过室内试验研究了不同水泥剂量、含水率以及压实度条件下的水泥改良高液限土的工程特性。结果表明,合理的水泥含量及压实度的改良土无侧限抗压强度和水稳定性系数大;浸水作用会大幅度降低改良土的CBR值,压实度越低,浸水后越容易发生松散破坏,强度越低;合理的水泥用量、含水率以及压实度等能够有效提高改良土的回弹模量,改善路基抗变形能力和强度性能。     

考虑吸附结合水影响的高液限土路基压实度控制标准

为了确定用高液限土直接填筑高速公路下路堤时压实度控制的下限值，选取海南高液限土，并以长沙黏土质砂为对比样，开展基本物理性质、电镜扫描、重型湿法击实、浸水CBR和非饱和固结试验；利用容量瓶法测定土样的吸附结合水含量；分析吸附结合水对高液限土击实特性、强度、水稳性和压缩性的影响；将吸附结合水视为土中固相的一部分，提出并论证高液限土压实度控制下限值计算式。研究结果表明：海南高液限土含有大量微孔隙和叠片状结构的黏土矿物，吸附结合水的能力远强于黏土质砂；吸附结合水含量与塑限密切相关，约为塑限的85.3%；吸附结合水作用使高液限土相对黏土质砂而言最佳含水率偏高，最大干密度偏低；当初始含水率低于吸附结合水含量时，高液限土CBR试件浸水后的膨胀量显著增大；吸附结合水对高液限土在高含水率状态下仍能保持一定CBR强度和低压缩性起到了积极作用，并可在路基运营期内始终保持稳定；采用高含水率的高液限土填筑下路堤时，其压实度控制下限值并非定值，而是与其吸附结合水含量和最佳含水率相关，前者越大于后者，压实度控制下限值越低。研究成果可为高液限土路基设计与施工及相关技术标准的制修订提供参考。     

高液限黏土改扩建路基安全性能数值模拟分析

高液限黏土路基改扩建工程中,新老路基差异沉降是影响路基强度及稳定性的主要因素。文中结合液塑性试验及室内击实试验,利用GeoStudio软件对高液限黏土改扩建路基进行数值模拟,分析高液限黏土路基的强度及稳定性。结果表明,分层填筑时,地基最大沉降发生在新路堤形心处,且高液限黏土路基沉降比一般路基的大;不同高度路堤施工完成后,地基最大沉降始终发生在新路堤形心处,填土高度越高,路基的安全系数越小,且高液限黏土路基上边坡的安全系数比一般路基的小。     

压实度及含水率对路基回弹模量影响规律研究

以湖南省某高速公路路基红黏土为研究对象,采用静压成型方法制作不同压实度、含水率的标准试件,采用室内承载板法进行路基回弹模量测试,分析了压实度及含水率对路基回弹模量的影响规律。研究表明,路基回弹模量随路基压实度的降低而降低,随含水率的增加而降低;随着压实度的增加,路基回弹模量增加幅度逐渐降低;而随着含水率的升高,路基回弹模量降低幅度呈先减小后增大的趋势;路基含水率对路基回弹模量的影响比路基压实度对路基回弹模量的影响大,压实度一定时,含水率每增加2%,路基回弹模量降低10~15 MPa;含水率一定时,路基压实度每降低2%,路基回弹模量降低3~7 MPa。     

增大击实功的路基压实试验研究

压实度是路基填筑时控制路基强度和稳定性的关键指标。通过室内试验研究了击实功对路基压实度的影响：结果表明增大击实功，路基土的最大干密度和7d无侧限抗压强度都有显著提高，抗压强度最大增幅达到50％左右。因此增加路基土的密实度，可以明显地提高路基土的强度，延长路基的使用寿命。还通过现场试验研究了压实机具和碾压遍数对压实度的影响，并采用便携式落锤弯沉仪（PFWD）对压实后的路基强度进行检测。结果表明随碾压遍数的增加，压实度存在一定的增大趋势，但对不同材料的路基应选用不同的机具组合、碾压遍数等，以保证压实效果最佳。总之，由于目前重型压实机械的普遍使用，为更好地控制压实质量，适当提高路基压实标准势在必行。     

粉煤灰路基强度特性影响因素分析与研究

山区高等级公路路堤填筑需要大量土石,如果利用粉煤灰填筑,可实现减轻路堤自重、大量消耗工业固体废弃物的目的.为保证粉煤灰路堤具有规定的强度,有必要分析粉煤灰路堤的强度影响因素,为粉煤灰高填方路堤设计、施工提供技术指导.该文采用相关室内、外试验分析了压实度、含水率对粉煤灰及其粉煤灰路堤各强度指标的影响.研究结果表明,压实度和含水率对路基强度影响显著.为保证路基强度,必须在施工过程中提高压实度,并保证粉煤灰路堤具有良好的排水措施和效果.     

山碴石路基填筑压实试验研究

以皖北地区山碴石为对象，结合实际工程对山碴石路基压实施工工艺进行研究。通过室内重型击实试验，得到山碴石的最佳含水率为6.1%，并据此进行山碴石路基试验段的铺筑碾压试验。应用压实沉降差法得到的路基各检测点碾压前后的沉降差值，根据沉降差检测评定方法，检测点的不合格率不大于5%，表明山碴石路堤通过改善施工工艺，其压实度能满足技术要求。     

贵州瓮开高速公路红黏土路堤施工参数研究

贵州瓮开高速公路沿线广泛分布着高液限红黏土,具有高天然含水率、高细颗粒含量的特点。沿线红黏土要达到设计、施工规范要求的压实度较为困难。为此结合该公路建设,通过试验研究明确了其路用特性,开展了现场路基碾压试验。试验结果表明,红黏土松铺厚度宜控制在30cm以内,土体的碾压含水率不宜高于最佳含水率8个百分点,采用静压或静压与弱振相结合的方式碾压2～3遍,现场碾压效果较好。     

压实度对高液限黏土路堤稳定性的影响

在宁德京台高速公路A3合同段K78+700试验研究的基础上,选取典型断面利用GeoStudio有限元软件,对高液限黏土路堤的填筑进行数值模拟,分析路堤边坡在竣工期和沉降稳定期的稳定性,探讨路堤填筑过程中压实度的变化与路堤稳定性的关系。结果表明:高液限黏土的初始压实度对路堤边坡稳定性的影响与填土强度、填筑过程中孔隙水压力的消散程度、土体密实度改变等因素有关。竣工时路堤稳定性随压实度增量的增大呈现阶段性的线性增长;沉降稳定阶段路堤稳定性随压实度增量的增大略微增大。