工业废弃木质素固化改良粉土路基技术与应用研究

为研究工业废弃木质素改良粉土路基技术的可行性,通过室内无侧限抗压强度、水稳性和干湿循环试验,分析掺量（质量分数）、龄期等因素对木质素改良粉土力学特性和耐久性的影响,并与石灰改良进行对比;基于微观分析结果,阐明木质素改良土体的机理;同时开展木质素改良粉土路基填料现场试验,对改良路基土进行加州承载比、回弹弯沉值、轻型动力触探等路用性能测试和环境影响评价。研究结果表明：木质素可有效提高粉土的抗压强度和耐久性,其改良粉土的最优掺量为12%,28 d龄期养护12%掺量试样的水稳系数为0.52,经历4次干湿循环后,质量损失率低于20%,木质素改良粉土的耐久性能显著优于石灰土;木质素与粉土主要发生了水解反应、质子化反应和静电引力作用,最终形成致密稳定的土体结构;15 d龄期养护后,12%掺量木质素改良路基粉土的路用性能指标均优于8%掺量生石灰土,回弹弯沉值在1 mm以内,贯入阻力随养护龄期和贯入深度的变化可表征改良路基土的强度特征;木质素改良路基粉土的土壤质量符合二级标准,论证了木质素固化改良粉土路基技术的可行性和环境友好性。     

含赤泥土壤固化剂改良粉质黏土的路用性能研究

对含赤泥土壤固化剂(土凝岩)改良粉质黏土与水泥改良土进行对比,开展击实、标养与浸水养生后无侧限抗压强度试验,并对土凝岩改良土的水稳定性进行分析。结果表明:标准养生后,土凝岩改良土强度较水泥改良大幅度提升,28d时较水泥改良土提高了100%~150%。且随着土凝岩掺量、养生龄期的增加,抗压强度呈上升趋势。浸水养生后,水泥改良土强度较标准养生提高了10%~40%,而土凝岩改良土则下降10%~24%。但同种掺量、养生龄期情况下,土凝岩改良土还是较水泥改良土提高了0.3~1.7 MPa。土凝岩改良土强度水稳定系数随养生龄期的增加先降低后趋于稳定,且掺量越大,稳定值越大。试件吸水量随养生龄期的增长而增加,随土凝岩掺量增大而减少。     

改良盐渍土物理力学性质试验研究

盐渍土作为一种性质特殊的土体,在用作路基填料时表现出易溶陷、盐胀、腐蚀等问题。结合某铁路工程建设,采用石灰、水泥及粉煤灰对盐渍土进行改良试验研究,分析了石灰、水泥及粉煤灰掺量对改良盐渍土的击实特性及无侧限抗压强度的影响关系。结果表明:改良盐渍土的最优含水率随改良材料掺量的增加而增大;除水泥改良土的最大干密度随改良材料的增加而增大外,石灰、石灰粉煤灰、石灰水泥改良土的最大干密度均随改良材料掺量的增加而减小。改良盐渍土的无侧限抗压强度与龄期呈正相关关系。龄期一定时,因部分石灰水化和物理作用的不完全致使石灰、石灰粉煤灰及石灰水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度随改良材料掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势,而水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度则随改良材料掺量的增加而增大。     

青海地区水泥改良黄土的特性研究

通过室内试验,研究青海地区水泥改良黄土的特性。结果表明:水泥改良土的无侧限抗压强度与冻融循环次数、干湿循环次数呈负相关,与养护龄期、压实度、水泥掺量呈正相关;水泥改良土的水稳定性与水泥掺量、压实度呈正相关,并随养护龄期的增加呈现先变弱后变强的趋势。     

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%。     

高速铁路寒冷地区路基改良填料冻融性能研究

针对高速铁路寒冷地区路基改良填料，进行冻融循环后无侧限抗压强度试验，探究改良剂种类、掺量和养护龄期变化对改良填料抗冻融耐久性能的影响。结果表明：改良填料的强度随着养护龄期的延长和水泥掺量的增加而提升；粉煤灰的掺入会降低填料的强度；改良填料的冻融强度损失值呈现出指数型降低。采用冻融强度损失可以较好地评估填料在不同养护龄期下的强度变化。填料的冻结温度为-0.3℃，改良填料的冻融变形与水泥掺量呈正相关，与粉煤灰掺量呈负相关。     

水泥及压实度对重塑黄土强度影响的试验研究

为研究水泥掺量、压实度及养护龄期对重塑黄土物理力学性能的影响，通过配置不同水泥掺量的重塑黄土，开展不同压实度和养护龄期条件下的直剪和无侧限抗压强度试验。对比分析水泥掺量和压实度对重塑黄土抗压、抗剪强度的影响规律以及养护龄期对抗压强度的影响规律，采用方差分析法研究了水泥掺量和压实度对重塑黄土强度的影响，并分析了无侧限抗压试样的破坏形式。研究表明：试样龄期为7 d的黏聚力和无侧限抗压强度随水泥掺量呈先增大后减小，而内摩擦角先非线性增加后趋于稳定，水泥掺量为14%时重塑黄土的黏聚力和和无侧限抗压强度最大；黏聚力和无侧限抗压强度随压实度线性增大；无侧限抗压强度随养护龄期延长逐渐增大并趋于稳定，且与黏聚力表现出线性关系；水泥掺量和压实度均对重塑黄土强度有显著影响；无侧限抗压试样的压实度为75%时主要发生中部鼓胀破坏，压实度为90%时主要发生劈裂破坏。研究成果可为地基处理、边坡加固、人工边坡回填等工程提供参考。     

水泥改良海相沉积淤泥质软黏土无侧限抗压强度试验研究

结合渤海近海口软基处理工程，对水泥改良海相淤泥质软黏土（即水泥土）分别在不同水泥掺量、不同龄期和不同养护条件下进行室内无侧限抗压强度试验。研究结果表明:水泥土无侧限抗压强度随着养护龄期和水泥掺入比的增加而增加；无侧限抗压强度增长速率随着养护龄期的增大而减小；标准养护条件下的水泥土无侧限抗压强度略低于自然养护条件的强度。     

改良滨海盐渍土路基填料试验研究与工程应用

针对罗伯茨国际机场盐渍土路基溶陷、盐胀、腐蚀等病害,开展不同石灰、粉煤灰掺量下盐渍土的击实、CBR及无侧限抗压强度试验研究。结果表明:石灰掺量一定时,改良盐渍土的最佳含水率随粉煤灰掺量的增加而升高,最大干密度随粉煤灰掺量的增加而减小;改良盐渍土无龄期下CBR均在31%以上,7 d龄期下CBR均高于45%,石灰掺量大于6%时,盐渍土的CBR值不升反降;盐渍土的无侧限抗压强度随龄期不断增长,粉煤灰会抑制盐渍土的早期强度,而提升盐渍土的最终强度;经工程应用验证,采用石灰、粉煤灰改良盐渍土路基切实可行。     

改良红砂土力学性能影响因素试验研究

通过无侧限抗压强度试验、CBR试验系统地研究了固化剂掺量、养护龄期,土的含水率、压实度和崩解程度等因素对改良红砂土力学性能的影响。试验结果表明:4%掺量的石灰改良土3d、7d和28d龄期的强度分别为0.61MPa、0.71MPa和1.09MPa,呈现前期低后期持续增长的趋势;随含水率的提高,改良土CBR值先上升后下降,在最优含水率附近达到峰值117%;随着压实度的提高,改良土强度逐渐变大,且压实度越高,强度变化率越大;红砂岩崩解的越充分,土颗粒粒径越小,改良红砂土的强度则越高,力学性能表现越良好。     

海泡石纤维固化盐渍土的强度试验研究

盐渍土为细颗粒的特殊土,易使路基路面产生溶陷、膨胀和腐蚀等病害,充分利用盐渍土作为路基填料成为沿海地区道路工程建设中的重要问题之一。利用海泡石纤维对盐渍土进行固化试验研究,分析了固化材料掺量、养护龄期、盐渍土含盐量及含水率对固化盐渍土强度的影响,并利用扫描电镜试验对固化盐渍土的机理进行了初步探讨。试验结果表明:0.8%~1.2%海泡石纤维固化盐渍土的强度符合规范要求。施工时尽量采用低含盐量的盐渍土,施工含水率应控制在略高于最佳含水率5%范围内。经海泡石纤维固化后的盐渍土,海泡石纤维缠绕填充在土体孔隙中,使得土体更加密实。     

水泥基粉煤灰粉土气泡混合轻质土性能研究

以粉煤灰和粉土部分替代水泥制备气泡混合轻质土，研究水固比、引气剂掺量、粉土掺量、养护龄期及养护条件对无侧限抗压强度影响和轻质土抗干湿循环性能。结果表明:降低水固比能够增大抗压强度；湿密度由 1 000 kg/m3增大至1 200 kg/m3，28天抗压强度提高了37 %；随着粉土掺量增大，抗压强度降低；提高养护温度可提高早期抗压强度；制备的轻质土抗干湿循环性能较好。     

复合固化剂固化淤泥力学特性及微观机制

我国每年因工程施工会产生大量的废弃淤泥，传统的堆砌抛填处理方式，不仅侵占土地且容易造成二次污染。通过加入固化剂将废弃淤泥转化为可用于填筑的工程材料是目前比较好的一种处理方式。但常用的淤泥固化剂水稳定性差，对高含水率淤泥固化效果不佳，无法广泛应用。本文在前人研究的基础上，通过贯入度试验、无侧限抗压试验等一系列试验，对几种常用的固化剂掺合料进行筛选，从而制作了一种对高含水率淤泥具有快速固化效果的固化剂并确定了其最优掺量。对固化淤泥的力学特性研究，表明该固化剂性能优异，养护七天后，固化土的CBR值和强度均符合工程规范要求。结合电镜扫描图，分析固化淤泥的微观特征，发现该固化剂的固化效果来源于钙化聚酸的水化形成的链状结构，在碱性条件下与淤泥颗粒以及矿物离子发生的聚合作用。     

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。     

滨海软土水泥土强度特性试验研究

分析了软土的工程特征,并就两种典型软土——淤泥和淤泥质黏土进行了水泥土配方试验,分析了固化龄期、水泥掺量、粉喷与浆喷形式、软土本身性质对水泥土强度的影响。研究发现:①水泥土强度随着固化龄期的增长而逐渐提高,前28 d强度增长较快,约占90 d强度的66%~78%,28 d后增长趋缓;强度与龄期的关系可表示成对数关系。②水泥土强度随水泥掺量的增加而增大,两者近似呈线性关系,斜率在0.07~0.10之间。③粉喷水泥土强度比浆喷的要高12%~36%。最后基于试验结果设计了水泥搅拌桩复合地基。     

水泥改良全风化花岗岩路基填料水稳定性研究

以川南某高速公路工程为依托,采用振动压实法成型水泥改良全风化花岗岩路基填料试件,研究压实度、水泥剂量及养生龄期对全风化花岗岩填料水稳定性影响规律。结果表明:全风化花岗岩渗透系数和崩解量随压实度提高逐渐降低,当压实度≥96.0 %,渗透系数趋于稳定,压实度提高1.0 %,崩解量约降低8.6 %;掺入水泥后水稳定性显著提高,水泥改良全风化花岗岩与全风化花岗岩试件崩解量比值在4.2以上,当水泥剂量≥4.0 %,改良后渗透系数、崩解量随压实度增大呈线性趋势降低,渗透系数、崩解量降低速率分别为6.3 %、6.4 %;改良后龄期前14天水稳系数增长较快,28天后曲线较平缓,水泥剂量增加1 %,7、28天水稳系数约分别增加10.5 %、9.5 %以上。     

高液限黏土工程特性及改良试验研究

以浙江高速公路沿线天然高液限土为研究对象,分析其路用性能及不同含水率下石灰、水泥掺量的改良效果.结果 表明:当含水率较低时,增大击实功,压实度显著提高,而含水率超过最优含水率后影响不明显;土体在未浸水情况下CBR值较高,CBR值随含水率的增大呈递减趋势,浸水后强度明显降低;掺石灰与水泥后击实曲线明显变缓,使得改良土具有...     

赤泥-粉煤灰改良高含水率粉质土试验研究

以安徽五里河高速公路#13取土场高含水率粉质土为研究对象,采用赤泥、粉煤灰为新型固化剂对其进行固化改良。通过室内试验测试改良土强度、黏聚力和内摩擦角,初步确定固化剂中赤泥与粉煤灰混合比例;通过现场改良土填筑路基试验,测试改良土的含水率、最大干密度、无侧限抗压强度、压实度等指标,综合确定最终固化剂最优掺入比,并确定路基合理碾压次数。结果表明:室内试验测得的固化剂中赤泥与粉煤灰的最优比例关系为1.2∶1;现场试验中,固化改良土在5天内含水率显著降低,固化剂掺入比达6 %后对于原状土含水率降低速率贡献并不明显;随固化剂掺入比的增加,现场试验中的改良土无侧限抗压强度显著增加,路基碾压成型效果较好,但固化剂掺入比超过6 %后强度提升幅度不大;因此,确定固化剂掺入比6 %为最优,同时确定改良粉质土碾压5次为宜。