掺砂对于湖区路基黏土工程性质的影响研究

湖南省洞庭湖地区广泛分布着高压缩性的黏土,通常被视为路基不良填料,为了获取该类填料物理改良的依据,该文选取了洞庭湖地区具有代表性的两种黏土,分别对其掺入了5%～15%的细砂、中砂和粗砂而形成了多组改良土,随后对改良土进行了界限含水率试验、击实试验以及加州承载比试验,并根据工程性质的变化和经济成本,得出了适应于该地区黏土的改良方案。研究结果表明:掺砂可以有效降低黏土的液限和塑性指数,但掺砂量和掺砂种类对上述两项指标影响不大;此外,掺细砂对承载比提高的效果最为明显,而且相应的细砂改良土最优含水率较高,意味着进行压实前的翻晒周期相对较短。     

寒区改良盐渍土路基边坡稳定性分析

选取寒区路基边坡盐渍土，加入不同掺量以及不同材料掺入比的改良剂对其进行改良，制成试件后做直剪试验，然后利用Geo-studio软件中的极限平衡分析法对土样试件建模求解，得到路基边坡的安全系数，并分析不同掺量以及不同掺入比下改良盐渍土对路基边坡稳定性的影响规律。研究结果表明：改良后的盐渍土有利于路基边坡的填筑；在改良剂中掺入石灰、粉煤灰以及水泥后，路基边坡稳定性有所提高，其石灰的掺入比越大路基边坡越稳定。     

新建西宁南绕城高速公路砂砾改良盐渍土的性能研究

新建西宁南绕城高速公路盐渍土分布广泛,路基开挖数量巨大,弃方较多,设计考虑将部分盐渍土进行改良,以作为路基填料。通过对盐渍土和砂砾按不同的配合比进行物理改良研究,改变其级配,促进骨架结构的形成,同时间接减少其含盐量,提高其路用性能。研究结果表明:采用盐渍土∶砂砾为1∶1(体积比)时,其路用性能(回弹模量和承载比)都能满足规范和设计的要求。     

含黏粒风积沙路用性能研究

为解决含黏粒风积沙作为沙漠边缘及绿洲区公路建设中常用筑路材料的应用受限问题，依托新疆G0612若羌至民丰沙漠高速公路工程项目，通过开展筛分试验、承载比(CBR)试验以及回弹模量试验，分析了不同黏粒含量对风积沙工程特性的影响。试验结果表明：1)随着黏粒含量不断增加，颗粒粒径差距逐渐增大，不均匀系数逐渐增大，风积沙颗粒级配逐渐转为良好；2)随着黏粒含量的增加，风积沙的CBR值逐渐提高，可满足高速公路路基承载比规定；3)随着黏粒含量的增加，风积沙的回弹模量逐渐升高，当风积沙中黏粒含量不小于8%时，可满足极重交通荷载路基顶面的回弹模量规定；4)不同黏粒含量风积沙路用性能试验给出了不同黏粒含量风积沙路基结构分类应用推荐表。该结果可供现场选用不同黏粒含量风积沙用作路基填料参考。     

建筑垃圾在路基回填材料中的使用性能研究

针对建筑垃圾细集料应用于路基回填材料的路用性能进行了研究。研究所用集料包括混凝土块和砖混结构再生集料两类。试验结果表明:当压实度满足规范要求时,两类建筑垃圾细集料的CBR值(加州承载比)均能达到各级公路路基材料的强度要求。利用混凝土块细集料进行了路基试验段铺筑,质量检测结果表明:路基压实度及回弹模量均满足规范及设计要求。     

废弃泥浆的固化处理及路用性能研究

为解决废弃泥浆堆积既占用土地资源又污染生态环境的问题,采用水泥作为固化剂对其进行固化处理以作为路基填料,以无侧限抗压强度、含水率、击实性能和加州承载比作为评价指标,研究固化泥浆的工程性能。试验结果表明:1)水泥对废弃泥浆有较好的固化作用,能大幅提高废弃泥浆的强度和稳定性; 2)固化泥浆的含水率和最大干密度随水泥掺量的增加而降低,最佳含水率随水泥掺量的增加而增大; 3)加州承载比随着水泥掺量和养护天数的增加呈上升趋势; 4)水泥掺量为14%的固化泥浆在养护龄期为14 d时的含水率与其最佳含水率相近,可以考虑直接将水泥掺量为14%的固化泥浆作为路基填料使用。     

改良钢渣路基填料膨胀性试验研究

为降低钢渣的膨胀特性,提高钢渣的综合利用效率,对钢渣开展了不同改良处理方法下的浸水膨胀率试验。结果表明:随着预浸水时间的增加,钢渣的膨胀率呈逐渐减小的变化特征,但降低幅度不是很明显;粉质黏土掺量较大时,对钢渣膨胀性能起到一定的抑制作用,但效果也不明显;剔除小于4.75 mm的钢渣颗粒进行级配调整,同时辅以粉质黏土或者水泥,能显著改善钢渣膨胀特性,掺入30.0 %粉质黏土可将膨胀率降低至1.9 %,满足设计规范≤2.0 %要求,若再掺入5.0 %水泥,膨胀率可进一步降低至1.7 %。建议采用调整级配+30.0 %粉质黏土的方法对钢渣路基填料进行膨胀性改良。     

改良铁尾矿用于道路基层材料的研究

为了使大量堆存的铁尾矿得到有效利用,通过掺入不同无机结合料对铁尾矿进行改良处理。针对掺入量、养护龄期等主要影响因素,利用击实试验、加州承载比试验、无侧限抗压强度试验和干湿循环试验对改良后铁尾矿的路用性能及耐久性进行了分析和研究。结果表明:将铁尾矿用作底基层填料是可行的,相比于石灰和钢渣,水泥改良后的铁尾矿性能最佳;当水泥掺量为5%时,改良铁尾矿的CBR值大于80%,7d无侧限抗压强度在室内室外条件下分别为1.44和1.32MPa,膨胀值小于0.2%,其各项力学性能和耐久性得到最佳改善,能够满足道路基层材料的要求。     

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。     

废旧混凝土再生粉料改良高液限黏土试验研究

针对直接采用高液限黏土填筑路基可能会因强度和稳定性不足而出现不同程度的病害,以洞庭湖区分布的高液限黏土为研究对象,通过掺加试验室制备的废旧混凝土再生粉料,开展高液限黏土改良试验研究。掺加量分别设定为5%、10%、15%,养生周期分别为7d、14d、28d、90d,研究了液塑限、CBR承载比以及无侧限抗压强度等指标的变化情况,并与3%水泥改良土进行对比分析。试验结果表明：以10%掺加量再生粉料改良高液限土,养生周期14d,具有显著的强度提升效果。     

掺合废弃钢渣的新型混合轻质砂土变形与强度特性试验研究

掺合钢渣的混合轻质砂土是一种新型混合土（LSBS）,在无侧限抗压试验基础上,研究了LSBS的应力应变特性,钢渣掺入比以及龄期对应力应变特性的影响规律,应力应变关系曲线的模型模拟;研究了破坏应变和变形系数随钢渣掺入比以及龄期的变化规律,分析了破坏应变以及变形系数与抗压强度的关系;得出了LSBS的应力应变之间呈现弹塑性特性,随着龄期的增长,前期的弹性模量、无侧限抗压强度和破坏应变都随之增大,养护龄期较长时钢渣才能表现水化作用,应力应变曲线符合相关性很高的抛物线模型,破坏应变和变形系数与抗压强度符合线性增长模型。研究结果表明,LSBS具有一定的轻质高强和延性好等特点,可用于路基工程。     

高填方路基填料的大型三轴试验研究

高填方路基的稳定是多年来路基工程研究和关注的重点,高填方路基的稳定性与其计算参数取值密切相关。本项目采用大型三轴试验对贵州水都路的碎石土路基填料进行了试验研究,结果表明碎石土的抗剪强度与其应力水平密切相关。对于高填方路基的稳定计算参数取值应考虑路基的高度。     

废旧轮胎颗粒对橡胶土体抗剪强度影响的试验研究

通过直剪试验对不同级配轮胎颗粒的抗剪强度进行了测试,分析了颗粒剪切强度与剪切位移的关系,提出了颗粒抗剪强度特性衡量指标,建立了颗粒抗剪强度库伦预测公式,选出了代表性的颗粒级配。通过向土体中加入不同掺量的轮胎颗粒研究其掺量对黏土抗剪强度的影响,结果表明:在纯轮胎颗粒的直剪试验中,随着橡胶颗粒粒径的增加其黏聚力和内摩擦角有增大的趋势,黏聚力增加比较明显;在向土中掺入轮胎颗粒的直剪试验中,随着橡胶颗粒掺入量的增加,其黏聚力有先增加后减小的趋势,内摩擦角有增大趋势。当颗粒的掺入比为50%时其抗剪强度最优。     

双粒径填石路基空隙注浆加固结构特征分析

论述了石料排列方式对空隙的影响规律,明确理论石料配位数与空隙率的对应关系;对填石路基空隙结构特征展开分析,确定双粒径填石路基方案,按照经验公式计算获取不同粒径比对应理论空隙率和小粒径石料占比,并搭建了室内空隙率灌水法试验进行验证;通过水泥土浆注浆对填石路基进行加固,控制三种注浆方式,分别检测其抗压及抗弯强度用以表征填石路基结构性能。试验结果表明:6∶1粒径比对应空隙率较低,可减少注浆量;经验公式计算结果与室内空隙率灌水法试验结果相吻合;试件破坏主要源于石料脆断而非胶结破坏;通过埋管压力注浆方案进行注浆加固的填石路基试件强度最高,可比常规注浆提高18.9 %。     

高速公路红粘土路基填筑施工与改良方法研究

依据红粘土液限高,随含水量的增加压实强度显著降低的特性,在路基94区以下通过严格控制路基填筑土层厚度和最佳含水量及选择合理碾压机具,优化碾压遍数直接进行路基填筑,在96区通过对红粘土掺人合理级配的碎石进行改良,及对红粘土路基的包边处理控制水对路基的侵润,抑制红粘土路基遇水变形大、土体强度大幅降低等病害,能保证红粘土路基的填筑质量。     

路基水盐迁移及其对路用性能的弱化影响研究

针对盐渍土地区的高速公路填料，采用自制冻融循环试验装置进行了冻融循环作用下砾类土路基水盐迁移试验，结果表明:距路基顶面20 cm以下的中上部土层为主要的“聚盐层”，此高度范围主要发生盐分迁移和“水去盐留”的蒸发聚盐过程。分析了细粒含量对砾类土路基冻融循环冻胀变形量和压实度衰减率的影响，细粒含量越高，路基冻融变形量越大，压实度衰减率越大。土样经过冻融循环后，其回弹模量和CBR显著降低，冻融循环引起的路基次生盐渍化导致其路用性能的弱化。从减少毛细水和盐分迁移、减缓路基压实度衰减和冻胀角度出发，季节性大温差极端环境下强盐渍土地区砾类土路基填料应将细粒含量控制在10%以下。     

膨胀土石灰改良路基填筑工艺与质量控制试验研究

某新建铁路运煤通道工程湖北段,膨胀土分布广泛,路基工程若采用远运合格填料直接填筑方案,工程费用昂贵,为保护环境、减少膨胀土弃方,以试验工点为依托结合室内改良土配合比试验、填筑工艺试验、质量检验等方法对膨胀土掺入石灰改良后作为路基填料展开了系统研究。结果表明:膨胀土掺入3.5%,5.0%的石灰改良后,土体力学强度及水稳定性明显提高,颗粒组成及胀缩特性大幅降低,可达到合格填料要求。采用的集中场地路拌法及相应的填筑工艺,填筑质量可满足规范要求。     

含石量与含泥量对压实砾石土力学特性影响的试验

对于夹泥砾石土,在应力、颗粒组成、含水率等因素影响下,其变形特性非常复杂。针对重庆机场道路工程填筑中所用的压实砾石土,通过中型样三轴试验开展了一系列力学特性试验研究,重点分析了含石量与含泥量的变化对于压实砾石土力学性能的影响,及不固结不排水（UU）、固结不排水（CU）、固结排水（CD）3种条件下的抗剪强度与变形特性;同时研究了UU条件下,不同制样含水率对压实砾石土的抗剪强度的影响。试验结果表明：压实砾石土在低围压条件下表现出强烈的剪胀性;UU三轴压缩试验条件下,小含泥量的压实砾石土的强度取决于大粒径颗粒间的咬合力,与含石量成正比;初始拌和含水率对压实砾石土UU强度的影响很大,颗粒粒组中的泥粒在高于最优含水率下易产生滑动,影响其应力-应变性状并导致其抗剪强度大幅降低;饱和固结后,压实砾石土的强度与含石量并没有直接的联系,高含石量并不代表高强度,合理的颗粒级配是决定试样CU,CD强度的重要因素;压实砾石土中含泥量增加会导致其抗剪强度的降低。另外,含石量和含泥量对压实砾石土的临界状态影响不大,同种矿物成分、不同颗粒组成的压密砾石土在CU,CD试验下的临界应力比为1.73。     

砂卵石地层土压平衡盾构渣土改良难易分类机制研究

针对砂卵石地层中卵石含量高、粒径大、强度高等特点导致土压平衡盾构掘进施工故障多、渣土改良难度大问题，首先，将砂卵石粒径分为≤2 mm细粒和＞2 mm卵砾石粗粒2部分，建立砂卵石渣土中细粒填充并包裹粗料形成的孔隙的二相体物理模型，推导细粒填充包裹粗粒孔隙的临界细粒质量分数；其次，根据该细粒临界质量分数和室内砂卵石渣土改良试验，将砂卵石渣土分为改良容易型、改良较困难型、改良困难型3类，并分别建议相应的渣土改良措施： 稳定性泡沫剂单掺方式、膨润土泥浆+泡沫剂复合掺入方式、泡沫+膨润土泥浆+聚合物复合掺入方式；最后，结合成都地铁17号线某区间盾构掘进渣土改良指导前、后渣土状态和掘进参数对比，初步验证建立的砂卵石渣土改良难易分类机制的合理性。     

沙漠地区风积沙路基结构设计及施工

以沙漠地区公路施工为背景,针对依托工程沙漠公路特殊路基处理和重难点问题,设计创新出一种砂砾土夹层风积沙路基结构,通过试验揭示了各影响因素与砂砾土夹层风积沙路基性能的关系,并提出了一种干湿结合的砂砾土夹层风积沙路基施工工艺和碾压方法并进行应用;应用项目交工验收通车运行以来,风积沙路基填筑段路基使用性能良好,路面行车安全、舒适,未出现质量缺陷。该风积沙路基结构和施工方法以期为沙漠地区风积沙路基填筑结构选择和施工工艺操作提供参考。