粗颗粒路基土冻胀特性研究现况

在一定的组合条件下，粗颗粒路基土也可以发生冻胀率超过百分之一的显著冻胀。重点论述影响粗颗粒路基土冻胀敏感性的关键因素——土质、水分特征及荷载方面的研究成果，对比分析国内外冻胀特性评定标准和土的冻胀理论，列举评价两个目前普遍被认可的冻胀模型及其后续发展，提出未来寒区粗颗粒路基土冻胀特性研究方向建议。     

粗颗粒含量对川西地区混合土压缩特性的影响

为解决川西地区混合土路基压缩变形问题，为该地区高速公路、铁路建设提供理论分析基础，针对该地区路基常用混合土，考虑粗颗粒含量影响，进行天然混合土大型压缩试验研究。选取川西地区3组典型天然混合土土样，对其分别采用筛分法剔除20，10，5 mm粒径颗粒，制备粗颗粒含量不同的天然混合土土样，进行粗粒土压缩试验研究。通过对比不同粗颗粒含量的土样在相同试验条件下的孔隙比及压缩模量的不同变化情况，分析川西地区混合土压缩特性受粗颗粒含量的影响规律及其影响机理，确定粗颗粒含量对川西地区混合土压缩特性的影响过渡区间。结果表明：大于5 mm粗颗粒含量对川西地区混合土压缩特性有显著影响，同种混合土中大于5 mm的粗颗粒含量越高，在相同竖向荷载下的单位沉降量越小，孔隙比变化越小，压缩模量越大；大于5 mm粗颗粒含量对川西地区混合土压缩特性的影响过渡区间为30%~45%，土体压缩时，混合土中大于5 mm粗颗粒含量小于30%时，细颗粒起主要承担作用，土体可压缩性高，此时粗颗粒含量的增加，对于混合土的压缩特性影响不大；当粗颗粒含量超过30%时，粗、细颗粒共同作用，粗颗粒骨架逐渐形成，粗颗粒对混合土压缩特性的影响开始逐渐起作用；当大于5 mm粗颗粒含量大于45%时，粗颗粒的骨架作用起主要作用，土体可压缩性显著降低；土体中的矿物成分对压缩特性也产生影响，高岭石含量高的土样，强度较高，但压缩性较低。     

基于静力贯入的土石混填路基压实度确定方法

为了建立土石混填路基压实度确定新方法,在研究土石混填路基静力贯入变形力学机理的基础上,将贯入变形视为贯入形成的土石柱压缩变形及柱端沉降两部分,考虑到土石柱及柱端土石体被压缩导致其孔隙率和变形模量变化的特点,引进分级加载的思想,分别提出土石柱压缩变形及柱端沉降的计算方法,从而建立贯入变形与路基初始孔隙率的分析模型;依据静力贯入试验曲线,采用基于自适应的遗传模拟退火优化算法,建立初始孔隙率的反演分析方法;根据初始孔隙率与压实度的关系确定路基压实度,进而建立基于静力贯入的土石混填路基压实度新型确定方法;最后,通过工程实例分析了该方法的合理性与可行性。结果表明:该方法不仅可以确定土石混填路基压实度,而且可确定其他力学参数。     

膨胀土路基的胀缩变形模型试验

为了研究不同气候条件下膨胀土路基的胀缩变形规律,通过8组膨胀土路基模型试验,对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土,在压实度为90%和不同排水边界条件下,模拟路基分别处于积水、阴天、日照、降雨4种条件,研究膨胀土路基中各位置测点的胀缩变形大小及变化规律等,获得了这两种膨胀土路基的竖向和水平方向的胀缩变形量与变化规律。研究结果对膨胀土路基的设计和施工,保护路基、路面及路基中的构造物具有重要的理论和工程实际意义。     

多年冻土区路桥过渡段变形及地温场试验

根据多年冻土区路桥过渡段路基在竣工后3 a内的现场试验数据,分析了路基不同位置的地温变化、路基基底沉降变形和路基不同位置沿横向及纵向的沉降变形规律。结果表明:采用粗颗粒土填筑的过渡段路基对多年冻土区土体有明显的冷却效果,可防止多年冻土上限的下降;路基阳坡的沉降大于阴坡,而沿路基纵向,距离桥台越远路基沉降越大,但路基沿横向和纵向的沉降均满足工程要求;这种粗颗粒土填筑的路桥过渡段可适用于多年冻土区。     

湿陷性黄土路基物理力学性质试验研究

为有效预防黄土路基湿陷病害的发生,以银古高速公路辅路K13 140~200为试验路段,通过对黄土路基的颗粒组成和矿物成分分析,对其物理和力学性质进行了试验研究。研究结果表明,黄土路基的湿陷性破坏与黄土的物理力学性质有关,黄土中粉粒及可溶盐含量高,是造成黄土路基产生湿陷性破坏的重要因素;黄土路基的湿陷变形和边坡坍塌主要是由粘聚力的剧变引起,而内摩擦角没有显著变化;在一定压力下,黄土路基的压缩和湿陷变形总量趋于定值,与浸水和加荷的先后关系不大;压缩变形较小,浸水后的湿陷变形就大,反之亦然。研究成果将为黄土路基的病害防治提供科学依据。     

兰新高速铁路戈壁土路基填料压实特性研究

通过兰新高速铁路第二双线路基试验段戈壁土现场填筑试验及室内土工试验,研究了戈壁土的颗粒组成、颗粒级配、粗颗粒含量P5、细颗粒含量、含水率控制对压实效果的影响。结果表明,对于高速铁路路基填料,其不均匀系数:基床以下路堤Cu≥15、基床底层Cu≥20为宜;随着填料中粗料含量P5的增大,填料的干密度增大,当粗料含量在70%左右时达最大;含水率大小对粗粒土的压实效果的影响,主要由填料中细粒含量(d≤0.075mm)的多少而定。     

建筑渣土工程特性及路用性能研究

文中对建筑渣土这种粒径分布广并可发生二次破碎的特殊混合料的颗粒组成、组分特性、击实特性和CBR强度等进行了试验研究，并对这种粗粒土为主的材料的试验要点进行归纳总结。结果表明该材料最优含水量小，最大干密度与粗颗粒含量密切相关，其CBR强度高，水稳定性好，能满足路基填料各指标的要求。     

粗颗粒含量对川西混合土抗剪强度的影响研究

混合土广泛分布在四川西部地区，由其构成的山区公路路基的稳定性是实际工程中亟需关注的问题。为此，针对不同坡高的十处崩坡积混合土作为研究对象，选取川西山区路基填筑用的天然混合土，基于大型直剪切试验，系统研究了粗颗粒含量对混合土剪应力-位移曲线和内摩擦角的影响规律，并从宏微观角度分析了抗剪强度在不同区间内的主要影响因素。     

基于附加应力分析的多年冻土路基变形机制分析

路基沉降是多年冻土区道路建设中需要解决的关键问题之一。以往对冻土路基稳定性的研究主要集中于冻土路基变形与热稳定性等方面,对冻土路基沉降的力学机制关注较少。采取数值模拟方法,对冻土路基变形过程进行模拟,并从力学角度阐明路基变形机制。结果表明,路基填筑引起的应力重分布主要集中在垂直方向0~-3m、水平方向路基范围内;在附加应力作用下,活动层会产生沉降变形;路基变形主要来自于多年冻土层的融化固结,其次是高温冻土的蠕变,最后是活动层的压缩;冻土路基下不同层位的变形量有所区别,且开始产生变形的时间也不同;降低年平均地温,能够有效地减少路基变形。     

铁路路基粗粒土填料压缩变形特性试验研究

在路基工程中,压实系数、含水率是两个重要影响因素。提高压实系数可改善水稳定性。控制压实系数和含水率是保证路基稳固的关键。结合兰新铁路第二双线建设所采用的粗粒土作为路基填料,做了大量的室内压缩变形特性试验以及分析研究,得出粗粒土的压缩变形特性在不同因素下的影响规律。研究结果表明:提高压实系数,可获得良好的压实效果;增加加载次数可显著增强路基的稳定性,降低路基的变形;为了减小水对路基压缩变形特性的影响,铁路路基应有良好的表面防止雨水入渗、完善的周围排水系统,并重视防洪工作。     

高速铁路路基粗粒土填料最大干密度试验方法对比研究

针对击实试验法和表面振动压实试验法测得高速铁路路基填料最大干密度值存在较大差异问题,选取沪昆高速铁路湖南段粒径在60 mm以下路基粗粒土填料,分别采用室内击实试验和表面振实试验测取最大干密度,再将上述两种试验方法测得的最大干密度与同种填料现场填筑后的实测干密度进行对比分析。结果表明:采用表面振实试验法测得的最大干密度普遍小于击实试验法测得的最大干密度,同时还普遍小于施工现场实测的干密度。结合高速铁路路基填筑施工质量要求,建议采用击实试验测得的最大干密度作为现场压实质量的控制指标。     

高含水量粉砂土路基填筑快速施工技术

针对高含水量粉砂土路基碾压困难、路基易变形的特征,在现场试验的基础上,提出了用粉砂土填筑路基时含水量控制技术及振动碾压施工工艺,可为黄河冲积平原区高含水量粉砂土路基的快速施工提供技术保障。     

路基压实质量连续动态监控技术

为了解决粗粒土路基压实质量较难控制的问题，在分析了已有连续压实质量控制方法的基础上，提出了以连续测试路基结构抗力变化信息为特色的动力学监控方法。根据压实机具与路基结构相互作用的动力学分析，以振动压路机为测试对象，采用系统识别原理和动态测试技术，通过对压实机具与路基结构相互作用的连续测试，得到了能反映结构压实状态变化的抗力信息。以路基结构在形成过程中抗力的变化来评价压实状态的变化，实现了在压实过程中连续实时的质量监控。该方法不同于国外流行的压实计谐波比的评价方法，适用范围更广，现场操作方便，更适用于粗粒土的压实质量监控。     

黄泛区粉性土路基基本特性与施工技术探讨

通过黄泛区土的粒径分布与颗粒成熟度试验,分析该区粉性土难以压实及压实的路基具有冻敏性和强烈的毛细作用的原因。通过土的毛细上升试验,给出粉性土路基过湿状态的临界高度。进行粉性土与粘性土的击实、粉性土的动力响应与大量现场压实工艺组合试验,分析该成因粉性土的压实性状与压实机理,提出粉性土最适宜的碾压工艺参数与碾压工艺及压实控制指标。为粉土路基病害处治技术、路基设计关键指标的选用、路基施工工艺与质量控制指标的确定,提供理论与试验依据。     

冲击压实工艺在软土地基浅层处理中的应用

结合温州市鹿城轻工产业园区一期市政道路工程,分析了冲击压实工艺在处理软土路基中的设计方法、施工工艺及技术特点,提出了适合该区域地基处理的冲压工艺与控制因素,以供道路软土路基工程设计、施工参考。     

戈壁地区高速铁路路基填筑工艺研究

戈壁地区的路基填料以粗颗粒、低含水量为主要特点,国内外关于戈壁地区填料用于高速铁路路基的研究很少。为给兰新高速铁路第二双线的修建提供技术支持,通过试验段柴窝堡工点的现场试验,分析了填料的性质,提出了戈壁地区高速铁路路基填料碾压工艺等一整套的填筑方法以及施工中应注意的问题。     

动三轴CT条件下粗粒土填料的力学特性与细观力学性能分析

在多重环境因素长期作用下,粗粒土路基填料的动力特性会发生改变,目前对不同荷载频率、压实度及含水率下粗粒土填料的长期稳定性能尚缺乏统一认识。为了研究以上因素作用下粗粒土填料长期动力特性,采用大型动静三轴仪器开展粗粒土填料的三轴试验,同时运用工业CT对三轴试验前后2个阶段的试样进行断层扫描,分析不同荷载频率、压实度及含水率对粗粒土填料动力特征与损伤演化的影响规律。研究结果表明：循环荷载达到1 000次之前,为粗粒土填料颗粒之间的挤密阶段,以颗粒间的挤密压缩为主,横向膨胀为辅,颗粒间压缩挤密引起的密度增加量远大于试样横向膨胀变形引起的密度减小量;当循环荷载增加到1 000次以后,试样横向变形引起的密度减小量迅速增大,而由颗粒间压缩挤密引起的密度增加量减缓,并在之后阶段表现出稳定状态,试样从应变软化型向应变硬化型转变;荷载频率越高,试样表现出的回弹模量越大;高频率作用下应力-应变滞回圈曲线近似为线性,试样在高频率下其泊松比有所下降,材料的动能损耗降低;随着三轴试验的进行,横剖面局部颗粒受挤压程度增加,最终状态下扫描层内的CT值存在差异性,试样颗粒在循环荷载作用下存在挤密、错动、融合的现象。     

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。     

电石灰改良盐渍土路用性能试验研究

如何利用滨海地区盐渍土筑路是滨海地区高速公路建设中的关键问题。对不同配比、不同压实度的电石灰改良盐渍土进行液塑限试验、重型击实试验、CBR试验、回弹模量试验、固结试验和抗冻融循环试验,研究了电石灰掺量、压实度对电石灰改良盐渍土工程性能的影响。结果表明:随着电石灰掺量的增加,电石灰改良盐渍土的工程性能显著改善,8%的电石灰掺量是最佳掺量;8%电石灰掺量的改良土的CBR值、回弹模量、抗冻融性能均满足路基填料的要求,同时改良土的压缩模量大,因此8%电石灰改良盐渍土可以用于盐渍土区路基填筑。