滨海地区公路盐渍土改良技术试验

通过室内试验,对滨海公路盐渍土路基改良利用的可行性进行了试验验证,探索了石灰+水泥+SH土壤固化剂复合改良盐渍土的效果,分析了海水和自来水作为拌合用水时对固化盐渍土抗压强度的影响,提出了盐渍土的改良方案。在东莞市沿海公路上应用,取得了良好的效果。     

海泡石固化盐渍土的耐久性试验研究

利用海泡石对盐渍土进行固化改良,对固化盐渍土进行了强度试验、水稳性试验和干湿循环试验,并通过X衍射试验和SEM试验对固化盐渍土的机理进行了初步探讨。试验结果表明:海泡石固化盐渍土的强度、水稳性和抗干湿循环性均得以提高,符合耐久性要求。固化后的盐渍土矿物结构未发生改变,但由于海泡石填充、包裹和缠绕作用,土体更加密实。     

高速公路固化盐渍土路基强度特性的试验研究

盐渍土是一种特殊土,文章重点分析了固化盐渍土的物理特性,并通过多种室内试验方法,着重研究固化盐渍土的强度性质。依据大量的试验资料,对固化盐渍土的固化机理进行了科学分析和应用研究。用于公路路基填料提供科学依据,也为固化盐渍土在滨海盐渍土地区地基处理方面的推广应用提供重要参考依据。     

盐渍土改性作高速公路路基填料的试验研究

介绍用开发的M系列固化剂对不同程度的盐渍土进行改性试验,并与水泥固化剂进行平行试验,取得了较好的结果。其改性方法和掺料配合比对盐渍土改性作路基填料的应用有参考价值。     

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。     

固化滨海盐渍土耐久性试验研究

对二灰固化滨海盐渍土和SH二灰固化滨海盐渍土进行了水稳定性、抗冻性和次生盐渍化模拟试验，其中抗冻性试验与素土进行了对比。结果表明，SH二灰固化滨海盐渍土具有较好的水稳性和抗冻性。     

高分子材料固化盐渍土的三轴压缩试验研究

以南通地区氯盐渍土为研究对象，利用自主研制的丙烯酸酯共聚乳液(ZM)对其进行固化，研究了不同掺量、不同围压下固化盐渍土的不排水剪切特性、孔隙水压力变化特性和有效应力路径变化情况，以及排水剪切特性和体积应变变化规律，总结了固化盐渍土临界状态下的强度特性。研究结果表明：CU试验时，终值偏应力随着ZM掺量及围压的增大而逐渐增大，孔隙水压力由“负值”转变为“正值”,且ZM固化盐渍土的孔隙水压力明显小于素盐渍土；CD试验时，固化盐渍土终值偏应力也表现出随着围压的增加而增大的规律，固化盐渍土在低围压时先剪缩后剪胀，而在高围压时则完全表现为剪缩特性；ZM固化盐渍土与素盐渍土的临界状态线斜率一致，仅发生平行左移，反映出ZM固化盐渍土工程特性的改善主要体现在黏聚力上。     

寒旱区硫酸盐渍土特征温度及盐冻胀特性

针对寒旱区硫酸盐渍土的盐冻胀特性开展了室内试验研究。选取甘肃省河西地区硫酸盐渍土为原料土，以室内人工制备的硫酸盐渍土为研究对象，就含盐量和含水率等因素变化对土体的特征温度(过冷温度和冻结温度)以及盐冻胀变形的影响进行了系列试验研究，基于硫酸钠盐渍土冻结试验，建立了冻结温度的计算模型，通过数值计算结果与试验结果的对比分析，对所提出模型的有效性进行了验证，并对其变化规律以及产生的机理进行了探讨。结果表明：含盐量较高土体在正温盐分结晶析出，含盐量较低土体在负温盐分结晶析出；土体孔隙中溶液的浓度对盐渍土冻结温度以及总变形有着显著的影响，且存在2个临界浓度值，使得低浓度时的特征温度随着溶液浓度的增加而降低，当达到较小的临界浓度值后，结晶盐析出导致特征温度随着浓度的增加而升高，直到浓度达到较大的临界浓度值；在变形方面，溶液浓度较低时，土体变形主要由冻胀引起，反之，当孔隙溶液浓度较高时，变形则主要由盐胀引起，而在2个临界浓度之间时盐胀和冻胀相互制约。     

粗粒盐渍土路基水热盐力耦合方程修正及试验验证

为了研究粗颗粒硫酸盐渍土路基中的水盐迁移机理及路基内隔断层设置对水盐迁移的影响效果,并建立水盐迁移与路基盐胀、融陷变形的联系,基于非饱和土渗流和热传导理论,考虑水盐相变对水分场、温度场、盐分场和应力场的影响,分别针对已建立的水分场、温度场、盐分场进行满足粗颗粒硫酸盐渍土路基工程特性的修正,进而建立了适用于粗粒硫酸盐渍土路基水、热、盐、力场的耦合微分方程组。利用COMSOL Multi-physics软件建立了盐渍土路基水-热-盐-力场耦合数值模型,并通过室内大型粗颗粒盐渍土冻融循环试验结果对建立的数学模型的有效性进行验证。结果表明:在有地下水补给的冻融循环试验过程中,砾砂类硫酸盐渍土路基的低温影响敏感区域深度范围约为45 cm,土工布设置应综合考虑区域低温影响敏感深度和毛细水强烈上升高度;在毛细作用和温度影响下,砾砂盐渍土路基中的水、盐均向冷端迁移,其会导致土工布下方出现盐分聚集现象,其中硫酸根离子富集程度较强;隔断层可有效阻碍水盐纵向迁移路径,减弱水、盐向低温影响敏感区段迁移,从而达到减小路基盐胀、融陷的效果,同时减小路基变形的程度可以达到30%以上。     

保温材料在硫酸盐环境中的长期性能研究

硫酸盐渍土路基随气温变化产生盐胀导致道路破坏,是目前急需解决的问题。从影响盐渍土盐胀的因素之一的温度入手,针对EPS和PU两种保温材料,通过室内试验,研究了硫酸钠溶液浓度、冻融循环次数对其体积吸水率、抗压强度、导热系数等参数的影响,为两种材料在硫酸盐渍土路基中的应用提供参考和依据。     

土石混填路基土的化学加固试验研究

采用S型复合固化剂对土石混填路基土进行化学加固试验,分析了S型复合固化剂的作用机理。通过土石混填路基土的重型击实试验、CBR试验、渗透性试验与固结试验,研究掺加S型复合固化剂或石灰对土石混填路基土性质的影响。结果表明:加入石灰或S型复合固化剂后,土石混填路基土的最优含水率降低、最大干密度提高,随着龄期的延长,加固土的CBR逐渐增加,且都能有效减小土石混填路基土的渗透系数,提高土石混填路基土的压缩性能。总体上,S型固化剂使用效果优于石灰,对土石混填路基土有很好的路用性能。     

橡胶/多聚磷酸复合改性沥青高低温性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青的高低温性能的影响,采用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青、不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青的高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青的低温抗裂性。结果表明,橡胶粉改性剂可以显著改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青的高温性能,且掺量越多,改性效果越明显;多聚磷酸对橡胶改性沥青的低温性能没有明显的影响。     

二灰土快速养生技术研究

通过对石灰、粉煤灰和土进行物理、力学性质试验,以高温养生、标准养生为手段,通过配合比试验、抗压回弹模量试验、劈裂强度试验,对二灰土的力学性能进行了系统研究,取得了基本研究参数。通过对试验数据进行回归分析,得到高温养生与标准养生条件下材料的强度增长规律关系,从而由短龄期的高温养生强度确定标准养生下180d龄期的强度。并利用电镜扫描技术,对高温养生和标准养生条件下试样的微结构进行观测对比分析。研究表明,高温养生可以改善二灰土的微结构,显著地提高其早期强度,缩短稳定材料的养生龄期,快速确定二灰土的设计参数和施工配合比设计主要控制指标,解决目前工程设计和施工周期长的问题。     

SBS/橡胶粉复合改性SH型混合生物沥青工艺及机理

为探究复合改性技术提升混合生物沥青路用性能的工艺及机理，针对特定来源的SH型生物沥青，将其与石油沥青共混制备混合生物沥青后进行SBS/橡胶粉复合改性，研究改性顺序及改性剂掺量对复合改性沥青常规路用性能的影响、生物沥青掺量对改性剂溶胀特性与复合改性沥青高温及低温性能的影响，由此确定混合生物沥青复合改性工艺；利用多应力重复蠕变恢复（MSCR）、弯曲梁流变（BBR）和频率扫描（FS）试验评价复合改性沥青的流变特性；借助红外光谱（IR）化学官能团分析以及荧光显微镜（FM）和原子力显微镜（AFM）微观形貌观测分析揭示混合生物沥青复合改性机理。研究结果表明：SBS掺量为2.5%，橡胶粉掺量为18%（内掺）时，按照先SBS改性后橡胶粉改性的顺序制备的复合改性沥青的常规路用性能均较优；生物沥青掺量为15%时改性剂溶胀特性与复合改性沥青的高温及低温性能均较佳；SBS/橡胶粉复合改性在显著提升混合生物沥青弹性恢复率与m值的同时还降低了其不可恢复柔量与劲度模量，即改善了混合生物沥青的高温稳定性与低温抗裂性，且此结果与FS复数模量主曲线结果相一致；生物沥青可有效增溶聚合物改性剂并增强聚合物相网络结构，从而显著提升沥青复合改性效果；对混合生物沥青进行SBS/橡胶粉复合改性后未出现新的特征吸收峰，此复合改性过程属于物理变化；沥青厂生产的复合改性沥青性能优于实验室水平制备的复合改性沥青。     

固化剂改良公路路基土体的干燥收缩性能研究

对比分析了土凝岩和水泥固化剂对低液限粉质粘土干燥收缩性能的影响,采用SPSS Statistics和MATLAB软件对土凝岩固化剂改良公路路基土体试验进行回归曲线模型统计分析。结果表明,土凝岩相对水泥固化剂具有更好的前期保水性,可以一定程度抑制试件中干缩裂缝的产生;采用土凝岩固化剂进行改性公路路基土体的干缩应变减小,在后期的干燥收缩性能会相对水泥固化剂改性试件更为稳定;土凝岩作为固化剂改性土体的干燥收缩性能要优于水泥固化剂。土凝岩固化剂改良公路路基土体的干缩应变的软件数据处理值与原始数据基本吻合,误差都在5%以内,土凝岩固化剂改良公路路基土体的干缩应变模型可以较好地指导实际工程中公路路基土体的施工养护工作。     

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。     

微生物诱导产物改良红黏土的影响因素试验研究

采用微生物菌种巴氏芽孢杆菌和铁细菌，通过将微生物活化、培养，进行两种菌种的微生物生长曲线研究，分别探究改良红黏土的效果，得到其进入稳定增长期的时间。再将微生物培养至稳定增长期加入土体，通过K₀固结不排水剪切三轴试验的抗剪强度峰值对比，研究在不同菌液与胶结液配比、土体不同养护温度、养护天数3种因素对土体改良的效果，得到在菌液与胶结液为1:1、养护温度为30℃、养护5天为最优，并且巴氏芽孢杆菌对红黏土的改良效果优于铁细菌。     

温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响

为了明确因冻结温度和结晶差异造成的温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响，以高含盐量和不同盐分类型的盐渍土为研究对象开展试验研究。首先，选用青藏高原察尔汗-格尔木高速公路沿线采集的含盐量为10%~36%的氯盐含量高、硫酸盐含量低的盐渍土土样（HC-1，HC-2）和硫酸盐含量较高而氯盐含量较低的盐渍土土样（CS）3种高含盐量盐渍土作为试验土样，对3种土样进行冻结温度试验，验证其降温至-20℃时，土体不会发生冻结。其次，在5个不同控制温度（-20℃、-10℃、0℃、10℃和20℃）下，分别进行盐渍土直剪试验以得出温度与抗剪强度参数关系函数。最后，分析温度对抗剪强度和弹性模量的影响，同时，利用数值拟合建立考虑温度影响下的盐渍土抗剪强度和切线弹性模量公式。研究结果表明：当温度由20℃降低至-10℃，3种盐渍土的抗剪强度和初始切线弹性模量均增大后趋于峰值，而随温度继续降低至-20℃后，HC-1和HC-2土样指标呈下降趋势，CS土样各参数结果却趋于稳定；不同含盐类型的盐渍土，温度对其破坏比R_f的影响也不同；在温度由20℃降至-20℃的过程中，HC土样的R_f在-10℃出现峰值，且在较低荷载（100 kPa）下，呈现出先增大后减小的特点，在较高荷载（200，300，400 kPa）下呈现出先增大后趋缓的特点；CS土样的R_f在20℃~10℃、10℃~-10℃和-10℃~-20℃降温段呈现出先增大中趋缓后减小的分段式变化特点。     

矿渣复合胶凝材料在盐渍土路基的试验研究

通过化学分析、无侧限抗压强度、水稳性强度等试验,研究了矿渣复合胶凝材料固结盐渍土的反应机理。结果表明,矿渣复合胶凝材料的掺入,不但降低了盐渍土中的可溶性盐的含量,而且产生的胶凝材料使土体空隙体积减小,密实度提高,从而增强了固结土的水稳性,提高了土体的强度。