全风化千枚岩复合改良土路用性能

为了充分利用全风化千枚岩作为路基填料,设计了红黏土掺和比分别为0、20%、40%、60%和100%,水泥掺量分别为0、3%和5%的组合改良方案,开展了改良土的界限含水率、抗剪强度和无侧限抗压强度试验,分析了改良土的路用性能。试验结果表明:当水泥掺量分别为3%与5%时,复合改良土的液限均低于40%,符合路基设计中液限低于40%的控制要求;改良土的黏聚力随红黏土掺和比与水泥掺量的增大而增大,内摩擦角随红黏土掺和比的增长先增大后减小,随水泥掺量的增大而增大,但两指标在水泥掺量大于3%时增长幅度较小。改良土路基极限承载力计算结果表明:5%水泥改良全风化千枚岩路基极限承载力仅为725.3 kPa,红黏土掺和比为40%改良全风化千枚岩路基极限承载力达到2 198.3 kPa,分别是全风化千枚岩路基承载力的2.34和7.10倍,因此,红黏土改良效果优于水泥;经过比较可得红黏土掺和比为40%,水泥掺量为3%是合理掺和方案,在28 d养护后,路基极限承载力计算值为4 247.7 kPa,液限为32.7%。微观机理分析结果表明:红黏土颗粒小于全风化千枚岩颗粒,当红黏土掺和比大于40%时可以包围千枚岩颗粒的点-点接触,增加了接触点数与接触面积,从而大大提高了改良土路基的极限承载力。无侧限抗压强度试验结果表明:优化方案改良土7 d无侧限抗压强度为487.25 kPa,满足铁路路基设计要求。      

全风化千枚岩、红黏土及其改良土裂隙演化规律

为了充分利用全风化千枚岩与红黏土作为路基填料，设计了红黏土与全风化千枚岩干质量比分别为0：5、1：4、2：3、3：2、4：1、5：0，石灰掺量分别为0、3%、5%和8%的组合改良方案，开展了环刀试样干湿循环试验；为了定量描述裂隙的发育状况，开发了裂隙率计算软件，提出基于AutoCAD裂隙总长度计算方法。试验结果表明：裂隙发育规律有继承性、自愈合性，膨胀裂隙与干缩裂隙并存特性；石灰掺量为0时，高红黏土掺和比（80%、100%）下混合改良土裂隙率随着干湿循环次数的增长而增长，且干湿循环次数大于5时还有增长趋势；中低红黏土掺和比（掺和比不大于60%）时，第2次干湿循环后裂隙率达到最大，然后下降或趋于稳定；石灰改良剂对裂隙发展有很强的抑制作用，当石灰掺量为3%或5%，且红黏土掺和比为40%或60%时，可以完全抑制裂隙的发育，其他红黏土掺和比下相对于纯红黏土裂隙率也有大幅降低；考虑石灰掺量、红黏土掺和比对裂隙率降低幅度的贡献，认为石灰掺量为3%、红黏土掺和比为40%或60%是裂隙控制的优化方案，不仅合理、经济，而且裂隙率为0。