郑西客运专线路基黄土填料水泥改良试验研究

通过大量的水泥改良黄土室内试验及理论分析,研究不同配合比下水泥改良黄土的击实特性、压缩特性、强度特性及水稳性,分析并得出影响改良黄土强度变化的主要因素有改良土体的含水量、水泥配合比以及改良土的养护龄期等。试验结果表明,经水泥改良后黄土的压缩性、强度及水稳性均得到很好的改善,满足设计要求,最终论证水泥改良黄土作为路基填料的可行性。     

武广高铁改良土施工工艺现场试验研究

针对武汉—广州高速铁路路基土的加强措施问题,对拌制和填筑设备进行筛选,制定实施了高速铁路路基土改良方案的施工方法,并采用掺加不同水泥剂量实验分析和测试、实验现场碾压、路基压实效果检测、强度试验检测与改良土泡水试验等方法来获得水泥改良土强度与水稳性等相关指标。研究结果表明:水泥改良土填筑压实检测时间和检测标准应考虑其时效性;水泥改良土的无侧限抗压强度与室内无侧限抗压强度相差不大;全-强风化泥质板岩掺加水泥改良后具有较高的强度与良好的水稳性,最后,从施工工艺和实验分析角度分析得出改良土适合高速铁路路基填料。     

干湿循环过程中粉细砂改良土路基填料试验研究

采用水泥改良细粒含量46. 53%的粉细砂,并对该粉细砂进行干湿循环试验,比较不同影响因素对改良土耐久性的影响。试验结果表明:水泥掺量11%、压实系数0. 95、含水率高于最优含水率1%时,水泥改良土无侧限抗压强度最高;在经济性和适用性方面,水泥掺量5%的粉细砂改良土优于水泥掺量8%和11%的粉细砂改良土。     

全风化花岗岩路基填料改良试验研究

海南地区全风化花岗岩广泛分布，却无法直接用作路基填料。针对这一问题，对全风化花岗岩采用水泥进行改良，同时开展界限含水率、重型击实、加州承载比（California Bearing Ratio,CBR）、无侧限抗压强度、回弹模量、动三轴试验研究素土及改良土工程特性。结果表明：随着水泥掺量增加，塑性指数递减，最优含水率和最大干密度均呈线性递增趋势；随着水泥掺量的增大，CBR值、无侧限抗压强度、回弹模量和动应力大幅增长，改良土工程性质显著提升。根据试验成果，建议基床表层采用水泥掺量6%的全风化花岗岩改良土，基床底层及基床以下路基采用水泥掺量4%的改良土。     

淤泥质土及其改良土体动力特性试验研究

为探究佛山淤泥质土及掺加超细水泥改良土体的动力特性,依托佛山地铁2号线一期工程,对隧址区内的淤泥质土及掺加超细水泥的改良土体进行动三轴试验。研究结果表明:相同围压条件下,随超细水泥掺量增加,土体抗剪强度增大,动剪切模量增大,最大阻尼比减小;对于同一土样,随围压增大,土体抗剪强度增大,动剪切模量不断增大;不同围压条件下的阻尼比随剪应变的变化均可分为两个阶段,当剪应变较小时,阻尼比与围压呈负相关,在剪应变较大时,阻尼比与围压呈正相关;掺加超细水泥对淤泥质土具有较好的改良效果,掺加超细水泥400 kg/m~3土体的动黏聚力为4.4～7.5 kPa,动内摩擦角大小为1.9°～5.16°。本文测定出淤泥质土原状土及改良土体在振动作用下的各项参数,为研究隧道长期不均匀沉降特性提供基础数据。     

花岗岩全风化层及其改良土的试验研究

研究目的:高速客运专线对路基变形要求非常严格。虽然针对全风化花岗岩及其改良土的公路路用性能目前研究较多,但能否用于高速铁路基床底层或路基本体填料的研究国内外尚不多见。基于此,本文通过大量的土工试验和理论分析,研究了花岗岩全风化层及其改良土的强度机理、压缩特性、水稳定性以及干湿循环强度衰减特性等。研究结论:通过对花岗岩全风化层及其改良土的试验研究,得出:(1)对于水泥改良土,其塑性指数随水泥剂量增加而降低;(2)随水泥量的掺加,最优含水量变化不大,花岗岩全风化层化学改良土的力学指标均有所增大;(3)经过改良之后的花岗岩全风化层能用于高速铁路基床底层或路基本体填料,这为高速客运专线花岗岩全风化层路基填料的选择和应用提供了理论依据,具有重要的理论价值和工程实用意义。     

基于客运专线路基动静强度的全风化花岗岩路用性能

为了扩大客运专线路基基床底层及以下部分路基本体填料的使用范围,基于客运专线路基动静强度要求,对全风化花岗岩及水泥改良土进行了静强度、动三轴试验,分析其静强度特性,以及在列车重复荷载作用下的动力特性,研究其临界动应力、累积塑性变形等变化规律及影响因素,论证其水泥改良土作为客运专线路基基床底层及以下部分路基本体填料的可行性和适用范围,确定化学改良土的强度指标控制标准.     

干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减机理的研究

水泥改良土是铁路路基工程中重要的填料。通过试验研究干湿循环过程对水泥改良粉质黏土与粉土强度衰减的影响程度,分析干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减的机理,并进行了试验验证。结果表明,土料中黏粒团的干缩湿胀变形是引起干湿循环后改良土强度衰减的主要原因,适当降低改良土料中黏粒的相对含量可以有效提高干湿循环后改良土的强度。对于粉质黏土,采用掺砂方法,可使干湿循环后的水泥改良粉质黏土强度降低率减少50%。前2次干湿循环是导致改良土强度降低的主要过程,第3次干湿循环后,改良土的强度变化将趋于稳定。     

饱和对水泥改良土抗压强度与弹性波速及其相关性的影响

用固结不排水三轴剪切试验方法和透射法,分别测定改良土的抗压强度和弹性波速,从而研究饱和对水泥改良土抗压强度、弹性波速的影响以及两者的相关性。结果表明,水泥改良土含水量的变化对其强度、弹性波速的影响较大。试样饱和后,2种水泥改良土的抗压强度和剪切波速大约分别降低30%和20%左右,而压缩波速却明显增大。不同养护龄期、不同灰土配比条件下,饱和前后抗压强度与剪切波速具有一致的变化趋势,它们之间存在良好的相关性,其相关系数大于0.95;由于饱和导致改良土的压缩波速增加,不能反映其强度的弱化,因此,剪切波速是评价水泥改良土强度特性变化的重要指标。     

水泥及石灰改良土填料动力特性试验分析

通过水泥及石灰改良土的振动三轴试验,分析了水泥及石灰改良土的动力特性,证明了水泥土和石灰土动力特性的不同,指出了水泥和石灰土在列车动力作用下强度的变化规律及对路基设计的影响。     

兰州水泥改良黄土拉压强度对比试验研究

对宝鸡—兰州客运专线王家沟隧道黄土及其水泥改良土进行室内无侧限抗压、轴向劈裂和单轴拉伸试验,分析含水率和压实度对黄土及水泥改良黄土强度特性的影响,量化分析水泥改良效果。试验结果表明:重塑黄土和水泥改良黄土的抗拉强度远小于其抗压强度;黄土改良前抗压强度为51～229 kPa,抗拉强度为4. 42～18. 37 kPa;改良后抗压强度为1 388～4 196 kPa,抗拉强度为99. 69～250. 75 kPa;黄土经掺加5%水泥改良后,抗压强度提高17倍,抗拉强度提高12倍,改良效果明显;含水率、压实度对重塑黄土与水泥改良黄土强度影响的变化趋势相同,但对重塑黄土强度特性的影响更显著。     

煤渣改良土作为路基填土的强度及冻胀特性

研究目的:为研究煤渣改良土的强度及冻胀特性,开展不同配比及龄期下的三轴CU试验及冻胀试验,获得不同冻融循环条件下煤渣掺量及养护龄期对土体强度及冻胀率的影响,并建立预测冻胀率发展的GM(1,1)模型,分析煤渣改良土的防冻机理。研究结论:(1)随煤渣掺量的增加,改良土的强度出现先增大后减小的变化趋势,改良前后土体的黏聚力变化较大,而内摩擦角的变化不明显;(2)煤渣掺量及养护龄期对土体冻胀率的发展起到抑制作用,可减弱冻胀带来的影响;(3)冻融循环作用加剧了土体的劣化程度,使冻胀率有所提高,其中前5次冻融循环的影响较为明显;(4)根据冻胀率的发展规律所建立的GM(1,1)模型可以较好地预测冻胀率的变化,可为季冻区工程建设提供参考。     

干湿循环过程中红黏土改良土路基填料试验研究

对广西红黏土改良路基填料进行干湿循环试验,比较水泥掺量、含水率、是否添加改良剂等因素对改良土耐久性的影响。红黏土水稳性差,干湿循环后出现一定程度的质量损失,而新型改良剂对提高红黏土干湿循环下的耐久性作用显著。试验结果表明:水泥掺量11%～15%、压实系数0.9、含水率高于最优含水率6%～7%时,无侧限抗压强度和质量损失率满足要求。     

再生集料强化方法和掺量对水泥稳定碎石性能的影响

为了评价再生集料强化方法和掺量的影响,分别采用无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度、干缩和温缩试验对水泥稳定碎石的力学性能和收缩性能进行测试.研究结果表明:掺加再生集料可以显著改善水泥稳定碎石的力学性能,但是对其收缩性能和均匀性有不利影响.采用物理磨耗和盐酸浸泡处理再生集料后,水泥稳定碎石的力学强度和收缩性能有所提高;采用有机硅树脂喷涂处理再生集料后,其力学强度几乎不变,然而收缩性能明显改善,接近天然集料水泥稳定碎石的情况.与强化方法相比,再生集料掺量对水泥稳定碎石性能的影响更为显著.再生集料压碎值与水泥稳定碎石力学强度之间并不一定具有很好的相关性.     

含60％长石全风化花岗岩工程特性研究

含60％长石风化花岗岩呈砾状,按照现有路基设计规范可以定为A组填料,故此可以作为Ⅰ级铁路基床表层填料,但施工过程中受外界因素影响其颗粒极易破碎,呈松散状态,动静力学特性变化复杂,工程特性劣化严重.从矿物成分,压实前后颗粒变化特征、含水情况对破碎程度的影响、压实特性,动、静三轴强度特性、现场填筑K30、孔隙率和Evd试验等方面进行了试验研究.研究结果表明,颗粒破碎前后填料组别可归为B组,静强度有一定的余地,临界动应力不能满足Ⅰ级铁路基床表层填料的要求,需要改良,同时给出了改良土的水泥掺量为3％ ～7％时的单轴抗压强度.     

高速铁路路基冻胀特性水泥掺入的改性研究

哈大铁路沿途广泛分布的季节性冻土,引起含不同细粉料的路基级配碎石垫层产生冻胀问题,不能满足高铁对线路平顺性的要求。通过掺入一定量的水泥,可以有效减少吸水量和冻胀量。基于相似理论开展了不同细粉含量、不同含水量及不同水泥掺量工况下路基级配碎石的冻胀特性研究,进行了4种细粉含量及4种水泥掺量条件下的孔隙率、含水率及冻胀量试验。结果表明:掺加水泥可显著降低级配碎石的冻胀率,未掺加水泥级配碎石其原位冻胀率可达1%~1.65%,随着水泥掺量的增加,掺水泥5%以上级配碎石硬化后基本可消除细粉土引起的原位冻胀和水迁移冻胀,其原位冻胀率小于0.2%。掺加水泥量必须同时考虑对冻胀率及物理力学性能的影响,建议水泥掺量为5%。     

水泥改良土剪切波速与压缩强度关系的试验研究

水泥改良土是高速铁路路基工程中常用的一种填料.通过剪切波速与固结不排水三轴剪切试验,分别对3种水泥改良粉质黏土与1种水泥改良粉土的剪切波速、压缩强度及其相关性进行了研究.结果表明,不同养护龄期、不同灰土配合比条件下,水泥改良土的压缩强度与剪切波速之间有良好的对应关系,其相关系数接近0.95,这为依据剪切波速评价水泥改良土的压缩强度提供了依据.     

软岩改良土无侧限抗压强度试验研究

研究目的:无侧限抗压强度是评价改良土性能的一个关键性指标,本文对水泥改良和石灰改良的风化泥质板岩的无侧限抗压强度进行试验研究.通过试验揭示石灰改良土存在最佳掺合量的基本规律;并对水泥改良土不同的养生条件、龄期、压实度等因素对无侧限抗压强度的影响进行一系列对比分析,验证在相同压实度条件下,水泥改良土的无侧限抗压强度优于石灰改良土的无侧限抗压强度.研究结论:通过试验研究得出:水泥改良土的无侧限抗压强度随着水泥掺合量增大而增大,因水泥改良土不存在最佳水泥掺合量;用水泥来稳定软岩这种加固方法具有非常好的水稳定性,相同压实度条件下的水泥改良土无侧限抗压强度并非在最优含水率时达到最大;因此在改良土地填筑过程中要进行养护.     

CRTS-Ⅱ型板式轨道CA砂浆配合比设计研究

研究了水泥品种、Ma/Mc（沥青与水泥质量比）、Ms/Mc（砂与水泥质量比）、聚羧酸减水剂掺量对CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道CA砂浆流动性和强度,膨胀组分铝粉和U型膨胀剂掺量对CA砂浆体积稳定性和强度,Ms/Mc以及消泡剂DF掺量对CA砂浆容重和含气量的影响规律。研究结果表明：采用PⅠ52.5水泥作为主要胶凝材料,Ma/Mc值0.4,Ms/Mc值1.3,聚羧酸减水剂掺量1.2%,铝粉掺量0.04‰,U型膨胀剂掺量10%,消泡剂掺量1.6%,稳定剂掺量1.29%时,制备出了满足性能指标要求的CA砂浆。     

郑西铁路客运专线路基水泥改良土击实标准的研究

郑西铁路客运专线是在湿陷性黄土上修筑的300km/h的第一条客运专线,主要采用水泥改良土填筑。通过分析各国水泥改良土击实标准和方法,认为我国铁路客运专线建设可以借鉴,并结合郑西铁路客运专线水泥改良土的路基填筑施工,对最大击实干密度和无侧限抗压强度与延迟时间的关系进行分析研究。在国内外水泥改良土延迟时间的分析与研究中,通过进行水泥改良土的击实试验和无侧限抗压强度试验,了解水泥改良土的延迟时间对其强度和干密度的影响,在施工中根据不同水泥改良土的延迟时间控制现场施工过程。郑西铁路客运专线现场质量控制取延迟3～5h的击实干密度能够保证无侧限抗压强度,满足设计要求。