石武客运专线膨胀土路基CMA改性剂应用研究

石武铁路客运专线是国家铁路网规划的"四纵四横"铁路主干线,速度快、质量标准高,尤其路基施工要求工后沉降量不超过15 mm,这对膨胀土路基施工提出了更高要求。针对石武铁路客运专线膨胀土路基施工高标准、严要求的特点,详细论述CMA生态改性剂改性原理、施工方法、质量控制要点,通过对CMA改性剂喷洒次数和喷洒量改良膨胀土的试验分析,确定适用于铁路客运专线膨胀土路基施工工艺、质量控制方法,对指导同类工程施工具有积极的借鉴意义。     

牡蛎壳粉改良膨胀土的工程特性及微观机理研究

为探究固体废弃物牡蛎壳粉对膨胀土工程特性的改良效果,以广西宁明膨胀土为研究对象,对牡蛎壳粉掺量分别为0%,3%,6%,9%和12%的膨胀土开展一系列胀缩特性试验以及干湿循环条件下的直剪试验,并通过SEM试验分析了改良前后膨胀土的微观结构特征。试验结果表明：牡蛎壳粉可有效降低土体的胀缩性,提高土体的黏聚力。土体的自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率、膨胀力、线缩率等随牡蛎壳粉掺量增加而降低,在牡蛎壳粉掺量为9%时有稳定趋势。牡蛎壳粉掺量为9%时,土体黏聚力达到峰值;所有掺量土体的黏聚力均随干湿循环次数增加而降低,均在干湿循环4次时趋于稳定,且掺牡蛎壳粉土体黏聚力的降低幅度要低于未掺量土体;经历6次干湿循环后,牡蛎壳粉掺量为9%土体的黏聚力相对于未掺量土体增加了42.38%。土体内摩擦角的变化规律性不明显,但整体上掺牡蛎壳粉土体的内摩擦角大于未掺量土体。微观结果显示掺入牡蛎壳粉增强了土体的稳定性,减缓了膨胀土在经历干湿循环后裂隙、孔隙的发育。牡蛎壳粉对膨胀土胀缩特性、强度特性等具有一定的改性效果。研究结果为实现牡蛎壳粉改良膨胀土提供理论基础数据。     

铁路路堑边坡膨胀土的化学改良试验研究

研究目的：在路堑膨胀土边坡中，如何进行膨胀土的改良处理是岩土工程研究领域中的重要课题之一，亦是铁路工程建设中最突出的地质灾害之一。研究方法：本文结合某铁路膨胀土边坡防护试验工程，采用一种生态改性剂进行膨胀土化学改良试验研究，探讨膨胀土的化学改良机理及改良效果，对比分析膨胀土改良前后的物理力学性质及胀缩性，研究该路段膨胀土的改良方案。研究结果：用生态改性剂进行膨胀土的改良是可行的，改良处理后的膨胀土的颗粒组成、物理力学性质、胀缩特性均有明显的改善，力学强度及水稳定性得到提高。研究结论：改性土的工程性质得到了很大的改善；边坡土体改良深度在80-100cm左右，超过1m后，改良效果不理想，化学改良最佳喷洒次数为3～4次。     

引江济淮工程不同水泥掺量下膨胀土改性试验研究

选取引江济淮工程代表性膨胀土进行了不同掺量水泥和养护龄期的对比试验。研究结果表明:水泥掺量为2%,养护时间1 d时改性膨胀土的样品自由膨胀率从51%大幅度降低至42.3%,降低了约18%;水泥浆掺量达到7%后,改性膨胀土的自由膨胀率陡降至26.9%~32.1%,已经属于非膨胀土;加入水泥后改性土的抗压强度呈缓慢增长态势,但是3 d养护周期以内掺量为2%、4%和5%条件下改性膨胀土的抗压强度值呈现降低了8%~12%;当水泥掺量达到3%后,改性膨胀土的粘聚力和内摩擦角均大幅增加,掺量3%~5%范围内增速最大,当水泥掺量达到7%养护7 d后,粘聚力增长了194.5%,内摩擦角增加了72.2%。     

膨胀土及其石灰改性

合武铁路客运专线以路堤穿越膨胀土区域有一百多公里,涉及石灰改性膨胀土填料近千万方,石灰改性膨胀土路堤质量控制的好坏制约着合武铁路工程建设的成败。因此,了解膨胀土的概念及其改性填料的工程特性对于控制路堤的填筑质量会有所帮助。     

增湿条件下膨胀土边坡稳定性影响因素有限元分析

为研究雨季土体增重、强度降低及膨胀作用这三项影响膨胀土边坡稳定性作用因素的主次关系,基于热膨胀比拟增湿膨胀原理,考虑水平、竖向间的差异膨胀性,推导土体增湿膨胀的应力-应变方程,利用无荷膨胀率试验有限元模型进行参数验证;针对某铁路膨胀土边坡,建立ABAQUS有限元强度折减模型,采用正交试验极差分析法,研究含水率变化条件下边坡稳定性影响因素的作用效应及敏感性。研究表明:当初始含水率较低时,土体强度降低对边坡稳定性的影响最为显著,膨胀作用次之,土体增重影响相对较小,随土体初始含水率增大,膨胀作用、土体增重的影响减弱;土体初始含水率较低时,考虑土体水平、竖向间差异膨胀性计算得到的稳定安全系数较传统的各向同性膨胀假设结果低0.11~0.13,随含水率的升高,差异膨胀性的影响减小。     

蒙内铁路膨胀土边坡入渗规律及防护效果

针对肯尼亚蒙内(蒙巴萨—内罗毕)铁路蒙巴萨西站膨胀土边坡开展边坡人工模拟降雨入渗试验,研究含水率、基质吸力和法向变形的变化规律,并分析了浆砌片石对雨水入渗的抑制效果。结果表明:降雨入渗引起土体含水率和饱和度上升,基质吸力下降,从而降低了边坡的抗剪强度;降雨初期,膨胀土出现较小的体积收缩;随着降雨时间的持续,土中含水率升高,土体出现了膨胀变形;浆砌片石对膨胀土边坡的防护效果显著,可用于非洲地区膨胀土边坡的防护。     

南友公路膨胀土路堑边坡的现场监测分析

降雨是诱发滑坡的主要因素,通过对膨胀土路堑边坡滑动的现场监测,得出结论是,滑坡的发生主要受土体中含水量的影响,且边坡的变形与含水量的变化相关性一致;降雨对边坡的变形有明显的滞后性,季节性的干湿循环会造成膨胀土边坡土体向坡下蠕变,最终导致渐进累积破坏。     

高速铁路微膨胀泥岩破碎土非饱和渗透特性研究

非饱和渗透系数是非饱和膨胀泥岩土体渗流分析及水-力耦合研究的基础,对工程建设和工程病害预防具有重要意义。以新疆哈密地区微膨胀泥岩破碎土为例,制备4种不同初始干密度重塑土样,采用压力板法和滤纸法试验测量其土-水特征曲线,采用变水头试验测量土样饱和渗透系数;通过自主研制的土柱渗流试验装置进行恒定体积条件下一维土柱入渗试验,探究湿润锋前进法和瞬态剖面法的适用性,以获得不同初始干密度土体的非饱和渗透性曲线,并结合试验值对Childs和Collis-Geroge (CCG)渗透系数预测模型进行修正。结果表明：新疆哈密微膨胀泥岩破碎土的基质吸力范围为1～10⁵ kPa,渗透系数范围为10^-9～10^-4 cm·s^-1;试验土样初始干密度越大,大孔隙占比越小,阻渗作用越明显;CCG渗透系数预测模型可较好地反映土体渗透性曲线发展趋势,但在量值上随吸力的增加逐渐“远离”土体实测渗透性曲线;修正后的CCG渗透系数预测模型可反映不同初始干密度下土体渗透性曲线的发展规律。     

膨胀土在动静力学作用下的微观结构变化

以南水北调中线禹州段膨胀土为研究对象,对原状样和试验后的土样进行了动静力学试验,从定性和定量两个方面分析其微观结构变化.定量分析时,首先利用Matlab软件对二值化处理后的SEM图片进行参数提取,提取的参数主要有颗粒或孔隙的面积及周长、长轴长度及短轴长度、长轴方向的倾角等,然后利用雷达图对颗粒的定向频率进行分析.分析结果表明:膨胀土原状土样的颗粒棱角比较明显,大颗粒中间夹杂着许多小颗粒,土体结构性强;动静力学试验后的颗粒棱角变得圆滑,大颗粒消失不见,颗粒大小比较均匀,土体结构性变弱;动静力学试验后土样的孔隙比都减小了,说明在剪切过程中土体被挤密;动力学试验后颗粒排列无定向性,静力学试验后颗粒排列有明显的定向性.