陡坡地段土石混填路基压实特性研究

依托建水至元阳高速公路二标段陡坡地段的土石混填路基填筑工程,以正交试验设计9种工况,将孔隙率作为压实质量指标,运用PFC3D软件进行模拟分析,研究坡度、含石量及荷载循环遍数对土石混填路基压实质量的影响,并通过现场试验验证模拟结果。结果表明：土石混填体的位移量随循环加载遍数的增加逐渐变大,位移速度随循环加载遍数的增加逐渐变小;相同条件下,斜坡坡度越大,填料的压实质量越低;填料压实质量随着含石量的增加先升高后下降;循环加载遍数并非越多越好,碾压过多,对土石混填路基的压实质量影响有限,甚至造成压实质量下降;各因素对土石混填路基压实质量影响大小依次为：陡坡坡度>含石量>循环加载遍数。     

含超大粒径块石土石混填路基压实度影响因素研究

为了保证含超大粒径块石土石混填路基的稳定性,对超大粒径块石间的土石混填料压实影响因素进行了研究。通过设计超大粒径块石的布放施工工艺、自制试验箱进行室内试验,并与ABAQUS有限元分析结果进行对比研究,对超大粒径块石布放的参数与其间土石混填料压实度之间的关系进行了分析。结果表明,当超大粒径块石间距小于夯锤直径时,土石混填料压实度较小,夯击能被超大粒径块石吸收;当超大粒径块石间距略大于夯锤直径时,土石混填料压实度达到最大值;随着间距继续增大,压实度略有减小,但仍能满足要求。通过确定合理的超大粒径块石间距,可以保证其间土石混填料在标准夯实下能够达到压实度要求。     

超大粒径块石间距对其间土石混填料压实影响研究

针对超大粒径块石间距与其间土石混填料压实度之间的关系问题,采用室内试验和数值模拟的手段,分别对不同间距下土石混填料的压实度和夯击沉降量等数值进行分析。结果表明,超大粒径块石间距大于夯锤直径时其间土石混填料在标准夯实下压实度可以得到保证,为实际工程提供了指导。     

基于颗粒流程序的土石混合料振动压实特性数值分析

基于PFC2D颗粒流程序，建立考虑块石破碎的土石混合料振动压实模型，进行了不同含石量、不同泥岩砂岩块石混合比例的土石混合料振动压实试验模拟研究。结果表明:土石混合料试样的最大干密度随泥岩砂岩块石混合比的增大逐渐增大，随含石量的增加先增大后减小，60%含石量为其最优含石量；试样上部的块石受振动锤的影响较大，发生高度破碎，试样下部的块石主要发生高应力下的拉张破坏，破碎程度较低；块石的破碎率随含石量的增加而增大，随泥岩砂岩混合比的增大而增大。     

超大粒径块石在土石混填路基中稳定性数值模拟研究

为将山区公路工程中常见的超大粒径块石应用于高填方路堤填筑,对含超大粒径块石的土石混填路基的稳定性进行研究。根据超大粒径块石分布特征与工程特性,通过设计不同施工方案,利用Abaqus有限元模拟软件,对比行车荷载作用下不同超大粒径块石在路基不同层位处的沉降量和侧向位移量,分析超大粒径块石布放参数与含超大粒径块石土石混填路基的稳定性之间的关系。结果表明:在一定施工工艺下,含超大粒径块石土石混填路基比不含超大粒径块石的土石混填路基更稳定,而且块石粒径越大路基越稳定;对于超大粒径块石分层布放的情况,大粒径块石置于下层,小粒径块石置于上层的填筑方式更稳定。     

土石混填路基安定行为的数值模拟研究

通过建立土石混填路基半刚性路面结构模型和正弦波荷载模型,以应变率为指标,确定增量破坏标准,考虑了含石量、荷载频率及荷载大小等因素,揭示了土石混填路基在循环荷载作用下的棘轮安定特性。研究结果表明:采用应变率作为安定界限指标,以8×10~(-5)(mm/mm)/cycle作为增量累积破坏荷载的临界值;土石混填路基在循环荷载作用下的应变率随含石量的增大而略有减小、随荷载频率的减小而有较明显增大、随荷载的增大而显著增加,其中荷载大小的影响最为显著。     

块石含量对土石混合体抗剪强度特性的影响

土石混合体是中巴友谊公路建设堆积体滑坡的主要组成部分,其宏观力学性质与其块石含量密切相关。为得到此类滑坡合理计算参数,基于颗粒流理论及程序,对不同含石量土石混合体进行大型直剪试验研究,揭示土石混合料的强度指标随各主要影响因素的变化规律。研究结果表明,土石混合体剪切特性与相应的土体有很大的差别,均质土剪切过程中表现为剪胀特性并产生应变软化现象,剪切破坏面基本与直剪仪剪切滑动方向相一致;而土石混合体在达到强度极限之前经历一段较长的屈服和应力硬化阶段,剪胀特性不仅与法向应力有关,还与含石量有关,由于块石的存在使得土石混合体的剪切破坏带极不规则,具有分叉及多滑面现象。土石混合体力学特性明显区别于土体的含石量阈值大致为40%,当块石含量小于40%时,土石混合体的内摩擦角及黏聚力随含石量变化不大,且与相应土体强度参数相近;当含石量大于40%时,土石混合体的内摩擦角随含石量的增加近线性增大,黏聚力较相应土体有很大程度的降低;但当块石含量大于60%时黏聚力随着块石含量的增加变化较小。     

土工离心模型试验研究土石混合填料的沉降变形特性

以龙井沟高填方路堤作为原型,采用土工离心模型试验研究了土石混合填料在不同土石比、不同填筑高度和不同填筑工艺时填筑路基体内的沉降变形规律。研究结果表明:土石混合填料填筑体内的沉降变形随着填筑高度的递增,其沉降变形逐渐增大,分层沉降规律显著;土石比100∶0的土石混合填料填筑体最大沉降值出现在2/3填筑高度以上范围内。土石比30∶70的土石混合填料填筑体的沉降规律与土石比70∶30的一致,填筑体最大沉降值出现在1/3填筑高度以上范围内;填筑体沉降变形随着混合填料中石料含量的增加而减小;为满足土工离心模型试验的要求,土石混合填料的土石比应控制在70∶30～30∶70之间。填筑高度20m以下的土石混合填料建议不采用强夯工艺,以降低造价。土石混合填料填筑采用分层强夯工艺的沉降变形是分层碾压工艺的1/2,效果明显。     

土石混合料工程特性试验研究

以土石混合料为研究对象，由于组成土石混合料的粗颗粒和细颗粒自身性质差异较大，还存在含石量、粒径和级配等因素的影响，导致其力学性能更为复杂。为了对其基本特性进行把控，使得土石混合料的路用性能达到最佳状态，对其进行力学特性和抗压强度试验研究。试验结果表明：含石量对土石混合料结构组成影响较为关键，粒径大小决定着土石混合料内部孔隙的大小，从而对其力学性能产生影响；土石混合料的含水率与颗粒粒径有关，随着粒径的增加，含水率逐渐减小；又根据土石混合料无侧限抗压强度试验，在击实功较小时，土石混合料的无侧限抗压强度随击实功增加有明显的增大趋势，含水率对试样的无侧限抗压强度影响很明显，其中最优含水率所对应的无侧限抗压强度最大。     

高填方工程中复杂填料压实特性研究

根据对填料的分类和颗粒分析试验，证实场区内土石混合填料和爆破碎石填料属级配良好的填料。采用超粒径处理方法，得出了两种填料的击实指标。研究了粗料含量对最大干密度指标的影响，得出了不同粗料含量对应的最大干密度推荐值。     

振动作用下填石路基压实特性的数值模拟

为了揭示路基内部应力载荷的分布状况，分析碎石填料形状对路基压实的影响，运用离散元软件EDEM对填料粒径在10～160 mm的填石路基振动压实过程进行建模。模拟结果表明:路基的最大接触应力和最大瞬时速度随振幅增大而增大，孔隙率减小，填料形状对孔隙率有影响；路基密实的过程是颗粒力链结构不断建立和打破的动态过程；颗粒密实中，大颗粒带动小颗粒运动，从应力大的区域向应力小的区域迁移运动，大颗粒受力大，是外载荷的主要抗力；颗粒形状越复杂，碾压过程中密实度波动越大。     

TDA黄土混合物的渗透性能研究

对不同橡胶颗粒掺量的TDA黄土混合物进行变水头渗透试验,分析混合物以最大干密度配比时渗透系数的变化规律;研究TDA黄土混合物作为路基填料、渠道填料的水理特性.结果 表明:随着时间增长,TDA黄土混合物的渗透系数逐渐减小,且变化幅度由剧烈趋于缓和;孔隙比对渗流作用影响与颗粒联通性、最小粒径有关;掺量小于20％的混合物与素...     

炭质页岩填料利用与路堤结构设计研究

针对某公路炭质页岩填料利用与处治难题,开展炭质页岩崩解软化机理分析与路用性能试验,分析填料强度的湿化衰减特性。试验结果表明：炭质页岩的微观结构、亲水矿物、含硫矿物是造成其易崩解软化、植物难以生长的主要原因;经历2次干湿循环后炭质页岩崩解已大部完成,随着干湿循环次数的增加,炭质页岩崩解率逐渐稳定在12%左右;炭质页岩填料中石料含量对密实度的提高影响不大,但对填料承载比CBR值的提升非常显著,CBR值随含石率的增加近似呈线性增长;中风化炭质页岩填料浸水前的工程性质较好,受水浸泡6小时后填料回弹模量衰减41.5%,受水浸泡24小时后填料回弹模量衰减47.0%。并探讨公路路基炭质页岩利用部位及其典型结构形式。     

基于MMLS3设备的OLSM抗反射裂缝性能研究

为评价开级配大粒径沥青碎石（OLSM）抗反射裂缝性能及其影响因素,采用MMLS3设备对1/2路面结构进行弯拉-剪切作用下反射裂缝模拟试验,测定不同集料粒径、分形维数、胶浆膜厚度和粉胶比等影响因素下OLSM面层的瞬时应变幅值,分析不同影响因素下OLSM面层裂缝扩展规律。结果表明：OLSM面层随加载的累积应变、瞬时应变幅值和裂缝扩展速率均显著低于AC面层,终裂时其加载次数比AC面层提高了64.9%;随着公称最大集料粒径的增大,OLSM面层随加载的瞬时应变幅值和裂缝扩展速率显著降低,终裂时OLSM-30和OLSM-40面层加载次数比OLSM-25面层分别提高了20.2%和41.5%;随着分形维数的减小,OLSM面层随加载的瞬时应变幅值和裂缝扩展速率先提高后降低,终裂时加载次数先提高后降低;随着胶浆膜厚度和粉胶比的增大,OLSM面层随加载的瞬时应变幅值、裂缝扩展速率先提高后降低,终裂时加载次数先提高后降低。OLSM对裂缝扩展起到较好的抑制作用,具有良好的抗反射裂缝性能;大粒径集料对裂缝扩展起到较好的抑制作用,选用较大集料粒径的OLSM可有效提高其抗反射裂缝性能;随着分形维数、胶浆膜厚度和粉胶比的增大,OLSM抗反射裂缝性能先提高后降低;采用分形维数2.39~2.43、胶浆膜厚度50~56 μm和粉胶比1.2~1.4设计OLSM,可有效提高其抗反射裂缝性能。     

几种矿粉指标对沥青胶浆的影响分析

通过对矿粉的几种不同指标以及矿粉组成的沥青胶浆路用性能的研究,得出不同矿粉以及矿粉的不同指标对它组成的沥青胶浆路用性能的影响关系。通过研究表明,颗粒细、平均粒径小、矿物组成中粘土类物质含量少以及比表面积较大的矿粉组成的胶浆具有良好的路用性能,矿粉的差异显著影响着沥青胶浆的宏观路用性能。这对于研究和改善沥青胶浆乃至混合料的路用性能具有一定的指导作用。     

西南山区红粘土工程特性试验研究

西南山区的红粘土问题突出，相应的工程技术问题复杂，难度大。为了合理选用地基处理方法及土石方填筑技术，要求先研究其力学性质。试验表明:①原状红粘土孔隙比大，压缩性不高；压力增加时，不同深度处的红粘土固结系数增大；天然快剪强度较高，体现了原状红粘土含水率高、孔隙比大、塑性强，但具有较高力学强度的特殊性质。② 扰动红粘土呈中压缩性；固结系数在400～800 kPa之间出现最大值；随着压实度增大，其渗透系数减小；饱和固结快剪试验中，内摩擦角随着压实度的提高而增大，三轴试验中，其剪切破坏一般发生在软弱面上，非饱和三     

建筑垃圾再生填料在绿道路基中的应用

以温岭某地城中村改造的房屋拆迁建筑垃圾填料为研究对象，在分析其组分构成的基础上，对砖，混凝土块和石块进行点荷载强度试验，分析其强度差异性；进行重型击实和振动击实试验，从击实特性曲线和击实前后颗粒破碎等方面对比两种击实方式的差异性；进行CBR试验、浸水条件下的回弹模量试验，分析再生填料力学性能。研究结果表明:砖、混凝土块和石块的强度存在显著差异是引起颗粒“二次破碎”的关键；振动击实后的填料干密度远大于重型击实；填料CBR值和浸水后的回弹模量值满足路基设计技术水平。建筑垃圾再生填料力学性能和工程性能均满足相关规范要求，具有进一步推广应用的价值。     

粗粒材料粒径及含量对高渗透性地层泥浆成膜效果的影响

泥水盾构工程遇到高渗透性地层时，会发生泥浆大量流失的情况，从而使泥膜形成困难，进而导致开挖面失稳，而粗粒材料的添加可有效改善泥膜难以形成的情况。为探究粗粒材料的添加对泥膜形成的影响，选用密度小的蛭石作为粗粒材料，通过改变其粒径和含量（体积分数），在自制的泥浆渗透试验设备中开展泥浆渗透成膜试验。以滤失量和成膜时间作为评价指标，分析粒径与含量对成膜效果的影响，并提出合理的粗粒材料粒径范围。结果表明： 1）地层平均孔径D0〖TX-〗对粗粒材料的添加具有参考意义，控制粗粒材料粒径在D0〖TX-〗/2～2D0〖TX-〗时有助于泥膜的形成，随着粗粒材料粒径的增大，成膜效果出现先增大后减小的现象； 2）当粗粒材料含量在20%～40%时，含量越大，成膜效果越好，但随着含量继续增大，这种效应会减弱； 3）当粗粒材料含量在20%～60%时，粗粒材料粒径的影响程度要大于含量，粒径的增大会削弱含量带来的增益效果； 4）实际工程中建议主要考虑粗粒材料粒径的选择。