伊朗德伊高速铁路亚硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

伊朗境内德伊(德黑兰—伊斯法罕)高速铁路沿线不同类型的粗颗粒盐渍土较多。采用德黑兰天然盐渍土制备土样,保持土样的最优含水率、颗粒级配、温度等基本物理参数不变,改变含盐量进行盐胀试验,研究亚硫酸盐成分构成对土样盐胀特性的影响。试验结果表明,当含盐量从0.5%增加到4.0%时,土样的盐胀量随亚硫酸盐含量的增高而降低,含盐量越高这一趋势越明显,特别是含盐量为4.0%时,亚硫酸盐土样与纯氯化钠土样的盐胀系数接近;通过拟合分析得出盐胀系数与含盐量、温度之间的关系。     

新建兰新铁路新疆段沿线盐渍土盐胀特性、机理与防治对策

以新建兰新铁路第二双线(新疆段)盐渍土为研究对象,通过室外、室内综合勘测试验,研究哈密地区盐渍土盐胀特性。试验结果表明:从总体规律来看,盐渍土盐胀过程主要集中在-5～10℃,;含水量-盐胀率曲线呈抛物线,盐胀率最大时含水量为15%左右。通过不同压实度状态下盐胀量试验得出:随压实度增大,盐胀量增大,但压实度低于90%时,盐胀量随压实度升高不明显。分析盐渍土盐胀机理:硫酸盐渍土盐胀作用主要由Na2SO4等易溶盐结晶前后体积变化引起。提出盐渍土防治结构模式:采用控制填料含盐量和压实度、路基填高、排水、坡面加固防护、路基包坡、铲除基础底层盐渍土层、换填粗颗粒渗水土、路基本体采用A组填料等综合性防护措施。     

粗颗粒盐渍土室内溶陷装置设计及试验研究

针对粗颗粒盐渍土溶陷系数的测试局限于现场浸水载荷试验,常规的室内溶陷系数测试方法不能满足试验要求的问题,介绍一种针对粗颗粒盐渍土溶陷系数的室内测试方法,克服了现有方法颗粒容积比低、受边界条件影响大的不足,并通过对室内外试验结果的对比分析,讨论粗颗粒盐渍土的溶陷特性及影响因素。研究结果表明:对于粗颗粒盐渍土,易容盐含量的提高会在一定程度上增强其溶陷特性;中溶盐的胶结作用会提高粗颗粒盐渍土的整体性及强度,但在浸水加载条件下,高中溶盐含量盐渍土的溶陷量要明显高于低中溶盐含量盐渍土;在含盐量近似的情况下构成粗颗粒盐渍土的骨架颗粒越大,盐渍土的溶陷性越弱;重塑土的压实度在一定程度上会影响室内溶陷系数测试的准确性。     

上覆荷载对砾砂类硫酸盐渍土路基盐胀的影响

以需要采用当地粗颗粒盐渍土作为路基填料的路基工程为背景,在人工配制试验土样的基础上,选取典型粗颗粒盐渍土地区的砾砂类硫酸盐渍土,进行不同含盐量、含水率及初始干密度条件下上覆荷载对砾砂类硫酸盐渍土路基盐胀的影响规律研究。结果表明:在上覆荷载的作用下,不同含盐量条件下砾砂类硫酸盐渍土的盐胀率均随上覆荷载的增加而降低,且降幅较大;上覆荷载对低含盐量水平的砾砂类硫酸盐渍土抑制效果好于高含盐量水平;在严格控制含水率的工况下,当上覆荷载超过24.46～38.61kPa以后,上覆荷载对盐胀的抑制作用起主导作用。在标准压实度条件下,不同含水率下50kPa上覆荷载对天然砾砂类硫酸盐渍土盐胀量的抑制作用超过85%,且在高含水率下的盐胀抑制作用较强,可明显减小随含水率增大的盐胀增长率。     

级配对粗颗粒硫酸盐渍土溶陷特性的影响

研究目的:随着高速铁路在盐渍土地区的不断发展,盐渍土的溶陷特性导致的高铁路基沉降问题越来越突出。为解决高速铁路在盐渍土地区由溶陷特性导致的路基沉降问题,本文将级配类型作为粗颗粒盐渍土溶陷特性的主要影响因素进行精细化分析,探究级配类型对粗颗粒硫酸盐渍土溶陷特性的影响。研究结论:(1)在硫酸钠含量相同的情况下,级配类型中粗颗粒的占比增大时,粗颗粒的骨架作用会抑制溶陷的发生,溶陷量会随之减小,在0.1%的低硫酸钠含量情况下抑制作用最明显,粗颗粒级配比细颗粒级配的溶陷系数减少了68.57%;(2)粗颗粒盐渍土的溶陷量随着硫酸钠含量的增加而增大,硫酸钠含量每增加1%,五种典型级配的溶陷系数平均增加0.01;(3)随着硫酸钠含量的增大,硫酸钠对粗颗粒盐渍土溶陷特性的影响程度减小;(4)本研究成果可为粗颗粒盐渍土地区高速铁路地基处置及路基设计提供依据和参考。     

含盐量及含水量对氯盐盐渍土抗剪强度参数的影响

盐渍土作为一类特殊的工程地质体,其抗剪强度受环境因素的影响是复杂的。通过室内试验,分析不同含盐量和含水量条件下氯盐盐渍土抗剪强度的变化规律,研究含盐量、含水量对盐渍土抗剪强度的影响机理。研究表明:在含水量达到一定量时,随着CaCl2含量的增加,氯盐盐渍土的抗剪强度参数值是先减小后增大,达到最小值时的土体临界含盐量为10.36%;在含盐量一定的情况下含水量从8%增到10%时,抗剪强度参数值减小幅度比较大,而从10%增到15.56%时,抗剪强度参数值减小幅度明显变小;土中易溶盐相态的变化,从土颗粒间溶液的离子浓度和土体骨架作用两方面影响盐渍土的抗剪强度;当含盐量一定时,随着含水量的增大,土粒间离子的浓度逐渐减小,使得扩散层厚度增大,粘结力减小。     

伊朗德伊高速铁路沿线盐渍土盐胀临界温度试验研究

为了探究伊朗德黑兰至伊斯法罕高速铁路沿线不同类型盐渍土的盐胀临界温度及其相对应的盐胀量,在德伊高速铁路沿线5个不同类型盐渍土地点取样,依次进行室内试验。结果表明:经历3个温度交替周期即可得出不同类型盐渍土的盐胀临界温度及每个周期内的最大盐胀量;黏性土类细粒盐渍土盐胀临界温度高于其他类型盐渍土;不同类型盐渍土盐胀临界温度相差0~0.8℃;随着温度交替周期的增长,盐渍土的盐胀量逐渐增大,但盐渍土整体温度呈下降趋势,并且温度变化具有明显的滞后性。     

高速铁路路基用砾类盐渍土变形特征研究

为研究砾类盐渍土构筑高速铁路路基的技术要求及变形特征,结合某高速铁路建设,开展考虑变形控制要求的盐渍土路基盐胀与溶陷系数阈值分析,在此基础上,通过溶陷与盐胀试验、现场浸水试验、冻融循环试验,研究降水及季节交替工况下砾类盐渍土路基的变形特征。结果表明:对于不同设计速度与轨道类型的路基,其盐胀与溶陷系数阈值不同;在单次降温条件,压实系数小于0.97的砾类盐渍土以"体缩"变形为主,压实系数大于0.97的砾类盐渍土盐胀变形较明显;当降雨达到年均降雨量及极端单次降雨时,砾类盐渍土路基可完成不小于65%和95%的溶陷量;在冻融循环条件下,压实系数较小的砾类盐渍土路基变形呈融沉趋势,而压实系数较大的砾类盐渍土路基变形则呈盐胀趋势。基于砾类盐渍土变形研究成果,初步提出满足溶陷与盐胀控制要求的砾类盐渍土路基设计原则。     

兰新高速铁路沿线盐渍土地基的溶陷特性

兰新高速铁路在运营过程中出现了因盐渍土地基溶陷变形导致的线路病害。为此,对沿线不同类型盐渍土地基进行现场浸水载荷试验,并对盐渍土地基的溶陷特性及影响因素进行研究。试验结果表明:不同种类盐渍土地基的整体溶陷量呈现出含石膏粗颗粒盐渍土细颗粒盐渍土一般粗颗粒盐渍土的规律,其中粗颗粒盐渍土地基判定为不具有溶陷性。含石膏层粗颗粒盐渍土的溶陷变形主要由附加荷载作用下石膏结晶颗粒遇水软化崩塌造成,溶陷量及溶陷系数均大幅度提高,极值分别可达87.75 mm,0.02,在工程建设中应引起高度重视。骨架颗粒的尺寸效应对地基的承载力及溶陷系数影响显著,在含盐量近似的条件下,粗颗粒盐渍土较细颗粒盐渍土呈现出高地基承载力、低溶陷系数的特征。     

含盐量、含盐类别对盐渍土抗剪强度的影响

在室内实验条件下,向氯盐盐渍土中掺加不同含量、不同类别的盐类,通过实验研究土体抗剪强度参数的变化,分析了含盐量和含盐类别影响盐渍土抗剪强度的机理.研究表明当土体含水量一定且含盐量达到9.36%时抗剪强度参数出现极小值.     

川藏线季节性粗颗粒冻土抗剪强度特性试验研究

拟建川藏铁路穿越大量的高寒山区坡洪积粗颗粒土区域,目前对于这类季节性粗颗粒冻土的抗剪强度特性研究不多。通过川藏线季节性粗颗粒冻土在不同影响因素作用下进行的直剪正交试验,研究其抗剪强度参数的变化规律,其中重点讨论冻融作用、粗粒含量、温度、含水率及不同冻结状态下土体的抗剪强度变化规律。试验结果表明:经过6次冻融循环作用,粗颗粒冻土融化后的力学性质基本稳定。冻融作用对土体抗剪强度影响的变化规律与土体的最优含水率有关。当冻结温度为-15℃时,粗颗粒冻土的抗剪强度变化基本趋于稳定。在其他条件相同的情况下,冻土颗粒越粗,负温对土体的抗剪强度影响越小。在非冻结状态下,土体抗剪强度随含水率的增加而降低。在冻结状态下,随含水率的增加,土体的黏聚力增加,摩擦角减小。     

新疆甘莫公路盐渍土击实试验研究

新疆盐渍土对公路造成危害严重,为了解决公路盐胀病害,本文对盐渍土击实特性进行研究。通过模拟工地压实条件,用标准击实的方法,测定在某种压实功下土的含水率和干密度的关系,确定土的最佳含水率和相应的最大干密度,以求用最小的压实功,得到符合工程要求的密实度。硫酸盐渍土的盐胀破坏是硫酸钠含量、含水率、干密度、温度等条件综合作用的结果。在工程中应该尽量减少土体的硫酸钠含量和含水率,尤其要避免饱和含水率的条件,从而为提出更有效的盐胀治理措施提供理论依据。     

人工冻结砾石土三轴剪切强度试验研究

为分析冷冻温度和含水量对于砾石土抗剪强度参数的影响,通过室内试验对南宁地铁联络通道砾石土层进行冻结状态下的三轴剪切强度分析,研究围压、冷冻温度以及含水量对于其强度演变的影响,分别得到几个特征围压下的砾石土冻结强度与冷冻温度及含水量的关系。试验结果表明:砾石土的三轴剪切强度随着冷冻温度的降低而升高,温度效应明显;同时,含水量变化对于其剪切强度影响也十分显著,在试验研究范围内冻结砾石土偏应力峰值与含水量成一定的正相关性,随着含水量增加,冻结冰晶体含量随之升高进而引起土体胶结能力增大,相应的强度有所提升。该三轴剪切强度符合Mohr-Column准则,黏聚力与内摩擦角随着冷冻温度的降低而增大,随着含水量的增加而增加。同时,冷冻温度对于砾石土三轴剪切强度参数的影响受土体含水量变化影响显著。     

基于颗粒流的膨胀土路基破坏特征分析

研究目的:膨胀土具有强烈胀缩性,常处于非饱和状态,对水分状态的变化十分敏感,并由此引起膨胀土强度和体积的变化,往往造成工程建筑物的破坏。结合新建玉蒙线膨胀土路基的修筑,利用颗粒流离散元方法,对膨胀土的干湿胀缩效应从颗粒间强度变化及颗粒体积胀缩入手进行数值模拟,分析膨胀土路基在干湿胀缩循环下的破坏特征及过程。研究结论:颗粒流数值方法可以合理再现膨胀土的室内加压平衡法膨胀力测试实验及自由膨胀率测试实验;通过对膨胀土路基进行单次胀缩及多次胀缩模拟试验,可从细观角度揭示了膨胀土路基在胀缩循环下的浅表层塌滑现象;对比现场部分填筑中路基的破坏特征,表明数值模拟与现场情况基本吻合。     

风积沙改良土路堤温度变形规律现场试验研究

新建通辽至新民北客专TLSG-3标路基工程以水泥改良风积沙作为填料,在路堤填筑过程中,路堤表层出现大量横向裂缝。为探究裂缝发生的机理并提出处置措施,在现场填筑一段试验路堤,该试验路堤总长150 m,分为5个路段,采用不同水泥、黏土掺量的风积沙改良土作为填料。通过现场试验与湿度、温度、应变监测,分析气温影响作用下不同配比风积沙改良土路堤的湿度、温度和应变变化规律。风积沙改良土路堤土体含水量总体上随着气温降低而减小,随后又随气温升高而增大,但变化幅度均不大。路堤表层土体温度受气温变化影响明显,总体上随气温变化而变化,但是具有明显的滞后性,路堤深部土体温度受气温影响相对较小。段路堤土体应变主要受土体温度变化控制,路堤表层土体应变变化较大,随土体温度下降先发生压缩变形,随后随土体温度升高,压缩变形逐渐减少,进而转为拉伸变形,路堤深部土体应变变化不大,因此路堤表层土体因温度降低发生的冷缩变形是实际工程施工时路堤浅层裂缝的主要原因;5个试验路段中,以掺5%水泥+5%黏土的改良风积沙为填料的路堤应变变化幅度最小,因此,从控制路堤土体变形的角度来看,掺5%水泥+5%黏土的改良风积沙配比要优于其他配比。     

低液限粉土填料掺盐抑制冻胀效果研究

采用室内单轴冻结试验,对比封闭条件下神朔重载铁路低液限粉土填料掺盐前后水分迁移和冻胀特性,并分析不同类型盐分、含盐量下抑制土体冻胀效果。结果表明:(1)低液限粉土的起始冻结温度随含盐量的增加而降低;掺入NaCl后起始冻结温度明显降低,有效抑制了土体的水分冻结;Na2SO4也能降低起始冻结温度,但效果不如NaCl。(2)随着盐含量增加,土体水分迁移量减少;加入NaCl后,冻结深度减小,冻结锋面含水率降低;加入Na2SO4后冻结深度无明显改变。(3)掺盐可有效抑制土体冻胀,且冻胀量随含盐量的增加而减小,NaCl抑制土体冻胀效果强于Na2SO4。建议该地区优先掺入NaCl来抑制路基冻胀,且掺入量控制在1.5%~2%之间。     

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。     

三轴应力下黏性土的微结构及其演化规律

利用河海大学自行研制的岩土材料微细结构光学测试系统,进行三轴应力下黏性土微结构特征参数的定量分析,研究三轴应力作用下黏性土微结构的演化规律及其力学特性。研究结果表明:重塑黏性土样在围压较低时,以均匀性破坏为主,局部化变形破坏为辅;荷载作用下,颗粒或孔隙的聚合和崩解同时发生,没有那种过程占据明显的优势;压缩过程中,颗粒所占面积增加,孔隙所占面积减小;颗粒的初始扁圆度越高,压缩过程中颗粒圆度值降低幅度越大,颗粒形状变化也越明显;随着制样含水量的提高,颗粒圆度不断增大,其空间排列变得紧密;随着具有微膨胀特性的黏性土含水量的增加,土体的强度显著下降,加载后的应变率增大。     

不同植被类型根系固土效应的试验研究

不同的植被类型根系对提高边坡表层抗剪强度的大小是不同的.基于边坡客土层室内直剪试验,研究了在天然含水量条件下,植被类型对边坡客土层土体的抗剪强度的提高作用,探讨了土体的含根量变化对抗剪强度的影响.在分析试验数据的基础上,建立了含水量与抗剪强度之间的数学关系模型.总结并解释了两者之间的相关关系,为边坡植被防护的设计和施工提供一定的借鉴意义.     

膨胀剂对混凝土胀缩变形及强度特征影响试验研究

为研究膨胀剂对特定比例大体积混凝土力学性能的影响,选取三种膨胀剂(UEA、CSA和MgO),测试分析不同含量膨胀剂对混凝土胀缩变形和强度特征的影响。试验结果表明：在试验基础配比基础上,膨胀剂种类不同,所需含水量不同,其坍落度亦有明显差异;在相同配比情况下,掺加MgO膨胀剂混凝土整体和易性优于UEA和CSA膨胀剂混凝土;在不低于施工标准强度条件下,MgO膨胀剂试样胀缩变形较UEA和CSA膨胀剂试样效果更好;掺加膨胀剂的混凝土抗压强度随膨胀剂掺量增加而降低。三种膨胀剂试样均达到高强度标准要求,其中掺加MgO膨胀剂试样强度更为稳定。