膨胀土路基毛细水上升规律及处置技术

建立了采用Richards土水运动方程和土水特征曲线计算土柱毛细水上升高度的方法,并开展了系统的数值模拟分析,研究了基底垫层的土质、级配以及厚度对膨胀土路基毛细水上升高度的影响规律.结果表明:毛细水的上升高度随着垫层厚度的增加、初始含水量的升高以及级配的变差而增加,级配对毛细水上升的影响最为显著,各垫层材料对毛细水上升的阻隔作用由优到劣依次为级配不良均匀砂、级配不良砂、石灰改性土、级配良好砾.建议首选20 cm厚的均匀砂,或者采用30 cm厚的级配不良砂或石灰改性土作为膨胀土路基垫层,这样可以有效保证路基的水稳性.     

非饱和土路基的毛细作用及其影响因素分析

分析了非饱和土路基的毛细作用机理,探讨了毛细作用对路基湿度及强度的影响,基于达西定律及质量守恒定律,建立了描述非饱和土毛细作用的水分运动方程.通过引入算例,得到了非饱和土路基毛细作用下的湿度变化规律及毛细水上升高度,最后研究了不同因素包括路基高度、初始填筑含水量、渗透系数等影响下的非饱和土路基的毛细作用.结果表明,提高路基高度可以减小毛细作用对路基整体湿度的影响；初始填筑含水量越大,毛细作用越明显；路基填土的渗透性越好,毛细水上升速度越快；不同填土类型所表现出来的毛细作用与填土本身的土水特性有关.     

淮北粉土毛细水上升特性研究

在地下水的作用下,粉土路基填料的含水量及密实度会发生系列变化。尤其是强烈毛细水上升高度,对路基产生危害作用更大。为此我们通过现场调查以及室内和现场试验对淮北地区粉土路基的毛细水特性进行了系统的研究。结果表明,路基土中毛细水上升高度及毛细水上升引起的含水量增加都与土基的密实程度成反比;路基粉土填料因毛细水上升引起土体含水量的增加,会有微膨胀,从而降低压实土体的密实度和土体的强度;采用铺设土工防水板的方式可有效阻隔水对土基的侵润,阻断毛断细水的上升,达到保证路基填料含水量不发生变化,以确保压实路基土在运营使用中的路用强度不致降低。     

土的毛细性试验研究及分析

通过室内试验,采用直接观测法和卡明斯基法测定常见路基土的毛细水上升高度值,并对两种测定结果进行对比分析,初步建立了两者之间的关系式以及直接观测法毛细水上升高度hc与压实度k的关系式.证明直接观测法毛细水上升高度hc与卡明斯基法毛细水上升高度Pc(负测压高度)是两个本质不同的概念,确定了两种测定方法的适用范围.     

冻融条件下土的毛细水上升试验研究

通过室内模拟试验,证明冻融循环能引起粘性土的水分迁移,使毛细水上升高度增大;而砂土的毛细水上升高度不受冻融作用的影响.建议采用起始冻胀含水量作为毛细水上升危险高度的判定标准,并提出了常见路基土的毛细水上升危险高度建议值.     

徐州地区非饱和粉土毛细特性试验研究

以江苏新沂地区粉土为研究对象，开展两种不同初始压实系数0.89、0.92的粉土室内毛细水上升高度试验，得到毛细水上升高度与时间的关系及毛细水上升稳定后含水率与高度的关系。研究表明：粉土中毛细水在短时间内能上升到较大高度，在前0.58天（14小时）的上升高度达到总上升高度的30%，前3天上升高度可达总高度的50%～61%；粉土毛细水上升高度及达到稳定所需时间与初始压实系数呈负相关关系，最终上升高度分别为60.0、40.3 cm，达到稳定所需时间分别为17、12天；毛细水上升稳定后土样含水率在0～20 cm高度范围内随初始压实系数的增大而减小，土样最大含水率分别是初始含水率的1.92～2.30倍。     

红黏土毛细水上升影响因素对比试验研究

通过实测红黏土颗粒分析曲线、土水特征曲线,对两种红黏土进行毛细水综合试验,分析土颗粒大小、压实度、土体类型、土水特征曲线对红黏土毛细水上升的影响;根据含水率分布规律,建立了一定时间内毛细水上升高度与含水率、密实度的关系,得出毛细水上升高度随着土体压实度增大而减小、水位变化对毛细水上升有很大影响、土水特征曲线对毛细水上升...     

砂性土路堤填料毛细水上升试验分析

为分析砂性土路基填料的毛细水上升规律,文章依托某高速公路,通过施工现场取样,在了解砂性土样的基本性质后,通过室内试验分析了压实度、温度、含水量对毛细水上升规律的影响。结果表明：压实度对毛细水上升高度的影响较大,随压实度增加,砂性土毛细水上升高度也随之增加,路基压实度应高于95%;环境温度对其影响较小,随温度升高毛细水上升高度略有增加;含水量对毛细水影响较显著,随含水量的增加,毛细水明显下降,路基填料含水量应控制在9%～10%。     

非饱和土路基毛细作用分析

为研究毛细作用对非饱和土路基土含水量的影响,分析了非饱和土路基毛细作用现象机理,探讨了毛细水上升高度的影响因素,在土颗粒等粒径假设下导出了毛细水上升高度与时间、土颗粒大小排列关系及毛细水半径效应;利用多孔介质理论建立路基土毛细作用多孔介质模型,探讨了多孔介质模型下的非饱和土渗透率关系;基于毛细水流质量守恒和路基毛细作用模型及土-水特征曲线,求得路基毛细水达到最大高度所需要的时间和单位体积路基土毛细作用下含水量的变化关系。路基含水量与地下水位(GWL)具体试验观测数据对比表明:毛细作用对路基含水量变化的影响较显著。     

乌鲁木齐地区低液限粉土毛细水迁移特性研究

针对低液限粉性土特殊的工程性质,进行室内毛细水试验.通过分别以压实度和初始含水量为控制条件,总结出压实度和初始含水量对毛细水上升高度的影响,定性地分析了毛细水上升迁移规律:在不同压实度条件下,毛细水上升高度总体随初始含水量的增加而减小;在最佳含水量状态下,随着压实度的增加,毛细水上升高度呈二次抛物线分布,并以此提出毛细水上升高度和压实度之间的回归公式,强调了低液限粉性土作为路基时压实度应控制在90％以上,尽可能增加压实含水量,一般宜大于最佳含水量.     

聚氨酯级配碎石层特性研究

针对高速列车荷载与水耦合作用下级配碎石层水致损伤问题，通过室内模型试验，探讨水环境-动载耦合作用下，聚氨酯级配碎石层的长期受力和变形规律，得出如下结论:聚氨酯掺量达到8 %时，聚氨酯级配碎石孔隙率达2 %左右，聚氨酯成膜厚度较厚，浸水后聚氨酯级配碎石的抗压强度、抗折强度以及回弹模量基本保持不变；在长期动载作用下，聚氨酯级配碎石层累积变形、动压力以及动孔压在注水前后变化较小，有良好的力学行为和防水效果。     

杭州地铁1号线过江隧道江北风井降水工程实践中建立的数值模型的分析研究

杭州地铁1号线江北风井基坑开挖深度为26.266m,共设置六道支撑,为目前杭州地区最深的基坑之一,基坑下部的圆砾层承压含水层是威胁基坑安全的重要因素之一。工程运用三维渗流理论,采用深井井点降水成功地解决了圆砾层承压问题。该文针对工程降水过程中建立的数值模型作了进一步的分析研究。     

复合碎石排水层对路基水稳定性的影响

针对多雨地区路基湿度增加,对土体抗剪强度特别是其中土颗粒之间粘聚力的影响,提出复合碎石排水层的解决方案。为了使复合碎石排水层达到最佳排水效果,进行了试验段施工,并在试验段内埋设湿度传感器。检测结果表明：设置复合碎石排水层以后,能有效减少外界水对路基的干扰,维持路基水稳定性。     

基于抽水试验的临江高承压水超深基坑设计

南京市纬三路过江隧道梅子洲风井基坑开挖深度达到48 m,坑底以下为强透水的粉砂层及卵砾石层,场地地下水与长江江水间存在着直接稳定的水力联系,且其与防洪堤间的净距仅为18 m,面临着极为复杂的工程地质和水文地质条件。根据抽水试验结果,对梅子洲风井基坑的重难点进行分析,在此基础上根据具体的工程地质与水文地质条件并结合周边环境要求,采用水下混凝土封底防止坑底突涌破坏并保证井内结构施工期间的基坑抗浮稳定与安全,实现井内结构干作业,以确保工程质量和施工进度,规避减压降水的风险及不确定性; 相应地,坑内采用干开挖与水下开挖相结合的方式完成土方开挖。梅子洲风井的实践经验表明,对开挖深度大、承压含水层厚度及埋深均极大导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程,采用水下开挖方式可有效防止基底突涌的发生,并能改善围护结构的受力与变形状态; 而水下封底混凝土的设置可承受坑底巨大的承压水压力,是确保工程实施的关键措施。     

水泥稳定砂性料掺碎石铺筑路面基层的应用

为了开辟筑路材料的新来源,节约工程投资,对用水泥稳定砂性料掺碎石能否铺筑路面基层的应用问题作了探讨。结合省道238线普宁段二级公路改建工程的实践,介绍用水泥稳定砂性料掺碎石铺筑路面基层的施工过程。     

碎石化后沥青加铺层应力对比分析

碎石化是一种旧水泥混凝土路面处治重要技术,它能降低建设成本,加快建设周期。文章基于有限元分析方法,首先对比分析了碎石化后加铺沥青面层和同厚度级配碎石层上加铺沥青面层的应力,结论认为碎石化后沥青加铺层底的拉应力要小于级配碎石的情况,证明碎石化后水泥混凝土板块优于级配碎石的力学性能;然后,通过改变碎石化层中两个主要分层的厚度和模量,分析不同的破碎程度对加铺层应力的影响,结论认为,碎石化下层厚度在10cm左右时,既能保证碎石化层仍然具有一定强度使沥青层底拉应力不至于过大,又能起到防止反射裂缝的作用。碎石化下层厚度不变时,加铺沥青层的受力状况随着碎石化下层模量的增大会稍有改善,拉应力、拉应变和弯沉都会有所减小,总体幅度在3%~9%之间。     

高速公路拓建工程雨季路床处理技术经济分析

根据雨季高速公路拓建工程的特点，研究了3种路床处理措施的技术经济性。基于弯沉指标及（或）压实度指标，若遇降雨，级配碎石方案无法满足设计要求，即级配碎石层实测弯沉大于设计弯沉，且容易在雨季施工中积水；水泥稳定土方案则均匀性难以保证，同时无法满足下雨天气施工质量要求；水泥稳定级配碎石方案的处理层顶面实测弯沉及压实度均可基本满足设计要求，但造价较高。为此，通过理论计算及经济分析，推荐了技术经济可行的处理方案。其中，2％～4％水泥剂量的稳定碎石基本可满足各种类型的路面结构设计要求；8％水泥稳定土造价较低，若能够有效地解决针对扩建工程特点的施工工艺问题可考虑优先使用：     

复合式衬砌隧道防排水设计几个问题探讨

为了防止和减少隧道渗漏水病害,通过分析复合式衬砌隧道防排水的现状和存在的主要问题,研究隧道排水量和水压力控制值分级、上下分离的防排水体系、围岩防水能力、防水层和二次衬砌混凝土整体防水效果检验评价等,并对防排水系统的设计和参数选择提出以下建议： 1）对于采用复合式衬砌的隧道,如果能满足环境保护及使用功能要求,其全隧道排水量宜控制在1.0 m3/（m·d）〖JP〗以内,二次衬砌背后承受的水压力最大宜控制在1.0 MPa以内; 2）为了减少隧道渗漏水发生的概率,并保证隧道结构的稳定,可考虑将拱、墙防排水体系和仰拱防排水体系分开设置,拱部、侧墙部位的渗水直接排入侧沟,仰拱部位的水主要通过纵向中心排水盲管排出,当水压力高时,通过与中心排水盲管连通的横向排水管将水引入新增的侧沟,并通过在横向排水管出水口安装的阀门进行限量排放; 3）通过地面隔离墙（咬和桩）、地面注浆、洞内注浆、旋喷、超前管棚、超前管幕、施作双层衬砌等措施,阻断和减小来水通道,提高地层强度和完整性,降低隧道涌水量和衬砌背后的水压力,并降低大量排水对运营和环境的不利影响。     

级配砂砾柔性基层的级配设计与施工技术

为了充分利用天然砂砾材料降低公路工程造价,完善级配砂砾柔性基层路面结构的设计和施工,结合西藏地区国道318线聂樟段试验路,分析了级配砂砾基层强度形成原理,以工地原材料为基础进行了级配设计,并确定了最佳含水量和回弹模量值。通过试验段的铺设,进一步完善了级配砂砾的施工工艺。     

富水圆砾地层盾构渣土改良技术研究

为解决土压平衡盾构在富水圆砾地层中渣土不易改良及易喷涌问题,采用昆明地铁4 号线圆砾土作为试验材料,以膨润土泥 浆、羧甲基纤维素(CMC)与聚丙烯酰胺溶液(PAM)作为主要改良材料,泡沫作为辅助改良材料开展室内改良渣土坍落度和常水头渗透性试验。试验结果表明: 1)在塑流性方面,仅用泥浆或泥浆与CMC 混合改良时,圆砾土流动性过大; PAM 加入到泥浆改良渣土中时,能够提高渣土的塑流性; 泡沫的掺入对泥浆和PAM 共同改良渣土的塑流性无影响。2)在渗透性方面,CMC、膨润土泥浆和PAM 均可有效改善渣土渗透性,且渗透系数随着注入比的增加而增大; 泡沫的掺入对泥浆和PAM 共同改良渣土的渗透性无影响。根据试验结果可知: 当地下水头约为25 m 时,可将膨润土泥浆配比1 ∶ 4(1%CMC)、膨润土泥浆注入比(BIR)= 25%、PAM 注入比(PIR)= 12. 5%、泡沫注入比(FIR)= 20%或膨润土泥浆配比1 ∶ 3、BIR= 25%、PIR= 7. 5%、FIR= 20%作为此圆砾地层的渣土改良参数。