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。     

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。     

乌鲁木齐地区低液限粉性土毛细水迁移因素分析

按照公路路基填筑要求,对低液限粉土进行试验设计,通过分别控制压实度和初始含水量,对低液限粉土进行室内竖管毛细水上升高度试验,定性地分析了毛细水上升影响因素;重点分析了低液限粉性土毛细水上升高度随初始含水量及其压实度变化的特性,提出毛细水上升随时间分为3个阶段。当初始含水量大于9%时毛细水上升高度随初始含水量的增加而减小。在最佳含水量状态下随压实度的增加毛细水上升高度呈二次抛物线分布,强调了低液限粉性土作为路基填料时压实度应控制在90%以上,尽可能增加压实含水量,一般宜大于最佳含水量。     

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.     

非饱和土路基降雨渗流分析

基于路基内部水运动原理,分析了降雨对路基的浸润作用,探讨了IEM和FDEM降雨模型雨水入渗路基机理,推导出降雨作用下雨水入渗路基深度公式;研究了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和流,基于一般渗流方程的基础上,初步推出了降雨作用下非饱和土路基的饱和-非饱和渗流公式。结果表明,降雨主要通过雨水对路面裂缝、路堑边坡渗流作用及毛细作用来浸润路基;路基渗流深度受降雨强度、降雨时间、土的吸水率等因素影响;最后,根据提出的公式进行数值模拟,模拟结果与试验对比吻合较好。     

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.     

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.     

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%。     

气泡轻质土在既有路基填筑的变形研究

针对气泡轻质土填土路基的变形和破坏机理问题,基于路基弹塑性的理论和实际工程为背景建立了气泡轻质土填土有限元模型,通过数值模拟气泡轻质土分层填筑,分析了气泡轻质土填土路基在受载作用下的应力变化和沉降规律。结果表明:气泡轻质土路基在受载作用下,新老路基交界区域出现应力集中现象,随着上部荷载增加,集中应力越大,路基内部发生破坏现象。当荷载达到200 kPa后,上层轻质土路基内部最先发生塑性变形直至破坏;气泡轻质土路基受载后发生沉降变形,由于老路基沉降基本完成,导致新老路基交界区域相互作用易发生裂缝破坏,路基失稳。     

路基水盐迁移特性及对路基路用性能影响的试验研究

为了探明公路路基水盐迁移特性及对路基路用性能的影响,依托青海察(尔汗盐湖)格(尔木)高速公路察尔汗盐湖区段路基工程,以察尔汗盐湖区段沿线的含砂低液限粉土、粉土质砂、砾类土为研究对象,开展毛细势作用下非饱和土路基水盐迁移及路用性能室内试验研究,揭示在毛细势作用下强盐渍土地区公路路基水盐迁移规律,明确不同填料路基毛细水的上升高度与盐渍化程度,以及次生盐渍化对路基路用性能的影响。研究结果表明:含砂低液限粉土(非盐渍土)、含砂低液限粉土(弱盐渍土)与砾类土路堤毛细水最大上升高度分别为85、75和55 cm,有害毛细水上升高度分别为60、40和45 cm,次生盐渍化高度分别为50、30和45 cm;随含盐量的增加,粉土填料CBR值整体上呈减小趋势,而砾类土路堤填料CBR值呈现出先增大后减小的趋势,验证了水盐迁移造成粉土和砾类土路基路用性能的降低,但次生盐渍化对粉土路基路用性能的影响更甚。     

湖南非饱和红粘土工程性质的试验研究

为了研究湖南广泛分布且天然含水量较大的高液限红粘土的非饱和性质,以便有利于指导高速公路路基填筑及边坡防护的施工设计.本文主要通过非饱和土试验研究了红粘土的土-水特征曲线(SWCC)及非饱和土的力学土性参数,且分析了土的粒径对土水特征曲线的影响及不同吸力下红粘土的强度变化情况.     

湖南非饱和红粘土工程性质的试验研究

为了研究湖南广泛分布且天然含水量较大的高液限红粘土的非饱和性质,以便有利于指导高速公路路基填筑及边坡防护的施工设计。本文主要通过非饱和土试验研究了红粘土的土-水特征曲线（SWCC）及非饱和土的力学土性参数,且分析了土的粒径对土水特征曲线的影响及不同吸力下红粘土的强度变化情况。     

气候变化对公路膨胀土路基变形破坏的影响分析

从分析自然气候通过风化作用对膨胀土造成各种影响人手,揭示膨胀土路基与一般填土路基相比易破坏的内在原因.     

处治土路基的强度特征和含水量对其性能的影响

通过对处治土试件在不同状态下的物理力学性能测试结果，以及对应条件下处治土路基现场试验结果的研究，分析了处治土路基的强度特征以及不同含水量对其路用性能的影响，得出了处治土强度和模量增长规律及水稳性能。     

软岩填筑路基沉降特征的参数影响研究

运用PLAXIS软件对软岩填筑路基的沉降进行了数值模拟计算，分析了不同因素影响下的路基沉降规律。结果表明:高填方软岩填筑路堤的沉降受到路堤填土高度、湿化条件、上部荷载作用等因素影响较为显著。其中，路堤高度增加，最终沉降量增大，增幅递增；上部荷载越大，沉降量越大，增幅递增；软岩在最优含水率时沉降最小。     

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。     

连续降雨入渗作用下非饱和土路基稳定性研究

为了分析连续降雨入渗对非饱和土路基稳定性的影响，依托G30₁₁线（青海境）察尔汗-格尔木高速公路工程，基于非饱和土路基降雨入渗机理，建立公路路基降雨入渗计算模型，对比分析了非饱和土路基在降雨入渗作用下的孔压、沉降、位移与含水率随时间、空间（水平向、竖向）的分布规律，同时界定了路基降雨入渗影响范围。结果表明:在降雨入渗过程中，地表饱和区域逐渐向路基上部非饱和区域扩展，上部路基基质吸力和土体强度逐渐降低，但土体孔压和含水率逐渐增大。     

模块面板式加筋土路基力学行为试验研究

利用加筋土路基室内试验模型，探索模块面板式加筋土路基在顶面局部荷载作用下的受力变形规律。结果显示：侧向和竖向土压力沿格栅布设长度方向均呈中部大、两端小的非线性分布趋势；面板累积侧向位移沿面板高度呈“中央大于首尾”的非线性分布趋势；格栅累积应变在整个填筑-加载过程中经历增加-波动和减小-稳定两个阶段；路基上部附加应力扩散角随外荷载的增加呈先增后减态势；侧向土压力系数沿面板高度分布规律与侧向土压力较为一致。     

气候变化对公路膨胀土路基变形破坏的影响分析

从分析自然气候通过风化作用对膨胀土造成各种影响入手，揭示膨胀土路基与一般填土路基相比易破坏的内在原因。     

毛细阻滞型路基湿化病害中吸力分布规律

路基中的水分运移是引起公路湿化病害（工后沉降、差异沉降以及承载特性变化）的主要原因。然而,现有路基处理加固方式均属于内在处理,不能从本质上解决水分运移引起的病害,不仅增加成本,并且其长期性能尚不清楚。针对现有非饱和路基的内部水分运移规律进行研究,根据非饱和路基水分运移规律,一种新型路基形式被提出。在路基填土边坡上添加毛细阻滞层,进而有效减小路基中的水分运移。基于CODE_BRIGHT软件,通过比较有无毛细阻滞层的孔隙水压力和体积含水率分布,验证了毛细阻滞层在非饱和路基中的可行性。结果表明,毛细阻滞层下的路基,基质吸力变化明显减少。其影响范围缩小了80％,影响深度仅涉及到路基顶部．基质吸力的变化仅占普通路基的13％。根据吸力变化趋势可以预见,毛细阻滞层可以有效地降低路基的工后沉降和不均匀沉降。