土石混填路基沉降变形特征的二维力学模型试验研究

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用,但由于设计、施工规范不完善,路基经常出现不均匀沉降变形,导致路基开裂或失稳,降低了公路的服务水平。为了揭示土石混填路基的沉降变形特性,为设计和施工控制提供依据,采用二维力学框架,进行了不同工况和不同压实度土石混填路基的二维力学模型试验,再现了土石混填路基的沉降变形性状。试验结果表明,填筑高度和压实度是影响路基沉降量的主要因素;路基的施工期沉降远大于工后沉降,但施工期沉降的发展速度较快,工后沉降发展速度缓慢。随路基填筑高度的增加,施工期沉降呈抛物线增长,工后沉降趋于线性增长;压实度不足时,路基的工后沉降量可能成倍增加。     

静力贯入法检测土石混合料路基压实度研究

基于土石混合料的结构构造和物理力学性质复杂,采用静力贯入法对其路基压实质量进行了研究。通过室内试验对含石量分别为30%、50%、70%的土石混合料采用室内振动法成型试件,确定最大干密度和最佳含水量;制作含石量30%、50%、70%的不同压实度的土石混合料路堤模型,验证了静力贯入法检测土石混合料路基压实度的可行性。研究发现,土石混合料最大干密度随含石量增加呈直线趋势增长,含石量为70%时,最大干密度为2.12 g/cm~3;探头形状为平底圆形时,贯入曲线具有一定的规律性,能较好地建立力学模型;贯入荷载与压实度正相关,贯入曲线可以较好地模拟与土石混合料压实度的相关性。     

土石混填路基沉降变形特征的离心模型试验研究

为了揭示土石混填路基的沉降变形特性,为设计和施工控制提供依据,进行了不同含水率、不同压实度和不同颗粒组成土石混填路基的离心模型试验,再现了土石混填路基的沉降变形性状。试验结果表明,路基沉降随压实度的降低和含水率的增加而线性增大;路基顶部从中线到路肩,沉降量逐渐减小,但水平位移逐渐增大。路基边坡顶部随路基沉降发生沉陷,但在1/3~2/3高度处,边坡的水平位移达到最大值,产生向外侧的变形。     

土石混填路基压实度检测新方法研究

土石混填路基压实质量的控制一直是一个难题,利用一般的压实度检测方法存在许多局限性与不足。首先基于快速静载试验,建立静载试验荷载—变形曲线与土石混填体密实度之间的理论模型;然后进行了室内模型试验,制作了各种形状及尺寸的探头,在不同含石量、不同压实度的路基上进行了试验,探讨了快速静载试验中各种影响因素的敏感程度;最后通过实验所得到的快速静载试验曲线,确定了合理的加载方式,探头形状及尺寸,提出了基于快速静载试验的土石混填路基压实度检测新方法,该方法具有可行性与合理性。     

土石混填路基压实度检测新方法研究

土石混填路基压实质量的控制一直是一个难题,利用一般的压实度检测方法存在许多局限性与不足。首先基于快速静载试验,建立静载试验荷载—变形曲线与土石混填体密实度之间的理论模型;然后进行了室内模型试验,制作了各种形状及尺寸的探头,在不同含石量、不同压实度的路基上进行了试验,探讨了快速静载试验中各种影响因素的敏感程度;最后通过实验所得到的快速静载试验曲线,确定了合理的加载方式,探头形状及尺寸,提出了基于快速静载试验的土石混填路基压实度检测新方法,该方法具有可行性与合理性。     

土石混填路基变形破坏机制的底摩擦试验模拟

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用,但由于设计、施工规范不完善,路基经常出现多种形式的病害,降低了公路的服务水平.揭示土石混填路基的变形破坏机理,为设计和施工控制提供依据,本研究采用自动化底摩擦仪,进行了不同填筑形式,不同压实度的土石混填路基的底摩擦试验,再现了路基的变形破坏过程和最终的破坏模式.研究结果表明,土石混填路基的破坏主要源于坡脚失稳和不均匀沉降,最终的破坏模式可归结为路基边坡的滑塌和不均匀沉降导致的路基纵向开裂.对于坡度较小的斜坡路基,通过开挖台阶,可有效地提高路基的稳定性.     

土石混填路基变形破坏机制的底摩擦试验模拟

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用，但由于设计、施工规范不完善，路基经常出现多种形式的病害，降低了公路的服务水平。揭示土石混填路基的变形破坏机理，为设计和施工控制提供依据，本研究采用自动化底摩擦仪，进行了不同填筑形式，不同压实度的土石混填路基的底摩擦试验，再现了路基的变形破坏过程和最终的破坏模式。研究结果表明，土石混填路基的破坏主要源于坡脚失稳和不均匀沉降，最终的破坏模式可归结为路基边坡的滑塌和不均匀沉降导致的路基纵向开裂。对于坡度较小的斜坡路基，通过开挖台阶，可有效地提高路基的稳定性。     

适用于土石混填路基的智能压实技术应用研究

土石混填料为山区公路路基填筑最主要的原料,由于土石混填料级配差、不稳定等特点,难以控制土石混填路基压实质量.智能压实技术本质上是根据监测的振动响应获得智能压实测量值,识别或评估压实质量,并实现碾压过程的动态监控.针对土石混填路基压实质量常规评价指标的不足,文中研究适用于土石混填路基的智能压实测量值指标,依托某高速公路土...     

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。     

土石混填路基压实度影响因素分析

在现场压实试验的基础上,采用相关分析和多元线性回归模型对影响土石混填路基压实度的各因素进行了分析,并得出压实度多元回归方程。分析结果表明,对于含石量小于40%的土石混合料,含水量是影响压实效果的最重要的因素,其压实特性与纯土类似,且随含石量、5~10 mm颗粒含量、大于10 mm颗粒含量的增加,土石混填路基的压实度均有一定程度提高。     

土石混填路基土的化学加固试验研究

采用S型复合固化剂对土石混填路基土进行化学加固试验,分析了S型复合固化剂的作用机理。通过土石混填路基土的重型击实试验、CBR试验、渗透性试验与固结试验,研究掺加S型复合固化剂或石灰对土石混填路基土性质的影响。结果表明:加入石灰或S型复合固化剂后,土石混填路基土的最优含水率降低、最大干密度提高,随着龄期的延长,加固土的CBR逐渐增加,且都能有效减小土石混填路基土的渗透系数,提高土石混填路基土的压缩性能。总体上,S型固化剂使用效果优于石灰,对土石混填路基土有很好的路用性能。     

高速公路土石混填路基工作区深度的计算分析

运用BISAR3.0程序计算不同工况下高速公路土石混填路基的路基工作区深度。研究结果表明:土石混填路基与砂土、黏土路基相比,工作区深度较大,其值随土石比增大而减小。当轴载增大时,土石混填路基工作区的深度增大,两者呈线性关系;在一定范围内,路基土石混合物含水率越大,工作区深度越小。现行规范将路基顶面以下0～80 cm部分作为路基工作区不适用于所有公路,高速公路土石混填路基工作区深度应根据公路的实际工况进行计算。     

填方路基压实质量的电阻率成像诊断试验

为了更好地诊断路基质量状况,以山区道路建设中常见的土石混填路基为例,制作了路基内存在空洞、不均匀体以及不密实区3种不同病害的路基模型,采用电阻率成像检测法对病害模型进行了诊断测试,并对预设病害区域与电阻率成像诊断结果进行对比分析。结果表明:当路基内存在病害区域时,在路基的电阻率图像中会产生一个电阻率异常变化区域与之对应;预设病害区域的位置与电阻率异常变化区具有良好的对应关系,不同类型病害的电阻率异常变化幅度也不一致;采用电阻率成像诊断方法对路基压实质量进行检测和病害诊断是可行的。     

湿陷性黄土掺配煤矸石路基土石混合料路用性能试验研究

通过对宁夏地区产量丰富的煤矸石与黄土以不同的比例配制土石混合料,研究其作为高速公路路床土的基本性能,利用煤矸石的膨胀性和黄土的湿陷性的耦合作用,解决道路工程中存在的黄土湿陷性问题。试验结果表明:当煤矸石与黄土掺量相同时,土石混合料的最大干密度和最优含水率分别达到最大值1.78 g/cm3和最小值14.2 %;随着煤矸石掺量的增加,土石混合料的承载能力呈上升趋势,当煤矸石掺量为50 %时,CBR值达到9.6 %;随着黄土掺量的不断减少,土石混合料的膨胀量呈减小趋势;综合考虑,建议采用30 %以上煤矸石掺量的土石混合料作为路基的填筑材料。     

交通荷载影响下土石混填高路堤沉降规律数值分析

土石混填高路堤作为山区高速公路建设常采用的一种路基形式，其工后沉降控制已成为山区高速公路建设的难题。建立了交通荷载作用下高路堤动力模型，利用有限元软件ANSYS进行了数值仿真分析，研究了车速为100km/h三车道三辆车交通荷载作用下高路堤的沉降规律，分析了土石混填高路堤在其影响下的沉降与循环次数关系，为施工控制沉降措施提供了依据。     

循环荷载作用下火山渣混合料变形特征与路堤沉降预测研究

以东非地区内马铁路沿线火山渣为研究对象,通过循环载荷试验探究了黏土、火山渣不同掺配比混合料的变形特性和颗粒破碎规律,并采用路基沉降模型对混合料路堤的长期沉降进行预测。研究发现:混合料累积应变随着火山渣含量的增大而增大,黏土的掺入能够有效地提高混合料抗变形能力,其中黏土的最佳掺配比为70 %;颗粒破碎率和累积应变呈正相关,因此应尽量降低粗粒组火山渣的用量以减小混合料路堤变形;混合料路堤沉降主要发生在路基服役初期,火山渣含量较高时,服役初期引起的沉降较大;但随着服役时间增长,掺配比对路堤沉降量的影响逐渐降低。     

含砾量对土石混合料力学特性影响离散元模拟

通过开展考虑砾石形状影响的双轴压缩试验离散元模拟,研究含砾量对密实土石混合料力学特性的影响。模拟结果表明：密实试样的应力应变关系表现出先硬化后软化的特征,含砾量越高软化效应越弱。随着含砾量增大,土石混合料的峰值强度呈现先减小再增加后减小的变化趋势,残余强度持续增大,剪缩到剪胀对应的体积应变先缓缓增加后加速减小,剪胀角则呈现减小趋势。通过颗粒移动特征及力链分布分析,发现当含砾量较低时,不能形成砾石骨架结构,含砾量对土石混合料强度影响较弱。