铁路路基戈壁土填料物理力学特性试验研究

对取自兰新铁路第二双线路基试验段某工点的填料,开展颗粒分析、重型击实、大型直剪以及大型压缩试验等土工试验。研究结果表明:填料级配不良主要受曲率系数Cc控制;增大压实系数,可以提高填料的抗剪强度指标和压缩指标;含水率对填料的抗剪强度特性和压缩特性均有一定的影响;增加加载次数,可以提高填料的压缩指标效果。结论可为戈壁土填料在高速铁路路基工程中的应用提供参考及依据。     

晋北黄土路堤填料力学特性研究

高速公路黄土路堤病害时有发生,为了解黄土填料力学性质,指导路堤设计参数合理取值,以山平高速公路工程建设为依托,对黄土路堤填料进行了室内压缩、直剪和三轴剪切试验分析。研究结果表明:该地区黄土路堤填料重塑土样属中压缩性土;土样黏聚力对含水率的变化比较敏感,在最佳含水率附近时填土黏聚力在30 kPa左右,内摩擦角受含水率变化的影响相对较小,填土内摩擦角总体在28°左右;100 kPa时含水率对抗剪强度的影响较大,随着压力的增大,含水率对填土的抗剪强度影响不大。     

水泥对滨海地区盐渍土路用性能的影响

从滨海地区盐渍土的工程应用角度出发,利用水泥对其进行改良试验研究,在明确水泥改良盐渍土强度形成机理的基础上,分析了滨海地区盐渍土的抗剪强度、抗压强度、水敏感性、融陷、膨胀特性随改良剂用量、龄期的变化规律。试验结果表明:滨海地区盐渍土经水泥改良处理后,其抗剪、抗压强度和水敏感性明显改善,融陷及膨胀现象得到有效控制,可以用作高等级公路路基填料。     

全风化千枚岩复合改良土路用性能

为了充分利用全风化千枚岩作为路基填料,设计了红黏土掺和比分别为0、20%、40%、60%和100%,水泥掺量分别为0、3%和5%的组合改良方案,开展了改良土的界限含水率、抗剪强度和无侧限抗压强度试验,分析了改良土的路用性能。试验结果表明:当水泥掺量分别为3%与5%时,复合改良土的液限均低于40%,符合路基设计中液限低于40%的控制要求;改良土的黏聚力随红黏土掺和比与水泥掺量的增大而增大,内摩擦角随红黏土掺和比的增长先增大后减小,随水泥掺量的增大而增大,但两指标在水泥掺量大于3%时增长幅度较小。改良土路基极限承载力计算结果表明:5%水泥改良全风化千枚岩路基极限承载力仅为725.3 kPa,红黏土掺和比为40%改良全风化千枚岩路基极限承载力达到2 198.3 kPa,分别是全风化千枚岩路基承载力的2.34和7.10倍,因此,红黏土改良效果优于水泥;经过比较可得红黏土掺和比为40%,水泥掺量为3%是合理掺和方案,在28 d养护后,路基极限承载力计算值为4 247.7 kPa,液限为32.7%。微观机理分析结果表明:红黏土颗粒小于全风化千枚岩颗粒,当红黏土掺和比大于40%时可以包围千枚岩颗粒的点-点接触,增加了接触点数与接触面积,从而大大提高了改良土路基的极限承载力。无侧限抗压强度试验结果表明:优化方案改良土7 d无侧限抗压强度为487.25 kPa,满足铁路路基设计要求。      

滨海地区水泥改良盐渍土强度特性及其机理研究

从滨海地区盐渍土的工程应用角度出发,利用水泥对其进行改良。通过试验研究,分析探讨了改良盐渍土抗剪、抗压强度随改良剂含量、龄期、饱水条件的变化规律,并利用电镜对改良盐渍土的强度发展机理进行了研究。试验结果表明,滨海地区盐渍土经水泥固化处理后,其抗剪、抗压强度和水稳性能得到较大程度的提高,能用作公路路基填料。     

石灰改良膨胀土填料试验研究

以改建铁路沪汉蓉通道襄樊至老河口段路基工程为依托,通过室内试验和现场检测试验,对石灰改良膨胀土的物理性质、胀缩性、强度特性、水稳定性和干湿循环下其强度变动规律进行了研究．研究结果表明：石灰改良土的塑性指数降低,胀缩性减弱;石灰改良土的抗剪强度与掺合比、养护龄期和压实系数均呈正相关性,石灰改良土最佳掺合比为5％～7％,60d龄期之后石灰改良土的抗剪强度基本趋于稳定;石灰改良土水稳定指标在0．70以上,具有很好的水稳定性;石灰改良土抗剪强度指标随干湿循环次数增加呈衰减趋势,但当干湿循环次数较大时,石灰改良土的粘聚力随循环次数的增加会出现一定程度的提高．现场压实质量检测结果表明,石灰改良土路基质量基本能满足规范要求．     

水分对于风化千枚岩填筑试槽路基回弹模量的影响

地下水和地表水是影响风化千枚岩路基回弹模量的重要因素,在室内修筑1m×1m×1.2m的试槽路基模型,模拟地表水和地下水的影响,分别从试槽顶部和底部补水,分析水分对路基湿化变形和回弹模量的影响.研究结果表明：补充地下水时由于千枚岩填料路基的孔隙率比较大,水分上升高度较小,对路基上层的含水率影响较小,承载板测试的过程中对路基起到不断压实的作用,路基回弹模量出现增大趋势;补充地表水时由于路基孔隙大,同时在水的自重下水分下渗深度也大,风化千枚岩遇水崩解,强度降低,导致回弹模量明显衰减.表明了地表水对路基的影响要比地下水更为明显.     

不同黏结层沥青路面层间抗剪性能研究

为了研究沥青路面的层间抗剪性能,通过试验主要分析了油石比、加载速率、温度、层间结合料种类和用量对层间抗剪性能的影响。试验结果显示,随油石比增大抗剪强度呈现先增大后减小的变化规律,当油石比为4.0%时,抗剪强度最大;加载速率越大,抗剪强度越高,当加载速率大于20 mm/min后,抗剪强度趋于稳定;温度越高,抗剪强度越小,其中当温度超过45℃后,抗剪强度急剧下降;以SBR改性沥青做黏结料时,抗剪强度随结合料用量的变化规律与基质沥青和SBR改性乳化沥青为结合料时明显不同,当结合料用量大于1.0时,以SBR改性沥青做黏结料对应的抗剪强度较高。     

砂土路基力学与变形指标的室内试验研究

通过砂土做道路路基,对其进行了击实、抗剪、压缩模量、CBR值等比较系统的研究,指出了砂土作为路基的填料其剪切强度随着含水量的增加有一个最佳值,压缩模量随着法向应力的增大而增大,CBR值随着压实度的增加,明显增大,但是浸水状态时要降低得多。     

木质素改良土抗剪强度参数试验研究

为了提高高液限黏土的工程性能,采用造纸产业副产品木质素对其固化改良,通过直接剪切试验研究了改良土的抗剪强度及其参数指标的变化规律。试验结果表明,随着木质素掺量的增加,改良土的抗剪强度呈现先增大后减小的趋势,木质素掺量为3%时,改良土的抗剪强度最大。改良土的黏聚力与抗剪强度的变化规律类似,也是在木质素掺量为3%时达到最大值,而改良土的内摩擦角则随着木质素掺量的增加而不断增大。随着养护时间的增加,木质素改良土的抗剪强度、粘聚力和内摩擦角都是逐渐增大的,其中内摩擦角的增长幅度尤为明显。     

重载铁路水泥改良膨胀土工程特性与路用性能

为了探究重载铁路水泥改良膨胀土路基填料的工程特性及路用性能,采用室内动三轴试验、微观结构试验、路基原位动力试验相结合的方法,揭示了膨胀土掺入水泥3%～5%改良前后静态指标与动态指标的变化特征,分析了水泥掺量5%和3%改良膨胀土分别用作重载铁路基床底层及以下路堤填料建设期的工作性能,评估了服役期列车动载作用下路基的动力稳定性. 研究结果表明:膨胀土掺入3%～5%水泥改良后,强度提高同时胀缩性显著降低,水稳定性提高3～4倍;相比重塑素膨胀土,水泥掺量3%～5%改良膨胀土临界动应力提高5～6倍;检测路基压密程度与强度指标满足规范且有较大富裕,监测路基中线地基沉降在铺轨前处于稳定状态;原位动力测试表明列车动载作用下路基的动应力沿深度逐渐衰减,在基床表层与基床底层范围内最大衰减量分别可达40%和80%以上,动应力影响深度是基床设计厚度的1.4～1.8倍,动应力影响深度范围内路基的动应力值远小于同位置填料的临界动应力,运营期路基动力稳定性满足安全服役要求. 研究成果能够为重载铁路水泥改良膨胀土路基精细化建设养修提供理论参考.      

三峡库区泥质灰岩作为高路堤填料的适用性研究

通过研究巴东组泥质灰岩的物理力学特性,测试其密度、含水量、抗剪切强度、抗压强度等指标,分析不同含水量和不同压实度下强度指标的变化规律以及影响路基强度和稳定性的主要因素,认为其作为路基填料具有适应性和可行性。     

粗颗粒含量对川西混合土抗剪强度的影响

混合土在川西地区广泛分布,由其构成的山区公路路基的稳定性是实际工程中亟需关注与研究的问题. 针对混合土抗剪强度受粗颗粒含量变化影响较大的特征,选取川西山区路基填筑用的天然混合土,分别进行小型与大型直剪试验,系统研究了粗颗粒含量对混合土剪应力-位移曲线和内摩擦角的影响规律. 试验结果表明:粗颗粒含量差异导致混合土抗剪强度发生明显变化,且在不同的粗颗粒含量区间,抗剪强度会呈现不同的变化趋势;当粗颗粒含量从0增至30%时,内摩擦角增长速率较慢;在30%～60%之间递增时,内摩擦角增长速率变快;超过60%时,增长速率回缓,即有两个界限值;通过颗粒骨架理论解释了界限值产生原因,并从宏微观角度分析了抗剪强度在不同区间内的主要影响因素差异,可为混合土结构物稳定性评估提供取值与理论分析依据.      

膨胀土承载比的试验研究

在高速公路施工中使用弱膨胀土进行路基填筑时,要对膨胀土进行改性处理。石灰作为一种有效外掺剂,可使膨胀性降低、强度显著提高。含水量和CBR强度作为衡量路基土性能的重要指标,在道路设计和施工中具有重大意义。通过研究路基土的CBR强度与含水量和膨胀土之间的关系,可为今后科学合理地进行路基膨胀土施工提供有力的科学依据。     

黄土路基强度规律

通过黄土压实后土体(压实土体)的湿陷性、压缩性和抗剪强度等室内试验，分析了压实土体的湿陷性、水分入渗对其饱和度、渗透系数等的影响和其抗剪强度随压实度和含水量的变化规律。试验表明，黄土压实后土体仍具湿陷性；含水量对压实土体的饱和度、渗透系数和压缩性等基本性质影响较大，一般随含水量的增大其饱和度和压缩性显著减小，而渗透系数在最佳含水量附近达到一个峰值；对于压实土体抗剪强度，其与含水量呈非线性变化关系，而与土体压实度呈线性增长关系。结果表明，严格控制土体含水量，提高路基压实度标准是提高黄土路基整体稳定性的关键。