土壤固化剂在铁路施工道路路基处理中的应用

对道路路基掺入土壤固化剂后固化土混合料的无侧限抗压强度、水稳系数和凝结时间影响系数进行试验研究,并对试验段路基进行回弹弯沉试验和浸水膨胀量检测。试验结果表明:固化土底基层混合料的无侧限抗压强度提高24. 4%,水稳系数提高11. 8%,凝结时间影响系数提高8. 2%;土壤固化剂掺量的提高可进一步增大固化土混合料的无侧限抗压强度,且固化土基层混合料的水稳系数和凝结时间影响系数增长规律与固化土底基层混合料基本一致;道路1 d弯沉值为67. 04×10~(-2)mm,浸水膨胀量为0. 019%,说明土壤固化剂有较好的早强作用,且提高了固化土混合料的抗水浸能力。较高的无侧限抗压强度和良好的水稳定性能保证了临时道路的承载能力。     

固化盐渍土的力学性能

对2种原生盐渍土和1种非盐渍土的固化体进行单轴无侧限抗压试验和抗折试验,在ANSYS中建立有限元模型,分析试件的破坏形态,并利用单轴无侧限抗压的试验数据,计算得到模拟三轴加栽的应力-应变曲线.结果表明:盐渍土和非盐渍土的固化体在力学性能上没有本质的区别;固化荆掺量较低时,固化土试件具有明显的塑性特征;随着固化剂掺量的增加,试件的抗压强度增大,弹塑性特征明显,并逐渐显示出脆性破坏的特征.典型的单轴无侧限抗压应力一应变曲线可分为3个阶段,即弹性段、塑性硬化段和软化段.在抗折试验中,固化荆掺量高的试件发生脆性断裂.     

固结-固化复合技术分层加固淤泥的试验研究

研究目的:为了降低施工成本,采用分层法对软弱淤泥进行加固,在试验现场具体采用固结-固化复合技术对淤泥进行加固试验研究,使处理后的淤泥满足工程建设所需的特定承载力。对于地表浅层淤泥,采用固化技术进行固化处理,大幅度提升浅层土体强度;对于深层淤泥,采用真空预压技术使淤泥产生排水固结,以提高下卧层软土的强度。研究结论:(1)固化剂可对浅层淤泥产生较为可观的固化效果,当固化剂掺量为4%～8%时,浅层固化土形成的硬壳层的承载力特征值为164～200 kPa;(2)淤泥仅采用真空预压加固,其承载力特征值仅为40 kPa,采用固结-固化复合技术对淤泥进行分层加固,当固化剂掺量为4%～8%时,双层地基整体的承载力特征值为96～170 kPa,浅层硬壳层对土体承载力提升效果显著;(3)对于双层地基而言,硬壳层具有一定的应力扩散作用,当固化剂掺量为4%时,浅层固化土的应力扩散角可达18.32°,可有效减小软弱下卧层的附加应力;(4)固结-固化复合技术可用于对滨海软土、淤泥回填土地基的大规模加固应用。     

固化剂在加固土中的试验研究

在铁路建设中各种特殊土的处理日益引起大家的关注,单纯使用石灰、水泥时土进行加固效果并不理想.提出用固化剂(CPN)稳定二灰粉土作为路基基层,并系统地研究了固化剂加固二灰粉土以及加固石灰粉土的力学性能、水稳定性、冻稳定性、劈裂性能和抗压模量及抗弯拉强度、抗弯拉模量等路用性能.试验结果表明:加入固化剂后提高了基层材料的计算强度、水稳性、冻稳性及良好的板体性,从而起到减薄路基厚度,降低工程造价的重要作用,对于丰富我国铁路基层结构形式具有重要的现实意义.     

铁路浅表层淤泥地基固化试验研究

选用无机粉态和液态固化剂配以硅酸盐水泥对浅表层淤泥土进行固化,通过宏观静力学试验和动三轴试验以及微观扫描电镜分析,进行铁路浅表层淤泥地基固化研究。结果表明:液态固化剂在固化施工和提高淤泥土性能上优于粉态固化剂,固化剂掺量相同时,液态固化剂固化淤泥土强度高于固态固化剂,掺量在3%~4%时高出30%以上;固化淤泥土在14d后强度趋于稳定;淤泥土在循环动载作用下的动应变随水泥和固化剂含量的增加而大大减小,水泥或固化剂掺量增加2%,在50N动荷载下减小约2倍,在100N动荷载下减小3~5倍;淤泥土的动弹模随水泥掺量和固化剂掺量的增加略微增大;淤泥加固后原状土的粒状架空结构中颗粒间缝隙被填充,结构更加密实,因此宏观动强度增大。     

改善膨胀土性能的固化剂试验研究

改善膨胀土性能的固化剂可以改变膨胀土的性质,文章介绍了掺加不同固化剂试样的制备,研究改良效果,通过试验结果分析说明改善膨胀土固化剂的效果较好,可以为整治膨胀土路基病害提供技术支持。     

水泥-高分子聚合物固化土体掺量计算方法研究

高分子固化剂可有效改善无机类固化土的抗拉裂能力低、易产生干缩和温缩裂缝等问题。为确定高分子改良土中有机和无机固化剂最优掺量,建立由土颗粒、孔隙、水化膜和有机膜组成的高分子改良土内部结构模型,计算水泥联合高分子聚合物临界掺量值。结果发现,以4%水泥掺量为基础掺量,高分子固化剂理论完全包裹掺量为0.98%,与室内试验结果0.8%～1.2%的苯丙乳液(SAE)最优掺量接近,从而验证了该模型和计算方法的准确性;当有机固化剂掺量超过理论包裹掺量时,其抗压强度会随无机固化剂掺量增加而降低。本文结果可用于高分子聚合物联合无机固化剂使用时初始掺量拟定,也可供其他相似工程参照。     

中-强膨胀土竖向膨胀力原位试验

利用平衡加压法在云桂高速铁路典型中-强膨胀土路段进行竖向膨胀力原位试验,研究竖向膨胀力随时间、含水率增量、卸荷回弹量的变化规律,并对试验过程中试验体周边地表的变形进行了监测。结果表明:竖向膨胀力随时间的变化规律与膨胀土中渗水通道的畅通情况密切相关;竖向膨胀力随含水率增量的变化规律可分为4个阶段,即初始线性增长阶段→过渡阶段→二次线性增长阶段→稳定阶段;卸荷时,膨胀土竖向回弹变形增加,竖向膨胀力不断减小,二者呈线性或二次曲线性变化;试体周边地表的隆起规律与竖向膨胀力随含水率增量的变化规律相一致。     

钙矾石形成引起石灰改良土膨胀研究

石灰改良土中钙矾石晶体会引起土体膨胀。本文根据钙矾石的形成机理开展了室内膨胀模拟试验,确定了试验配比与环境条件,分析了钙矾石形成引起的膨胀变形随时间的变化规律。试验结果表明:在石灰改良土中钙矾石的形成引起的膨胀变形主要分为快速期、减速期以及稳定期3个阶段;钙矾石引起改良土体膨胀主要是由于石灰中的钙、土中可供反应的铝和硫酸盐发生了化学反应;黏土矿物可提供钙矾石形成所需的Al3+;在本次试验条件下生成2%的钙矾石,土体的膨胀率约为5%。     

固化垃圾土路基沉降变形特性研究

采用垃圾土作为高速公路路基填料,对比素垃圾土和固化垃圾土路基的沉降量、土压力、水平位移等参数的变化规律,研究了废土路基的沉降变形特征,测试了固化垃圾土对路基变形的控制作用。结果表明:(1)采用水泥、水玻璃和CaCl_2组成的固化剂对兴延高速沿线附近的垃圾土有很好的固化效果。(2)添加固化剂可有效控制路基沉降;随荷载增大和时间增长,沉降量增大;在间歇填充间隔期间,沉降变化很小。(3)固化垃圾土地基和素垃圾土地基的土压力均随荷载的增加而增大;当填充速度加快时,土压力增加得更快。(4)固化垃圾土地基和素垃圾土地基的水平位移在施加荷载前期均较小,随着负荷的增加,素垃圾土地基的水平位移比固化的垃圾土增长得更快。