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。     

重庆地区典型土石混合体回填土区隧道围岩分级研究

为对重庆地区典型土石混合体回填土区隧道围岩进行分级，通过室内基本物理性质试验获得土石混合体回填土的天然密度、干密度、含水率、含石量等基本物理参数指标，通过室内大型直剪试验和大型三轴试验获得土石混合体回填土的强度和变形等力学特性随含水率、含石量、围压等因素的变化规律，并基于室内试验结果，分别以含水率和含石量为分类指标，对重庆地区土石混合体回填土进行分类，提出适用于重庆地区土石混合体回填土的围岩分级指标和方法。主要结论有： 1）重庆地区的土石混合体回填土属于级配不良的土体； 2）随着含水率的增大，土石混合体的黏聚力和内摩擦角都逐渐降低，且均表现为先快后慢的规律； 3）随着含石量的增大，土石混合体的内摩擦角呈慢-快-慢的增大规律，而黏聚力呈先快后慢的降低规律； 4）对于重庆地区的土石混合体回填土，其围岩分级指标重点选用含水率和含石量； 5）对重庆地区土石混合体围岩进一步细分为Ⅳ、Ⅴa、Ⅴb 3级，其中Ⅴa级和Ⅴb级分别为Ⅴ级稍好和Ⅴ级稍差围岩。     

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。     

内马铁路残坡积土石混合体含石量对抗剪强度影响分析

针对内马铁路二标大量分布的残坡积土石混合体材料抗剪强度易受含石量影响的问题，选取了具有代表性的圆砾和角砾，并配置成不同含石量的试样进行不排水三轴剪切试验，系统研究了砾石含量和形状对土石混合体强度特性的影响规律。试验结果表明:土石混合体砾石含量阈值分别为40%和80%，即含石量小于40%时，土石混合体峰值内摩擦角基本不变，且不受砾石形状影响；含石量由40%增至80%时，土石混合体试样峰值内摩擦角逐渐增大，且角砾试样的大于圆砾；含石量超过80%时，试样峰值内摩擦角缓慢增加，并发现试样峰值抗剪强度有相似的变化规律。     

块石含量对土石混合体抗剪强度特性的影响

土石混合体是中巴友谊公路建设堆积体滑坡的主要组成部分,其宏观力学性质与其块石含量密切相关。为得到此类滑坡合理计算参数,基于颗粒流理论及程序,对不同含石量土石混合体进行大型直剪试验研究,揭示土石混合料的强度指标随各主要影响因素的变化规律。研究结果表明,土石混合体剪切特性与相应的土体有很大的差别,均质土剪切过程中表现为剪胀特性并产生应变软化现象,剪切破坏面基本与直剪仪剪切滑动方向相一致;而土石混合体在达到强度极限之前经历一段较长的屈服和应力硬化阶段,剪胀特性不仅与法向应力有关,还与含石量有关,由于块石的存在使得土石混合体的剪切破坏带极不规则,具有分叉及多滑面现象。土石混合体力学特性明显区别于土体的含石量阈值大致为40%,当块石含量小于40%时,土石混合体的内摩擦角及黏聚力随含石量变化不大,且与相应土体强度参数相近;当含石量大于40%时,土石混合体的内摩擦角随含石量的增加近线性增大,黏聚力较相应土体有很大程度的降低;但当块石含量大于60%时黏聚力随着块石含量的增加变化较小。     

土石混合体的力学性能影响因素研究

土石混合体由粗料和细料两部分组成,目前作为路基填筑材料被广泛使用在国内外的公路建设上,其力学性能一直受到广大研究者的关注,土石混合料的抗剪强度组成以及剪切变形机理,是关注的重点。该文采用大型三轴试验的手段研究土石混合料的强度特性,着重考虑含石量、密度和围压这一系列因素对土石混合体强度特征的影响,通过改变这些指标研究土石混合体抗剪强度的衰变规律。     

不同含石量下土石混合体的剪切特性研究

土石混合体作为一种优良的填料被广泛应用于路基填筑。为研究含石量对土石混合体抗剪强度的影响，利用大型直剪试验，分析不同含石量下土石混合体剪应力-剪切位移曲线及抗剪强度的变化规律。结果表明:当含石量≤20 %，试样为密实悬浮结构时，剪切过程呈应变硬化，抗剪强度随含石量增加变化不明显；当20 %＜含石量≤50 %，试样为密实骨架结构时，剪切过程呈应变硬化-应变软化，粗粒土之间的咬合逐渐增强，内摩擦角和黏聚力增加较大，含石量在50 %左右，抗剪强度达到最大；当含石量＞50 %，试样为骨架空隙结构时，剪切过程呈应变硬化-应变软化-应变硬化，内摩擦角和黏聚力均出现下降。     

土石混填路基安定行为的数值模拟研究

通过建立土石混填路基半刚性路面结构模型和正弦波荷载模型,以应变率为指标,确定增量破坏标准,考虑了含石量、荷载频率及荷载大小等因素,揭示了土石混填路基在循环荷载作用下的棘轮安定特性。研究结果表明:采用应变率作为安定界限指标,以8×10~(-5)(mm/mm)/cycle作为增量累积破坏荷载的临界值;土石混填路基在循环荷载作用下的应变率随含石量的增大而略有减小、随荷载频率的减小而有较明显增大、随荷载的增大而显著增加,其中荷载大小的影响最为显著。     

正交设计下同性岩土石混合体变形破坏特征研究

利用正交设计组合的方法,采用由同性岩组成的土石混合体,考虑粒度特征、土性、岩石形状在最佳含水率情况下对土石混合体变形破坏特征的影响,进行室内直剪试验。试验结果表明,土的粘性越强,在同条件下抗剪强度越大且破坏时的剪切位移越大;小颗粒的存在对剪切过程弹塑性阶段的影响显著,土石混合体易出现应变软化;以块石为骨架元素的土石混合体抗剪强度大于以卵石为骨架元素的同类土石混合体的抗剪强度,块石较卵石更有利于土石混合体抗剪强度的发挥;岩石形状不同时,以卵石作为骨架元素的土石混合体的破坏面比块石的破坏面平整,带宽相对较窄,影响深度相对较浅;残余抗剪强度-法向应力近似呈线性关系,随着法向应力的增加而增加;土石混合体的最佳含水率与含石量近似呈线性关系,且随着含石量的增加逐渐减小。     

交通荷载下红层土石混填路基沉降特性研究

红层土石混填路基已广泛应用于西南地区线路建设。为弄清交通动荷载幅值与频率、含石量及车速对路基沉降的影响,以马边至昭觉段公路工程中的红层路基填料作为研究对象,开展室内模型试验与数值模拟。研究表明：红层土石混填路基沉降与荷载幅值呈正相关,与荷载频率呈负相关;以6秒为节点可将路基最大沉降分为大幅变化阶段与动态稳定阶段;路基沉降随含石量增大而减小,路基含石量由32.5%提升至45.5%时,沉降减少36.0%;车速对路基沉降影响具有随机性。     

土石混合体路基填料分形特性与压实破碎特征试验研究

山区高速公路土石混合体路基填料组成与来源复杂,研究其物理力学性质对路基沉降预测及边坡安全性评定具有重要意义。针对土石混合体路基填料,运用分形几何理论,进行5种不同含石量填料颗粒级配设计,分析颗粒级配评价指标与分维数的相关关系,并对击实后的填料进行破碎率与分维数变化规律研究。结果表明:评价土石混合体填料级配良好与否的两个指标可简化为分维数一个指标,填料级配良好的分维数区间为(2.22,2.631];在含石量相同的情况下,颗粒破碎率随着含水率的增大而增大,对应的分维数也随之增加;当含水率相同时,含石量高的土石混合体填料对应的破碎率更大,含石量大于50%时,填料破碎率与分维数的增加更为显著;破碎率对含水率与含石量变化较为敏感,但含石量的影响程度更大。     

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。     

超大粒径块石在土石混填路基中稳定性数值模拟研究

为将山区公路工程中常见的超大粒径块石应用于高填方路堤填筑,对含超大粒径块石的土石混填路基的稳定性进行研究。根据超大粒径块石分布特征与工程特性,通过设计不同施工方案,利用Abaqus有限元模拟软件,对比行车荷载作用下不同超大粒径块石在路基不同层位处的沉降量和侧向位移量,分析超大粒径块石布放参数与含超大粒径块石土石混填路基的稳定性之间的关系。结果表明:在一定施工工艺下,含超大粒径块石土石混填路基比不含超大粒径块石的土石混填路基更稳定,而且块石粒径越大路基越稳定;对于超大粒径块石分层布放的情况,大粒径块石置于下层,小粒径块石置于上层的填筑方式更稳定。     

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。     

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。     

附加质量法在土石混填路基密度检测中的应用研究

利用附加质量与土石混合体共振的特性,通过对单自由度线弹性系统的能量和固有频率进行分析,间接检测土石混填路基的现场密度,并用数值模拟分析方法对理论分析进行验证。对附加质量法进行现场试验,且与水袋法的检测结果进行对比,得到一致的结果。     

山区土石混填高路堤路基沉降特性研究

路基的沉降控制是山区高速公路建设中的重点和技术关键。文中依托福建泉三（泉州-三明）高速公路，通过对典型土石混填高路基断面沉降的现场监测，分析了山区高速公路土石混填地基及路堤本体的沉降特性。     

土石混合体地层中基坑开挖对邻近既有隧道影响模型试验研究

为解决土石混合体地层中基坑开挖引起的隧道响应问题,采用非相似试验方法展开研究,土石混合体地层不连续的特性导致其中进行的基坑开挖对邻近既有隧道的影响更为复杂。针对土石混合体地层中基坑开挖对邻近既有隧道的影响问题,采用自主设计的非相似性模型试验模拟隧道旁基坑开挖过程,研究地层含石率w 对基坑开挖引起的隧道结构响应的影响规律。研究结果表明: 含石率w 的上升使得受开挖引起的隧道弯矩变化量的逐步下降;含石率在w<60%、w =60%及w =90%时,隧道管片周围土压力受开挖引起的变化呈现不同规律;当0%     

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。