土壤固化剂改良铁尾矿路用性能研究

以河北张家口地区铁尾矿为研究对象,通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳定性试验,研究水泥和土凝岩两种土壤固化剂对该类铁尾矿性能的影响。结果表明:水泥改良铁尾矿和土凝岩改良铁尾矿满足二级及二级以下公路路基强度要求的经济掺量为8%,其7d无侧限抗压强度分别为2.48 MPa和2.08 MPa;土壤固化剂改良铁尾矿前期和中期强度增长迅速,后期强度增长缓慢,10%水泥改良铁尾矿7d龄期和35d龄期强度可达到97d龄期强度的49.23%和81.13%;土壤固化剂改良铁尾矿水稳定性较好,10%土凝岩改良铁尾矿7d~97d龄期水稳系数在93.72%~99.20%之间,水稳系数随龄期先减小再增大,土凝岩改良铁尾矿水稳定性要优于水泥改良铁尾矿。     

固化剂改良铁尾矿基层强度影响因素敏感性分析

为了明确影响固化剂改良铁尾矿基层强度的敏感参数,以无侧限抗压强度试验为基础,通过正交试验建立水泥、土凝岩两种固化剂改良铁尾矿的7d无侧限抗压强度简化预报模型,并对各敏感因素进行逐步回归分析,明确各敏感因素所占权重。结果表明:掺量为8%的固化剂改良铁尾矿满足低等级公路强度要求;掺量相同的条件下压实度越大固化剂改良铁尾矿强度越大;压实度相同的条件下固化剂掺量越大固化剂改良铁尾矿强度越大;影响固化剂改良铁尾矿7d无侧限抗压强度的因素按其权重大小排序为:固化剂掺量、压实度、固化剂掺量和压实度交互作用。     

改良铁尾矿用于道路基层材料的研究

为了使大量堆存的铁尾矿得到有效利用,通过掺入不同无机结合料对铁尾矿进行改良处理。针对掺入量、养护龄期等主要影响因素,利用击实试验、加州承载比试验、无侧限抗压强度试验和干湿循环试验对改良后铁尾矿的路用性能及耐久性进行了分析和研究。结果表明:将铁尾矿用作底基层填料是可行的,相比于石灰和钢渣,水泥改良后的铁尾矿性能最佳;当水泥掺量为5%时,改良铁尾矿的CBR值大于80%,7d无侧限抗压强度在室内室外条件下分别为1.44和1.32MPa,膨胀值小于0.2%,其各项力学性能和耐久性得到最佳改善,能够满足道路基层材料的要求。     

左权铁尾矿在高等级重载公路基层中应用研究

为实现左权铁尾矿资源在国道207路面基层中的应用,研究了左权铁尾矿特性与其对基层材料的路用性能的影响。结果表明：左权铁尾矿性能稳定,经破碎分选制备的铁尾矿粗、细集料性能均满足高等级重载公路要求,铁尾矿细集料中云母含量高,导致水泥稳定铁尾矿强度低,降低细集料掺量,并采用水泥复合稳定,可大幅提高强度。水泥复合稳定铁尾矿90 d抗压强度、劈裂强度、回弹模量和抗冻、抗收缩性能均明显高于水泥稳定碎石,在国道207线的应用效果良好,经济效益凸显。     

养护方法对含铁尾矿粉的高性能混凝土力学、耐久和微观结构影响

混凝土的高性能化和绿色化对原材料品质提出很高要求,而我国大量铁尾矿工业废弃物的处置是当下急需解决的问题。基于此,研究了标准养护、45℃温水养护与90℃蒸汽养护3种养护方法对含铁尾矿粉的高性能混凝土力学性能(抗压和抗折强度)、收缩性能和微观结构(组成成分和微观形貌)影响。结果表明,含15%铁尾矿粉的混凝土力学性能达到最佳值,温水养护和蒸汽养护可进一步提升其力学性能。此外,引入细小的铁尾矿粉可促进水泥颗粒水化,从而形成致密的微观结构,但铁尾矿粉自身活性有限,在蒸汽养护条件下可参与水化反应。研究成果可进一步开发绿色、低成本的高性能混凝土。     

风化软岩路堤填筑与填料改良试验研究

针对南钦铁路沿线风化软岩填料（C组）进行现场路堤填筑试验,对强风化粉砂岩、粉砂质泥岩填料进行水泥改良土试验,并对两种填筑方案进行投资分析。结果表明:南钦铁路沿线强风化软质岩细粒土不满足速度目标值250 km/h路堤填料要求;强风化粉砂岩、粉砂质泥岩填料掺4 ％水泥改良后,能满足南钦铁路路堤本体填料的要求,比远运合格填料方案更为合理。     

黄淮冲积平原地区高速铁路螺杆桩复合地基应用研究

依托郑徐客运专线兰考南站路基工程螺杆桩复合地基项目,通过试桩和桩身质量检测,总结黄淮冲积平原地区螺杆桩关键施工工艺和质量控制措施,同时对螺杆桩承载力特性及复合地基进行工后沉降分析。结果表明：黄淮冲积平原地区粉质黏土、粉砂、细砂、圆砾土土层中可以形成螺杆桩螺纹段桩身,成桩质量良好;螺杆桩单桩承载力和复合地基承载力满足设计要求;该地区同等条件下,螺杆桩极限承载力较普通灌注桩提高约24%;复合地基沉降主要发生在填筑期;双曲线法预测得出三个观测断面工后沉降量均小于15 mm,满足无砟轨道铺设要求。     

改良钢渣路基填料膨胀性试验研究

为降低钢渣的膨胀特性,提高钢渣的综合利用效率,对钢渣开展了不同改良处理方法下的浸水膨胀率试验。结果表明：随着预浸水时间的增加,钢渣的膨胀率呈逐渐减小的变化特征,但降低幅度不是很明显;粉质黏土掺量较大时,对钢渣膨胀性能起到一定的抑制作用,但效果也不明显;剔除小于4.75 mm的钢渣颗粒进行级配调整,同时辅以粉质黏土或者水泥,能显著改善钢渣膨胀特性,掺入30.0%粉质黏土可将膨胀率降低至1.9%,满足设计规范≤2.0%要求,若再掺入5.0%水泥,膨胀率可进一步降低至1.7%。建议采用调整级配+30.0%粉质黏土的方法对钢渣路基填料进行膨胀性改良。     

高液限土路基的改良设计及施工技术研究

西双版纳国际旅游度假区B地块市政配套工程中，地勘显示建设场地的工程地质以高液限粉质黏土为主，原状土的地基承载力很高，但一旦开挖裸露遇水后迅速成泥状，承载力急剧下降，对路基稳定十分不利，本文通过掺水泥改良路基土，可以基本达到对下卧高液限土的隔水作用，满足作为路基填土的要求，同时提出高液限粉质黏土的施工工艺及施工注意事项，为其他类似高液限土路基设计及施工提供了借鉴价值。     

石棉尾矿高速公路水稳基层材料的研究

为了综合利用雅泸高速公路石棉段大量堆积的石棉尾矿,对石棉尾矿用作水泥稳定基层集料的可行性进行研究,开辟一条石棉尾矿综合利用的新途径。对石棉尾矿的基本物理性能和路用性能如表观密度、压碎值、磨耗值等进行分析研究,并对其进行了石棉尾矿水泥稳定基层的配合比设计。研究表明:石棉尾矿的表观密度为2.65 kg/cm3,压碎值小于12%,磨耗值小于23%,完全满足水泥稳定基层集料的基本性能要求。配合比设计结果表明:石棉尾矿水泥稳定基层的最优水泥用量为4%,其无侧限抗压强度达到3.17 MPa,满足水泥稳定基层的要求;对石棉尾矿级配碎石形成机理研究,发现其颗粒呈立方体状,能够形成良好的嵌挤结构。因此得出石棉尾矿具有良好的嵌挤性和适宜的抗压强度,是较好的水泥稳定基层集料原材料。