基于GPR的路基土介电特性影响因素试验研究

利用探地雷达(GPR)检测路基土压实质量时,路基土介电常数的确定是保证探测精度和进行图像识别的关键技术之一。运用探地雷达对3种常见路基填筑材料(粉土、中砂与砾砂)进行了介电常数的室内测试,得到填筑材料在不同含水量与干密度条件下的介电常数,分析了介电常数与路基材料类别、含水量及干密度等因素之间的关系,且拟合相关系数均大于0.95。以粉土为例,通过MATLAB软件进行多元非线性回归,获得介电常数随土体含水量、干密度双因素变化的拟合函数,拟合效果良好,表明可以采用拟合函数求取粉土在不同含水量和干密度下的介电常数。试验方法及结论为路基土介电常数确定、大范围路基土压实质量的快速、无损、连续检测与评价提供了重要依据,同时可为类似问题提供技术参考。     

哈尔滨市道路路基强度变化特性及预测

路基承载基层、路面、车辆荷载与道路附属设施,回弹模量是衡量路基抗压强度的主要指标。为了了解季冻区冻融循环作用下路基土含水量波动、压实度变化对路基回弹模量的影响,在哈尔滨市选取有代表性路段,分别测试不同含水量和压实度下回弹模量值的变化规律。结果表明:含水量、压实度变化对路基土回弹模量有明显影响,并建立路基土回弹模量与压实度、稠度的关系式,通过现场取样试验,判定路基土干湿类型,证明了路基土回弹模量与压实度、稠度的关系式的合理性。研究结果能迅速、合理地判定城市道路路基土的承载力,检验路基稳定状态,可为城市道路设计与维修提供合理的路基参数。     

黄土路基压实度影响因素

路基压实度是路基填筑过程中控制路基强度和稳定性的关键指标。本文以某高速公路黄土路基压实度为主要研究对象,研究了影响黄土路基压实度的主要因素。通过室内试验,分析了含水量、灰剂量和压实功对不同类型路基土体压实干密度的影响。通过现场试验,分析了实际施工过程中路基压实度的影响因素。研究结果表明,压实后土体的干密度随着含水量的增大而增大,超过最佳含水量后,压实干密度开始减小。灰剂量越大,土体达到最大干密度对应的最佳含水量越大。随着压实功的提高,土体的最大干密度增大,最佳含水量减小。实际施工过程中土体的干密度小于试验所得,土体的压实度收到压实工艺、含水量、灰剂量、松铺厚度等多方面的影响。     

含水量对非饱和重塑膨胀土抗剪强度和压实度的影响

含水量是影响膨胀土抗剪强度和压实度的重要因素。通过多组室内快剪试验,采用多元线性回归方法,分别对非饱和重塑膨胀土抗剪强度指标和压实度与其含水量的关系进行了研究。试验研究结果表明,非饱和重塑膨胀土的压实度随着含水量增加而逐渐降低,且当法向应力较低时,抗剪强度随着压实度的增加而缓慢增大,但当法向应力较大时,抗剪强度随着压实度增加而增大较快。非饱和重塑膨胀土抗剪强度指标受含水量的影响较为明显,当法向应力较低时,抗剪强度随着含水量的增加而增大,但当法向应力较大时,抗剪强度随着的含水量增加而增大的不太明显,出现含水量增加而抗剪强度基本不变的情况。     

黄泛区公路路基压实标准的研究

应用快速拉格朗日有限差分法,分析了黄泛区粉性土在不同的压实度条件下的沉降规律,提出了合理的粉土路基的压实标准。结果表明,粉性土路堤随着高度的增加,沉降变形呈抛物线增加。通过提出的回归公式,就可估算出变形达到稳定时的沉降量。不同的路堤高度,应提出不同的压实标准。当粉土路基采用方案三的压实度标准时路基土已达到密实状态,继续增大压实度对减少沉降没有显著影响。     

基于离心机法研究变重度压实黄土土—水特征曲线

为研究压实黄土土-水特征曲线,采用离心机对不同压实度黄土进行脱水试验.通过调节离心机转速得到不同吸力条件下压实黄土含水量以及重度的变化,将定重度的压实黄土土-水特征曲线和变重度的土-水特征曲线进行分析比较,得出不同压实度黄土土-水特征曲线的变化规律.结果表明:离心试验过程中土样重度随吸力增大而增加,其变化过程分为快速增大、慢速增大和基本稳定3个阶段,土样的重力含水量随基质吸力的逐渐增大而减小,在相同的含水量下,基质吸力随着压实度的增加而增大;考虑重度变化且吸力高于6 bar各组不同压实度试样土-水特征曲线基本重合,而并非未考虑重度土-水特征曲线的平行关系,因此测定压实黄土土-水特征曲线必须考虑重度的变化.     

乌鲁木齐地区低液限粉土毛细水迁移特性研究

针对低液限粉性土特殊的工程性质,进行室内毛细水试验.通过分别以压实度和初始含水量为控制条件,总结出压实度和初始含水量对毛细水上升高度的影响,定性地分析了毛细水上升迁移规律:在不同压实度条件下,毛细水上升高度总体随初始含水量的增加而减小;在最佳含水量状态下,随着压实度的增加,毛细水上升高度呈二次抛物线分布,并以此提出毛细水上升高度和压实度之间的回归公式,强调了低液限粉性土作为路基时压实度应控制在90％以上,尽可能增加压实含水量,一般宜大于最佳含水量.     

路基土回弹模量湿度调整系数研究

路基回弹模量MR是公路沥青混凝土路面结构设计中唯一表征路基特性的力学指标,因此准确确定路基土的回弹模量是沥青路面设计中关键之一.通过对新疆地区常用路基土的室内静载承载板试验测试,分析含水量和压实度对回弹模量的影响规律,结果表明:含水量对回弹模量的影响非常大,而压实度同样是个重要因素;综合分析国内外关于回弹模量受湿度和土质类型影响的研究方法,确定以调整系数Fs为指标参数表征湿度对回弹模量的影响,计算得到适应新疆常用路基土的回归参数和调整系数.根据Fs和标准状态下的Eo确定路基土在任一状态下的回弹模量,并建议将路基回弹模量设计值肘MRopt修正为平衡含水量下的回弹模量MRequ,为相关规范的修订和后续公路建设提供理论支持.     

路基含水量对弯沉值的影响

路基施工中,控制路基土含水量的目的往往只在于保证路基压实度,实际上,能保证路基压实度的含水量变化幅度,即最佳含水量的正、负增量范围是较大的.施工时,在这个范围内,使最佳含水量的增量保持适当的负值,则可以不仅满足压实度要求,还能提高路基强度,进而达到减小路面厚度或延长路面使用寿命之目的.     

路基含水量对路面的影响

路基施工中,控制路基土含水量的目的往往只在于保证路基压实度,实际上,能保证路基压实度的含水量变化幅度,即最佳含水量的正、负增量范围是较大的。施工时,在这个范围内,使最佳含水量的增量保持适当的负值,则可以不仅满足压实度要求,还能提高路基强度,进而达到减小路面厚度或延长路面使用寿命之目的。     

不同压实度下路基土抗剪强度参数和CBR试验研究

为了研究压实度对路基土抗剪强度参数和加州承载比（CBR）的影响，选取粉土、砂土和黏土三种类型的路基土，分别进行击实试验、不同压实度下的直接剪切试验和CBR试验。结果表明:压实度对路基土的内摩擦角、黏聚力和CBR值影响显著，且均具有较好的相关性。在此基础上，以塑性指数表征路基土的类型，最佳含水率和最大干密度表征路基土的物理状态，以压实度为主要影响因素，建立了路基土的抗剪强度参数和CBR值预估模型，建立的预估模型不仅精度较高，而且具有普遍适用性，可为公路路基的设计与施工提供参考。     

车载探地雷达在新建铁路路基质量普查中的应用

简要介绍了车载探地雷达原理、系统及在新建铁路路基质量普查中的应用情况。车载探地雷达,可迅速了解全线路基基床的状况和道床厚度等有关信息,以及探测桥涵两端与一般路基工后沉降等基床病害。经实地挖探验证与现场实际情况较为吻合。车载探地雷达,能够快速、准确、真实地检测路基的质量状况。     

细粒土路基平衡密度状态分析

为掌握细粒土路基的平衡密度状态及其变化原因,统计分析9条高速公路路床顶部的压实度和含水率检测资料,对3条黄泛区高速公路路基的压实度、含水率以及1条高速公路的路基模量进行全断面深度检测,并开展非饱和细粒土的湿化试验和弹性恢复试验。现场实测发现：在役路基除了实测含水率较最佳含水率有0~13.8%的增加外,相应的压实度出现了0~10%的线性衰减;其中,路床区、上路堤以及受水位波动影响较大的路基底部的压实度降低十分明显,而下路堤上部区域压实度基本维持不变甚至有所增大;路基压实度的变化与土的含水率密切相关。非饱和土三轴试验结果表明：土体湿化过程中,吸水导致体积膨胀和压实度衰减;当路床土吸湿至平衡湿度（含水率为18%）时,土体压实度降低5.07%。弹性恢复试验结果表明：压实路基土因变形恢复导致路基密度衰减;低含水率、高压实度和低上覆荷载条件下的弹性恢复较大,压实路床土弹性恢复导致的压实度降低值最大为0.5%;综合湿化和弹性恢复结果来看,两者占黄泛区路床区压实度衰减总量（约7%）的79.6%;此外,路基剪切模量的原位实测值较相同物理状态下的室内重塑土结果平均高出了60.64%,表明运营多年的高速公路路基土具有一定的结构性。因此,既有路基的评价应该同时考虑路基湿度增加、密度降低以及土体结构性等综合因素。     

路基土湿度动态变化的测试方法

为研究路基土湿度的动态变化特征,通过设置试验路段,进行了室内模拟试验和现场测试,对路基土含水量的变化进行了研究。根据试验数据建立了重塑土体积含水量、饱和含水量与张力的关系式,预估了土的含水量,并利用建立好的土回弹模量和土含水量的模型,进而预估了土的回弹模量的动态变化特征。结果表明,土张力与含水量之间具有较好的相关性,预估值和实测值相差不到10%,具有较高的精度。因此,采用张力计测试土张力并反演路基土的含水量是可行的,若再提高张力计的测试精度,可以更准确地获得路基土湿度的动态变化特征,并对路基的设计具有重要的指导作用。     

高含水量粉砂土路基填筑快速施工技术

针对高含水量粉砂土路基碾压困难、路基易变形的特征,在现场试验的基础上,提出了用粉砂土填筑路基时含水量控制技术及振动碾压施工工艺,可为黄河冲积平原区高含水量粉砂土路基的快速施工提供技术保障。     

电石灰改良盐渍土土水特征试验研究

测试电石灰改良土的土水特征曲线是电石灰改良土路基潮湿状态分析的关键。采用张力计法测试了不同压实度的电石灰改良土的土水特征曲线,利用非线性最小二乘法反演了van-Genuchten模型中的参数,分析了van-Genucht-en模型拟合电石灰改良土土水特征曲线的效果。结果表明：随着电石灰改良土体积含水率增加,改良土基质吸力逐渐减小;随着压实度的提高,电石灰改良土的体积饱和含水率升高,相同体积含水率的电石灰改良土的基质吸力增大;van-Ge-nuchten模型能很好地拟合电石灰改良土土水特征曲线。研究为电石灰改良土路基的潮湿状态分析提供了试验基础。     

连续降雨入渗作用下非饱和土路基稳定性研究

为了分析连续降雨入渗对非饱和土路基稳定性的影响，依托G30₁₁线（青海境）察尔汗-格尔木高速公路工程，基于非饱和土路基降雨入渗机理，建立公路路基降雨入渗计算模型，对比分析了非饱和土路基在降雨入渗作用下的孔压、沉降、位移与含水率随时间、空间（水平向、竖向）的分布规律，同时界定了路基降雨入渗影响范围。结果表明:在降雨入渗过程中，地表饱和区域逐渐向路基上部非饱和区域扩展，上部路基基质吸力和土体强度逐渐降低，但土体孔压和含水率逐渐增大。     

青藏铁路西格段路基土体冻胀试验研究

以青藏铁路西格段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、水分、盐分、压实度4个因素,进行室内冻胀试验,测试不同温度下路基土体的冻胀率,分析不同含盐量、含水率、压实度和温度下的冻胀试验数据。结果表明:对于不同压实度和含盐量的试样,冻胀率随含水率增加逐渐增大;随着含盐量的增加,土体的起胀温度逐渐降低,土体的冰点也随之降低;含盐量低于1.0%时,随着压实度的增加土体冻胀率呈增大趋势,含盐量为2.0%时,土体冻胀率不随压实度的变化而变化,进一步增大含盐量时,土体的冻胀率随压实度的增加     

冻融循环下砾类土路基工程特性试验研究

为研究在冻融循环条件下，强盐渍土地区砾类土路基水盐迁移规律及其对路基路用性能的影响，以察格高速公路工程为依托，采用自制冻融循环试验装置，对砾类土路基进行模拟试验。结果表明:砾类土试样经设定的冻融循环后，其含水率由路基底层向上呈“由大到小”分布，且不同的循环周期规律相同。盐分在冻融循环作用下向路基上部迁移，盐分迁移量随冻融循环周期的增加而增加。高度在10~40 cm范围内主要发生盐分迁移，高度在40~70 cm范围内主要发生盐分迁移，并出现“水去盐留”的蒸发聚盐过程。砾类土试样经冻融循环后，其回弹模量和CB     

高速公路红粘土路基填筑施工与改良方法研究

依据红粘土液限高,随含水量的增加压实强度显著降低的特性,在路基94区以下通过严格控制路基填筑土层厚度和最佳含水量及选择合理碾压机具,优化碾压遍数直接进行路基填筑,在96区通过对红粘土掺人合理级配的碎石进行改良,及对红粘土路基的包边处理控制水对路基的侵润,抑制红粘土路基遇水变形大、土体强度大幅降低等病害,能保证红粘土路基的填筑质量。