铁路路基弱膨胀土干湿循环作用试验研究

为了研究弱膨胀土作为铁路路基填料的适用性,采用室内试验的研究方法,对东北严寒地区某铁路地基弱膨胀土进行不同含水率幅度变化的干湿循环试验,分析其裂隙拓展、胀缩变形和抗剪强度参数变化规律.试验结果表明:弱膨胀土随干湿循环产生裂隙,进而裂隙分支拓展并贯通,网格化后破坏后趋于稳定,并具不可逆性;在干湿循环作用下,弱膨胀土的膨胀...     

击实膨胀土用缩速度特性的对比研究

以湖南某高速公路K174-K186地段所取的4种膨胀土样为例，通过大量室内膨胀试验，对比研究了膨胀速度曲线、收缩速度曲线的特征。研究结果表明，尽管膨胀土的膨胀、收缩过程有很多相似特征，但在文中的试验条件下，两者并非一个完全可逆的过程，其吸水膨胀速度远比失水收缩速度要快。同时，利用非线性最小平方拟合法对胀缩曲线进行拟合，并提出胀缩曲线的曲线回归方程及其各其各参数的物理意义。研究结果为本地区膨胀土提坝边坡设计以及膨胀土地基加固处理提供了依据。     

黄原胶和瓜尔胶改良膨胀土力学特性试验研究

膨胀土地区铁路路基优质填料匮乏,可采用环保的生物聚合物对膨胀土进行改良。通过开展室内力学性能及微观分析试验,研究黄原胶和瓜尔胶2种生物聚合物对膨胀土力学性能的影响规律及微观机理。结果表明：黄原胶和瓜尔胶与土中矿物反应生成的胶结物能有效改善土颗粒之间的黏结强度、提高土体黏聚力,进而降低膨胀土胀缩性,提高抗剪强度和无侧限抗压强度;瓜尔胶改良土强度提升效果优于黄原胶改良土,综合考虑路基填料强度和变形,胶土比为1.0%时瓜尔胶的改良效果最优;掺入黄原胶和瓜尔胶可有效限制裂隙发展,干湿循环次数相同时,黄原胶和瓜尔胶改良土的裂隙数量和宽度显著低于膨胀土,且破坏类型从脆性破坏转化为塑性破坏;随着干湿循环次数的增加,改良土和膨胀土强度均呈衰减趋势,但相比于膨胀土,瓜尔胶改良土抗剪强度有较大提升,而黄原胶改良土稳定性更好。     

击实膨胀土胀缩速度特性的对比研究

以湖南某高速公路K174～K186地段所取的4种膨胀土样为例,通过大量室内膨胀试验,对比研究了膨胀速度曲线、收缩速度曲线的特征。研究结果表明,尽管膨胀土的膨胀、收缩过程有很多相似特征,但在文中的试验条件下,两者并非一个完全可逆的过程,其吸水膨胀速度远比失水收缩速度要快。同时,利用非线性最小平方拟合法对胀缩曲线进行拟合,并提出胀缩曲线的曲线回归方程及其各参数的物理意义。研究结果为本地区膨胀土堤坝边坡设计以及膨胀土地基加固处理提供了依据。     

成都地铁17号线东延伸段膨胀土胀缩变形力学特性

为了研究成都地区典型膨胀土深基坑的支护参数,采用现场调研、室内试验、数据分析和现场监控量测等方法,以成都地铁17号线二期东延伸段威灵站深基坑工程为例,开展膨胀土的自由膨胀率、无荷载膨胀率及膨胀力等胀缩变形力学特性研究。结合现场施工监控量测分析,研究了各施工步骤下基坑的支护桩水平位移、断面支撑轴力和地面竖向位移的情况。研究结果表明：(1)该地区膨胀土主要分布在地下5～10 m深度处,主要为弱膨胀土,自由膨胀率在50%以内;(2)试验土样的无荷载含水率与含水率有较大的关系,遇水后的无荷载膨胀率随着土样含水率的增加而降低;(3)随着土体含水率的增加,试验土样的膨胀力呈线性降低趋势;(4)随着基坑的开挖,支护桩的水平位移逐渐增大,其主要发生在第1道支撑和第3道支撑之间,桩体主要向基坑内侧偏移,少部分向基坑外侧偏移;(5)支撑轴力出现过大的现象,当开挖至轴力监测点ZL32-3支撑位置时,ZL32-1测点处的支撑轴力超过设计值约50 kN;(6)从地面竖向位移监测结果来看,该工程深基坑开挖支护设计总体可控。     

高速铁路路基戈壁土填料工程特性试验研究

以兰新铁路第二双线路基试验段路基工程为依托,对试验段戈壁土填料进行了颗粒分析、击实、大型剪切以及大型压缩等室内土工试验,并结合现场试验进行压实特性分析.试验结果表明:戈壁土填料的压实特性与填料的级配及其颗粒组成有关;现场压实时,需从填料的细颗粒含量、现有技术、经济等因素来综合控制压实含水率;不同的戈壁土填料,其抗剪强度及压缩特性亦不同;压实系数对戈壁土填料的抗剪强度特性及压缩特性均有很大的影响;含水率对戈壁土填料抗剪强度特性及压缩特性亦有一定的影响;戈壁土填料可以通过增大压实系数或反复加载,来获得良好的压缩特性.     

南宁膨胀土变形时程性研究

研究膨胀土变形随时间的变化,通过对2组南宁膨胀土进行室内单向膨胀收缩试验,对膨胀土的线胀率和线缩率的时程性进行了研究。根据初始含水量及干密度不同情况下膨胀土有荷膨胀和收缩变形的时程性研究,得到以下结果：在半对数坐标下,线胀率曲线可分为三个阶段且该曲线与时间呈双曲关系;在双对数坐标下,线缩率和时间几乎呈线性关系。同时,结合回归分析给出本次试验研究的膨胀土的膨胀和收缩随时间变化的变形计算公式,并对得到的膨胀盟收缩曲线进行了拟合,精度很好。结合冬次研究,对膨胀土的变形机理从微观的角度进行分析并对不同压力及初始含水率对膨胀、收缩变形特征的影响进行了阐述。研究结果为分析膨胀土变形的时程特性提供了可靠的技术依据。     

黄泛区粉性土工程特性试验研究

针对黄泛区粉性土高孔隙率、毛细作用强烈、压实困难等土质特点，通过大量的室内和现场试验，深入研究了粉性土的工程特性。结果表明，粉性土属于黏粒含量极低的土质，其承载能力受压实度和含水量影响显著，毛细水上升高度可达1．3m以上。同时，还给出了粉性土的动力特性计算指标。     

京九线济南局段非饱和粉土的应力应变关系及强度特性规律研究

为研究在自然含水率及降雨条件下,京九线济南局段不同路况粉土路基土的力学性状变化规律,在室内进行了一系列不同压实系数、含水率重塑粉土试样的固结不排水(CU)三轴试验,得到了非饱和压实粉土的应力应变关系与强度特性的变化规律.从而为深入探讨京九线粉土路基病害形成机理、既有路基状况、病害整治措施奠定了基础.     

禹州地区弱膨胀土石灰改良试验研究

以河南省禹州地区的弱膨胀土为研究对象,着重研究了掺灰比对膨胀土物理性质、强度和水稳性的影响规律,分析其内在的改良机理,得出了石灰改良膨胀土的最佳掺灰比。试验结果表明,随着掺灰比的增大,膨胀土的塑性指数和胀缩性均呈减小趋势,且掺灰比为4%时可有效降低胀缩性,然而掺灰比>4%时对胀缩性的进一步降低效果不明显,因此确定最佳掺灰比为4%;与素土试样相比,掺灰比为4%的试样的压缩性降低,无侧限抗压强度增强,其水稳性的改善进一步表明了石灰的改良效果。     

工程弃碴改良膨胀土路堤的实验研究

通过室内试验、现场检测 ,利用工程弃碴改良膨胀土路堤的工程特性进行研究 ,给出改良土的最佳配合比 ,合理摊铺厚度以及压实工艺。现场实施表明经济有效、满足质量要求     

膨胀土深基坑开挖对邻近地铁设施变形的影响

随着全国各大城市地铁以及城市轻轨交通项目的快速兴建,在膨胀土分布区域,一系列的膨胀土深基坑工程位于地铁线路周边,对地铁隧道及车站的安全产生影响。膨胀土作为对工程危害严重的特殊土,膨胀土深基坑的开挖对邻近地铁设施的影响分析显得尤为重要。为此,以邻近成都地铁2号线洪河站某膨胀土深基坑工程为背景,运用FLAC3D数值软件建立计算模型,采用膨胀土抗剪强度折减的方法,对膨胀土深基坑分层开挖对邻近地铁设施的变形影响进行分析计算。计算结果表明:地铁隧道及车站的最大位移符合控制要求,数值计算结果与现场测试结果相近,表明考虑膨胀土抗剪强度衰减的方法可以用于膨胀土基坑分析计算,成果可为类似工程的设计和施工提供参考。     

湘潭-邵阳高速公路膨胀土工程特性试验研究

针对湘潭-邵阳高速公路膨胀土实际工程,对典型膨胀土路段的膨胀土进行了自由膨胀率、界限含水量、颗粒分析、粘粒含量、矿物组成、土样描述、有荷(无荷)膨胀力(膨胀量)基本物理力学性质指标试验、对膨胀土的化学成分进行了分析,获得了该高速公路膨胀土的工程特性,得到该路段膨胀土的膨胀力、膨胀量、胀缩速度曲线、膨胀过程、收缩过程的特征,为膨胀土路基边坡工程设计与施工,膨胀土地基加固与路基病害的防治提供了参考依据。     

铁路膨胀土路基病害分布及特性试验研究

通过系统线路调查与特性试验,以数据库的形式描述河南、湖北、陕西省境内既有铁路膨胀土路基运营状况,并对现有膨胀土路基病害分布进行总结,为科学认识和管理铁路膨胀土路基奠定基础。     

膨胀土在动静力学作用下的微观结构变化

以南水北调中线禹州段膨胀土为研究对象,对原状样和试验后的土样进行了动静力学试验,从定性和定量两个方面分析其微观结构变化.定量分析时,首先利用Matlab软件对二值化处理后的SEM图片进行参数提取,提取的参数主要有颗粒或孔隙的面积及周长、长轴长度及短轴长度、长轴方向的倾角等,然后利用雷达图对颗粒的定向频率进行分析.分析结果表明:膨胀土原状土样的颗粒棱角比较明显,大颗粒中间夹杂着许多小颗粒,土体结构性强;动静力学试验后的颗粒棱角变得圆滑,大颗粒消失不见,颗粒大小比较均匀,土体结构性变弱;动静力学试验后土样的孔隙比都减小了,说明在剪切过程中土体被挤密;动力学试验后颗粒排列无定向性,静力学试验后颗粒排列有明显的定向性.     

粉煤灰-剑麻纤维复合改良膨胀土强度及裂隙发育特性

为研究粉煤灰-剑麻纤维复合改良膨胀土的效果和机理,以汉中某地膨胀土为研究对象,分别开展了素膨胀土、粉煤灰改良土和粉煤灰-剑麻纤维复合改良土的无侧限抗压强度试验和干湿循环试验。试验结果表明：粉煤灰改良土和粉煤灰-剑麻纤维复合改良土均能有效提高土体的无侧限抗压强度和抗变形能力,但复合改良效果更好,且最优配比为：粉煤灰质量含量9%,剑麻纤维质量含量0.4%,长度20 mm。无侧限抗压强度试验中,素土和粉煤灰改良土试样均出现明显的宏观剪切破裂面,而复合改良土试样呈近似“塑性鼓胀破坏”特征,出现剪切破裂带。多次干湿循环后,素土发育的裂隙具有直、宽、长的特征,粉煤灰改良土和复合改良土发育的裂隙具有细、密、短的特征,其中复合改良土发育的裂隙最细小且再次吸湿后易闭合。相同干湿循环次数下,3种试样的表面裂隙率大小关系为：复合改良土<粉煤灰改良土<素土,说明膨胀土中掺入粉煤灰和剑麻纤维能有效抑制裂隙的发育及扩展,采用粉煤灰-剑麻纤维改良膨胀土是可行的。研究结论可为膨胀土路基工程和边坡防护等工程中的设计和施工提供参考。     

基于颗粒流的膨胀土路基破坏特征分析

研究目的:膨胀土具有强烈胀缩性,常处于非饱和状态,对水分状态的变化十分敏感,并由此引起膨胀土强度和体积的变化,往往造成工程建筑物的破坏。结合新建玉蒙线膨胀土路基的修筑,利用颗粒流离散元方法,对膨胀土的干湿胀缩效应从颗粒间强度变化及颗粒体积胀缩入手进行数值模拟,分析膨胀土路基在干湿胀缩循环下的破坏特征及过程。研究结论:颗粒流数值方法可以合理再现膨胀土的室内加压平衡法膨胀力测试实验及自由膨胀率测试实验;通过对膨胀土路基进行单次胀缩及多次胀缩模拟试验,可从细观角度揭示了膨胀土路基在胀缩循环下的浅表层塌滑现象;对比现场部分填筑中路基的破坏特征,表明数值模拟与现场情况基本吻合。     

加筋宽度与间距对膨胀土特性影响研究

为研究挡土墙背后加筋宽度与间距对膨胀土特性的影响,以广西南宁三塘地区膨胀土为填料,铺设土工格栅形成膨胀加筋土,制作挡土墙模型,进行不同加筋宽度与间距的模型试验,研究侧向压力与膨胀变形在不同加筋宽度和间距下的变化规律.试验结果表明:纯膨胀土的渗透性很小,加筋后,土工格栅有导水作用,增加了排水通道,能在短时间排出水分,停止注水后土的体积含水率骤降,侧向压力大幅度减小;膨胀土吸水膨胀后,土工格栅与膨胀土之间存在界面摩擦力,导致土工格栅被拉紧,应变增加,同时限制膨胀土的膨胀;随着加筋密度与宽度的增加,膨胀土的膨胀变形与侧向压力减小,减小加筋间距提升的限制效果比增加加筋宽度更加明显.     

京九线粉土工程特性及其路基病害整治方法研究

针对京九线路基工程出现的病害问题,对路基粉土物理化学成分、击实性、渗透性及增湿变形规律等工程性质进行试验研究,分析了路基病害产生的主要条件。在此基础上提出加固路基,恢复路堤标准横断面,采用高分子聚合筑路剂封闭基床表层等处理方法。实践证明,该套综合整治方法对于粉土路基的病害整治是有效的。     

埃塞俄比亚至吉布提铁路(Dire Dawa-Dawanle段)膨胀土特性研究

对本项目范围内膨胀土的特性进行分析研究,提出其与国内膨胀土及当地黑棉土的差异,为本项目膨胀土路基设计提供了合理的处理措施。