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。     

干湿循环过程中粉细砂改良土路基填料试验研究

采用水泥改良细粒含量46. 53%的粉细砂,并对该粉细砂进行干湿循环试验,比较不同影响因素对改良土耐久性的影响。试验结果表明:水泥掺量11%、压实系数0. 95、含水率高于最优含水率1%时,水泥改良土无侧限抗压强度最高;在经济性和适用性方面,水泥掺量5%的粉细砂改良土优于水泥掺量8%和11%的粉细砂改良土。     

全风化花岗岩路基填料改良试验研究

海南地区全风化花岗岩广泛分布，却无法直接用作路基填料。针对这一问题，对全风化花岗岩采用水泥进行改良，同时开展界限含水率、重型击实、加州承载比（California Bearing Ratio,CBR）、无侧限抗压强度、回弹模量、动三轴试验研究素土及改良土工程特性。结果表明：随着水泥掺量增加，塑性指数递减，最优含水率和最大干密度均呈线性递增趋势；随着水泥掺量的增大，CBR值、无侧限抗压强度、回弹模量和动应力大幅增长，改良土工程性质显著提升。根据试验成果，建议基床表层采用水泥掺量6%的全风化花岗岩改良土，基床底层及基床以下路基采用水泥掺量4%的改良土。     

水泥改良土的物理力学特性试验研究

介绍了水泥改良土的作用机理,通过室内和现场试验,分析了水泥改良土击实性、水稳性、强度特性、刚度特性等物理力学特性。研究结果表明:水泥掺量对水泥改良土水稳性的影响及养护龄期对其强度的影响显著,检测时间对其地基系数K30测试结果影响最大。从水稳性角度考虑,建议高速铁路路基水泥改良土的水泥掺量不宜小于3%。     

干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减机理的研究

水泥改良土是铁路路基工程中重要的填料。通过试验研究干湿循环过程对水泥改良粉质黏土与粉土强度衰减的影响程度,分析干湿循环过程导致水泥改良土强度衰减的机理,并进行了试验验证。结果表明,土料中黏粒团的干缩湿胀变形是引起干湿循环后改良土强度衰减的主要原因,适当降低改良土料中黏粒的相对含量可以有效提高干湿循环后改良土的强度。对于粉质黏土,采用掺砂方法,可使干湿循环后的水泥改良粉质黏土强度降低率减少50%。前2次干湿循环是导致改良土强度降低的主要过程,第3次干湿循环后,改良土的强度变化将趋于稳定。     

复合固化高液限土的力学及水稳性研究

高液限土属于不良土质的一种,如果不加处理而直接使用,会造成路面开裂、滑坡失稳、不均匀沉降等工程问题,因此需采取合理的固化措施对其处理,使之符合规范要求。以湖南省洞庭湖地区高液限土为研究对象,在其中按一定比例掺入水泥、生石灰、粉煤灰和磺化油等固化剂以提高土体强度和水稳性。通过单掺试验得到无机材料和磺化油分别对高液限土强度及水稳性的影响;通过单掺试验结果设计正交试验,利用spss软件对固化剂的改良情况进行了主效应分析,通过强度、水稳性设计要求及成本分析最终确定一种针对高液限土的复合固化剂配比;利用FLAC3D有限差分软件分析不同高度下素土和固化土的路堤沉降。试验结果表明：无机材料掺量与固化土的无侧限抗压强度及弹性模量密切相关,能够增强高液限土承载力,SO则能够显著改善高液限土水稳定性;复合固化剂最佳配比为0.2%SO,4.5%水泥,1.5%生石灰和2.5%粉煤灰;主效应分析结果表明无机材料和SO分别对复合固化土强度及水稳定性产生贡献,与单掺试验结论一致;数值模拟结果表明路堤沉降最大位置位于路堤顶面,整个路堤沉降呈现出盆形,中部位置较两边沉降量大,整体对称;相同路基高度下固化土路堤的沉降明显...     

花岗岩全风化物及其改良土的击实试验分析

通过对全风化花岗岩素土的化学成分分析及其改良土的击实试验研究,对不同水泥(石灰、石灰+水泥)掺量情况下的击实曲线进行拟合,得到了相应的最大干密度和最优含水率,为用于武广客运专线路堤填料的全风化花岗岩的改良提供参考.     

铁路路基改良土干湿循环耐久性试验研究

针对高等级高速铁路和特殊环境的建设中改良土耐久性要求严格的问题,通过调控水泥、石灰配比和级配,制作无膨胀性粉细砂和粉黏土、微膨胀性泥岩的改良土试件,测试试件每次干湿循环后的质量损失率和胀缩变化率.结果表明:粉细砂和粉黏土胀缩率不大于±0.2％;泥岩粒径在20 mm以下,水泥和石灰混合掺量在9％及以上时可以获得耐久性较好...     

干湿循环条件下复合固化砂土抗压强度试验研究

为探究水泥、石灰以及长安大学4号固化剂和多种纤维复合固化砂土在干湿循环后的力学性能,利用正交设计方案进行无侧限抗压强度试验,并将试样进行扫描电镜(SEM)试验和能谱仪(EDS)检测对其微观机理进行分析。研究结果表明:3种固化剂及纤维均能有效提高复合固化砂土的无侧限抗压强度,其中龄期和固化剂品种对复合固化砂土的抗压强度影响最大,干湿循环次数次之,纤维掺量和固化剂掺量有一定的影响,而纤维品种对无侧限抗压强度的影响最小;纤维掺量0.45%,固化剂掺量8%时效果较好;纤维加筋固化砂土的无侧限抗压强度随着干湿循环次数的增加而显著下降。鉴于良好的抗干缩湿胀耐久性能,建议使用8%水泥与0.45%的改性聚丙烯纤维作为固化砂土的复合固化材料。     

干湿循环过程中红黏土改良土路基填料试验研究

对广西红黏土改良路基填料进行干湿循环试验,比较水泥掺量、含水率、是否添加改良剂等因素对改良土耐久性的影响。红黏土水稳性差,干湿循环后出现一定程度的质量损失,而新型改良剂对提高红黏土干湿循环下的耐久性作用显著。试验结果表明:水泥掺量11%～15%、压实系数0.9、含水率高于最优含水率6%～7%时,无侧限抗压强度和质量损失率满足要求。     

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。     

干湿循环下水泥改良高液限黏土力学特性试验

对水泥掺量为4%、5%、6%、8%和10%的水泥改良高液限黏土试样进行干湿循环处理,开展三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验,研究改良土的黏聚力、内摩擦角和无侧限抗压强度随干湿循环次数的变化规律。研究结果表明：（1）内摩擦角、黏聚力和无侧限抗压强度均随干湿循环次数的增加而衰减,无侧限抗压强度和黏聚力的衰减较大,内摩擦角的衰减较小（小于10%）;(2)随着水泥掺量的增加,干湿循环作用导致的衰减效应逐渐减弱;（3）当水泥掺量为4%、5%和6%时,无侧限抗压强度和黏聚力的衰减率较大,最大衰减率均大于10%;(4)当水泥掺量大于等于8%,黏聚力和无侧限抗压强度的衰减率较小,最大衰减率均小于10%;(5)工程中可选取8%作为最优水泥掺量配置改良高液限黏土。     

牡蛎壳粉改良膨胀土的工程特性及微观机理研究

为探究固体废弃物牡蛎壳粉对膨胀土工程特性的改良效果,以广西宁明膨胀土为研究对象,对牡蛎壳粉掺量分别为0%,3%,6%,9%和12%的膨胀土开展一系列胀缩特性试验以及干湿循环条件下的直剪试验,并通过SEM试验分析了改良前后膨胀土的微观结构特征。试验结果表明：牡蛎壳粉可有效降低土体的胀缩性,提高土体的黏聚力。土体的自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率、膨胀力、线缩率等随牡蛎壳粉掺量增加而降低,在牡蛎壳粉掺量为9%时有稳定趋势。牡蛎壳粉掺量为9%时,土体黏聚力达到峰值;所有掺量土体的黏聚力均随干湿循环次数增加而降低,均在干湿循环4次时趋于稳定,且掺牡蛎壳粉土体黏聚力的降低幅度要低于未掺量土体;经历6次干湿循环后,牡蛎壳粉掺量为9%土体的黏聚力相对于未掺量土体增加了42.38%。土体内摩擦角的变化规律性不明显,但整体上掺牡蛎壳粉土体的内摩擦角大于未掺量土体。微观结果显示掺入牡蛎壳粉增强了土体的稳定性,减缓了膨胀土在经历干湿循环后裂隙、孔隙的发育。牡蛎壳粉对膨胀土胀缩特性、强度特性等具有一定的改性效果。研究结果为实现牡蛎壳粉改良膨胀土提供理论基础数据。     

高含水率盾构废弃泥浆固化及强度特性研究

泥水盾构隧道施工会产生大量废弃泥浆，易引起环境污染等问题。为了提高废弃泥浆的力学性能，以济南某隧道泥水盾构施工过程产生的废弃泥浆为研究对象，研制了一种新型固化剂，以解决废弃泥浆再利用问题。在室内制作水泥固化土及新型固化土试样进行强度特性测试，并用扫描电镜对试样的微观结构和孔隙特征进行了研究。研究结果表明：当水泥掺量为15%时，新型固化土7 d抗压强度约为水泥固化土的3.5倍；外掺剂的最佳掺入比为水泥掺量的12%,可提高固化土的早期抗压强度及抗剪强度；新型固化土中生成了水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物，形成了较好的骨架结构；废弃泥浆属于黏塑性宾汉流体，固化过程中发生了聚并和固化等复杂作用，逐渐向弹塑性流体过渡。     

淤泥质土及其改良土体动力特性试验研究

为探究佛山淤泥质土及掺加超细水泥改良土体的动力特性,依托佛山地铁2号线一期工程,对隧址区内的淤泥质土及掺加超细水泥的改良土体进行动三轴试验。研究结果表明:相同围压条件下,随超细水泥掺量增加,土体抗剪强度增大,动剪切模量增大,最大阻尼比减小;对于同一土样,随围压增大,土体抗剪强度增大,动剪切模量不断增大;不同围压条件下的阻尼比随剪应变的变化均可分为两个阶段,当剪应变较小时,阻尼比与围压呈负相关,在剪应变较大时,阻尼比与围压呈正相关;掺加超细水泥对淤泥质土具有较好的改良效果,掺加超细水泥400 kg/m~3土体的动黏聚力为4.4～7.5 kPa,动内摩擦角大小为1.9°～5.16°。本文测定出淤泥质土原状土及改良土体在振动作用下的各项参数,为研究隧道长期不均匀沉降特性提供基础数据。     

聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土拉压性能试验研究

为研究纤维掺量、水泥掺量及养护龄期对聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土无侧限抗压强度及劈裂抗拉强度影响,进行纤维掺量为0~5%,增量0.5%,水泥掺量为10%,15%,20%和25%,养护龄期为7,14,28,60和90 d的抗压性能试验。研究结果表明:聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度及拉压比随着纤维掺量的增大而增大,延性随之增强。与未掺纤维的水泥搅拌土相比,纤维掺量5%,水泥掺量15%和养护龄期28 d的纤维水泥搅拌土的无侧限抗压强度提高了0.29倍,对应的峰值应变增大0.71倍;劈裂抗拉强度提高1.58倍,对应的峰值应变增大1.7倍,拉压比提高1.1倍。聚丙烯纤维对水泥搅拌土劈裂抗拉强度影响更显著。聚丙烯纤维加筋水泥搅拌土的无侧限抗压强度与劈裂抗拉强度随着水泥掺量和养护龄期的增大而增大,而峰值应变及延性则随之降低。研究结果对基坑工程纤维水泥搅拌桩设计、施工具有参考价值。     

引江济淮工程不同水泥掺量下膨胀土改性试验研究

选取引江济淮工程代表性膨胀土进行了不同掺量水泥和养护龄期的对比试验。研究结果表明:水泥掺量为2%,养护时间1 d时改性膨胀土的样品自由膨胀率从51%大幅度降低至42.3%,降低了约18%;水泥浆掺量达到7%后,改性膨胀土的自由膨胀率陡降至26.9%~32.1%,已经属于非膨胀土;加入水泥后改性土的抗压强度呈缓慢增长态势,但是3 d养护周期以内掺量为2%、4%和5%条件下改性膨胀土的抗压强度值呈现降低了8%~12%;当水泥掺量达到3%后,改性膨胀土的粘聚力和内摩擦角均大幅增加,掺量3%~5%范围内增速最大,当水泥掺量达到7%养护7 d后,粘聚力增长了194.5%,内摩擦角增加了72.2%。     

硅酸钠自修复微胶囊水泥基复合材料的制备与性能研究

为了提高水泥基材料的抗裂性和耐久性,以硅酸钠和膨润土为芯材,以乙基纤维素为壁材,采用物理法制备得到具有裂隙自修复功能的微胶囊。双掺固化剂和微胶囊,得到自修复水泥胶砂试件,研究新型微胶囊对试件的力学性能和表观性状影响。研究表明：微胶囊外壁完整地包裹住了芯材,且与胶砂试件的结合良好;微胶囊能够有效增强水泥砂浆的自修复性能,修复效果与微胶囊掺量和修复时间正相关;一定掺量的微胶囊能够提升水泥胶砂的抗压强度,结合自修复效果需求,微胶囊的推荐掺量为2%。     

湿化作用下重载铁路改良膨胀土动力响应与累积变形试验研究

以蒙华重载铁路改良膨胀土路基试验段为依托，针对水泥改良土路堤、石灰改良土路堑两种形式路基开展不同轴重、不同干湿状态下现场激振试验，分析动应力、动加速度分布特征及振动累积变形发展规律；通过室内动三轴开展素膨胀土、水泥改良土、石灰改良土分别在4个不同含水率和4种不同应力水平下动力湿化变形试验，研究湿化幅度、动应力幅值对膨胀土及改良土累积应变特性的影响规律。研究结果表明，动应力和动加速在基床底部衰减率可达80%,且路基刚度越大，动应力、加速度沿路基深度衰减越快；同一深度下动力响应浸水状态大于干燥状态，且轴重越大，影响更为显著，湿化作用显著削弱路基对动应力与动加速度的衰减能力，水泥改良土抗浸水能力相对石灰改良土更强；路基面累积变形在浸水后随轴重和振动次数增加而增加，且在相同振次情况下，素膨胀土及其改良土累积应变均在湿化幅度超过2%后急剧增加，且动应力越大，应变增长速率越快，改良土累积变形速度仅为素膨胀土的1/8～1/5,石灰与水泥改良后均可有效抑制膨胀土的湿化变形；基于动三轴试验数据，建立累积应变的预估模型，得出素膨胀土及改良土模型参数与湿化幅度之间的经验关系。     

武广高铁改良土施工工艺现场试验研究

针对武汉—广州高速铁路路基土的加强措施问题,对拌制和填筑设备进行筛选,制定实施了高速铁路路基土改良方案的施工方法,并采用掺加不同水泥剂量实验分析和测试、实验现场碾压、路基压实效果检测、强度试验检测与改良土泡水试验等方法来获得水泥改良土强度与水稳性等相关指标。研究结果表明:水泥改良土填筑压实检测时间和检测标准应考虑其时效性;水泥改良土的无侧限抗压强度与室内无侧限抗压强度相差不大;全-强风化泥质板岩掺加水泥改良后具有较高的强度与良好的水稳性,最后,从施工工艺和实验分析角度分析得出改良土适合高速铁路路基填料。