淮北粉土毛细水上升特性研究

在地下水的作用下,粉土路基填料的含水量及密实度会发生系列变化。尤其是强烈毛细水上升高度,对路基产生危害作用更大。为此我们通过现场调查以及室内和现场试验对淮北地区粉土路基的毛细水特性进行了系统的研究。结果表明,路基土中毛细水上升高度及毛细水上升引起的含水量增加都与土基的密实程度成反比;路基粉土填料因毛细水上升引起土体含水量的增加,会有微膨胀,从而降低压实土体的密实度和土体的强度;采用铺设土工防水板的方式可有效阻隔水对土基的侵润,阻断毛断细水的上升,达到保证路基填料含水量不发生变化,以确保压实路基土在运营使用中的路用强度不致降低。     

膨胀土路基毛细水上升规律及处置技术

建立了采用Richards土水运动方程和土水特征曲线计算土柱毛细水上升高度的方法,并开展了系统的数值模拟分析,研究了基底垫层的土质、级配以及厚度对膨胀土路基毛细水上升高度的影响规律.结果表明:毛细水的上升高度随着垫层厚度的增加、初始含水量的升高以及级配的变差而增加,级配对毛细水上升的影响最为显著,各垫层材料对毛细水上升的阻隔作用由优到劣依次为级配不良均匀砂、级配不良砂、石灰改性土、级配良好砾.建议首选20 cm厚的均匀砂,或者采用30 cm厚的级配不良砂或石灰改性土作为膨胀土路基垫层,这样可以有效保证路基的水稳性.     

膨胀土路基的毛细水病害及其处置对策

随着高速公路的发展,在工程建设中所遇到的问题也日益增多,膨胀土就是其中之一。由于膨胀土具有的水敏感性,需要对其采取必要的工程处治措施。在实际工程中,对膨胀土路基土体的处理使用较为广泛的就是改性和包边,使路基土体的物理化学性质发生变化,或将土体和水隔离开来。采用包边处理时,包边层的材料一般是砂垫层和改性土垫层。     

基于强降雨的膨胀土边坡稳定性分析

采用Midas-GTS软件,基于非饱和土强度理论Fredlund强度公式和饱和土有效应力原理,分析安康地区某膨胀土边坡在强降雨工况下坡体内各土层的孔隙水压力变化,并利用渗流-应力耦合研究边坡的稳定性。研究结果表明：随着降雨持时增加,膨胀土边坡体内孔隙水压力逐渐增大,表层膨胀土逐渐饱和,膨胀土的抗剪强度逐渐降低;同时降雨引起边坡体内地下水水位变化产生变化的空隙水压力。通过渗流-应力耦合分析,得出暴雨工况下不同降雨持时的边坡安全系数,其随降雨持时增加而逐渐减小,在降雨持时24h时安全系数降至0．89。     

盐渍土的毛细管水上升高度研究

盐渍土在全国各地均有分布,但主要分布在新疆地区。盐渍土发生盐胀,能使路基失稳,路面损坏,直接影响着道路交通的正常使用和使用寿命,其危害极大。盐胀的发生主要是水的作用,也是毛细管水的上升所引起的。根据不同的含盐量,研究毛细管水上升高度的规律性,为治理盐胀、合理确定路基高度、隔断盐分上升的方案选择等具有重要的应用价值。     

膨胀土用作路基填料的试验方法研究

中、弱膨胀土经过处理后可作为路基填料,公路路基采用压实度与CBR值双重控制指标.由于膨胀土与水作用后显著膨胀、软化,按现行试验方法,膨胀土CBR强度值往往难以满足规范要求.文中以非膨胀性粘土包边法这一常见有效的处置方法为原型,探讨适合膨胀土特殊性质的CBR实验,并借此研究土水作用的其他相关性质.     

降雨引起半填半挖路基水分场与差异沉降变化的数值模拟

采用SEEP/W软件,建立半填半挖路基典型模型,研究了降雨引起半填半挖路基施工期差异沉降和水分场变化的机理。考虑到不同的降雨历时、强度、雨型对路基土水分场的影响各不相同,分析了降雨引起的半填半挖路基差异沉降变化规律,认为路基水分场的改变将会引起路基土体变形;持续降雨将使非饱和区负孔压逐渐减小,饱和区孔隙压力逐渐增大,因此路基土体在降雨初期出现压缩变形,在后期则表现为体积膨胀而发生回弹变形。     

非饱和土路基毛细作用分析

为研究毛细作用对非饱和土路基土含水量的影响,分析了非饱和土路基毛细作用现象机理,探讨了毛细水上升高度的影响因素,在土颗粒等粒径假设下导出了毛细水上升高度与时间、土颗粒大小排列关系及毛细水半径效应;利用多孔介质理论建立路基土毛细作用多孔介质模型,探讨了多孔介质模型下的非饱和土渗透率关系;基于毛细水流质量守恒和路基毛细作用模型及土-水特征曲线,求得路基毛细水达到最大高度所需要的时间和单位体积路基土毛细作用下含水量的变化关系。路基含水量与地下水位(GWL)具体试验观测数据对比表明:毛细作用对路基含水量变化的影响较显著。     

弥勒非低矮路基超固结膨胀土地基沉降特征

为研究非低矮路基下超固结原状膨胀土地基沉降特征,针对弥勒超固结膨胀土地区路基下地基的物理力学特性与沉降变形特征,开展了一系列原状膨胀土分级连续加载K₀固结试验以及现场路基填筑试验,并长期监测路基下地表沉降与路基下地基分层沉降。对比分析天然地基与CFG桩加固地基的沉降特征,地基中的超固结土与正常固结土的分界面深度随路基荷载增大的变化规律及其对地基沉降量的影响。分别采用正常固结法和超固结法计算地基沉降量,并与实测结果进行对比分析,对沉降计算方法进行了深入讨论。研究结果表明：CFG桩加固处理深度应超过超固结土层分布深度,否则与天然地基相比,控制沉降的效果并不明显;超固结沉降计算方法的计算精度明显高于目前设计常用的正常固结沉降计算方法（超固结计算方法的修正系数为0.531,正常固结计算方法的修正系数为0.351）,超固结算法-正常固结算法修正系数比随土层深度递减的趋势可用于反映超固结土层的加固处理情况;在路基工程设计中,对于路基荷载下的超固结膨胀土地基,建议采用超固结法沉降计算方法进行沉降分析;在地基加固处理时也应充分利用原状膨胀土的超固结特性,从而在该类地基加固设计中有效降低工程成本。     

高速公路膨胀土路基施工探索

膨胀土分布在我国江苏、安徽、湖北、广西、四川、河南等许多省、区。随着我国高速公路建设的高速发展,由膨胀土修筑的路基在交工运营之后,不同程度发生路基下沉、沥青混凝土路面开裂、翻浆、边坡沉塌、滑坡等病害。本文通过蚌明高速公路五合同段的施工,提出了对膨胀土路基病害成因分析、治理措施及施工控制要点。     

武汉至安康铁路襄胡段路基石灰改良膨胀土填料试验研究

通过大量的土工试验和理论分析,研究襄胡段石灰改良膨胀土的击实特性、胀缩特性和强度特性及其影响因素。论证了石灰改良膨胀土作为铁路路基填料的可行性:在膨胀土中掺入一定量的石灰,能降低膨胀土的亲水能力和膨胀性,提高膨胀土的水稳定性;石灰改良膨胀土对水的敏感性较弱,其强度随龄期的增加和压实系数的增大而增强。     

赤道几内亚路基土的工程特性与路用性能

通过多种室内和现场试验手段,探究了非洲赤道几内亚路基土工程特性与路用性能,基于试验结果解释了路基土开裂板结硬化机理。结果表明:赤道几内亚路基土均为级配不良的粗粒土,差异性大。4种代表性路基土CBR值强度均超过30%,远高于国内路基填料要求;路基土的矿物组成大部分均为石英,含量均超过90%,石英较大的强度和硬度使得路基土的工程性能较好;随着深度增加,路基含水率先增加后逐渐稳定,而压实度先减小后稳定;施工路基土含水率较高,压实度偏低,但在蒸腾作用和车辆反复作用下,含水量逐渐降低,路基顶面板结硬化,压实度能满足要求。路基土发生板结开裂的主要原因是:强烈的蒸腾作用下,路基湿度折减率约50%。而路基土特殊的颗粒组成使土颗粒失水体积收缩巨大,基质吸力引起的张拉力与土体抗拉强度的相互作用下,裂缝逐渐形成并发展。随着施工车辆反复碾压,压实度已远高于95%,甚至超过100%,使路基CBR值超过最佳含水率时的CBR值,发生板结硬化。     

膨胀土路堑新型排水结构物研究

由于现有地表和地下排水结构物不能适应膨胀土地区路基防排水的要求,在某公路试验路基修筑中,采用了刚柔复合结构型天沟和半渗沟两种新型排水结构物.结果表明,刚柔复合结构型天沟具有较好的抗胀缩变形能力,截排水效果良好;半渗沟既保证了坡顶正常蓄水功能,又排除了路堑边坡的浅层地下水,是一种适于处治膨胀土路堑边坡浅层地下水的新技术.     

砂性土路堤填料毛细水上升试验分析

为分析砂性土路基填料的毛细水上升规律,文章依托某高速公路,通过施工现场取样,在了解砂性土样的基本性质后,通过室内试验分析了压实度、温度、含水量对毛细水上升规律的影响。结果表明：压实度对毛细水上升高度的影响较大,随压实度增加,砂性土毛细水上升高度也随之增加,路基压实度应高于95%;环境温度对其影响较小,随温度升高毛细水上升高度略有增加;含水量对毛细水影响较显著,随含水量的增加,毛细水明显下降,路基填料含水量应控制在9%～10%。     

膨胀土路基的胀缩变形模型试验

为了研究不同气候条件下膨胀土路基的胀缩变形规律,通过8组膨胀土路基模型试验,对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土,在压实度为90%和不同排水边界条件下,模拟路基分别处于积水、阴天、日照、降雨4种条件,研究膨胀土路基中各位置测点的胀缩变形大小及变化规律等,获得了这两种膨胀土路基的竖向和水平方向的胀缩变形量与变化规律。研究结果对膨胀土路基的设计和施工,保护路基、路面及路基中的构造物具有重要的理论和工程实际意义。     

冻融条件下土的毛细水上升试验研究

通过室内模拟试验,证明冻融循环能引起粘性土的水分迁移,使毛细水上升高度增大;而砂土的毛细水上升高度不受冻融作用的影响.建议采用起始冻胀含水量作为毛细水上升危险高度的判定标准,并提出了常见路基土的毛细水上升危险高度建议值.     

路基浸水对透水路面沉陷量的影响研究

为探究透水路面路基浸水软化后所造成路面和基层的沉陷行为,采用EDEM软件分析各层的沉陷量。模拟结果表明,浸水后的路基土,会在车辆荷载的作用下,造成上方的透水砾石嵌入路基土当中,使路面发生较大沉陷,且沉陷量几乎由砾石基层及路基土层所产生。     

膨胀土路基石灰改性试验研究

通过对广州绕城高速公路某施工段路基膨胀土的石灰改性试验,分析了石灰改性对击实试样和静压成型试样胀缩性能的影响,确定了施工时弱膨胀土和中、高膨胀土的最佳掺灰率分别为5%和8%.膨胀土经改性处理后可作为高等级公路的路基填料.     

南-邓高速公路膨胀土路基设计

结合南阳至邓州高速公路在建项目工程,对目前膨胀土路基产生的病害进行分析,找出了膨胀土路基产生各种病害的因素。通过室内试验对沿线弱、中膨胀土进行改性,并依据石灰改良膨胀土后的各种物理、力学性质的变化,确定合适的用灰量。根据室内试验得出的掺灰量并结合防水保湿防风化的原则,探讨膨胀土路基处理、边坡防护和排水设计。     

既有线膨胀土路基病害发生机理及整治措施研究

归纳了既有线膨胀土路基病害的类型,从膨胀土矿物组成、分子结构、水及气候等因素阐述膨胀土路基病害的发生机理;在既有线膨胀土路基已有的病害治理措施基础上,根据蚌埠工务段管内膨胀土工程地质特性,提出使用隔水土工布封闭基床和压力注入石灰水浆液加固基床的整治措施,以期对膨胀土路基病害治理提供有益的思路。