花岗岩残积土路基的水泥改良效果试验研究

通过室内基本物理力学特性试验,探究水泥剂量对花岗岩残积土的含水率、界限含水率、击实特性及CBR强度的影响。在此基础上,展开现场试验,修筑水泥改良和未改良的试验段,综合采用灌砂法、PFWD和连续压实技术来检测花岗岩残积土的水泥改良效果。试验结果表明:考虑最佳含水率和天然含水率下试件的CBR强度变化规律,推荐花岗岩残积土改良的最佳水泥剂量为5%;水泥改良试验段的压实度、动态回弹模量以及连续压实CMV值均高于天然土试验段,花岗岩残积土路基经水泥改良后的路用性能得到明显提升。     

赣南花岗岩残积土基本物理特性与路用性能研究

为解决赣南山区花岗岩残积土填料的合理处治利用问题,依托江西安远至定南段高速公路建设项目,采用野外调研、统计分析、室内试验与现场试验等手段,对沿线花岗岩残积土的风化成因、粒度特征、结构特征、路用性能、填料处治与路基病害等问题进行研究。结果表明:赣州南部地区花岗岩残积土最为发育,且均含有较多黏土矿物,根据粒径组成可分为黏性土、砂质黏性土与砾质黏性土;不同类型花岗岩残积土的宏、微观结构特征差异明显;黏性土、砂质黏性土与砾质黏性土的天然含水率依次增大,击实性能与CBR强度依次降低,且各类填料均具有明显浸水崩解性;总体而言,赣南各类花岗岩残积土填料的基本物理性质及路用工程性质差异较大,天然状态下砾质黏性土的路用性能较好,而砂质黏性土与黏性土属于路基过湿土,填筑时需采用无机结合料改良。花岗岩残积土路基填筑后,常见病害可分为坡面冲刷破坏、路基开裂与浅层滑移破坏及路基不均匀沉降破坏。为减轻和解决填方路基病害问题,填筑时应根据填料性质分别采取处治利用方法,并需结合区域地质情况、降雨特点及路基病害成因,适时调整路基的填筑与防护方案。     

基于PFWD的花岗岩残积土路基压实均匀性分析

在潮湿多雨的南方地区,花岗岩残积土常常在天然含水率下直接进行填筑,路基压实均匀性状况尚不明确。本文利用PFWD无损检测手段,对花岗岩残积土路堑段和高路堤段的动回弹模量进行高密度检测,建立不同路段的动回弹模量三维模型,利用压实均匀度指标,对其压实均匀性进行评价。研究结果表明,花岗岩残积土路堑段的动回弹模量均值为27.38MPa,高路堤段动回弹模量的均值为18.37MPa,压实均匀性具有明显的差异;路堑段和高路堤段的压实均匀区域分布不均匀,高路堤段的欠压实区域主要分布在路肩处,而路堑段主要分布在左侧路肩处和路基中心线附近;利用PFWD无损检测手段,识别出欠压区域,通过压路机对对欠压区域进行适当补压,可以提高路基压实的均匀性。     

高液限花岗岩残积土及水泥稳定土填料的研究

通过常规土工试验、CBR试验和无侧限试验,对高液限花岗岩残积土及其水泥稳定土的工程特性进行了试验研究,包括水泥配合比、含水量及龄期对无侧限强度的影响,以及施工工艺和关键参数等。试验表明,高液限花岗岩残积土在提高压实标准和控制含水量的条件下,可用于高速公路路基本体的填料。     

重塑花岗岩残积土土水特征曲线试验研究

为了给花岗岩残积土路基边坡水毁数值模拟提供准确的计算参数,以广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路花岗岩残积土为研究对象,利用压力板仪测定不同密度条件下重塑土样的土水特征曲线,并对不同增湿和脱湿曲线特征进行了分析。试验结果表明,不同初始干密度下重塑花岗岩残积土土水特征曲线具有明显差异,较大的干密度试样脱湿速率较慢,较小的干密度试样增湿速率较快,同时残积土的残余含水量较大,说明花岗岩残积土干密度越大,持水能力越强;增湿曲线和脱湿曲线存在显著差异,进行降雨条件下路基边坡水毁数值模拟计算时应采用增湿土水特征曲线。     

赣南山区高液限土水泥改良技术及工程应用试验分析

花岗岩残积土在赣南山区分布广泛,全风化厚度大,且多为高含水率、高液限土,不宜直接用于路基填筑。文中介绍了水泥改良花岗岩残积土的施工工艺及施工注意事项,并在工程建设项目上应用实施,通过试验发现经水泥改良后花岗岩残积土的工程特性优化效果显著。     

不同颗粒成分对花岗岩残积土路堤边坡稳定性的影响

不同颗粒成分土体强度的变化在花岗岩残积土边坡稳定性分析中十分重要。文中通过对不同颗粒成分花岗岩残积土进行渗透试验、土水特性试验、直剪试验,得到其抗剪强度随颗粒成分的变化规律;通过Geostudio中的SEEP与SLOP模块进行有限元数值模拟,分析不同颗粒成分花岗岩残积土边坡的稳定性。结果表明,颗粒成分的差异会直接影响土体的抗剪强度,在雨水冲刷条件下,花岗岩残积土中粗颗粒含量越少,保水性能越好,渗透系数越小,抗剪强度越高,花岗岩残积土路堤边坡稳定系数越大,稳定性越好;若发生失稳,也主要表现为浅层坡面失稳。     

赣南山区花岗岩残积土路基的电石渣改良效果试验研究

花岗岩残积土是赣南地区重要的路基填料,天然状态下属于承载力较低的路基过湿土。选取赣南宁定高速沿线花岗岩残积土,通过击实性能试验、剪切试验、CBR试验及循环崩解试验,探究工业废料电石渣对花岗岩残积土的改良效果及合理掺量。结果表明,随着电石渣掺量增大,改良土的最优含水率逐渐增加、最大干密度稍有降低,击实性能明显提升;电石渣掺入后,两种类型花岗岩残积土的剪切性能均有明显提升,砂土型花岗岩残积土饱和抗剪强度更高;电石渣改良后的花岗岩残积土CBR强度显著增大,5%掺量下的两类花岗岩残积土均可满足高等级路床填料要求;具有强崩解性的两类花岗岩残积土经电石渣改良后水稳性能大幅提升,且存在不同的最佳掺量。综合考虑电石渣对赣南山区两类花岗岩残积土路用性能的改良效果,推荐将电石渣用于改良该地区过湿花岗岩残积土路基时,砂土型花岗岩残积土最佳掺量为5%,黏土型花岗岩残积土最佳掺量为7%。     

赣南花岗岩残积土路基变形规律的数值仿真

为研究赣南花岗岩残积土路基的变形规律,基于非饱和土流固耦合理论,采用Geostudio软件对其进行了数值仿真分析,并通过实际监测数据验证所建数值模型的可靠性。数值模型分析了9种路基压实状态、5个路基填筑高度和4类填筑速率条件下非饱和花岗岩残积土路基变形的变化规律。结果表明:在90%和94%压实度下,路基总变形、地基工后变形、路基工后压缩变形和路基不均匀变形随初始含水率的增加,均呈现出先减小后增大的规律,在最大承载比含水率下变形量最小;路基总变形和工后总变形的最大值,和填筑高度呈抛物线关系;随着填筑高度的增加,地基工后变形占路基工后总变形的比例仍保持在70%以上;路基填筑施工时,分阶段填筑的路基最大总变形要小于一次性填筑的路基,且填筑速率越快,变形量越大,工后固结变形占工后总变形的比例也越大。因此,建议在填筑路基时,应采用分阶段填筑,并合理控制填筑速率;对于天然含水率较高的花岗岩残积土,可以以最大承载比含水率为施工控制含水率,并可针对现场压实困难的情况,适当降低压实度控制标准。     

湖南省风化花岗岩残积土路基填筑技术研究

湖南省湘西、张家界、岳阳、娄底等地广泛分布着强(全)风化花岗岩。强(全)风化花岗岩残积土作为路基填料,具有岩质较软、结构松散、粘结力小、持水性差、碾压成型困难等工程特性。通过对湖南省典型强(全)风化花岗岩路基填料进行室内试验研究和路基现场填筑试验,获得了湖南省典型强(全)风化花岗岩物理性质和分类特征,形成了强(全)风化花岗岩路基填筑的最优压实施工工艺。研究成果可为公路工程路基设计和施工建设提供依据。     

改良花岗岩残积土崩解特性试验研究

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的崩解特性,采用自行设计的干湿循环崩解测试仪,开展华南地区干湿循环环境下改良花岗岩残积土的崩解试验,结合X射线衍射试验以及扫描电镜试验,研究固化剂对花岗岩残积土抗崩解性的改良效果,分析改良花岗岩残积土崩解机理。结果表明：干湿循环条件下,改良花岗岩残积土土样崩解过程可以分为4个阶段,即表层吸水剥落阶段、饱水软化阶段、饱和稳定阶段和完全解体阶段;干湿循环作用显著增大改良土崩解速率,部分试样崩解速率可达到原来的2～3倍,添加固化剂能有效增强花岗岩残积土的抗崩解性,完全崩解时长增加到素土的2～6倍;基于绿化角度,掺入高岭土对花岗岩残积土进行改良较为合适;素土以及改良土崩解过程中,土样黏土矿物(例如高岭石)含量减少,显著降低土样胶结作用,促进土样崩解的发生;花岗岩残积土内部孔隙大小分布不均匀的结构特征,使土样在崩解过程中产生吸力不平衡现象,较小的孔隙先被水填入,压缩土样孔隙内的空气...     

高速公路花岗岩残积土边坡生态防护技术研究

针对湖南省益娄高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,对益娄高速公路沿线残积土边坡进行调研,将坡面按冲蚀程度进行划分,得出其发展规律为溅蚀→细沟冲蚀→浅沟冲蚀→冲沟冲蚀→坍塌,通过前期已施工边坡的局部破坏情况可知花岗岩残积土边坡开挖或填筑后应及时进行防护,特别是雨季之前应完成花岗岩残积土填筑边坡的防护工作,否则将形成恶性循环。为合理确定益娄高速花岗岩残积土边坡防护方法,对已建成的南岳高速公路花岗岩残积土边坡进行调查,结合调研情况与生态边坡防护方法,对益娄花岗岩残积土边坡防护方法与草灌选择提出了相关建议,以供工程参考。     

海南膨胀土分布规律及工程地质特征研究

以海南海屯（海口-屯昌）高速公路建设为依托,通过工程调研、现场勘察、土工试验,对海南玄武岩次生红土型膨胀土、湖积硬黏土型膨胀土等典型膨胀土的分布规律和工程地质特性进行了研究。研究结果表明,琼南地区主要分布花岗岩风化残积土型弱膨胀土,琼北膨胀土以玄武岩次生红土型弱膨胀土为主,其次是湖积硬黏土型中强膨胀土和砂页岩风化残积土型非典型膨胀土;红土化程度低的玄武岩次生红土或早期次生红土的新近风化带分布区域是膨胀土地区公路工程地质勘察中应重点关注的区域;琼北湖积硬黏土型膨胀土地区的路堑边坡破坏具有典型的浅层和牵引性特征;琼北砂页岩残积土型非典型膨胀土受蒙脱石影响较大,其较强的透水性、较差的保湿性对该类土的路用性质影响较大。     

粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性

为了研究粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性,对74组花岗岩残积土的原状土及用作比较的重塑土进行了室内物理指标试验和室内直剪试验。结果表明：花岗岩残积土具有显著的区域差异性,兼具黏性土和砂土的特性,其黏聚力较大,内摩擦角较小;原状土的黏聚力高于重塑土,而两者的内摩擦角基本相同;重塑土和原状土的黏聚力都随着含水率的增加呈现出非线性减小并趋于稳定的变化趋势,但内摩擦角则随着含水率的增加在11°～16°的范围内波动,与含水率几乎无相关性;花岗岩残积土的黏聚力受颗粒组成、含水率、孔隙比等因素的综合影响,造成不同地点原状土的黏聚力和含水率之间的相关性不明显。该结论可为粤西北地区花岗岩残积土边坡的设计提供参考。     

六盘山地区过湿土路基压实控制指标研究

结合《六盘山地区公路修筑技术研究》课题,针对六盘山地区广泛分布的细粒土含水量高的特点,分析目前规范中的压实标准及其存在的局限性,参考国内外成功经验,提出当采用天然稠度不小于1．25的细粒土填筑路基时,2级及2级以下公路以孔隙率控制压实,且孔隙率Va≤10％;当采用天然稠度（0．5≤稠度〈1．25）过湿土掺加生石灰处治后填筑路基时,建议以压实度为主、CBR为辅的双指标控制压实。     

基于连续压实控制技术的路基压实质量评价方法

现有的基于连续压实控制技术的压实质量评价方法里,缺少对薄弱碾压区域特征的考虑。文中通过花岗岩残积土路基的现场连续压实试验,建立了连续压实指标值CMV与灌砂法得到的压实度之间的相关关系。在此基础上,基于相对判别、加权平均和随机分布等数理统计理论,针对性地提出了区域压实程度、压实均匀性的评价方法。研究结果得到:对于花岗岩残积土路基,93、94和96区对应的CMV连续压实目标值分别为15.0、15.8和17.6;与现行铁路路基连续压实规范中的压实质量评价方法相比,文中提出的以标准偏移率q反映区域压实程度、最近邻点指数R反映压实均匀性的压实质量评价方法更具合理性。     

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。     

新疆典型土类路基干压实试验

针对新疆很多地区干旱缺水、路基压实困难的现状,选择了3种典型土类(砾石土、风积沙、粉土)系统地进行了粒度分析、击实特性、动态特性、沉降特性等试验;在此基础上修筑了相应的试验路段,进行了3种典型土类的路基干压实施工工艺及路用性能试验研究。试验研究及工程实践结果表明:对于砾石土及风积沙,采用干压实施工工艺修筑路基是完全可行的;对于粉土,在采取隔断措施后,可在较低含水量条件下进行路基压实。     

武广客运专线衡阳段路基A,B组填料试验研究

通过颗粒分析、击实试验、中德对比分析试验及土工大三轴剪切试验等,研究武广客运专线路基A,B组填料路基填筑质量控制指标及其强度特性,并考虑填料中细粒土含量的影响。研究结果表明:路基以压实系数作为密实度控制指标是最合理的;衡阳段路基密实度控制指标:基床底层压实系数应取0.95,路基本体压实系数应取0.93;路基施工中碾压荷载应控制在一定范围内,细粒土的含量为6%其路基填筑质量更好。研究成果在该段路基施工中应用,取得了比较理想的效果。     

石灰改良花岗岩残积土力学性质及改良机理研究

湖南益马高速第二合同段沿线挖方段分布着大量的花岗岩残积土,其大部分土质的天然含水率在24%～29%范围内,而通过室内击实试验得到的最佳含水率一般在14%～15%左右,因此不能将花岗岩残积土直接进行93区以上的填筑。由于该类土质的颗粒级配不均且粘性较大,吸水性和保水性强,本项目标段通过前期的大量试验,优先采用生石灰改良处治。通过石灰消化反应大量吸收土中的水分,同时产生大量的热量进一步促进土中水分的蒸发,从而达到降低含水率、提高路基强度的目的。