合宁客运专线石灰改良膨胀土路基试验研究

研究目的:为克服合宁客运专线大量中弱膨胀土遇水膨胀、脱水干缩不能直接作为路基填料的特性,本文特结合合宁客运专线全椒路基试验工程,进行膨胀土填料的室内石灰改良试验、填筑工艺试验等研究。研究结论:经过试验研究及工后沉降观测分析,得出石灰作为膨胀土的改良剂并通过改进的施工工艺进行实施,能满足客专线路基填料的各项指标和要求。     

铁路路堑边坡膨胀土的化学改良试验研究

研究目的：在路堑膨胀土边坡中，如何进行膨胀土的改良处理是岩土工程研究领域中的重要课题之一，亦是铁路工程建设中最突出的地质灾害之一。研究方法：本文结合某铁路膨胀土边坡防护试验工程，采用一种生态改性剂进行膨胀土化学改良试验研究，探讨膨胀土的化学改良机理及改良效果，对比分析膨胀土改良前后的物理力学性质及胀缩性，研究该路段膨胀土的改良方案。研究结果：用生态改性剂进行膨胀土的改良是可行的，改良处理后的膨胀土的颗粒组成、物理力学性质、胀缩特性均有明显的改善，力学强度及水稳定性得到提高。研究结论：改性土的工程性质得到了很大的改善；边坡土体改良深度在80-100cm左右，超过1m后，改良效果不理想，化学改良最佳喷洒次数为3～4次。     

合宁铁路试验段攻克大区域膨胀土施工技术难题

合宁铁路全长166km，其中路基80％以上为中弱膨胀土。膨胀土遇水膨胀，脱水干缩，严重影响路基稳定。在如此大区域的膨胀土上修建时速200km的铁路，这在我国铁路建设史上尚属首次。解决大区域膨胀土土质改良、路基填筑工艺和质量控制技术，是合宁铁路建设取得成功的关键。     

铁路膨胀土路基填筑试验研究

研究目的：本文结合时速200km铁路客货共线路基压实度要求，通过对不同膨胀土填料进行室内试验，提出满足路基工程要求的改良方案和质量检测方法。 研究方法：收集国内外相关资料；进行现场填筑试验；研究满足时速200km客货共线铁路要求的路堤的压实施工工艺及压实质量检验方法、评判标准等。对石灰改良土进行粉碎、拌和、碾压等施工工艺研究，提出合理的施工参数及评判标准。 研究结果：通过实验验证设计并探讨适宜的路基结构形式及边坡防护形式；对不同膨胀土填料进行室内改良试验，提出满足本线路基工程要求的改良方案；提出改良土粉碎、拌和及压实施工工艺的试验成果及适宜的路堤填筑质量检验方法。研究结论：石灰改良膨胀土的塑性指标，相对膨胀土有明显改善，液限含水量基本保持不变、塑限含水量提高、塑性指数降低；掺石灰后，最佳含水量得到增加，而最大干密度则减小。     

膨胀土路基在施工过程中的变形特性研究

通过对常德—张家界高速公路上3个试验路段(弱膨胀土填料路基试验路段、膨胀土改良处理路基试验路段、膨胀土加筋处理试验路段)施工过程中的竖直沉降和水平位移观测,得出膨胀土路基及其改良路基、加筋路基在施工过程中的变形特性规律。     

水泥改良膨胀土重载铁路路基填料的可靠性研究

重载铁路路基相比普通铁路和高速铁路路基承受更大的动力荷载,对填料要求更为严格。新建蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙—华重载铁路)三荆段(三门峡—荆门)沿线分布大量膨胀土,拟采用水泥改良膨胀土作为该区段路基填料。鉴于目前中国尚无在膨胀土地区修建重载铁路的实践与案例,针对重载铁路水泥改良膨胀土路基填料可靠性研究相对偏弱。为此,首先结合室内动三轴试验,系统探索重载铁路基床底层及以下路堤结构范围内水泥掺量3%和5%改良膨胀土的临界动应力;然后借助现场试验测试路基实际动应力水平,对水泥掺量3%和5%改良膨胀土填料的可靠性进行评估。研究结果表明:基床底层水泥掺量5%改良膨胀土填料临界动应力范围148.8～233.1 kPa,大于该范围实测路基动应力水平71.45 kPa;基床底层以下路堤掺量3%改良膨胀土填料临界动应力范围142.5～249.7 kPa,大于该范围实测路基动应力水平25.25 kPa,说明水泥改良膨胀土用作蒙-华重载铁路路基填料动力可靠性满足要求。研究结果对探索重载铁路基床范围内动力水平及水泥掺量3%～5%改良膨胀土填料的可靠性评估具有重要理论意义。     

改良膨胀土新线路基施工质量控制技术

膨胀土遇水膨胀、脱水干缩不能直接填筑路基,因此必须进行改良。改良膨胀土路基施工质量控制主要包括全线取土场土质调查与膨胀土物理性质试验、改良机理分析和方案选择、改良效果比较及参数确定。改良土拌和是使膨胀土与石灰产生理化反应,降低或消除膨胀性,增强水稳性和耐久性。改良膨胀土路基填筑质量控制包括基底处理、基床以下路堤与基床底层填筑、砂填层和复合土工膜铺设、基床表层级配碎石填筑、路桥(涵)过渡段路基填筑等环节。在用改良膨胀土填筑路基过程中,应对填料的液限、塑限、击实、无侧限抗压强度、无荷膨胀率、50kPa荷载下有荷膨胀率、胀缩总率、浸水72h崩解等进行复查试验。     

合肥-南京铁路试验段改良膨胀土路基沉降分析

新建时速200km合肥—南京客货共线铁路的大部分路基为膨胀土地质,对膨胀土质进行改良,对路基填筑工艺和质量进行控制,是合宁铁路建设取得成功的关键。在工程试验段设置了改良膨胀土路基沉降观测断面,通过研究试验段改良膨胀土路基基底沉降、改良膨胀土路基本体压密特性、路桥(涵)过渡段路基压密特性等变化规律,预测工后沉降非常微小,能够满足路基工后沉降的技术要求。     

石灰改良膨胀土路基施工技术探讨

针对膨胀土作为路基填料存在的问题 ,介绍采用石灰改良膨胀土的作用机理及效果 ,探讨利用石灰对膨胀土改良后用作路基填料的填筑方法。     

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。     

改良后的高液限粘土在高速公路施工中的应用

研究目的:通过在高速公路采用石灰对高液限粘土改良后作为路基填料施工的实践,对于石灰改善高液限粘土的工程性能和用EDTA滴定法测定压实后石灰土中石灰剂量的方法进行探讨,总结施工工艺,提出施工要点和建议。研究方法:石灰改良高液限粘土的理论分析、EDTA滴定法测定现场石灰剂量以及掺灰高液限粘土施工工艺制定方法。研究结果:以石灰对高液限粘土改良后作为路基施工填料,采用合理的施工工艺、合格的石灰和正确的测定方法,保证了施工质量和工程进度,降低了投资。研究结论:在采用石灰对高液限粘土改良后作为路基填料的施工中,只有根据具体特定的情况通过实验调整施工工艺,严格控制好石灰质量,适时用EDTA滴定法测定现场压实土样的石灰剂量,才能改善路基填筑用土的性能,提高路基路床的强度和稳定性,保证路基施工质量。     

长益城际宁乡Q2网纹黏土工程地质特性研究

研究目的:长沙至益阳城际铁路宁乡境内广泛分布Q2网纹状红黏土,这种土体性质有很强的区域性,城际铁路对路基的沉降变形控制十分严格,所以针对此类路基如何采用合理的处理方法是一个关键问题.为了全面了解宁乡Q2网纹状红黏土的工程性质,结合现场地质调绘、钻探、原位测试及室内试验,对土体的形态成因、物理性质、强度特性、变形固结特性以及膨胀特性进行系统的探讨,为路基设计提供可靠的依据.研究结论:网纹状土是在湿热的气候条件及多水的环境下,红黏土经多次淋溶沉淀作用而形成;网纹土的孔隙比比一般黏土要大,饱和度一般低于90％,为非饱和土;液限及液性指数较高,为高液限土;天然状态下网纹土的强度较高,一般处于硬塑～坚硬状态,承载力可达200 kPa;网纹土属于中压缩性土,下层网纹土压缩性比上层土要高;网纹土是典型的超固结土,表层的超固结比达到15.4;网纹土一般为弱膨胀土.     

阳安二线膨胀土填料改良研究

拟建阳安二线沿线膨胀土广泛分布,膨胀土不能直接作为路基填料,如果选取合格填料,运距较远、投资大,而且挖方地段的膨胀土又得弃掉、占地多,极不经济。通过选取现场两处代表性取土场取样,生石灰粉作添加剂,按4%、6%、8%、10%四个级别的掺入比做室内改良试验,试验表明:生石灰掺入比大于4%改良后,能达到消除膨胀性的目的,改良土有较好的水稳性和较高的强度,能满足设计要求;改良土较原膨胀土有较高的抗压强度和剪切强度,且随生石灰的掺入比增加而增大;得出了路基不同部位、不同膨胀级别膨胀土的生石灰粉掺入比,为阳安二线路基填料设计提供了理论依据。     

黄土地区高速铁路修建技术创新

研究目的:在湿陷性黄土地区建设铺设无砟轨道的高速铁路,国内外尚无可供借鉴的研究成果和工程经验。黄土的湿陷变形特性,加大了路基、桥梁、隧道等结构物的沉降,影响铁路的稳定性、安全性等。本文结合郑州至西安铁路客运专线工程实践,对综合勘察和路基、隧道、桥梁的关键设计技术创新进行总结。研究结论:在黄土勘察中引入"松软土"的概念,补充完善《铁路工程地质勘察规范》;国内外首次采用埋入式连续桩板路基结构,解决了基底下部厚层黏性土的长期蠕变引起路基下沉问题;全面、系统地提出了大断面黄土隧道的设计原则和安全、快速、经济的施工方法;在高烈度震区长联连续梁上采用4组双向式钢轨伸缩调节器设计技术,在渭南北站采用350 km/h通过式车站桥梁与无砟轨道无缝道岔群一体化设计技术。这些创新技术成为在湿陷性黄土地区修建高速铁路的土建工程成套技术的关键。     

强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基处理中的应用

研究目的：强夯及强夯置换技术在客运专线复合地基中的应用效果。研究方法：通过武广客运专线武汉工程试验段强夯及强夯置换技术应用于松软土复合地基处理的工程实践，结合工程地质条件，从施工方法选择，工艺流程设计，质量控制等几个方面对强夯及强夯置换施工技术在客运专线铁路中的应用进行系统性应用研究。研究结果：综合考虑施工机械的性能及适宜地质条件，在新建武广铁路客运专线武汉工程试验段内选择典型区段分别进行强夯、强夯置换工艺试验以及夯前夯后检测结果对比分析，确定强夯与强夯置换工艺在新建武广客运专线近似地质条件下的适用性，总结完善近似地质条件下施工工艺和经验，确定了相关工艺参数及检测方法，能够较好地满足承载力和设计变形值要求，能较好地控制工后沉降，加固效果明显，经济可行。研究结论：夯击能是强夯及强夯置换工艺中决定加固深度的重要指标，强夯及强夯置换加固处理粘性土特别是饱和粘性土均需要合理的间歇时间，强夯及强夯置换适用于客运专线复合地基加固处理。     

武广客运专线路基改良填料的试验研究

结合武广客运专线工程,通过试验研究了全风化泥质粉砂岩的物理力学性质,石灰改良后的液塑限变化、击实特性、水稳定性、无侧限抗压强度及其主要影响因素。试验结果表明:全风化泥质粉砂岩石灰改良后塑性显著降低,亲水性减弱;随着掺入量的增加,最优含水量增大,最大干密度减小;无侧限抗压强度随着压实系数的增大而增大,随着龄期的增长而增加,随着石灰掺入量的增加先增大后减小,最佳石灰掺入量为6%;全风化泥质粉砂岩石灰改良后的物理力学性能有明显改善,特别是力学强度及水理性得到较大提高,能满足客运专线路基填料的要求。