大温差荒漠区路面拱胀及路基盐分迁移规律研究

为了探究大温差荒漠区路面拱胀与路基内部可溶性盐分毛细迁移作用之间的关系,从而进一步确定路面拱胀病害成因,首先对新疆南部地区拱胀病害典型路段进行了实地调查,通过现场开挖探坑、填料取样试验检测病害路段基层及路基内部盐的种类与含量。然后结合室内模拟试验,深入研究温度梯度和盐分梯度作用下路基填料内部水-盐迁移规律及含水量、颗粒级配、压实度等关键因素对水-盐迁移的影响,得到了各关键因素作用下水-盐迁移特点,并据此提出了阻隔路基内部水-盐迁移的方法。结果表明:拱胀病害产生原因与路基硫酸盐含量过高及道路结构层内部水-盐迁移有关;温度梯度变化对水分盐分重分布影响显著,在土基内部形成明显的“水盐补给过渡区”,而盐分梯度对水盐迁移的影响仅有温度梯度的17. 3%;初始含水量及土质类别对表层最终含盐量及含水量的迁移影响显著;初始含水量越大盐分迁移越明显,在表层集聚的含盐量越高;土体颗粒越细,水-盐迁移速度越快,盐分表聚现象越明显;压实度每增加1%,含水率减少0. 2%左右,含盐量降低约0. 06%;可选取风积沙阻隔路基内部水-盐迁移,厚度宜为40～50 cm,位置在路堤顶面以下30～50 cm。     

冻融循环下砾类土路基工程特性试验研究

为研究在冻融循环条件下，强盐渍土地区砾类土路基水盐迁移规律及其对路基路用性能的影响，以察格高速公路工程为依托，采用自制冻融循环试验装置，对砾类土路基进行模拟试验。结果表明:砾类土试样经设定的冻融循环后，其含水率由路基底层向上呈“由大到小”分布，且不同的循环周期规律相同。盐分在冻融循环作用下向路基上部迁移，盐分迁移量随冻融循环周期的增加而增加。高度在10~40 cm范围内主要发生盐分迁移，高度在40~70 cm范围内主要发生盐分迁移，并出现“水去盐留”的蒸发聚盐过程。砾类土试样经冻融循环后，其回弹模量和CB     

盐渍土层含盐量竖向分布特征研究

以吐鲁番鄯善县库木塔克某工程为依托,针对其弱、中盐渍土的土样进行了含盐量的试验研究。通过人工挖井取样的方法,在3个不同测区进行了不同深度位置土样的含盐量测定。试验研究结果,得出了土样的含盐量随土层深度变化的规律及硫酸盐含量随深度变化的规律,总结出了盐渍土盐分竖向分布的特征。     

路基水盐迁移及其对路用性能的弱化影响研究

针对盐渍土地区的高速公路填料，采用自制冻融循环试验装置进行了冻融循环作用下砾类土路基水盐迁移试验，结果表明:距路基顶面20 cm以下的中上部土层为主要的“聚盐层”，此高度范围主要发生盐分迁移和“水去盐留”的蒸发聚盐过程。分析了细粒含量对砾类土路基冻融循环冻胀变形量和压实度衰减率的影响，细粒含量越高，路基冻融变形量越大，压实度衰减率越大。土样经过冻融循环后，其回弹模量和CBR显著降低，冻融循环引起的路基次生盐渍化导致其路用性能的弱化。从减少毛细水和盐分迁移、减缓路基压实度衰减和冻胀角度出发，季节性大温差极端环境下强盐渍土地区砾类土路基填料应将细粒含量控制在10%以下。     

粗粒盐渍土路基水热盐力耦合方程修正及试验验证

为了研究粗颗粒硫酸盐渍土路基中的水盐迁移机理及路基内隔断层设置对水盐迁移的影响效果,并建立水盐迁移与路基盐胀、融陷变形的联系,基于非饱和土渗流和热传导理论,考虑水盐相变对水分场、温度场、盐分场和应力场的影响,分别针对已建立的水分场、温度场、盐分场进行满足粗颗粒硫酸盐渍土路基工程特性的修正,进而建立了适用于粗粒硫酸盐渍土路基水、热、盐、力场的耦合微分方程组。利用COMSOL Multi-physics软件建立了盐渍土路基水-热-盐-力场耦合数值模型,并通过室内大型粗颗粒盐渍土冻融循环试验结果对建立的数学模型的有效性进行验证。结果表明:在有地下水补给的冻融循环试验过程中,砾砂类硫酸盐渍土路基的低温影响敏感区域深度范围约为45 cm,土工布设置应综合考虑区域低温影响敏感深度和毛细水强烈上升高度;在毛细作用和温度影响下,砾砂盐渍土路基中的水、盐均向冷端迁移,其会导致土工布下方出现盐分聚集现象,其中硫酸根离子富集程度较强;隔断层可有效阻碍水盐纵向迁移路径,减弱水、盐向低温影响敏感区段迁移,从而达到减小路基盐胀、融陷的效果,同时减小路基变形的程度可以达到30%以上。     

强、过盐渍土地区高速公路路基阻盐技术研究

依托察尔汗至格尔木高速公路工程试验段，分析总结了盐渍土地区盐分在路基中的迁移方式以及影响盐分迁移的因素。从隔断层铺筑、路基填料的控制、护坡道和排碱沟设置方面，研究了察尔汗盐湖区高速公路路基阻盐技术。现场阻盐效果检测结果表明:水、盐在砾类土路基内部迁移高度为50 cm，次生盐渍化临界高度为45 cm，未发现路基由于次生盐渍化引起的沉陷和不均匀沉降等病害；公路投入运营以来，经历过两个雨季和两个冻融期，路基和地基整体沉降量3个月为0～2 mm，采用的阻盐技术处治效果良好。     

盐渍土机场毛细水迁移试验研究

通过室内模拟毛细水迁移试验,对盐渍土地区机场地基中不同压实度、不同含水量以及不同含盐量的毛细水上升进行了研究。结果表明,其含水量、含盐量、压实度不同,则毛细水上升速度、高度均有所差异。     

粉喷桩水泥土室内试验研究

为了解粉喷桩处理软土地基中水泥的掺入量与水泥土的强度关系、水泥土强度随龄 期的增长而增大的规律。结合试验路段土样进行试验研究,取得了结论,有重要参考价值。     

硫酸盐渍土水-盐-热-力四场耦合理论模型

针对硫酸盐渍土盐胀过程中较为欠缺的四场耦合理论,在已有的冻土三场耦合模型的基础上,建立了盐渍土水-盐-热-力四场耦合动力学模型。首先,基于水动力学模型和质量守恒定律,在水分场方程和盐分场方程中分别引入等效含水量和等效含盐量的概念,以此为耦合因子简化了水-盐-热耦合模型,不仅考虑了溶质扩散及水动力弥散的作用,还考虑了结晶盐-盐溶液相变(化学反应)对盐分迁移,以及结晶盐相变潜热对温度场的影响。其次,根据能量守恒定律,增加结晶盐的相变潜热,使温度场方程更符合工程实际情况。同时,在建立应力场方程时,盐胀部分由溶质的摩尔质量差进行计算,冻胀部分由原土中的部分水加上迁移来的水减去硫酸钠结晶所需要的水进行计算,从而推导出了应力与水分迁移、盐分迁移以及温度的关系,完善了盐渍土四场耦合理论。最后运用该理论模型,计算分析了新疆某公路盐渍土路基的盐冻胀变形过程。结果表明:计算所得地温规律、盐分迁移规律和盐冻胀规律与实测结果基本一致,计算与实测结果均表明,从秋末至来年春季,硫酸盐渍土路基经历了降温到升温的温度剧烈变化阶段,此阶段路基的变形过程可分为平稳区、缓慢盐冻胀区、剧烈盐冻胀区、盐冻胀变形滞后区、缓慢沉降区、剧烈沉降区6个部分。     

粉粘粒含量对风积沙水稳定性影响的初步探讨

风积沙中掺配不同比例的粉粘粒,在击实、承载比、回弹模量、沉降、直接剪切等室内试验基础上,初步探讨其水稳定性.结果表明:随着粉粘粒含量增加,水稳定性一般随之变差,并且有变化区间:当粉粘粒含量＜35％时,试样的砂类土性质明显,水稳定性较好;35％～65％时,由砂类土向细粒土过渡;＞65％时,细粒土性质明显,水稳定性较差.机理分析表明:水稳定性是否产生突变,主要取决于土样中是否出现“多余的粉粘粒”.     

软土地基冻结过程的热传导分析

土冻结过程同时进行着热传导和湿迁移；软土地基的存在使得路基路面体内的温度、湿度、温度梯度和湿度梯度的变化不同于常规的水冻问题。分析热传导规律和水分运动规律，对确定软土地基处理的原则和方法有重要意义。     

含氯化钠硫酸盐渍土在单向降温时水分和盐分纤移规律…

在降温过程中，盐渍土中水分向冷端迁移，易溶盐变随之向土体冷端迁移；土壤溶液中的硫酸钠呈水合芒硝析出，因而使土体盐胀。盐分的迁移量受含水量、含盐量、初始干密度和上覆荷载的综合影响，硫酸盐向上迁移量大的试样，盐胀时也大。     

基于离心机法研究变重度压实黄土土—水特征曲线

为研究压实黄土土-水特征曲线,采用离心机对不同压实度黄土进行脱水试验.通过调节离心机转速得到不同吸力条件下压实黄土含水量以及重度的变化,将定重度的压实黄土土-水特征曲线和变重度的土-水特征曲线进行分析比较,得出不同压实度黄土土-水特征曲线的变化规律.结果表明:离心试验过程中土样重度随吸力增大而增加,其变化过程分为快速增大、慢速增大和基本稳定3个阶段,土样的重力含水量随基质吸力的逐渐增大而减小,在相同的含水量下,基质吸力随着压实度的增加而增大;考虑重度变化且吸力高于6 bar各组不同压实度试样土-水特征曲线基本重合,而并非未考虑重度土-水特征曲线的平行关系,因此测定压实黄土土-水特征曲线必须考虑重度的变化.     

灰水-土体长期相互作用诱发地面塌陷机理

通过以灰水为渗透液进行溶滤试验,测试和分析了土样的渗透系数、含水量的变化规律;同时进行渗透破坏试验测试了不同密实程度土样经灰水浸泡后的临界坡降;运用土力学原理,分析了土样含水量、渗透性和水压力变化引起地面塌陷的机理。结果表明：溶滤后土体的含水量明显增大,且其渗透系数随溶滤次数的增加呈增大趋势;当溶滤次数超过4次后,渗透系数的增大变缓;当土样含水量相同时,临界坡降随着土样密度增大而明显增大;灰水将从减小土体的抗剪强度、增大土体的重度等方面引起地表塌陷,此外,土体中动水压和渗流引起土中的空洞也诱发了地表塌陷的形成。     

自然环境下盐渍土路基水盐分布与迁移

针对新疆硫酸盐渍土地区道路每年10月底路面开始发生不均匀隆起、开裂的现象,选择处于自然环境中的典型硫酸盐渍土路段,对其道路中心线和左、右路肩部位进行路基含盐量调查.结果表明,隔断层对阻止盐分向路基顶面迁移有明显效果,但也加剧了其下盐分的积聚.隔断层的“覆盖效应”明显,土工膜的覆盖效应强于风积砂.在工程中选择隔断措施时应考虑其长期应用效果.     

武广客运专线软基处理措施与工后沉降分析

武广客运专线软土及松软土地基分布较广,层位差异较大,为满足高速铁路路基工后沉降不大于2 cm的要求,拟用桩板结构、钢筋混凝土桩网结构、CFG桩复合地基对深厚软土地基进行加固.该文结合不同工程措施进行沉降计算和分析,得出处理后路基的工后沉降,为设计提供参考.     

干湿循环下吸附结合水对高液限土抗剪强度的影响

为确定高液限土发生浅层滑坡是否与干湿循环条件下吸附结合水能力变化有关,选取湖北安猇(安福寺-猇亭)一级公路高液限土为研究对象,通过扫描电镜、基本土性和直剪试验,利用容量瓶法测得不同干湿循环条件下土样吸附的结合水含量,用直剪法测得不同循环条件下土样粘聚力和内摩擦角的变化,采用塑限表征干湿循环对土样抗剪强度的衰减程度。结果表明,土样从干燥到完成吸附结合水的过程需15 d,随着干湿循环次数的增加,土样吸附结合水的含量逐渐下降,由最初的24.8%衰减到16.2%;不同干湿循环条件下,土样的粘聚力和内摩擦角逐渐下降,粘聚力衰减较明显;经过6次干湿循环后,边坡会发生浅层滑塌,实际情况也是如此,干湿循环通过影响吸附结合水的能力影响土样粘聚力,粘聚力降低是发生边坡失稳的主要原因。     

南方雪灾时期高速公路融雪剂污染调查分析

对南方雪灾期间高速公路大量使用融雪剂可能产生的污染进行了调查分析.调查选择了京珠高速公路粤境北段以及湖南耒宜段进行了现场采样,并分别对融雪剂样品、水样和土样进行了相关离子浓度的检测.通过检测发现,水样和土样中都含有一定的氯离子和钠离子,但氯离子浓度远比融雪剂的浓度低,钠离子由于本底值的原因浓度较高,但并非融雪剂所造成.此外,水样和土样中含有的银离子浓度也极低.总体看来,南方雪灾期间融雪剂在一定程度上造成周边环境盐分升高,但其程度远未造成对沿线水环境和土壤环境的污染.     

RAP特性对冷再生沥青混合料性能影响研究

以AC-16C为研究基础,以RAP使用年限、沥青品种、结构层位为研究切入点进行室内试验分析,研究RAP特性对冷再生沥青混合料性能的影响。结果表明,RAP使用年限增加,冷再生混合料最佳乳化沥青用量及用水量年递增0.06%~0.08%,动稳定度年递减40~80次/mm,劈裂强度变化不大,水稳定性有所下降;使用年限和沥青标号一定时,同种结构层位、不同RAP可交叉使用;乳化沥青和水的掺量与RAP层位深度成反比,高低温性能均与RAP层位深度成正比,其中乳化沥青和水掺量变化0.1%~0.3%,动稳定度变化200~300次/mm,中、下面层水稳定性优于上面层4%~5%。     

水入渗前后重塑红黏土抗剪强度特性研究

基于不固结不排水三轴压缩试验，探究蒸馏水入渗前后不同干密度重塑红黏土的应力-应变关系以及抗剪强度变化，并结合电镜扫描试验和X射线荧光分析试验从微观结构及矿物成分变化角度来分析水入渗对不同干密度重塑红黏土抗剪强度的影响机理。研究结果表明:重塑红黏土应力-应变关系随干密度的增大由应变硬化型逐渐变为应变软化型，水入渗后重塑红黏土达到破坏点时的轴向应变较大；黏聚力随干密度的增大呈指数变化，内摩擦角随干密度增加呈线性变化；水入渗前后土样抗剪强度变化说明水入渗对高干密度重塑红黏土的影响较为明显，微观结构和矿物元素成分变化则说明高干密度可有效保持土样内部结构和减少矿物元素成分的流失。