热带气候高液限红黏土直接填筑路基的可行性探讨

为了探讨热带气候条件下高液限红黏土直接填筑路堤的可行性,以喀麦隆雅杜高速公路项目高液限红黏土现场填筑施工情况为依托,开展室内外试验研究,针对高液限红黏土路的物理力学性质及工程特性,鉴于高液限红黏土路基修筑中所面临压实性差、失水收缩开裂、稳定性差等问题,提出了高液限红黏土地区公路路基修筑的可行性。     

非洲高液限红黏土物理性质与路用性能特征研究

喀麦隆雅杜高速项目位于非洲中西部地区,属于热带雨林气候,高速沿线土质主要为高液限红黏土。受到雅杜高速项目投资的控制,对高液限红黏土的改良处理难以实现。本文通过土工试验研究高液限红黏土物理性质和路用性能特征,探讨高液限红黏土直接用于路基填筑的可行性,不仅可以解决雅杜高速路基填料的使用问题,还可以为非洲其他地区高液限红黏土工程应用提供参考。结果表明,雅杜高速沿线高液限红黏土试样的天然含水率在33. 4%左右,液限较高达60%,颗粒成分中以小于0. 075mm的细颗粒为主,红黏土中的含量较多的游离氧化铁及其胶结集合体是造成高液限、天然含水率、高强度和压实性较差的主要原因;现场采样红黏土虽然CBR值较高,属于中压缩性土,但其天然含水量和最佳含水量相差10%以上,是导致现场施工压实困难的主要原因。     

压实度对高液限黏土路堤稳定性的影响

在宁德京台高速公路A3合同段K78+700试验研究的基础上,选取典型断面利用GeoStudio有限元软件,对高液限黏土路堤的填筑进行数值模拟,分析路堤边坡在竣工期和沉降稳定期的稳定性,探讨路堤填筑过程中压实度的变化与路堤稳定性的关系。结果表明:高液限黏土的初始压实度对路堤边坡稳定性的影响与填土强度、填筑过程中孔隙水压力的消散程度、土体密实度改变等因素有关。竣工时路堤稳定性随压实度增量的增大呈现阶段性的线性增长;沉降稳定阶段路堤稳定性随压实度增量的增大略微增大。     

高液限红粘土路堤的沉降变形规律实测研究

高液限土具有高天然含水率、高孔隙比和结构性强的特点,压实度普遍较低。为了明确高液限红粘土路堤的沉降变形规律,本文结合某高速公路建设,现场埋设传感器,对路堤沉降及其随时间变化规律进行了实测。结果表明：高液限红粘土路堤断面沉降分布呈现中间大、侧小的正态分布形状;高液限红粘土路堤填筑完成后,应经历8个月到一年的时间方可进行路面施工。     

高速公路高填方路堤差异沉降特性研究

为了研究高填方路堤差异沉降特性,本文以某高速路堤为例,采用ABAQUS有限元软件,就不同填方高度、不同路基土压实度和不同填筑材料对高填方路堤差异沉降特性进行了研究。得到主要结论如下:高填方路堤的最大沉降值出现在路堤中部;随着路堤填筑高度的增加,路基最大沉降值明显增大,且沉降的速率也随填筑高度的增加而增加;提高路基土的压实度,有利于路堤土差异沉降的改善,但改善程度非常有限;改善路堤填土的力学性质是减小路基压缩沉降非常有效的措施之一。     

高液限红黏土在非洲热带雨林气候区路基填筑中的施工应用

高液限红黏土广泛的分布于非洲热带雨林气候区,由于其材料特性,一般不能直接填筑路基,需要对土体进行掺拌改良等工艺处理后方可用于路基填筑。然而综合考虑非洲地区公路基建行业的对工期以及成本的要求,需要直接用高液限红黏土进行路基填筑,雅杜高速项目所处环境为典型的非洲热带雨林气候区,项目通过对红黏土的施工工艺进行改进,总结出一套高液限红黏土在非洲热带雨林气候区进行路基填筑的施工工艺。     

海南高液限红黏土直接填筑路堤试验研究

为了探讨海南热带气候条件下高液限红黏土直接填筑路堤的可行性,以海南海屯(海口—屯昌)高速公路高液限红黏土路段为依托,开展室内外试验研究。在试验段采集原状样和扰动样,分别进行了基本物理性质试验、物质组成测试、干湿法击实试验和CBR试验,分析了试样的土质特征和工程特性,评价了其路用性能;提出并实施了高液限红黏土直接用作下路堤填料、边部三维植草加坡脚挡墙的路堤试验段修筑方案,现场开展了填料翻晒和压实试验,并对海口地区年降雨量分布特征进行了分析,提出了海口地区高液限红黏土路堤施工的最佳时间。     

不同影响因素下高填方路基沉降变形分析

沉降变形的预测和分析是保证高填方路基稳定性的控制要素,文章以不同影响因素下的高填方路堤为例进行了研究分析,开展了不同工况(填方高度、陆地坡度和压实度)下路堤的沉降时事性有限元数值仿真。数值结果表明:对于填方高度来说,地基沉降占比最大,虽然填筑高度变高,路堤的沉降加大,但是增加的幅度以及趋势都是趋于平缓;由分层填筑的有限元分析结果来看,想要控制沉降,就要做好地基处理;对于不同的路堤坡度,最大的坡度与最小的坡度沉降相差不大;对于不同的压实度来说,压缩模量增加,沉降降低。本研究为高填方路基的设计和施工提供了参考。     

山区高填方土石混填路堤压实质量控制研究

结合重庆万州机场高填方的填筑和压实，探讨和研究山区高填方土和石混填路堤压实质量控制技术，首先采用现场压实度，碾压遍烽，松铺厚度为压实质量控制指标，针对不同土石比例土石混填料，应用300kN和510kN两种振动压路机填筑路堤进行现场实验研究，在此基础上提出了碾压沉降量指标，并通过现场试验研究碾压沉降量和压实主，碾压遍数的相关关系，最后提出除采用现场干密度指标外，碾压沉降量，碾压遍数和松铺厚度是控制土石混填路堤压实质量的有效指标。     

高液限黏土改扩建路基安全性能数值模拟分析

高液限黏土路基改扩建工程中,新老路基差异沉降是影响路基强度及稳定性的主要因素。文中结合液塑性试验及室内击实试验,利用GeoStudio软件对高液限黏土改扩建路基进行数值模拟,分析高液限黏土路基的强度及稳定性。结果表明,分层填筑时,地基最大沉降发生在新路堤形心处,且高液限黏土路基沉降比一般路基的大;不同高度路堤施工完成后,地基最大沉降始终发生在新路堤形心处,填土高度越高,路基的安全系数越小,且高液限黏土路基上边坡的安全系数比一般路基的小。     

绢云母片岩土石混合料高填方路堤变形特征和规律研究

高填方路堤结构具有沉降量大、沉降不均匀等特点,极易产生路堤病害。为解决此类问题,文中以十巫北高速公路工程为依托,对绢云母片岩土石混合料高填方路堤在不同工况下填筑过程中的变形特征及其规律进行研究。结果表明,在填筑过程中,路堤最大沉降随填筑层厚的增加而增大,而层厚对侧向位移没有明显影响;高填路堤填筑高度与沉降和侧向位移呈正相关,坡脚附近出现了隆起,且隆起值也与填筑高度呈正相关;路堤的沉降和侧向位移随弹性模量的提高逐渐减小,在弹性模量大于15 MPa后,对路堤沉降和侧向位移影响明显变小;路堤的最大沉降量、侧向位移随着路基坡度的减缓而增大;路堤中心沉降和侧向位移随着压实度的增大而减少;现场观测数据验证了模拟的准确性,说明路堤沉降的规律为沉降在前期发展较快,后期逐渐减缓趋于稳定。     

非洲热带地区红土砾料在公路工程中的应用

红土砾料是一种在非洲热带地区广泛分布的粘性土与碎砾石的天然混合料,形成于旱雨二季交替循环的气候条件下。从试验分析表明:红土砾料浸水4d95%OPM压实度时的CBR基本上大于30%,按照热带国家路面尺寸实用指南中土的承载力分级,属S5级,是一种承载力良好的筑路材料。工程实践表明,红土砾料在公路工程中的用途广泛:采用红土砾料填筑的路基,其强度高、水稳定性较好;PST层(路基上部,相当于国内的路床)可采用红土砾料填筑,若红土砾料的天然含水量较大或IP较高,可掺加生石灰(如没有也可用熟石灰)进行改良;除高速公路外的其他等级公路,底基层可采用天然红土砾料或水泥(石灰)处理红土砾料;除高速公路外的其他等级公路,基层可采用水泥或石灰处理红土砾料;此外红土砾料还可用于填砂路基的包边防护以及土质排水沟与边沟的铺面。     

湖南宁道高速公路红黏土路基填筑

湖南宁道高速公路沿线高液限红黏土广泛分布,文章通过对其路用特性试验研究,以确保高液限红黏土路基的强度与稳定为目标,提出了高液限红黏土路基填筑的适用范围、施工工艺和质量控制方法,为合理利用高液限红黏土积累了工程经验。     

粉煤灰路基强度特性影响因素分析与研究

山区高等级公路路堤填筑需要大量土石,如果利用粉煤灰填筑,可实现减轻路堤自重、大量消耗工业固体废弃物的目的.为保证粉煤灰路堤具有规定的强度,有必要分析粉煤灰路堤的强度影响因素,为粉煤灰高填方路堤设计、施工提供技术指导.该文采用相关室内、外试验分析了压实度、含水率对粉煤灰及其粉煤灰路堤各强度指标的影响.研究结果表明,压实度和含水率对路基强度影响显著.为保证路基强度,必须在施工过程中提高压实度,并保证粉煤灰路堤具有良好的排水措施和效果.     

粤赣高速公路高填方路堤碾压工艺试验研究

通过现场试验,比较了常规压实设备BMl8T和大吨位压实设备YZTY22T的压实效果,得到了提高碾压工作效率的工艺参数和方法,确认了采用大吨位压实设备进行越层压实和补强工艺处理先前层碾压盲、弱区的可行性.并分析了碾压产生的附加应力和堤身自重应力,在理论上论证了大吨位压实设备对减小高填方路堤工后沉降变形的作用,明确了高填方路堤工后沉降变形的原因,提出了加大高填方路堤施工压实度指标的工艺要求.     

低压实标准下黄泛区高液限黏土路基力学性能研究

黄河下游冲淤积在山东形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失。通过室内试验,获得了黄泛区高液限黏土的物理与力学特性,揭示了该类土的压实机理及不同含水率与压实度状态下的强度与模量变化规律,发现含水率达到23%、压实度不低于90%时,土体具有较高的模量和抗剪强度。室内模型试验表明:尽管路堤按照低标准进行压实,但其承载能力不低于300 kPa;且路基以弹性变形为主,占总变形的80%左右,塑性变形处于较低水平,土体近似表现出不排气、不排水的封闭"弹性变形体"特征。最后,基于现场碾压试验,提出了路堤区高液限黏土的碾压标准和碾压工艺,即当路堤区控制含水率不超过最优含水率w_(opt)+6%、压实度高于90%且上路床经过6%生石灰处置后,路基弯沉和沉降可满足规范要求。     

高填路堤沉降变形规律研究及压实技术课题成果简介

西部课题“高填方路堤沉降变形规律研究及压实技术”针对高填方路堤典型病害、高路堤沉降计算方法、高路堤工后沉降预估方法、以及典型填料压实技术等方面进行了较为系统深入研究,取得了较丰富的成果.本文对该课题主要研究工作和研究成果进行了介绍,供同行参考.     

海砂回填路基沉降变形分析

为了深入了解海砂回填路基的沉降变形规律,更好地利用海砂修筑路基,结合海砂工程特性,构建有限元模型,分析了软土地基条件下填筑速率、压实度、换填厚度及地下水位对海砂回填路基沉降变形的影响规律。研究结果表明:填筑速率对路基和土基均有影响,填筑速率越大,路基总沉降、工后沉降、差异沉降及土基沉降也越大;路基沉降与压实度大致呈线性关系,路基沉降量和差异沉降均随压实度的提高而减小,这说明增大压实度能够改善路基自身变形,提高路基承载力,减小不均匀沉降。与粉质黏土路基相比,海砂用作路基材料能够减小地下水的不利影响,减小沉降量,增强路基承载能力。     

高液限红粘土变形特性研究

为了研究红粘土路基的沉降特性,基于一维室内固结试验,分析了高液限红粘土变形特性。引入压缩变形系数,分析了高液限红粘土的物理指标对变形指标的影响,采用应变法来表达压缩变形曲线结果。引入非线性应力、应变关系的割线模量,研究了高液限红粘土的加荷本构模型和增(减)湿本构模型。结果表明:压缩变形系数随含水量的增大而增加,当含水量大于最佳含水量2%~3%后,压缩变形系数随含水量的增加增长幅度迅速变大;压实度越大,压缩变形系数越小,低压实度高含水量的情况下,压缩变形系数显著增大;压缩系数随含水量的增加而增大,压缩系数随压实度的增大而减小;高液限红粘土的应力-应变关系可以用幂函数的形式来表达。提出了高液限红粘土加荷本构模型和增(减)湿本构模型,该模型具有较高的可靠性,为研究红粘土路基沉降特性提供了有力依据。     

红层软岩高填方路堤工后沉降数值模拟

依托云南楚姚高速公路红层软岩高填方路堤工程,建立典型边坡断面模型,对路堤工后长期沉降进行数值模拟。结果表明：路面最大沉降和最大不均匀沉降随压实度的增大呈现出减小的趋势,随着含水率的增加呈现出“先减小后增大”的趋势。因此,适当增大填料的压实度,使用非饱和（最优含水率）状态的填料,可以较好地控制高填方路堤的长期沉降,达到规范要求的质量控制标准。同时,进行高填方区域堆载预压,完成路基早期工后沉降,可减少通车后的长期沉降。堆载高度的选择应综合考虑成本和效益,根据填方高度和现场条件,选择合适的堆载高度。