基于高山草甸区季冻土的冻融变形特性影响因素研究

为了研究高山草甸区域贡觉~芒康公路路基土冻融变形特性的影响因素,基于室内冻融循环试验,分析了细粒组含量、初始含水率、冻融循环次数对冻融变形的影响规律及程度。试验结果表明:冻胀率、融沉系数均随细粒组含量、初始含水率及冻融循环次数的变化呈正相关趋势;设计路基土级配时,细粒组含量宜控制在19%以内,初始含水率控制在最佳含水率即9.1%左右;各影响因素对路基土冻胀率、融沉系数的影响程度分别为初始含水率细粒组含量冻融循环次数、初始含水率冻融循环次数细粒组含量。     

分层铺筑与反挖试验条件下级配碎石结构模量特性

为了客观揭示级配碎石模量的结构服役状态相关性,采用室内动三轴材料试验和足尺结构试验开展级配碎石的模量特性研究,室内动三轴试验通过控制含水率、密实度、围压及偏应力等指标探究级配碎石在不同服役状态下的动回弹模量。研究发现,级配碎石的动回弹模量随着含水率的增大而减小,随着密实度、围压及偏应力的增大而增大。采用承载板和便携式落锤弯沉仪(PFWD)测试方法,通过分层铺筑与反挖2种室外足尺试验对级配碎石层顶面当量模量及该层结构模量进行测试与对比分析。分层铺筑测试结果表明：采用承载板法和PFWD方法测试得到级配碎石顶面当量模量和其结构模量均随铺筑层厚度的增加而增加,但增长速度随铺筑厚度增大而减小;级配碎石顶面模量随着下承层的顶面当量模量的增大而增大,但增长速度逐渐降低。反挖测试结果表明,由于上部级配碎石层的影响,反挖处级配碎石顶面当量模量先增加后减小,在开挖深度为20 cm时达到峰值,随着开挖深度的增加逐渐降低,但降低速度逐渐减小。对比室内三轴材料试验和足尺现场结构试验结果发现,级配碎石在足尺路面结构中的结构模量大于其三轴试验测试结果,将三轴模量测试结果用于路面结构设计将低估其承载能力,并产生较大的设计偏差。反挖方法同时考虑了下承层与上覆结构层自重及摩擦力的影响,与其实际服役条件相符。     

季节性冻土地区高铁路基冻胀规律及防治对策研究

哈大高铁是世界上首条投入运营的新建高寒季节性冻土地区高速铁路。通过对哈大高铁路基冻胀监测数据综合分析,研究了路基冻胀发展变化规律,结果表明:路基冻胀发展包括初始波动、快速发展、稳定维持和融化回落期4个阶段,最大冻结深度普遍大于标准冻深;冻胀变形总体可控并趋于稳定,冻胀变形主要集中在表层级配碎石层,较高的路基含水率加剧了冻胀变形。建议后续路基冻胀防治应对设计冻深根据填料类别等因素进行修正,采用路基基床级配碎石掺水泥不冻胀整体结构,将冻胀观测结果作为沉降评估的重要依据。     

含水率对级配碎石动回弹模量影响的试验研究

为了更好地确定含水率对级配碎石动回弹模量的影响,通过室内动三轴试验测定得到不同含水率和应力状态下级配碎石材料的动回弹模量。试验分析可得,随着含水率的不断增加,级配碎石动回弹模量逐渐减小,在98%的压实度下,当含水率从OMC+1%减小到OMC-1%时,级配碎石动回弹模量平均增大幅度为20. 9%;当含水率从OMC减小到OMC-1%时,级配碎石动回弹模量平均增大幅度为14. 6%。在沥青路面结构设计中,采用的动回弹模量是基于最佳含水率条件下的试验值,研究表明:道路运营期间的级配碎石含水率往往大于设计时采用的最佳含水率,其动回弹模量小于设计采用的动回弹模量值;动回弹模量的折减会削弱改善路基的效果,难以发挥提高路基顶面回弹模量的改善作用,可能造成路面结构早期破坏。     

不同冻结方式下高山草甸区路基冻胀变形研究

为了研究不同冻结方式下高山草甸区贡觉～芒康公路路基季冻土的冻胀变形特性,基于室内冻胀试验,分析了路基土在单向冻结和周围冻结条件下的冻胀变形特性。试验结果表明:两种冻结方式下,土中含水率、细颗粒含量与冻胀变形率均为正相关关系;在含水率、细颗粒含量相同的情况下,土在单向冻结情况下的冻胀率小于周围冻结的冻胀率;实际工程中设计路基土级配时,初始含水率宜控制在最佳含水率即8%左右,土中细颗粒含量宜控制在9%左右;在单向冻结情况下,土中初始含水率和细颗粒含量均对土的冻胀变形率有明显影响,初始含水率的影响更明显;在周围冻结情况下,初始含水率对土的冻胀变形率有明显影响,细颗粒含量对土冻胀变形率无明显影响。     

黏土质砾强度特性与影响因素研究

通过对黏土质砾土样进行室内物理力学试验,研究了黏土质砾抗剪强度和承载强度的主要影响因素。研究表明,细粒土含量、含水率对黏土质砾土样的黏聚力、内摩擦角和加州承载比CBR强度有显著影响。含水率研究范围覆盖最佳含水率和天然含水率。随着细粒土含量增多,黏聚力逐渐增大,而内摩擦角逐渐减小;随含水率增大,黏聚力和内摩擦角均减小,细粒含量增多对黏聚力下降明显,而对内摩擦角影响较小;细粒土含量越多,CBR越小;当含水率超过最大CBR含水率时,击实功效果随含水率增大逐渐减弱,细粒土含量越多,不同击实功之间差异性越小。建立了黏聚力、内摩擦角及CBR同含水率和细粒土含量的关系,提出的经验公式可为现场填料的强度预估提供理论依据。     

兰新高速铁路戈壁土路基填料压实特性研究

通过兰新高速铁路第二双线路基试验段戈壁土现场填筑试验及室内土工试验,研究了戈壁土的颗粒组成、颗粒级配、粗颗粒含量P5、细颗粒含量、含水率控制对压实效果的影响。结果表明,对于高速铁路路基填料,其不均匀系数:基床以下路堤Cu≥15、基床底层Cu≥20为宜;随着填料中粗料含量P5的增大,填料的干密度增大,当粗料含量在70%左右时达最大;含水率大小对粗粒土的压实效果的影响,主要由填料中细粒含量(d≤0.075mm)的多少而定。     

降雨条件下楼房山隧道碎石土边坡的稳定性研究

通过建立楼房山隧道罐子沟端滑坡防治工程数值计算模型,研究降雨对碎石土边坡稳定性的影响机制,将降雨条件转化为含水率的变化,分析了不同含水率变化下边坡的应力场、位移场、塑性区及剪应变增量的变化规律。研究结果表明:在降雨条件下,碎石土边坡的稳定性随着含水率的增加呈先缓慢减小后急剧减小的特征,即存在一个与含水率有关的临界特性;降雨诱发碎石土边坡失稳的主要机理是雨水渗入后在地下水管道排泄系统作用下,将坡体下部碎石土中的细粒土带走,逐渐形成坍塌滑移,导致整个边坡破坏。     

高铁无砟轨道基床级配碎石渗透稳定性研究

为研究高水力梯度下级配碎石渗透稳定特性,通过改进的渗透仪开展了路基基床级配碎石渗透稳定特性试验研究.结果表明:级配碎石渗流速度随水力梯度增加分为线性增长、非线性增长,渗透破坏急剧增长,随细颗粒含量增加明显降低,随压实度增大逐渐减小;临界水力梯度随细颗粒含量增大呈非线性增长,粒径小于0.1 mm的细颗粒含量超过5.5％时...     

基于CBR法的旧水泥混凝土路面再生集料级配碎石级配控制范围

为确定旧水泥混凝土路面再生集料级配碎石关键筛孔控制范围,在分析各国级配碎石关键筛孔控制范围的基础上,以CBR试验方法为测试手段,分析了集料4.75mm通过率、最大粒径和0.075mm通过率等因素对CBR值的影响。结果表明:最大粒径为31.5mm时CBR值较好,随着4.75mm和0.075mm通过率的增加,CBR值均呈现出先增加后减小的趋势。提出了旧水泥混凝土路面再生集料级配碎石级配控制范围的建议。     

青藏铁路西格段路基土体冻胀试验研究

以青藏铁路西格段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、水分、盐分、压实度4个因素,进行室内冻胀试验,测试不同温度下路基土体的冻胀率,分析不同含盐量、含水率、压实度和温度下的冻胀试验数据。结果表明:对于不同压实度和含盐量的试样,冻胀率随含水率增加逐渐增大;随着含盐量的增加,土体的起胀温度逐渐降低,土体的冰点也随之降低;含盐量低于1.0%时,随着压实度的增加土体冻胀率呈增大趋势,含盐量为2.0%时,土体冻胀率不随压实度的变化而变化,进一步增大含盐量时,土体的冻胀率随压实度的增加     

含水率对级配碎石力学参数的影响性分析

为进一步探明含水状态对路床级配碎石的影响性,对不同含水率的级配碎石试件开展了多组大型静动三轴试验研究。结果表明:荷载条件一定时,细颗粒含量增多可使级配碎石的临界动应力和抗变形能力降低;最优含水率状态下,路床级配碎石在长期动荷载作用下具有较好的动力稳定性,但在饱和及浸泡水状态时,动力稳定性会降低,此时,动力-水耦合作用下易导致路床发生翻浆唧泥病害。     

道路工程中碎石散粒体材料极限二次松散系数试验研究

研究了碎石散粒体材料极限二次松散系数的测定方法并设计了测试装置.试验分析了不同粒径、颗粒形状、不同含水率、含泥量及级配对散粒体材料极限二次松散系数的影响.试验表明,随着碎石散粒体材料粒径的增大,极限二次松散系数呈现先增大后减小的趋势,且相同粒径的碎石相比卵石具有更好的松散能力.随着含水率的增大,碎石散粒体材料的极限二次松散系数先下降后增加.含泥量对碎石散粒体材料的影响很大,尤其是对于小粒径的碎石散粒体材料.级配碎石散粒体材料的松散性较单一粒径的松散性差.     

透水沥青碎石基层配合比设计研究

指出了改性沥青透水碎石基层室内试验在级配选择、孔隙率的测定、最佳沥青含量确定及高温稳定性方面应注意的问题,并对普通沥青透水碎石配合比设计进行了试验和尝试。     

设置级配碎石加铺层的复合式路面实用性分析

采用级配碎石作为复合式路面裂缝缓解层,利用级配碎石层散粒体、柔性层状及加铺隔离作用有效吸收、消散荷载引起的沥青面层底部应力,并减小路面弯沉,达到抑制和延缓反射裂缝出现的效果。本文利用有限元法对不同级配碎石层厚度及弹性模量情况下的沥青面层应力及弯沉进行计算和对比分析,结果得到:合理增加级配碎石层的厚度能有效减小沥青面层的底部应力及弯沉值,而增加级配碎石的弹性模量效果则不明显。通过对实践的总结得出:设置合理厚度的集配碎石层能有效抑制复合式路面的反射裂缝。     

兰新铁路路基土冻胀特性试验研究

通过不同含水率、压实度和外部荷载的封闭系统冻胀试验,研究了兰新铁路路基土冻胀特性。试验结果表明,在封闭系统下土体是否冻胀与初始含水率有关;冻胀率随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小,外部荷载对冻胀有抑制作用;基于试验分析提出了适用于兰新铁路的冻害防治措施是排水和隔水。     

RAP掺量对再生沥青路面基层性能影响研究

为了探究沥青路面回收料(RAP)掺量对级配碎石基层弹性模量及渗透性的影响及其作用机理,该文采用三轴重复加载试验,分别测定不同RAP含量试件的回弹模量,并通过常水头渗透试验测定各RAP含量试件的渗透系数。在此基础上,利用X射线计算机层析成像技术(X-ray CT)分别研究了RAP含量为0~80%试件的内部结构。结果表明:随着RAP比例的增加,弹性模量也随之增加,而渗透率系数随之减小。通过对试件微观分析发现,含RAP的试件比无RAP级配碎石试件空隙率要低,这可能是导致前者有更高的弹性模量和较低的渗透率的原因之一。     

白灰稳定级配碎石性能的试验研究

从半刚性基层沥青混路土路面和级配碎石柔性基层路面的优缺点入手,在级配碎石中添加少量的白灰,考察了不同级配类型的白灰稳定碎石混合料性能,分别采用压实性能、强度和塑性变形、渗透性能进行了评价.研究表明,采用间断级配,在预留15％的孔隙率的基础上,在填充系数为0.9时,不但能提高纯级配碎石的模量、施工和易性、减小塑性变形,同时还使基层具有良好的排水性能,减少干缩与温缩裂缝,从而减少路面的反射裂缝.     

严寒地区高速铁路基岩冻胀试验研究

文章以哈大客运专线为研究背景,通过基岩的冻胀试验研究了吸水率对不同类型基岩的冻胀影响以及冻融循环对基岩单轴抗压强度的影响。研究表明:基岩冻胀率随着基岩吸水率的增大而增大,同种类型岩石冻胀率接近;不同类型的基岩经过冻融循环后,抗压强度都呈减小的趋势,并最终趋于稳定。研究基岩的冻胀性可以了解基岩冻胀特点及经过冻融循环后的强度变化规律,为高速铁路建设中基岩冻胀问题提供一定的参考意义。     

戈壁盐渍土地区水泥稳定碎石击实特性研究

戈壁盐渍土地区具有年温差较大、集料和拌合用水含盐量高等特征。为了分析温度、硫酸盐含量对水稳碎石击实特性的影响,首先通过击实试验分析了温度、硫酸钠含量对最佳含水率、最大干密度影响。其次,采用极差法分析了温度、硫酸钠含量对最大干密度的影响程度。基于此,通过SEM电镜扫描试验分析了击实后水稳碎石的微观结构。结果表明：温度<32.4℃且逐渐减小,最大干密度减小,最佳含水率增大;温度>32.4℃且逐渐增大,最大干密度增大,最佳含水率减小。硫酸钠含量增大,水稳碎石湿润性减小,最大干密度减小,最佳含水率增大;极差分析表明最大干密度受温度(0.055)影响比硫酸钠含量(0.016)大;温度>32.4℃,水稳碎石结构密实,孔隙最少,易击实;温度<32.4℃且逐渐减小,水稳碎石结构复杂,难击实。因此温度、硫酸钠含量可通过改变硫酸钠3种状态(Na₂SO₄溶液、Na₂SO₄·10H₂O、无水Na₂SO₄晶体)所占比例来改变水泥稳定碎石...