考虑干湿循环效应红砂岩路基填料分类方法初探

考虑运营期路基湿度变化对填料性能的影响,通过干湿循环试验和承载比（CBR）试验,定义了干湿循环强度衰减指数K,结合崩解试验,提出了一种基于干湿循环强度衰减指数K和崩解特性的红砂岩填料分类方法。依托鄂西地区某高速公路工程,测试了9处不同红砂岩填料崩解性与干湿循环强度衰减指数,分析得出红砂岩填料分类指标与标准;结合干湿循环效应分类指标和规范要求的CBR值标准,明确了不同类型红砂岩填料在路基结构中的适用范围和技术要求。     

干湿循环作用下红砂岩路堤边坡稳定性分析

反复干湿循环作用下红砂岩填料发生再次崩解,强度降低,容易导致路基边坡失稳。文中通过室内模拟试验,探索红砂岩填料在干湿循环作用下强度参数的衰减规律,数值模拟计算红砂岩路堤边坡在多次干湿循环次数影响下的稳定系数。结果表明路堤边坡的稳定性随干湿循环次数的增大而降低,前三次干湿循环下稳定系数降低明显,第四次之后稳定系数降低幅度较小,路堤边坡趋于一个新的稳定状态。     

干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验

为探究库水位周期性涨落条件下,库岸边坡消落区岩体的强度劣化特性及损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,通过干湿循环试验模拟库岸边坡岩体的实际赋存环境,以常规单轴、三轴试验为手段,开展干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验研究,分析干湿循环作用下红砂岩波速等特性的演化规律,定量分析了干湿循环作用对红砂岩强度主要力学参数的影响,并提出了基于黏聚力的损伤变量。结果表明：随干湿循环作用次数的增多,红砂岩的波速逐渐减小,孔隙率逐渐增大,减小和增大的趋势呈现出明显的三阶段特征,红砂岩单轴强度也逐渐减小,对应的峰值应变逐渐增大,其破坏形式为脆性破坏;以波速计算的红砂岩损伤变量表明,损伤变量随干湿循环次数的增多呈非线性增大趋势,可采用幂函数拟合;干湿循环作用下红砂岩黏聚力显著减小,而摩擦角变化不明显,干湿循环作用主要通过弱化黏聚力造成红砂岩单轴强度的降低,单轴抗压强度降低百分比η_1N与黏聚力降低百分比η_2N呈显著非线性对应关系;提出了基于黏聚力衰减的新损伤变量,并通过与波速损伤变量的计算值和试验值的对比验证了该损伤变量指标的合理性。     

红砂岩改良试验研究

红砂岩岩性特殊,不能直接用于路基填料,因此,对红砂岩的性质及水泥改良进行了试验研究。结果表明:红砂岩岩体崩解质量损失与干湿循环次数呈二次曲线关系,首次干湿循环的崩解质量损失较大,随干湿循环次数的增加质量损失逐渐趋于稳定;风化后的红砂岩作为路基填料,除满足CBR要求外,同时还应保证无侧限抗压试件遇水后具有一定的强度;风化后红砂岩的黏聚力非常小甚至为零,通过添加水泥改良,其黏聚力与内摩擦角均增大,强度得到大大提高,表明水泥改良崩解红砂岩效果好。     

干湿循环作用下某路基土强度特性研究

我国南方地区公路路基土的含水量通常处于随季节降雨而不断变化过程中,土的力学性能随干湿循环而呈现明显的周期性变化。通过进行某路基压实红粘土的干湿循环试验和固结压缩试验,对某路基红粘土湿化膨胀及干燥收缩和力学性能进行了研究。试验结果表明干湿循环过程中压实试样膨胀和收缩变形均随着循环次数的增加而减小;湿化膨胀和干燥收缩过程中累积的塑性变形随着干湿循环次数的增加而减小;初始饱和压实试样的屈服应力为70 kPa,弹性压缩指数为k=0.032,塑性压缩指数为λ=0.179;两次干湿循环后力学参数变大,多次循环后(四次)由于试样中微裂隙的产生导致力学性能变差。     

软岩路堤填料干湿循环大型压缩变形试验研究

为研究软岩路堤填料在气候环境作用下压缩变形特性的演化规律,针对贵州省三黎高速公路强~中风化板溪群板岩填料,开展了不同干湿循环次数条件下的大型压缩变形试验。试验结果表明:干湿循环会降低软岩填料的峰值压缩模量,但干湿循环3次和5次时其峰值压缩模量已十分接近,可认为当干湿循环达到5次时,峰值压缩模量趋于稳定;三黎高速公路强~中风化板溪群板岩路堤适宜填筑高度为20m,当路堤高度大于20m时,应采用冲击碾压或强夯等补强措施来提高路基压实度,增大填料压缩硬化区间范围,减少工后沉降变形量。另外,文中对软岩路堤填料的干湿循环大型压缩变形试验方法进行了探讨,可为同行提供参考。     

干湿循环条件下泥岩路基填料用性能的试验研究

依托某高速公路一标段泥岩公路路基填料开展常规土工试验，针对干湿循环下泥岩路基填料路用性能试验的研究，对以往崩解性试验的两次干湿循环改进为n次循环下崩解度试验，进行多次干湿循环下的耐崩解性试验、CBR试验、强度试验、压缩试验，并进行影响因素及发展规律分析。结果表明:n次干湿循环下耐崩解曲线随循环次数衰减至平缓，临界值崩解度指数约为40%；在同等条件下，泥岩填料CBR试验值随干湿循环交替次数增长而减小，且与荷载呈正比关系。     

干湿循环对路基不同液限粘土强度影响研究

通过不同液限粘土干湿循环条件下的快剪试验,对不同路基粘土的抗剪强度干湿循环条件下的变化规律作了对比研究.结果表明:经过多次干湿循环变化后,不同液限路基粘土强度变化趋势大致相同,主要表现为抗剪强度及其相关参数的衰减,且在第一次干湿循环后衰减幅度最大,之后慢慢减小;但是衰减程度各不相同,表现为随着液限的增加,路基粘土的干湿循环效应越明显,即高液限粘土在干湿循环作用下衰减程度大于低液限粘土.     

水作用下红砂岩抗剪强度衰减规律试验研究

通过长时间浸水条件及干湿循环条件下的红砂岩抗剪强度试验,对醴茶（醴陵—茶陵）高速公路某边坡红砂岩水作用下抗剪强度衰减规律进行了研究。根据不同浸水时间、不同干湿循环次数条件得出的试验结果,分别研究了岩体在不同试验条件下的抗剪强度变化规律,并对长时间浸水条件下岩体抗剪强度衰减规律与干湿循环条件下岩体抗剪强度衰减规律进行对比,得出干湿循环对岩体强度的破坏要比长时间浸水对岩体强度的破坏大。     

怀芷高速公路红砂岩路基填料改良试验研究

通过对红砂岩矿物成分分析、土工试验、崩解及CBR试验，结合怀芷高速公路红砂岩路基填筑，发现红砂岩若直接填筑路基，会造成路基不均匀沉陷或塌方。为消除红砂岩作为路基填料的不良特性，采用水泥和石灰分别作为改良剂对红砂岩风化产物进行改良试验。结果表明:掺入4%的水泥可使红砂岩路基的强度达到要求。     

干湿循环下红砂岩路基填料回弹模量控制研究

经过多次干湿循环的红砂岩,其强度衰减特性十分明显,路用性能难以得到保障。该文基于室内干湿循环试验,揭示了3种红砂岩素土和不同水泥剂量改良土的强度变化规律。结果表明:红砂岩素土强度在干湿循环作用下衰减明显,回弹模量随干湿循环次数增加而减小;掺加一定量水泥可以有效遏制水活性,强度衰减幅度减小,随着水泥改良土龄期增长,第3次干湿循环后试件回弹模量缓慢回升。分析了路面与车辆的相互作用关系,根据路面的不平整度确定了车辆动态加载模型;基于动应变控制法和有限元法,针对3种不同路堤强度进行结构建模分析,得到了红砂岩改良层回弹模量和填筑深度的关系,通过幂函数拟合确定了重交通条件下满足动应变条件的改良层所需回弹模量的临界值,并于实际工程中得到验证。     

考虑含水量变化的路基回弹模量特性研究

路基回弹模量是表征路基抗变形能力与路面结构设计的重要力学参数,路基含水量是影响路基回弹模量的主要因素,但已有研究很少涉及含水量变化对路基回弹模量的影响规律。探讨路基土中含水量季节性变化规律以及回弹模量随含水量季节性变化规律,通过干湿循环试验,得出不同干湿循环次数、不同干湿循环阶段下甘肃重塑非饱和黄土的回弹模量变化规律。通过研究,可以得出,从工程上减少干湿循环对路基回弹模量的不利影响看,宜在最佳含水量偏湿一侧进行路基碾压。     

红砂岩地区桩基静载试验研究

红砂岩因矿物成分和胶结物质的差异而强度变化很大,而且可在大气环境或干湿循环作用下导致强度降低.红砂岩地区采用桩基础,由于受施工影响导致红砂岩工程性质可能发生变化而影响承载力.结合某高速公路大桥,采用自平衡法进行了大吨位基桩静载荷试验,确定了红砂岩地区桩基承载力.     

红砂岩地区桩基静载试验研究

红砂岩因矿物成分和胶结物质的差异而强度变化很大，而且可在大气环境或干湿循环作用下导致强度降低。红砂岩地区采用桩基础，由于受施工影响导致红砂岩工程性质可能发生变化而影响承载力。结合某高速公路大桥，采用自平衡法进行了大吨位基桩静载荷试验，确定了红砂岩地区桩基承载力。     

重塑红黏土固结变形影响因素分析

基于一维室内固结试验,分析了初始状态和干湿循环状态下红黏土固结变形特性,并对固结试验过程中的保湿方法进行了改进。研究结果表明,压缩试验的保湿方法建议采用预先补水+湿毛巾覆盖的措施,需要补充水分的多少根据散失的水量来定。当含水率介于最佳含水率-2%~最佳含水率之间,孔隙比、压缩变形系数、压缩系数变化幅度不大。当含水率大于最佳含水率后,孔隙比、压缩变形系数、压缩系数随含水率的增加变化幅度较大。从控制路基工后沉降的角度考虑,建议路基压实时的含水率介于最佳含水率-2%~最佳含水率之间。压实红黏土应力~应变关系可用ε/p=Kp~n式来表达。干湿循环后红黏土压缩系数明显比初始状态的压缩系数要大,且随着循环次数的增加,压缩系数增大,前3次循环压缩系数增加较大,第4次和第5次循环压缩系数趋于稳定。建议在路基沉降计算中采用长期压缩系数a_(1-2)指标(即第4次或第5次循环的压缩系数),使得计算结果更加符合实际情况。     

干湿循环对改良膨胀土强度与变形特性的影响

膨胀土的抗剪强度与变形能力对路基的强度与耐久性有着重要影响。通过对干湿循环后的掺石灰和砂混合料的改良膨胀土进行直接剪切试验和固结试验,研究了干湿循环对改良膨胀土抗剪强度和压缩模量的影响,并且分析了龄期对于改良膨胀土抗剪强度的影响。结果表明,龄期对改良膨胀土的抗剪强度有很大的影响。干湿循环5次后,随着干湿循环次数的增大,改良膨胀土的抗剪强度降低,压缩模量降低。     

红砂岩崩解特性及其路堤填筑技术研究

结合某高速公路大型模拟试验路堤及实体工程试验路段试验研究,从研究红砂岩的化学成分与结构特征入手,深入探讨了红砂岩崩解试验方法及其崩解机理与特性,从而提出了红砂岩的有效工程分类方法,并在此基础上,深入研究了红砂岩作为路用材料的路堤填筑技术,进而确定出红砂岩路基填筑的合理施工工艺,并提出了相应合理的路基填筑质量控制标准及其检测方法,为红砂岩地区高速公路路堤填筑提供了可靠的技术保证。     

红砂岩路基填筑技术

由于红砂岩独有的工程特性,将红砂岩用作公路路基填料时,常因处理不当而引发病害。文中说明了红砂岩路基的常见病害,分析了红砂岩的主要特性,提出了采用红砂岩填筑路基时的施工注意事项。     

干湿循环作用下云母片岩力学特性试验研究

针对鄂西北地区云母片岩,开展了干湿循环条件下云母片岩单轴压缩试验,研究了云母片岩强度与变形参数随干湿循环次数增加的变化规律。结果表明:随着干湿循环次数的增加,云母片岩强度、割线模量逐渐降低,泊松比变化较小,抗压强度、割线模量与循环次数分别呈对数、线性相关。干湿循环达到一定次数后,云母片岩被水完全浸透,致使强度和割线模量损伤出现拐点。     

红砂岩水化特性及其路用改良技术研究

红砂岩在我国有着广泛的区域性分布,其岩性决定了它是一种不良的公路路基填料。以实体工程为依托,研究了两种结构的红砂岩化学成分及结构组成比例,水化崩解机理与特性,力学性质,工程分类方法;这类红砂岩用于填筑公路路基产生病害的原因,影响因素后,进而对红砂岩路用性能改良的技术方法进行研究,在经过对模拟路堤和试验路段研究分析和效果验证的基础上,最后提出了采用Ⅰ、Ⅱ类红砂岩填筑高速公路路基的性能改良技术措施及施工工艺,质量控制与检测方法,为后续同类工程的运用提供了理论支撑和技术保障。