砂土路基的填筑及其性能分析

通过大量的试验,对砂性土的各项性能进行了击实、抗剪、压缩模量、CBR值的系统研究,指出了砂土作为公路路基填料和一般土质的区别。     

风化软岩路基填料击实工程特性室内试验研究

针对武广客运专线沿线遇到的大量软质千枚状板岩,对作为路基填料的软质千枚状板岩的结构特征,包括颗粒组成和破碎特征进行室内实验研究,重点分析千枚状板岩的击实工程特性,包括击实特性、抗剪强度、回弹模量、CBR值、渗水特性、压缩特性等.通过实验研究得出千枚状板岩全风化体抗剪强度性能较好,用其填筑路堤边坡稳定.就回弹模量来说,千枚状板岩填料能满足路堤在刚度和强度方面的要求.采用风化软岩填筑路基时,当难以通过增大击实功来提高路基的填筑强度时,可通过增加粗颗粒的含量,实现路基强度的提高.本文同时也为用软质风化岩作路基填料的压实度控制问题提供依据.     

全风化花岗岩路基填料改良试验研究

海南地区全风化花岗岩广泛分布，却无法直接用作路基填料。针对这一问题，对全风化花岗岩采用水泥进行改良，同时开展界限含水率、重型击实、加州承载比（California Bearing Ratio,CBR）、无侧限抗压强度、回弹模量、动三轴试验研究素土及改良土工程特性。结果表明：随着水泥掺量增加，塑性指数递减，最优含水率和最大干密度均呈线性递增趋势；随着水泥掺量的增大，CBR值、无侧限抗压强度、回弹模量和动应力大幅增长，改良土工程性质显著提升。根据试验成果，建议基床表层采用水泥掺量6%的全风化花岗岩改良土，基床底层及基床以下路基采用水泥掺量4%的改良土。     

路基填料回弹模量预估方法试验研究

为快速准确确定路基各层位的填料种类,本文开展路基填料回弹模量预估方法试验研究。依托海南国道G360公路,针对性选取路基填料并进行水泥改良后,依次进行湿法击实试验、承载比试验和室内动三轴试验,得出水泥可有效改善高液限土的压实性能和承载能力的结论;建立路基回弹模量与CBR相关性回归方程,提出路基填料回弹模量预估方法,并通过实际工程进行分析验证。实践证明,以填料的CBR来快速预估其回弹模量切实可行,且效果良好,可为路基填筑方案设计提供参考。     

粉细砂土路用性能试验研究

通过室内颗粒分析试验、压缩试验、剪切试验以及扫描电镜试验,对粉细砂土路用性能进行了研究,分析了粉细砂土难于压实的原因。试验结果分析表明:颗粒磨圆度较好,粒径比较集中,黏粒含量较少,粉砂土压实性能比较差,在路基压实过程中,不易板结。在粉细砂填筑施工时,保证压实度是提高路基强度的重要手段,压实度越高,弹性模量越大,后期压缩沉降量也就越小;在相同干密度条件下,粉细砂土的黏聚力随含水率的增加而增大,粉细砂土的内摩擦角随含水率的增加而呈现减小趋势,粉细砂土试样都不同程度发生了剪胀变形,说明该类填料在水平剪应力作用下极易发生剪切滑移破坏。     

山西黄土CBR与E_0的相互关系式的修订

在山西省选取4条高速公路,每条公路上选取一段黄土路基试验段,开展现场回弹模量E0和承载比CBR试验,对回弹模量和CBR之间的相互关系进行了研究,对已有的相互关系式提出修正和补充,提出山西晋北和晋南黄土路基回弹模量和承载比CBR之间的换算关系,为山西黄土地区路面结构的设计提供参考依据。     

有砟轨道路基动力响应参数敏感性判别

采用非线性动力有限元分析,并借助正交试验设计,对列车荷载作用下有砟轨道路基动力响应的影响因素(道床模量、道床阻尼、道床厚度、路基模量、路基阻尼、路基高度、地基模量)进行了敏感性判别分析。结果表明:道床厚度、路基模量和阻尼是路基动力响应的3个最主要影响参数,增加道床厚度、增大路基模量和阻尼是减小路基动力响应的有效手段;增加道床厚度对减小路基动应力最敏感,而增大路基模量最能有效减小路基的动变形和加速度。     

预崩解炭质泥岩路堤填料工程性能试验研究

预崩解炭质泥岩作为路堤填料已在我国西南地区路堤工程中广泛应用,通过室内试验系统分析压实度、含水率以及酸碱环境对预崩解炭质泥岩路用性能、力学性能及渗透特性的影响,并结合娄底龙琅高速对其应用情况进行研究。研究结果表明:预崩解炭质泥岩的回弹模量、CBR值、抗压强度随压实度的增大呈线性增长,随含水率的增大呈现先增大后减小的波动趋势;CBR值和抗压强度随pH值的增大呈负相关变化,而回弹模量则随pH值的增大呈正相关变化;预崩解炭质泥岩渗透系数随压实度的增大逐渐减小,随含水率的增加逐渐增加,pH值的增大均可使渗透系数增大,其中压实度对预崩解炭质泥岩的渗透系数影响最大;随含水率的增加,预崩解炭质泥岩微观结构由粒状转变为片状,酸性环境下试样片状结构的厚度较碱性环境薄,碱性环境下试样微观结构呈块状且粉末状成分增多。     

高速铁路路基红层泥岩填料力学特性试验研究

研究目的:本文主要研究红层泥岩的击实性质、CBR承载比、模拟路基荷载下的膨胀率、无侧限强度、三轴剪切强度及压缩模量,用以验证将红层泥岩用作高速铁路路基及基床填料的适应性.研究结果:得出了红层泥岩的最大干密度、最优含水量、浸水前后的强度及变形特性、CBR承载特性与膨胀特性等物理力学特性;结合达成新线试验段的试验研究及施工,分析了高路堤浸水前后的变形特性,提出了在实际工程中使用红层泥岩填料填筑路基的意见和建议.     

细粒含量对粉砂固结压缩特性影响的试验研究

研究目的:基于细粒含量对不同状态客专粉砂地基固结压缩特性影响研究的不足,依托新建通辽至京沈高铁新民北站铁路工程,对处于松散、中密和密实状态的粉砂分别掺配5%、15%、30%和40%的细粒含量,开展不同细粒含量对粉砂固结压缩特性影响的T90试验研究,揭示不同细粒含量对不同状态粉砂土体的孔隙比、固结系数、压缩模量、固结压缩历程的影响规律,以及应力-应变关系发生、发展规律。研究结论:(1)随着细粒含量的增加,松散粉砂的孔隙比和固结系数逐渐减小,而压缩模量随之增加,在达到FC15后,变化速度较为显著;中密和密实状态粉砂的孔隙比和固结系数发展规律存在较明显的转折点,即起初阶段是逐渐变小的,但当达到FC30后,其随细粒含量增加而增大,而压缩模量则持续地降低;(2)利用对数函数和双曲线函数分别对不同细粒含量不同状态粉砂的变形随时间发展规律及应力-应变关系进行拟合分析,得到了较为可靠的统一表达式;(3)运用计算机模型试验进一步验证了细粒含量对客专粉砂固结压缩特性的影响规律的真实性与可靠性;(4)本研究成果可应用于类似客专路基工程粉砂地基处理的设计与施工。     

路基砂土湿化变形的试验研究

根据砂土从干燥状态浸水后会发生湿化变形的特性,从既有高速公路路基钻取砂土试样分别进行干土样和湿土样的三轴试验对比分析,得到砂土湿化变形前后其力学参数的变化情况。结果表明,砂土经过湿化后其抗剪强度和变形模量将降低,并提出在工程养护中应做好路基及路面的排水处理,防止出现路基砂土湿化现象。     

重载铁路路基荷载特征和路基动力响应分析

研究目的:近年来,重载铁路因其经济性较好在我国广泛建设,重载铁路路基基床承受重载列车动荷载作用较大,为了更好地分析重载铁路动荷载对路基病害诱发的影响,进一步优化重载铁路路基基床厚度结构设计,本文利用三维有限元对道砟厚度、基床表层厚度、基床表层模量、轴重等因素对重载铁路路基动应力特征和基床范围内动应力的传递分布影响进行仔细的研究。研究结论:通过数值计算和与既有重载铁路实测动应力比较分析得出以下结论:(1)路基中竖向动应力随着轴重、道床厚度、表层厚度和表层模量的变化规律为:路基基床中的竖向动应力随着轴重的增大而增大,随着道床厚度增大而减小,而基床表层模量和基床表层厚度对竖向动应力影响较小;(2)重载铁路30 t轴重相对于普通铁路23 t轴重增加约30%,而增加道床厚度可显著减小其动应力,50 cm较35 cm道床厚度各部位动应力减小约20%;(3)计算得出重载铁路路基动应力的合理数值模型和相关参数,为重载铁路路基基床厚度结构设计提供了合理的计算方法。     

武广高铁沿线红黏土自振柱试验研究

针对武广高速铁路无碴轨道路基的长期动力稳定问题,应用共振柱仪对沿线石灰岩类红黏土进行了动剪模量和阻尼比的试验研究,得到了Gd/Gdmax～γdandλ～γd关系曲线,给出了红黏土的Davidenkov模型参数、阻尼比经验公式及其相应的拟合参数。动剪模量随动剪应变的增大非线性减小,阻尼比随动剪应变的增大非线性增大。围压对动剪模量及阻尼比的影响规律因动剪应变水平的不同而不同:低剪应变水平下,动剪模量随围压的增大而增大,阻尼比随围压的增大而减小;高剪应变水平下,动剪模量随围压的增大而减小,阻尼比随围压的增大而增大。对比分析表明:红黏土动剪模量大于一般黏性土动剪模量平均值,阻尼比大于砂土阻尼比平均值。研究成果为红黏土路基动力稳定性评价提供动力参数,也为红黏土动力特性的深入研究提供基础。     

高水位软土路基土方填筑施工技术

黄河冲击平原主要地质为亚砂土、亚黏土,地下水位高,填前碾压困难。CBR值小,压实度难以达到。土质含水量大,施工周期比较长,制约工程的进度计划。通过路基填筑试验段,介绍填前碾压措施及加快施工进度的具体做法。     

纳米二氧化硅石灰固化黄土的物理力学性能及微观性质

以纳米二氧化硅(Nano-SiO₂)石灰综合固化的黄土为研究对象,通过标准击实试验、回弹模量试验、CBR承载力试验,研究了Nano-SiO₂掺量和养护龄期对固化黄土最大干密度、最优含水率、静回弹模量及CBR等物理力学性能的影响,并通过扫描电镜测试了固化黄土的微细观结构。结果表明：Nano-SiO₂石灰综合固化黄土随着Nano-SiO₂掺量的增加最优含水率逐渐增大、最大干密度减小,固化黄土的回弹模量和CBR随Nano-SiO₂掺量的增加而增大、随养护龄期的延长不断增长,养护前期(7～28 d)固化黄土的强度增长速度快、后期强度增长速度变慢;扫描电镜结果显示,Nano-SiO₂的掺入改善了土颗粒的团聚方式、填塞了土颗粒间的孔隙,从而达到了提高黄土强度和改善稳定性的效果。     

含水率与粒径对非饱和 砂土动力特性影响的试验研究

利用WF循环单剪试验系统进行3组单一粒径和2组级配含水率为7.2%～16.2%的非饱和重塑砂土在正应力25,50,100,200和300 kPa下的循环剪切试验,对比分析含水率与粒径对非饱和砂土动力特性的影响规律。试验结果表明:单一粒径砂土与级配砂土的动剪模量随着含水率的增大均先增后减,而阻尼比随含水率的增大均较为稳定;较小粒径的单一粒径砂和级配砂动剪模量更大,而阻尼比更小;粒径分组相同的级配砂,其动剪模量大于单一粒径砂,但是其阻尼比较小;5组试样中,粗砂的阻尼比最大,级配中砂的动剪模量最大。     

强夯法处理吹填砂土基的试验研究

通过对强夯前后吹填砂土基进行物理性质、回弹模量、静载及静力触探现场检测,结果表明:吹填砂土基的物理力学性质指标均有大幅提高,强夯法是处理吹填砂路基土的一种有效方法,为沿江地区同类吹填砂土基的回弹模量取值提供参考,并为类似工程提供借鉴作用。     

土工格室加筋砂土大型动三轴试验研究

由于土工格室特殊的三维立体形状,对于填料具有较强的侧限约束作用,可以提高填料的强度和刚度,其加固机理与平面加筋材料有显著区别。土工格室加筋土因其优异的力学性能,已被广泛应用于地基处理、边坡加固和防护等工程实践中,但是动荷载作用下格室加筋土的力学性质研究仍然匮乏。为了揭示循环往复荷载作用下土工格室加筋土的应力应变响应规律,以PET土工格室加筋砂土为研究对象,开展系列大型动三轴试验,分析研究土工格室加筋对砂土动应力应变关系、滞回圈和动模量的影响。研究结果表明：当动应变较小时,格室的加固效果不明显,随着累积变形的增加,格室加筋土所能承受的动应力幅值较素砂有显著提高;在素砂与土工格室加筋土动应力幅值相同或接近的工况下,格室加筋土的滞回圈排列紧密,累积塑性变形较小;与素砂相比,土工格室加筋砂土的动模量有显著提升,在300 kPa和500 kPa下动弹性模量分别提高约27.5%和20.57%;此外,在一定应变范围内,对于条带刚度较大的格室,由于轴向变形的增加引起格室约束围压的增大,导致格室加筋土的动模量随动应变的增加而增加;随着围压的提高,格室加筋作用对于累积变形的减小幅度和动模量的提高幅度逐渐衰...     

用CBR值控制粉质土路基强度

通过对多条高速公路进行CBR试验研究 ,发现用CBR值控制粉质土路基强度很难达到规范要求 ,结合工程实际 ,提出两种提高粉质土路基强度的处理方法 ,为类似路基施工提供了成功经验     

高速铁路路基沉降影响因素分析及模型预测方法研究

通过室内压缩试验与现场实测数据分析,研究了路基填筑高度、路基面宽度对高速铁路路基沉降的影响规律.建立黏弹性模型,通过数据拟合得到模型参数,从而对路基最终沉降进行预测.结果表明:在地基处理方法一致时,路基面沉降随路堤填筑高度增加而增大,随路基面宽度增加而增大,主要由于路基高度与宽度的增加使地基内应力增大,地基刚度不变,导...