轻质泡沫土在路堤工程中的应用研究

文章采用室内试验研究了轻质泡沫土材料的抗压强度、抗折强度参数.试验结果表明,轻质泡沫土的抗压强度、抗折强度随着材料水固比的减小而增大,这主要与材料的水泥用量有关.同时,为了处理原设计方案遇强降雨垮塌的问题,提出使用轻质泡沫土换填的方案.经过数值模拟分析可知,采用轻质泡沫土材料可有效控制路堤沉降量,路面完成后的沉降量为普...     

外掺料对乳化沥青冷再生混合料性能的影响分析

文章为研究乳化沥青冷再生混合料的路用性能,掌握水泥、RAP料等对其影响规律,利用重型击实方法成型乳化沥青冷再生混合料,分析水泥用量、RAP用量的变化对乳化沥青冷再生混合料的干湿劈裂强度比、稳定度、残留稳定度、抗压回弹模量及粘聚力等指标的影响。试验结果显示:随着水泥用量的增加,干湿劈裂强度比和残留稳定度值呈先增加后下降的趋势,二者存在最佳用量范围,而稳定度值呈增加趋势;随着RAP用量的增加,劈裂强度指标、抗压回弹模量指标和粘聚力指标均呈下降趋势,稳定度指标呈先下降后增加的趋势。综合分析可知,通过掺加适量的水泥能够改善乳化沥青冷再生混合料的路用性能,而RAP料的最大用量需要依据相关试验进行优化确定。     

浅埋膨胀土隧道围岩抗剪强度与支护结构受力特征关系研究

膨胀土吸水后产生的膨胀问题,导致隧道支护结构承受复杂的膨压应力。为研究浅埋膨胀土强度衰减和膨胀效应对隧道支护结构的影响,文章以呈贡隧道工程为背景,首先利用室内直剪试验方法,探明膨胀土的抗剪强度与初始含水量的变化关系;然后基于室内试验结果,采用ABAQUS三维有限元分析模拟软件,研究膨胀土吸水膨胀对隧道支护结构的影响,揭示不同埋深下膨胀土膨胀效应对围岩变形和支护结构内力影响规律。研究结果表明:(1)摩擦角和粘聚力均随含水量的增大而下降,粘聚力受到的影响较大,膨胀土抗剪强度与含水量的关系可采用二次抛物线表征;(2)膨胀土围岩吸水后受到支护结构约束,产生较大的膨胀压力,导致围岩出现破坏,造成隧道仰拱隆起量和边墙水平收敛增大;(3)围岩膨胀后,初期支护结构轴力均匀增加,拱腰处弯矩增加较小,墙脚处弯矩增加较大,使支护结构处于不安全状态;(4)埋深对膨胀变形产生很大的影响,但达到某一极限埋深后将不发生膨胀变形。     

废弃轮胎橡胶粉改良膨胀土的室内试验研究

为了提高废弃轮胎的循环利用率和减少膨胀土所引起的工程问题,文章将20目和30目的废弃轮胎橡胶粉分别以0%、10%、15%、20%的配比掺入膨胀土制成改性土样,进行击实试验、直接剪切试验、膨胀性试验及收缩性试验,研究改良后膨胀土性质的变化特征。试验结果表明,随废旧轮胎橡胶粉掺量的增加,改性膨胀土的最大干密度逐渐降低;抗剪强度和内摩擦角φ较素膨胀土显著增大,粘聚力c值略有下降;膨胀性指标降低,线缩率及收缩系数略有减小。     

冻结裂隙砂岩的力学特性研究

为得出围压、裂隙倾角、冻结温度等因素对砂岩力学性能的影响规律,采用三轴压缩试验方法和理论分析方法,研究了不同围压下,无裂隙0°,15°,30°和45°倾角裂隙砂岩在-5℃,-10℃和-15℃冻结时的强度、内摩擦角和粘聚力变化特征。结果表明:无裂隙和有裂隙砂岩的强度,随冻结温度的降低而非线性增强,随围压的降低而近线性降低,随裂隙倾角的增大而减小;粘聚力随冻结温度的升高而减小,内摩擦角和粘聚力均有随裂隙倾角的增加而先减小后增大的变化趋势;无裂隙,0°,15°倾角裂隙砂岩的内摩擦角均随冻结温度的升高而减小,30°倾角裂隙砂岩的内摩擦角随冻结温度的降低先增大后减小,45°倾角裂隙砂岩的内摩擦角则随冻结温度的降低先减小后增大。     

改良剂改良砂性土路用性能试验研究

含砂土粒较多并具有一定粘性的土为砂性土,土质较松散,粒间无粘聚力。通过改良方法使砂性土保持自身优势,并减少其劣势影响,砂性土可以作为良好的路基填料来使用。通过室内试验,探究了以水泥、土凝岩分别做砂性土改良剂时,改良剂含量、浸水与无浸水养护、养护龄期、冻融循环等对砂性土抗压强度的影响。分析得出结论:改良剂改良后的砂性土在同一养护龄期条件下,随着含量增加强度显著提高;同一掺量条件下,随着养护龄期的增长,强度前期呈明显增长趋势,后期增长效果不显著;相比于同条件无浸水条件,浸水条件下强度明显提高;相比于无冻融循环条件,冻融循环条件试件强度明显降低。相对比水泥改良效果,土凝岩的改良效果较好于水泥。     

不同减载措施下高填黄土拱形明洞结构受力研究

高填明洞比常规明洞承受的荷载大、结构更加复杂,减载后的土压力变化是否有利于明洞结构受力尚不明确。文章通过室内模型试验,研究了两种减载措施下沟槽式高填黄土拱形明洞受力特性,得到了明洞周围土压力和外侧应力随填土高度的变化规律及减载效果。试验结果表明,EPS板、EPS板+土工格栅减载可将明洞拱圈上方土压力转移至明洞两侧,使拱顶、拱底土压力减小,两侧土压力增加;明洞外侧各截面应力均减小,铺设减载材料对截面不同位置的外侧应力影响程度依次为拱腰侧墙拱顶拱肩拱底。采用有限元平面应变模型,对试验过程进行数值模拟分析。结果显示,明洞周围土压力、外侧应力与试验结果平均相对误差分别为11.7%和14.6%;随着填土高度的增加,明洞内力减载量增加,且其变化率增大。因此,实际沟槽式明洞减载工程中,在保证明洞衬砌结构安全情况下,应合理选择减载材料及基础刚度。     

砂土掺量对泡沫轻质土强度特性的影响研究

文章以水泥、砂、土、发泡剂等为原料,采用化学发泡方法制备高性能、低密度的泡沫混凝土,并研究了不同水泥掺量、砂和土的掺量、养护龄期等对高掺砂量泡沫轻质土无侧限抗压强度的影响。结果表明:在水料比一定时,随着砂或土用量增加到一定比例,高掺砂量泡沫轻质土的强度会有所降低;相同掺量下,掺加砂的强度明显比掺加淤泥质黏土的强度大;高掺砂量泡沫轻质土加砂后,其独特的强度特性需要在一定的时间以后才能显现得较为明显。     

软土层特性对斜坡路基沉降及变形影响研究

为研究软土层特性对斜坡软土路基沉降及变形影响的规律,文章基于有限元方法建立斜坡软土路基数值模型,分别针对不同软土层厚度、坡度、粘聚力及内摩擦角对路堤水平位移和沉降值的影响进行模拟分析。研究结果表明:软土层厚度的增加会导致路堤水平位移和沉降值增大;软土层坡度的增大会增大路堤的水平位移和沉降值,坡度超过6°后增长幅度更为明显;软土层粘聚力和内摩擦角的增大可以有效减小路堤侧向变形和防止路堤发生过大沉降,但粘聚力超过15 kPa和内摩擦角超过20°后该提升效果会有所下降。研究结果可为斜坡软土路基设计工程提供理论借鉴。     

桥头跳车病害机理及气泡混合轻质土处治

在分析桥头跳车病害机理的基础上,指出了病害原因;通过室内试验,研究了气泡混合轻质土用水量、气泡含量、水泥用量对其容重及抗压强度的影响规律;并利用实体工程说明了气泡混合轻质土能够有效减小桥头路基的差异沉降,降低桥头跳车病害的发生概率。     

泡沫轻质土力学性能研究

泡沫轻质土的力学性能受其组成成分的影响。文章通过室内试验,选定不同配合比的泡沫轻质土,研究其抗压、弯拉以及疲劳等力学性能,得出不同的配合比条件下泡沫轻质土力学性能的变化规律。试验结果表明:试验条件不变,只改变泡沫轻质土的配合比,其力学性能有着很大的变化;在一定范围内增加水泥掺量,泡沫轻质土的力学性能也会增强。     

基于等面积圆D-P屈服准则的波纹板挡土墙应用研究

文中首先介绍了等面积圆D-P屈服准侧。通过有限元分析软件,对波纹钢板加筋挡土墙的变形特征进行了分析。分析中分别考虑了波纹钢板挡墙变形特征对回填土的粘聚力、内摩擦角和弹性模量的敏感性。结果显示:当粘聚力增加到约28kPa后,增加粘聚力对改善波纹钢板挡土墙的变形有限;内摩擦角达到30°以后,增加内摩擦角对改善波纹板挡墙变形的作用不明显;回填土体的弹性模量变化对波纹板挡土墙的变形有较大影响。     

水泥搅拌桩水泥土强度特性试验研究

文章通过对某沿海高速公路的软土地基进行水泥搅拌桩固化试验,测试其桩体水泥土的重度和无侧限抗压强度,分析水泥搅拌桩强度的影响因素,统计得到了以14 d和28 d强度预测90 d强度的公式。研究结果表明:水泥土重度比未加固前约增加1.6%~6.1%,水泥土强度随固化龄期和水泥掺量的增长而增大,随土体含水量的增大而降低。     

水泥、土凝岩改良黏性土路用性能试验研究

文章通过室内试验和理论分析,以轻质粉黏土为研究对象,进行了击实试验、无侧限抗压强度试验,以及冻融试验,研究了水泥和土凝岩两种改良剂对黏性土路用性能的影响。结果表明:改良黏性土无侧限抗压强度随水泥、土凝岩含量的增加而增加;且相同条件下土凝岩改良黏性土强度比水泥改良黏性土强度高;标准养护条件下,同等改良剂含量的改良土7d和14d的无侧限抗压强度呈明显上升趋势,28d后的无侧限抗压强度的增长趋势较为平缓;浸水条件下,则为7d到28d的无侧限抗压强度呈下降趋势,当养护龄期超过28d后,土凝岩改良土的无侧限抗压强度呈逐渐上升趋势;经冻融试验后的改良土试件,无侧限抗压强度明显降低。     

水玻璃和硫酸铝处理高液限土路基病害可行性试验研究

文章通过试验研究了水玻璃和硫酸铝处理高液限土路基病害的可行性,并取得了以下结果:采用水玻璃和硫酸铝对高液限黏土进行处理后,液限降低,塑限增大,塑性指数降低;与未经处理的土壤相比,改良后土壤的黏粒含量降低,而粉土和粗粒含量增加;改良土的绝对膨胀率和相对膨胀率均低于未处理土;在相同的干循环次数和湿循环次数下,改良土的粘聚力和内摩擦角分别为未处理土的1/2和1/3;经过三次干湿循环后,未处理土壤的承载比(CBR)不符合规范要求,但经过7d的养护和3次干湿循环后,改良土的CBR(含4%水玻璃溶液和0.4%硫酸铝)符合规范要求。     

地铁荷载作用下水泥土应变监测模型试验研究

在软粘土地区修建地铁等工程中,采用水泥土加固法可有效提高地基强度,减小地基沉降,因而其得到了广泛应用。在施工过程中,由于扰动影响使得复合土体存在初始固结度,在循环荷载作用下其应变发展规律会存在一定差异,进而影响其长期变形。文章通过室内GDS动三轴试验对水泥土进行了动力测试,分析了水泥掺入比和初始固结度对其应变发展的影响。综合已有研究和试验结果,建立了考虑掺入比和初始固结度的应变发展模型。试验结果表明:初始固结度低的试样,应变发展速率越快;当初始固结度较低时,掺入比小的水泥土应变发展速率较快;水泥土应变发展呈非破坏型,不同固结度下水泥土的动应变与循环次数的对数lg N之间近似呈线性关系。     

高填黄土明洞卸载结构土拱效应离散元分析

采用细观颗粒流软件PFC2D建立明洞卸载数值模型,从竖向土压力、颗粒竖向位移、颗粒间接触力链、孔隙率等细观层面研究了不同减载措施对土拱效应的影响,同时,以工况Y7(EPS板+土工格栅+混凝土柱)为基准,考虑不同密度、厚度EPS板进行参数化分析。研究结果表明:洞顶上方设置减载措施可有效减小洞顶土压力,不同减载措施的减载效果由强到弱依次为:EPS板+土工格栅+混凝土柱EPS板+土工格栅EPS板低压实土+土工格栅+混凝土柱低压实土+土工格栅低压实土。其中,在原明洞边坡上设置混凝土柱可以同时加强土拱效应和土工格栅的拉膜效应,使大部分填土荷载转移至混凝土柱,进而减小洞顶与洞侧土压力。土拱效应的发展与洞顶土体孔隙率的变化相关,孔隙率随EPS板密度和厚度的增大先增大后减小,当EPS板密度ρ=15 kg/m~3、厚度T=15 cm时,孔隙率达到最大值,土拱效应最强,洞顶荷载分布最少。     

黄土区公路挤密桩复合地基桩体材料改良试验研究

通过室内试验,得到了粘质与砂质两类黄土在3%、5%、7%的水泥掺量时的界限含水率、最优含水率及最大干密度、不同龄期无侧限抗压强度等物理力学指标,以及水稳定性,并与10%石灰掺量时进行对比,得到了代替灰土挤密桩的水泥土挤密桩最佳的水泥掺量。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,粘质改良黄土液限和塑性均有所增加,而塑性指数有所降低,砂质改良黄土随着水泥掺量的增加,液限和塑性指数降低,塑限有所提高;粘质改良黄土最优含水率随着水泥掺量的增加而增加,而最大干密度呈现降低的趋势;水泥改良黄土在3d龄期时的无侧限抗压强度已经远大于掺量为10%的石灰改良土。从经济及安全的角度考虑,建议采用掺量为水泥5%的水泥土挤密桩代替掺量为10%的灰土挤密桩。     

轻质材料在公路桥涵台背回填中的应用

由于地基沉降、填料压缩变形、排水条件、施工不重视等的影响,导致公路桥涵台背回填处易发生不均匀沉降,形成桥头跳车影响公路的正常运营。轻质材料由于压缩模量高、重量低的特点,可减小地基及其本体的变形,是有效解决这一问题的方法之一。本文对土工泡沫EPS、气泡混合轻质土、无砂大空隙混凝土及粉煤灰类轻型材料等的研究情况、工作原理、主要性能、应用情况进行综述,为该类工程的设计、施工提供参考。     

穿越古冲沟多种地层的隧道初期支护内力及变形规律初探

阳城隧道穿越古冲沟,经历黄土地层、土砂分界地层、全风化红砂岩地层等,施工过程中出现初期支护大变形、开裂等病害.文章基于室内基本力学试验,以现场监控量测为主,辅以数值试验对穿越古冲沟多种地层的隧道支护结构变形及受力特性进行初步探究.研究结果表明:虽然砂质黄土粘聚力更大,但全风化红砂岩的压缩模量和内摩擦角却更大;土砂分界地...