聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土力学与收缩特性试验研究

为促进红黏土分布地区道路建设,进一步解决二灰稳定红黏土存在的脆性破坏和收缩开裂等问题,研究采用掺入0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土,并通过击实试验、无侧限抗压强度试验、抗弯拉强度试验、温缩特性试验以及干缩特性试验,分析聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土的力学与收缩性能与养护龄期和纤维掺量的关系。试验结果表明:虽然聚丙烯纤维对二灰稳定红黏土早期的抗压强度、抗弯拉强度以及温缩和干缩系数的改善效果并不明显,但随着养护龄期的增加,聚丙烯纤维加固二灰稳定红黏土的后期抗压强度和抗弯拉强度得到较大提高,破坏韧性得到提升,温缩系数和干缩系数与未掺加聚丙烯纤维的材料相比显著减小。综合考虑试验结果及经济性,在二灰稳定红黏土中掺加0.45%的聚丙烯纤维能够有效改善二灰稳定红黏土的土体强度,提升抗变形能力,抑制收缩开裂,使其满足公路基层的技术要求。     

水泥或石灰改良红黏土的力学强度特性试验研究

采用水泥或石灰对江西省某高速公路红黏土进行改良,并采用击实试验、承载比（CBR）试验和无侧限抗压强度试验,研究改良红黏土的击实特性和力学强度特性。结果表明:水泥或石灰的掺量越高,改良红黏土的最大干密度和最优含水率均增大;水泥用量为10%～15%或石灰用量为5%～10%时,改良红黏土的CBR、无侧限抗压强度和回弹模量较大;尽管干湿循环对改良红黏土的强度不利,但水泥或石灰用量越高,干湿循环后的CBR和无侧限抗压强度越大。建议改良红黏土的水泥用量范围为10%～15%、石灰用量范围5%～10%。     

红黏土研究现状综述

对红黏土成因、微观结构、矿物成分、物理力学特性、影响因素及改良措施等方面作综合论述,为后续研究发展提供参考。     

红黏土的研究现状和展望

红黏土作为建筑地基、建筑介质已经越来越频繁的出现在各种工程建设当中,加强这一特殊土的研究对于各种工程的实践,具有现实意义。在论述了学术界和工程界对红黏土的成因、物质组成、物理力学性质及其影响因素机理和微观模型研究现状的基础上,对红黏土的研究方向提出了展望。     

改性红粘土的击实特性试验研究

分别通过掺石灰、掺砂以及掺石灰和掺砂联合对郴宁高速公路三个桩号的红粘土进行了击实试验,分析了干密度与含水量的关系、干密度与掺和比的关系、最优含水率与掺和比的关系以及击实的影响因素。结果表明：掺和不同配合比的外添料后,红粘土击实曲线呈现不同的变化规律。掺石灰的红粘土其最佳含水量随着掺石灰比的增大而提高,而干密度则随着掺石灰比的增大而减少。这是由于石灰引起了粘土颗粒的集聚占了大孔隙改变了土颗粒有效的级配影响了压实效果;掺砂红粘土的最优含水量的和最大干密度随着掺砂比的提高刚好与掺石灰红粘土的变化规律相反;联合采用石灰和砂粒进行改性处理时,最大干密度和最优含水量都处于单独掺料的特征之间,基本变化规律与掺砂处置的情况类似,说明砂粒对红粘土的改性处置效果要大于石灰的影响。     

碱液处理红黏土抗压强度演变规律研究

针对影响碱液处理红黏土强度的主要因素,采用正交设计方法进行无侧限抗压强度试验,通过极差分析和方差分析相结合的方法研究含水率、碱液浓度、养护温度等因素对无侧限抗压强度的影响规律。结果表明：碱液处理后,红黏土的无侧限抗压强度提高显著,影响碱液处理红黏土无侧限抗压强度的主次因素依次为：碱液浓度、含水率、养护温度,最优水平组合为：含水率20 %、碱液浓度2.0 mol/L、养护温度100 ℃。     

水泥稳定含砂低液限黏土的试验研究

针对河南濮阳高等级公路2种含砂低液限黏土,在原状土基本物理特性指标试验的基础上,通过不同水泥剂量稳定土的击实试验和CBR试验,研究了其击实特性和水稳定性,提出了含砂低液限黏土合理的水泥剂量,确定了不同击实功、不同水泥剂量时低液限黏土的水稳定性,揭示了含砂低液限黏土随着水泥剂量的不同其最佳含水率和最大干密度的变化规律。研究成果为河南低液限黏土路基的修筑提供了参考。     

贵阳地基红黏土的Singh-Mitchell蠕变模型研究

为了准确地了解贵阳地基红黏土的蠕变特性,以贵州铝厂分级过滤车间地基红黏土为研究对象,采用分级加载法进行了室内三轴固结排水蠕变试验,获得该地基红黏土蠕变试验数据和曲线,并通过采用Singh-Mitchell应力-应变-时间经验蠕变方程,结合所得到的试验数据,分析得出了贵阳地基红黏土在不同应力条件下的蠕变形式。该方程参数少,能够较好地拟合试验曲线及更好地描述贵阳地基红黏土的蠕变特性。     

桂西南红黏土地区地裂与房裂的调查研究

结合南（宁）昆（明）铁路建设涉及桂西南隆安县境内龙床地区红黏土中长大地裂及建造在红黏土地基上的房屋开裂变形现象的详细调查与综合勘探（物探、钻探、挖探、取样试验等）资料,对此区红黏土的胀缩特性及影响红黏土胀缩特性的环境因素作了较深入的研究,探讨了红黏土地区地裂与房裂的形成机理,并对红黏土地基工程处理措施也作了简要介绍。     

基于荧光示踪法的含裂隙带红黏土边坡渗流特性研究

为准确高效地分析含裂隙带红黏土边坡在降雨条件下渗流特性,基于荧光示踪法和数字图像处理技术,开展降雨条件下不同裂隙带参数红黏土边坡室内模型试验,实时拍摄降雨过程中含裂隙带红黏土边坡模型水分渗流路径荧光图像,通过识别含荧光强度图像,分析边坡模型中坡表湿润锋、暂态饱和区及体积含水率的变化规律。研究结果表明：随着降雨历时增长,对比有无裂隙带边坡,湿润锋深度的变化随裂隙带深度和位置等裂隙带参数的不同呈不同的发展趋势,且裂隙带深度和位置的变化对湿润锋深度影响最大;降雨过程中,湿润锋深度与裂隙带深度呈正相关,而含水率变化幅度与裂隙带深度基本呈现负相关;裂隙带参数对暂态饱和区面积形成的影响程度由大至小依次为深度、位置、角度;暂态饱和区主要出现在裂隙底端及边坡表层,裂隙带深度越小,两处的暂态饱和区越容易连通;裂隙带深度增大时,雨水可沿裂隙直接渗入边坡深处,并在裂隙底端形成大面积暂态饱和区,饱和区内基质吸力减小使土体抗剪强度降低,体积含水率增加使得土体重度增加进而引起下滑力增大,将对红黏土边坡稳定性造成不利影响。     

含水率-温度双因素影响的红黏土力学特性分析

在新的气候环境和工程建设要求下,涉及红黏土的工程问题不断突出,亟待深入掌握残坡积红黏土的力学和工程性质。该文以湖南省内典型红黏土为研究对象,基于不固结不排水直剪试验,开展含水率和温度双因素影响下的残坡积红黏土力学特性研究,重点关注影响红黏土力学性能的最不利条件。研究结果表明:(1)受单因素含水率影响,随含水率的增加红黏土的抗剪强度减小10%～40%;而考虑含水率与温度双因素影响,温度增加时,红黏土的抗剪强度随含水率增加而减小的效果减弱;(2)红黏土的黏聚力同时受温度和含水率的影响,同一温度下,含水率增加,黏聚力减小40%～70%,温度越高,含水率对黏聚力的影响越小;同一含水率下,温度为30℃时,黏聚力最小;(3)非极端温度范围内(10～30℃),红黏土的内摩擦角主要受温度影响,温度增加,内摩擦角增加5%～10%。     

黔桂铁路应用红黏土作填料的路堤工程设计

介绍黔桂铁路宜州站南移方案比选中,为降低工程造价,采用相应措施,就近以红黏土作填料的路堤工程设计,收到较好效果.     

活性MgO改性红黏土试验研究

通过室内击实试验和固结不排水(CU)剪切试验,研究了不同掺量活性MgO改性红黏土的击实特性和抗剪强度变化。试验结果表明:红黏土的最大干密度随活性MgO掺量的增加而减小,最优含水率随活性MgO掺量的增加而增加;在相同压实度下,活性MgO可明显提高红黏土的抗剪强度;剪切时活性MgO改性红黏土抗剪强度峰值更明显,孔隙水压力越大,土体有效和总黏聚力随活性MgO掺量的增加先增加后减小,有效和总内摩擦角随活性MgO掺量的增加而增加,试验中活性MgO最优掺量为5%。     

废冶金渣胶结料处治高含水率海相黏土试验研究

近年来,新加坡必须在填海陆域采用海相黏土作填料修建道路,筑路前如何经济有效地改善高含水率软黏土的工程性质成为挑战,用水泥处治需耗费大量水泥而不经济。为此,开展采用废冶金渣胶结料代替波特兰水泥改善海相软黏土的潜在用途研究,通过系列对比试验,分析并评价了胶结料及水泥处治的海相黏土不排水抗剪强度。结果表明:对初始含水率较高的海相软黏土,采用同剂量的废冶金渣胶结料及水泥进行处治,两者达到相同的无侧限抗压强度时,胶结料处治的养护时间可缩短约20%而同养护14.28 d的不排水抗剪强度可提高20%?50%,且废冶金渣胶结料处治土后期增强性能好。微结构研究也表明。废冶金渣胶结料处治土粒间形成的锁结基体有利于提高其抗剪强度。     

碱液对桂林红黏土物理力学性质的影响研究

红黏土属于特殊性土,由于其特殊的成因过程和成因环境,工程性质与黏土有很大的区别。选取桂林雁山区红黏土,以氢氧化钠作为碱类污染物,通过相对密度试验、界限含水率试验、直剪试验、压缩试验,研究红黏土受到不同浓度氢氧化钠溶液污染后,对物理力学特性的影响。结果表明:受污染红黏土,随碱浓度的增加,其比重增大,液限、塑限均增大,抗剪强度减小,压缩系数增大,压缩模量减小。     

降雨作用下裂隙红黏土边坡渗流特征与冲刷模式

针对降雨作用下裂隙红黏土边坡失稳破坏问题,开展红黏土边坡裂隙演化、降雨入渗及冲刷模型试验,提出基于图像摄影识别技术的边坡裂隙特征及含水率分布定量表征方法,揭示红黏土边坡裂隙演化规律,分析裂隙发育程度与降雨强度对红黏土边坡渗流特征与冲刷模式的影响。结果表明：干燥作用下红黏土边坡表面裂隙发育,其中坡面裂隙发育最强烈,其最大裂隙平均宽度为4.1 mm,最大裂隙深度为7.7 cm,最大裂隙率为10.4%,但坡底子裂隙和分支裂隙发育最充分,且主裂隙最先出现于远离坡面处;降雨作用下,雨水极易沿坡表裂隙形成优势流迅速渗入边坡内部,使边坡含水率增加且呈不均匀分布,出现局部暂态饱和区;裂隙发育程度和降雨强度的增强均会提高前期降雨入渗速率,并增加最终降雨入渗深度,其中坡底处入渗深度最大;极端降雨对裂隙红黏土边坡冲刷作用明显,造成坡面松散层流失,坡底显现冲刷痕迹,坡脚局部发生滑动。基于图像摄影识别技术定量分析边坡含水率分布的方法简单有效,研究成果可为裂隙性红黏土边坡灾害防治提供参考。     

固废材料在黏土流动化处理中的应用与性能研究

道路开挖回填工程中,在开挖黏土时按照一定的配合比掺加水泥和水,制备成具有流动化自密实特性的混合料作为狭小作业空间的回填材料,同时为了降低成本,利用工业固废粉煤灰和赤泥分别代替部分水泥。通过开展流动度、泌水率和无侧限抗压强度试验,分析了粉煤灰和赤泥掺量对混合料性能指标的影响规律。试验结果表明：随着粉煤灰或赤泥掺量的增加,混合料的流动度和泌水率都减小,其中粉煤灰对工作性能的影响程度大于赤泥;用粉煤灰替代水泥时,混合料强度随着粉煤灰掺量的增大而减小;用赤泥替代水泥时,当赤泥掺量为10 %时,混合料的强度最大。     

微生物诱导产物改良红黏土的影响因素试验研究

采用微生物菌种巴氏芽孢杆菌和铁细菌,通过将微生物活化、培养,进行两种菌种的微生物生长曲线研究,分别探究改良红黏土的效果,得到其进入稳定增长期的时间。再将微生物培养至稳定增长期加入土体,通过K₀固结不排水剪切三轴试验的抗剪强度峰值对比,研究在不同菌液与胶结液配比、土体不同养护温度、养护天数3种因素对土体改良的效果,得到在菌液与胶结液为1∶1、养护温度为30℃、养护5天为最优,并且巴氏芽孢杆菌对红黏土的改良效果优于铁细菌。     

红黏土地区地基承载力的可拓综合评测方法

从室内物理力学性能指标出发,考虑天然含水率、容重、液限、液性指数、压缩系数、黏聚力、内摩擦角等多个影响因素,通过可拓学理论建立了红黏土地基承载力可拓评测模型,并对其进行了综合评测,结果表明:可拓综合评测方法所预测的结果与现场原位试验所得到的地基承载力特征值和模量的分布规律较为一致,并且其他区域红黏土地基承载力运用此方法也能得出准确的结果,说明可拓综合评测方法在红黏土地基承载力预测上的应用是可行的。     

华南地区高速公路红黏土边坡土壤改良研究

针对华南地区高速公路红黏土边坡抗冲刷性差、水土流失严重、植物种子易流失等问题,通过正交试验,对基于W-OH的土壤改良方法和基于人造壤土的土壤改良方法进行分析,得到最优基材配比。提出两种改良方法的设计方案,并在惠清高速公路TJ5标现场应用,结果表明：两种土壤改良技术,均能有效提高红黏土边坡的土壤养分、根土复合体力学性能和抗蚀性。