改良盐渍土物理力学性质试验研究

盐渍土作为一种性质特殊的土体,在用作路基填料时表现出易溶陷、盐胀、腐蚀等问题。结合某铁路工程建设,采用石灰、水泥及粉煤灰对盐渍土进行改良试验研究,分析了石灰、水泥及粉煤灰掺量对改良盐渍土的击实特性及无侧限抗压强度的影响关系。结果表明:改良盐渍土的最优含水率随改良材料掺量的增加而增大;除水泥改良土的最大干密度随改良材料的增加而增大外,石灰、石灰粉煤灰、石灰水泥改良土的最大干密度均随改良材料掺量的增加而减小。改良盐渍土的无侧限抗压强度与龄期呈正相关关系。龄期一定时,因部分石灰水化和物理作用的不完全致使石灰、石灰粉煤灰及石灰水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度随改良材料掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势,而水泥改良盐渍土的无侧限抗压强度则随改良材料掺量的增加而增大。     

改良滨海盐渍土路基填料试验研究与工程应用

针对罗伯茨国际机场盐渍土路基溶陷、盐胀、腐蚀等病害,开展不同石灰、粉煤灰掺量下盐渍土的击实、CBR及无侧限抗压强度试验研究。结果表明:石灰掺量一定时,改良盐渍土的最佳含水率随粉煤灰掺量的增加而升高,最大干密度随粉煤灰掺量的增加而减小;改良盐渍土无龄期下CBR均在31%以上,7 d龄期下CBR均高于45%,石灰掺量大于6%时,盐渍土的CBR值不升反降;盐渍土的无侧限抗压强度随龄期不断增长,粉煤灰会抑制盐渍土的早期强度,而提升盐渍土的最终强度;经工程应用验证,采用石灰、粉煤灰改良盐渍土路基切实可行。     

天然砂砾改良红黏土的力学指标试验及数学模型预估

作为路基填料的红黏土,掺入天然砂砾改良后其力学指标会发生相应的变化。为了探究这种变化趋势,在红黏土中掺入10%,20%,30%,40%,50%的天然砂砾,分别进行CBR值、回弹模量值、无侧限抗压强度值、抗剪强度指标试验。试验结果表明,掺砂能显著改善红黏土的水理特性和力学性能;随着掺砂比例的增加,CBR值、回弹模量值均增大;无侧限抗压强度值随着掺砂量的增加,先逐渐增大后逐渐减小,当掺砂量达到30%时,无侧限抗压强度达到最大;黏聚力随着掺砂比例的增加而减小,内摩擦角随着掺砂比例的增加而增大,抗剪强度随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到30%时,抗剪强度达到最大值。在此基础上,对各力学指标与掺砂量之间的关系进行了曲线拟合,建立起了数学模型。最后,在红黏土中掺入5%,15%,25%,35%,45%的天然砂砾,补充各力学指标试验,将试验值与理论计算值进行比较。结果表明,力学指标模型计算值与试验实测值吻合较好,相对误差大多控制在5%以内,建立的数学模型具有较好的适应性。     

风化砂改良膨胀土强度特性试验研究

结合湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程,风化砂改良膨胀土路基施工项目,对掺入不同比例风化砂的膨胀土进行了直剪试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验和回弹模量试验,探讨不同掺砂比例对强度指标的影响及其变化规律.试验研究结果表明,掺砂能改善膨胀土的力学强度性能,掺砂之后的膨胀土的强度指标可以达到路基材料的要求;掺砂对内摩擦角的影响较小,对CBR值的影响较大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量随着掺砂比例的改变而改变;随着掺砂比例增大,内摩擦角增大,CBR值增大,黏聚力、无侧限抗压强度和回弹模量先增大后减小;随着掺砂量的增加,内摩擦角增大的趋势先快后慢,CBR值和黏聚力的变化趋势出现波动,无侧限抗压强度和回弹模量的变化趋势由快逐渐趋于平稳.     

水泥及压实度对重塑黄土强度影响的试验研究

为研究水泥掺量、压实度及养护龄期对重塑黄土物理力学性能的影响，通过配置不同水泥掺量的重塑黄土，开展不同压实度和养护龄期条件下的直剪和无侧限抗压强度试验。对比分析水泥掺量和压实度对重塑黄土抗压、抗剪强度的影响规律以及养护龄期对抗压强度的影响规律，采用方差分析法研究了水泥掺量和压实度对重塑黄土强度的影响，并分析了无侧限抗压试样的破坏形式。研究表明：试样龄期为7 d的黏聚力和无侧限抗压强度随水泥掺量呈先增大后减小，而内摩擦角先非线性增加后趋于稳定，水泥掺量为14%时重塑黄土的黏聚力和和无侧限抗压强度最大；黏聚力和无侧限抗压强度随压实度线性增大；无侧限抗压强度随养护龄期延长逐渐增大并趋于稳定，且与黏聚力表现出线性关系；水泥掺量和压实度均对重塑黄土强度有显著影响；无侧限抗压试样的压实度为75%时主要发生中部鼓胀破坏，压实度为90%时主要发生劈裂破坏。研究成果可为地基处理、边坡加固、人工边坡回填等工程提供参考。     

高速铁路寒冷地区路基改良填料冻融性能研究

针对高速铁路寒冷地区路基改良填料，进行冻融循环后无侧限抗压强度试验，探究改良剂种类、掺量和养护龄期变化对改良填料抗冻融耐久性能的影响。结果表明：改良填料的强度随着养护龄期的延长和水泥掺量的增加而提升；粉煤灰的掺入会降低填料的强度；改良填料的冻融强度损失值呈现出指数型降低。采用冻融强度损失可以较好地评估填料在不同养护龄期下的强度变化。填料的冻结温度为-0.3℃，改良填料的冻融变形与水泥掺量呈正相关，与粉煤灰掺量呈负相关。     

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%。     

石屑改良膨胀土的物理力学特性研究

基于膨胀土的物理改良方法，研究了石屑作为膨胀土物理改良材料的可行性。对石屑不同掺加量的膨胀土混合料进行颗粒筛分试验、标准击实试验、液塑限试验、无侧限抗压强度试验、CBR试验以及回弹模量试验，研究石屑对膨胀土的活动度、无侧限抗压强度值、CBR值以及回弹模量值等物理力学指标的影响。研究结果表明:掺入石屑后，能有效降低膨胀土的活动度，显著提高无侧限抗压强度、CBR和回弹模量等力学指标；当石屑掺量大于15%时，膨胀土活动度的降低幅度，以及无侧限抗压强度、CBR和回弹模量提高的幅度变小。     

石灰粉煤灰改良盐渍土填料力学特性研究

为了克服盐渍土填料对路基带来的不利影响,通过抗剪强度、无侧限抗压强度和抗压回弹模量试验对掺加不同量的石灰粉煤灰改良土的力学性能进行了研究。结果表明:掺加一定量石灰粉煤灰可以提高盐渍土填料的粘聚力和内摩擦角,填料后期无侧限抗压强度和抗压回弹模量也随石灰粉煤灰掺量的增加而增加。     

水泥改良过湿复杂土不同评价方法研究及应用

为使南宁市心圩江工程开挖出的过湿复杂土能用于周边道路路堤填筑,通过掺入不同剂量的水泥对过湿复杂土进行改良,制备水泥土试件,进行了CBR试验、立方体及圆柱体无侧限抗压强度对比试验,研究水泥掺量对改良土试验评价方法的影响。试验结果表明:CBR试验对水泥掺量较为敏感,其强度相关性良好,宜优先作为评价水泥改良过湿复杂土强度的方法;从经济角度考虑,道路下路堤填料采用3%～5%水泥掺量的改良土为宜。     

一级公路高液限土水泥改良试验研究

以湛江大道一级公路建设项目为工程背景,针对高液限土不能直接用于路基填筑现状,开展高液限土改良试验研究。选取有代表性的高液限土,首先对原土进行室内试验,然后分别添加3%、5%、7%的水泥进行改良,测定其液塑限、CBR值、膨胀量等指标。试验结果表明:随水泥掺量的增大,高液限土的液限减小、塑限增大、CBR值增大、膨胀量减小;综合考虑试验结果、技术可行性、经济合理性和可操作性,推荐采用3%的水泥掺量改良方案。     

不同无机结合料改良含砂低液限黏土工程特性试验研究

低液限黏土的路用性能差,规范规定不能直接用作路基填料,需要经过改良处理后才能使用。为研究含砂低液限黏土的工程力学特性,评价含砂低液限黏土路用稳定性,在室内通过对不同石灰、水泥剂量稳定的含砂低液限黏土进行击实试验和CBR试验,研究了其击实特性和水稳定性,确定了石灰的合理掺量。结果表明,掺水泥、石灰改良含砂低液限黏土能明显提高其CBR值及水稳定性。当水泥掺量为3%时,泡水后改良土的回弹模量最小值为46 MPa。因此,当水泥掺量大于3%时,水泥改良土可用作路床及路堤填料。     

高速公路花岗岩风化料改良土性能的试验研究

为研究全风化花岗岩用作新建郑石高速公路路基填料的适宜性,基于全风化花岗岩风化料的矿物成分、颗粒分析等工程性质的分析结果确定其不能直接作为路基填料。选用水泥材料进行改良,对不同掺量的混合料进行了无侧限抗压强度试验、压实试验及疲劳试验,确定对全风化花岗岩风化料进行改良所需最佳水泥掺量为5%,并得到相应的疲劳周期;现场试验路段沉降变形的检测结果表明,沉降符合高速公路路基设计要求。     

石灰与水泥对甘肃省黄土路基填料改良效果研究

甘肃省地域狭长,黄土的工程性质存在一定差别,选择陇东黄土和陇西黄土为试验对象,开展石灰和水泥改良对比试验,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、界限含水率试验、配合比试验、养护试验、冻融循环试验等室内试验,分析土质类型、掺合材料、掺配比、养护时间等对改良黄土公路路基填料工程性质的影响。研究结果表明:对陇东陇西黄土而言,质量掺配比为4%～6%的水泥或5%～8%的石灰,对黄土路基填料的物理力学性质有较大提升,在满足规范要求的抗压强度基础上还能兼顾工程经济性。     

改良铁尾矿用于道路基层材料的研究

为了使大量堆存的铁尾矿得到有效利用,通过掺入不同无机结合料对铁尾矿进行改良处理。针对掺入量、养护龄期等主要影响因素,利用击实试验、加州承载比试验、无侧限抗压强度试验和干湿循环试验对改良后铁尾矿的路用性能及耐久性进行了分析和研究。结果表明:将铁尾矿用作底基层填料是可行的,相比于石灰和钢渣,水泥改良后的铁尾矿性能最佳;当水泥掺量为5%时,改良铁尾矿的CBR值大于80%,7d无侧限抗压强度在室内室外条件下分别为1.44和1.32MPa,膨胀值小于0.2%,其各项力学性能和耐久性得到最佳改善,能够满足道路基层材料的要求。     

不同含水率下石灰改良红层泥岩土的力学特性试验研究

为掌握不同含水率下石灰改良黔张常高铁地区红层泥岩的力学特性,对红层泥岩及其石灰改良土进行了击实试验,随后考虑最优含水率和饱和含水率进行了无侧限抗压,CBR,直剪等力学试验,结果表明:随石灰掺量增加,改良红层泥岩的最优含水率逐渐增大,而最大干密度则逐渐减小.石灰对红层泥岩土的强度和承载力有显著改善,但改善效果与红层泥岩土自身的含水率有关.饱和状态下,石灰掺量增加,对CBR值和黏聚力改善的效果越好,但对无侧限抗压强度和内摩擦角改善效果的增幅不如前者明显;最优含水率下,石灰掺量越高,无侧限抗压强度、黏聚力和CBR值逐渐增加,但对内摩擦角的改善效果并不明显,且当石灰掺量超过6％时,其内摩擦角略有减小.最终推荐利用石灰改良黔张常地区红层泥岩时最优掺比为6％.     

固化红黏土的强度特性及邓肯—张参数研究

固化红黏土强度特性和崩解性的改善是其在工程中广泛应用的重大前提，为研究不同F1和水泥掺量对固化红黏土强度特性、崩解性和邓肯-张模型参数的影响，开展不同F1和水泥掺量下固化红黏土的无侧限强度试验、崩解试验以及三轴试验。研究发现：F1可显著改善土体的水敏性和密实度，极大地提高固化土的无侧限抗压强度，加入水泥的固化土冻融5 d后强度显著增大，随着冻融循环次数的增加，固化土的强度均表现出衰减的趋势，F1掺量越高，衰减趋势越低；F1和水泥亦能显著改善红黏土的崩解性；固化土邓肯-张模型参数破坏比R_f随F1掺量的增大而增大，随水泥掺量的增大而减小；抗剪强度指标、初始弹性模量E_i和初始切线模量参数K均随着F1和水泥掺量的增大而增大，初始切线模量参数n随F1掺量的增大而减小，随水泥掺量的增大而增大。     

粉煤灰掺量对水泥砾质土力学效应影响

为研究粉煤灰掺量对水泥土力学效应的影响,在水泥砾质土中分别掺入质量分数为0%、4%、8%、12%、16%和20%的粉煤灰,在7、28、90 d养护龄期下分别进行无侧限抗压强度试验、渗透试验和冻融循环试验。试验结果表明,7 d龄期时,随粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度和渗透系数基本保持不变。而冻融循环后,粉煤灰掺量增大,试样无侧限抗压强度降低,渗透系数增大。28 d和90 d龄期时,随粉煤灰掺量增多,试样无侧限抗压强度值先增大而后逐渐趋于平缓,而渗透系数先减小而后逐渐趋于平缓且有增大趋势。冻融后,试样无侧限抗压强度随粉煤灰掺量增大先增大后减少。而试样渗透系数和强度损失率随粉煤灰掺量增大先减小后增大,转折点粉煤灰掺量为12%。     

水泥改良海南滨海砂路用性能研究

通过XRD射线衍射、筛分试验对海南东南部滨海砂的基本物理性质进行了研究,并对水泥改良砂开展了击实、压缩、承载比、无侧限、微观试验,论证了水泥改良方案的可行性。结果表明:海南砂,素砂和水泥改良砂最优含水率为11.5%~13.1%,最大干密度则随着水泥掺量的增加而增加。水泥掺量为2%,6%,10%的改良砂养护1个月后压缩模量、承载比均满足相关规范要求。水泥掺量10%的改良砂养护1周及水泥掺量6%的改良砂养护2周的强度能够满足二级及以下等级公路底基层填料的要求,用作路基填料时,建议水泥掺量在6%以上。     

新型固化云母片岩稳定土路基填料特性研究

依托枣阳至潜江高速公路路基工程,研发一种铁矿废石渣、粉煤灰和生石灰按一定比例掺配的新型固化剂,对不同含水率的强风化云母片岩路基填料进行固化;测试固化后云母片岩稳定土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角及承载比变化情况。结果表明：随新型固化剂掺量增加,无侧限抗压强度得到提高,黏聚力呈上凸型抛物线变化,内摩擦角小幅增加,承载比得到增强;建立固化稳定土无侧限抗压强度、黏聚力及内摩擦角随初始含水率和固化剂掺量变化的数学模型,固化后的强风化云母片岩稳定土路基填料能满足高速公路路堤填料填筑性能要求。