膨胀土填料路用性能试验评价研究

针对京港澳（北京-香港-澳门）高速公路驻信段（驻马店一信阳）改扩建工程中膨胀土难以直接用于路基填筑的技术问题,分别开展现场调查和取样、基本物理性质指标试验、湿法重型击实试验以及常规和改进CBR试验,对所取土样进行膨胀土的判别分类、填料路用性能评价和分类。试验研究结果表明,所取土样均为弱膨胀土,干法重型击实所确定的最佳含水率较低、最大干密度较高,对于天然含水率较大的膨胀土而言,难以达到压实标准且容易产生过大膨胀势;湿法重型击实最佳含水率接近天然含水率,承载力能够满足规范对填料的要求,且水稳性良好。在试验的基础上,提出了备膨胀土土样的压实控制标准与处治措施。     

考虑吸附结合水影响的高液限土路基压实度控制标准

为了确定用高液限土直接填筑高速公路下路堤时压实度控制的下限值,选取海南高液限土,并以长沙黏土质砂为对比样,开展基本物理性质、电镜扫描、重型湿法击实、浸水CBR和非饱和固结试验;利用容量瓶法测定土样的吸附结合水含量;分析吸附结合水对高液限土击实特性、强度、水稳性和压缩性的影响;将吸附结合水视为土中固相的一部分,提出并论证高液限土压实度控制下限值计算式。研究结果表明：海南高液限土含有大量微孔隙和叠片状结构的黏土矿物,吸附结合水的能力远强于黏土质砂;吸附结合水含量与塑限密切相关,约为塑限的85.3%;吸附结合水作用使高液限土相对黏土质砂而言最佳含水率偏高,最大干密度偏低;当初始含水率低于吸附结合水含量时,高液限土CBR试件浸水后的膨胀量显著增大;吸附结合水对高液限土在高含水率状态下仍能保持一定CBR强度和低压缩性起到了积极作用,并可在路基运营期内始终保持稳定;采用高含水率的高液限土填筑下路堤时,其压实度控制下限值并非定值,而是与其吸附结合水含量和最佳含水率相关,前者越大于后者,压实度控制下限值越低。研究成果可为高液限土路基设计与施工及相关技术标准的制修订提供参考。     

铁路货场膨胀土地基变形控制方法研究

为控制膨胀土地基运营期内的变形，科学确定地基换填材料和深度，在弹性半空间和弹性双层体系理论的基础上，由弯沉等效提出膨胀土地基变形控制方法，并结合广西百色东站货场堆场地基处治工程现场检测结果和地基变形量预测结果进行验证。结果表明:采用0.6 m厚5 %石灰改良膨胀土+0.4 m厚级配碎石的双层结构对膨胀土地基进行换填，可使地基回弹模量从10 MPa提高至72 MPa。改造区域内实测地基顶面回弹模量均值79 MPa，最大沉降量126 mm。该地基变形控制方法具有较高的可靠性。     

路基压实土的超固结应力历史试验研究

为研究高填方路堤分层压实过程中的超固结应力历史,对路基回填土分别开展室内击实和一维固结试验。通过采用两种自制击样装置以及标准重型击实钻芯取样等3种方式制备压实土样,研究击实功、击实冲量、含水率以及压实度等多种因素对路堤回填土超固结应力历史的影响。试验结果表明:相同压实度和含水率的压实土对应的应力历史不唯一,压实过程的单位面积击实冲量越大应力历史越大;当击实功和超固结形成路径都相同,压实土在最佳含水率时压实度最高,对应应力历史最大;当含水率相对最佳含水率上下浮动,压实土的应力历史会降低,且含水率越高,压实度对于应力历史的影响幅度越大。     

湖南某高速公路膨胀土变形特征相关性试验研究

通过室内大量膨胀土试验，对湖南某高速公路3种膨胀土击实土样的变形特征相关性进行了研究。研究结果表明：对于同一种膨胀土，其膨胀力和膨胀量的大小主要取决于土的含水量和干密度；根据试验数据进行半对数线性回归分析，线性相关显著；同时对膨胀土的变形机理进行了探讨。研究结果为膨胀土路堤的设计及膨胀土地基处理提供了重要依据。     

广连高速含砂低液限黏土路基压实控制标准研究

为研究广东湿润多雨地区细粒土路基压实控制标准,对广东广连(广州—连州)高速公路典型天然含水率偏高含砂低液限黏土开展基本物理性质、重型湿法击实、浸水CBR(加州承载比)和固结试验,利用容量瓶法测定土样的吸附结合水含量,分析吸附结合水对含砂低液限黏土击实特性、强度、水稳性和压缩性的影响。结果表明,吸附结合水含量与塑限成正相关关系;含砂低液限黏土中吸附结合水具有类似固体的性质,且在路基运营期始终稳定;初始含水率低于吸附结合水含量时,含砂低液限黏土CBR试件浸水后的膨胀量显著增强;吸附结合水对含砂低液限黏土在高含水率状态下保持一定CBR强度和低压缩性起到积极作用;压实度控制下限值与吸附结合水含量和最佳含水率相关。     

贵州六威高速击实膨胀土的膨胀变形特性

通过室内无荷载膨胀量试验和自动化采集系统,研究了不同初始含水率、不同初始干密度下六威高速击实膨胀土的膨胀变形特性。结果表明:无荷载膨胀量与初始含水率呈线性负相关关系,与初始干密度总体呈幂函数正相关关系。膨胀量的全时程变形可以分为等速直线膨胀阶段、减速非线性膨胀阶段与缓慢非线性膨胀阶段,膨胀量主要发生在减速非线性膨胀阶段。采用天然状态膨胀土进行下路堤填筑,其膨胀变形可控。     

压实度对中高路堤沉降影响的数值分析

应用快速拉格朗日有限差分法(Fast Lagrangian Analysis of Continua),分析不同压实度对黏性土与粉性土中高路堤的沉降变形的影响,从而确定合理的压实标准.针对拟定的4种路基压实标准进行数值分析,计算不同高度的路基的沉降变形,并提出路基沉降的拟合曲线公式.结果表明,对两种土质的路堤而言,在不同路基压实标准的条件下,路堤高度对路基变形的影响呈抛物线形关系,通过提出的回归公式,就可估出变形达到稳定时路堤的沉降量.不同的路堤填高应提出不同的路基压实标准,而且黏性土与粉性土应给出不同的压实标准.     

黄土路堤施工过程中的变形计算分析

在黄土地基上修筑路堤,研究路堤修筑后(过程中)沉降情况,在西宝公路K81+940~K82+060段埋设了沉降杯,文章采用Duncan-Chang所建议的双曲线弹性非线性E-B模型开展路堤在施工过程中的变形计算分析。结果显示:路堤中部的沉降比与其同一高程处的垂直沉降大,这是因为路堤中部受到的应力比两侧的大。路堤沉降最大约为46mm,出现在路堤顶部以下某处。在整个施工过程中地基的变形占了整个路堤变形的绝大部分,这主要是因为地基土为天然土,它的密度比压实土低的多,其变形模量、泊松比都比压实土小。     

改性膨胀土路基填筑施工压实控制标准研究

通过室内试验研究了加石灰的改性膨胀土强度、压缩性及胀缩特征，通过现场取样试验了高含水量民政部下改性膨胀土机械压实后的强度、压缩性、胀缩性变化，通过与一般粘性土路堤的相关指标对比，指出了用重型击试验最佳含水量作为掺石灰土压实度控制是不合理的，提出了能满足路堤技术要求，切实可行的经济控制标准。     

广西崇上路击实膨胀土的变形特性试验研究

通过室内大量膨胀土试验，对广西崇（左）上（思）二级公路3种膨胀土击实土样的变形特性进行了研究。试验结果表明：膨胀土的起始含水量和起始干密度对其变形的影响是主要的外部因素；根据膨胀量试验、膨胀力试验和收缩试验的试验数据，得到了膨胀量、膨胀力和收缩量与起始含水量和起始干密度的相关关系。同时，研究了干湿循环对击实膨胀土膨胀特性的影响。研究结果为膨胀土的路基设计和路基处理等膨胀土问题提供了重要的依据。     

基于ANSYS的软土路基路堤分层填筑的沉降分析

以沪通铁路Ⅵ标段工程为依托,通过ANSYS数值模拟软土路基路堤分层填筑,分析在分层填筑过程中的沉降规律,并在软土路基路堤分层填筑过程中,严格监测路基的沉降和变形。研究结果表明:软土路基路堤在分层填筑过程中,路堤中线地表处的沉降量最大,然后向两侧逐渐减小,横向影响范围主要为路基底面宽度;分层填筑过程中,路堤中心最大沉降量为9.20 mm/d,边桩最大水平位移为0.53 mm/d,均满足设计要求。     

铁尾矿砂-水泥改良膨胀土工程特性试验研究

为研究铁尾矿砂-水泥改良膨胀土的工程特性,并确定最优铁尾矿砂掺量,将铁尾矿砂、水泥按照不同的比例掺入膨胀土中进行室内试验。试验结果表明,相同击实功下,随着水泥掺量的增加,膨胀土的最大干密度逐渐增加,最优含水率逐渐减小。铁尾矿砂的掺入对膨胀土击实特性的影响显著,随铁尾矿砂掺量的增加,最大干密度逐渐增大,最优含水率逐渐减小。在水泥掺量相同时,随着铁尾矿砂掺量的增加,无侧限抗压强度先增加后减小,且最优铁尾矿砂掺量均为20%。     

土的最大干密度和最佳含水率的数值计算方法及填土现场含水率的控制范围研究

针对目前室内标准击实试验只能确定填料的最大干密度和最佳含水率,而现场填料的含水率控制在最佳含水率的正负2％范围困难较大的问题,分别以三点二次插值函数和最小二乘法进行曲线拟合,通过EXCL的强大计算功能,实现在不同压实度要求下,自动计算现场填料含水率的控制范围,有效提高了路基压实的质量保证和进度控制。     

高填石路堤施工期沉降规律研究

由于填石料与地基土的受力性能不同，沉降规律也大不相同，因此提出先分别考虑路基和填石料的变形，然后再叠加的方法来研究高填石路堤沉降规律。对高填石路堤地基变形的计算，采用能同时考虑剪切变形和压缩变形的修正邓肯一张模型；对填石层的变形，则采用负指数曲线来拟合现场压实曲线。最终的计算结果与实测值比较，吻合较好。可见，采用的高填石路堤施工阶段沉降的分析计算方法是可行的。     

黄泛区公路路基压实标准的研究

应用快速拉格朗日有限差分法,分析了黄泛区粉性土在不同的压实度条件下的沉降规律,提出了合理的粉土路基的压实标准。结果表明,粉性土路堤随着高度的增加,沉降变形呈抛物线增加。通过提出的回归公式,就可估算出变形达到稳定时的沉降量。不同的路堤高度,应提出不同的压实标准。当粉土路基采用方案三的压实度标准时路基土已达到密实状态,继续增大压实度对减少沉降没有显著影响。     

掺磷尾矿粉的海淤固化土路堤最佳含水率研究

为了明确海淤含水率对固化土路堤的密度和强度的影响,确定最佳的固化时间,采用2因素(水泥添加量和磷尾矿掺量)5水平均匀试验确定了不同的配比.利用击实试验和无侧限抗压强度试验,参考水泥混凝土流动性试验方法,研究海淤固化土路堤的最佳固化含水率,在试验和理论的基础上提出最佳固化含水率的计算式,并探讨了其影响因素.     

山区高填方土石混填路堤压实质量控制研究

结合重庆万州机场高填方的填筑和压实，探讨和研究山区高填方土和石混填路堤压实质量控制技术，首先采用现场压实度，碾压遍烽，松铺厚度为压实质量控制指标，针对不同土石比例土石混填料，应用300kN和510kN两种振动压路机填筑路堤进行现场实验研究，在此基础上提出了碾压沉降量指标，并通过现场试验研究碾压沉降量和压实主，碾压遍数的相关关系，最后提出除采用现场干密度指标外，碾压沉降量，碾压遍数和松铺厚度是控制土石混填路堤压实质量的有效指标。     

镍铁渣加筋路堤填筑方法及足尺试验

通过室内试验和现场足尺试验研究了镍铁渣加筋路堤的填筑方法及应用效果。首先，通过现场取样测试了广青镍铁渣的化学成分、环境影响特性及其工程材料特性。其次，提出了基于土工格栅加筋和改性土包边的镍铁渣路堤断面形式，总结了施工工艺。然后，开展了镍铁渣加筋路堤现场足尺试验，获得了镍铁渣加筋路堤施工期及工后的沉降量、水平位移、土压力及孔隙水压力的变化规律曲线。结果表明：土工格栅加筋填筑后的镍铁渣密度为1.76~1.88 g·cm^-3，平均压实度可达93.0%。各层镍铁渣的沉降主要发生在施工期，工后沉降和沉降速率均较小。施工期最大沉降为26.24 mm，发生在路堤中部第2层镍铁渣处，小于预测值40.60 mm；实测路堤总沉降最大值为55.51 mm，小于预测值73.50 mm。上路堤施工导致第5层镍铁渣局部产生了29.64 mm水平位移，但工后各层镍铁渣的水平位移几乎为0。各层镍铁渣底的土压力呈阶梯形变化，土压力实测值与理论值吻合较好；上路堤施工对第4，5层镍铁渣影响较大，可在下路堤顶面以下1.5 m范围内增设土工格栅。厂区重车荷载传递到各层镍铁渣底的附加应力较小，路堤安全稳定性较好。上述研究表明，广青镍铁渣属于一般固体废弃物，排水性良好，浸水膨胀率低，对环境无毒害，经加筋处治后，可直接入场（非预处理）填筑，其变形和稳定性均满足路用要求。     

山碴石路基填筑压实试验研究

以皖北地区山碴石为对象，结合实际工程对山碴石路基压实施工工艺进行研究。通过室内重型击实试验，得到山碴石的最佳含水率为6.1%，并据此进行山碴石路基试验段的铺筑碾压试验。应用压实沉降差法得到的路基各检测点碾压前后的沉降差值，根据沉降差检测评定方法，检测点的不合格率不大于5%，表明山碴石路堤通过改善施工工艺，其压实度能满足技术要求。