赣南花岗岩残积土基本物理特性与路用性能研究

为解决赣南山区花岗岩残积土填料的合理处治利用问题,依托江西安远至定南段高速公路建设项目,采用野外调研、统计分析、室内试验与现场试验等手段,对沿线花岗岩残积土的风化成因、粒度特征、结构特征、路用性能、填料处治与路基病害等问题进行研究。结果表明:赣州南部地区花岗岩残积土最为发育,且均含有较多黏土矿物,根据粒径组成可分为黏性土、砂质黏性土与砾质黏性土;不同类型花岗岩残积土的宏、微观结构特征差异明显;黏性土、砂质黏性土与砾质黏性土的天然含水率依次增大,击实性能与CBR强度依次降低,且各类填料均具有明显浸水崩解性;总体而言,赣南各类花岗岩残积土填料的基本物理性质及路用工程性质差异较大,天然状态下砾质黏性土的路用性能较好,而砂质黏性土与黏性土属于路基过湿土,填筑时需采用无机结合料改良。花岗岩残积土路基填筑后,常见病害可分为坡面冲刷破坏、路基开裂与浅层滑移破坏及路基不均匀沉降破坏。为减轻和解决填方路基病害问题,填筑时应根据填料性质分别采取处治利用方法,并需结合区域地质情况、降雨特点及路基病害成因,适时调整路基的填筑与防护方案。     

江西花岗岩残积土分布及路用性能研究

通过对比不同规范,明确花岗岩残积土与全风化花岗岩的区别;通过文献调研与现场勘察,确定江西花岗岩残积土分布状况;对30处代表性花岗岩残积土试样进行物理力学性能试验,对天然状态下花岗岩残积土路基进行压实试验,调研在建花岗岩残积土路基边坡稳定状况,明确其工程特性。试验结果表明:江西花岗岩残积土主要分布在赣南地区,风化程度相对较低,天然含水率高,部分细粒土具有高液限特性,细粒土含量较少,以砂性土为主,工程性质较差,一般只适用于下部路堤部分填筑,用作上路床填料时需进行处治;在天然状态下难以压实,在持续降雨作用下,路基边坡容易出现开裂和滑塌。     

赣南山区花岗岩残积土路基的电石渣改良效果试验研究

花岗岩残积土是赣南地区重要的路基填料,天然状态下属于承载力较低的路基过湿土。选取赣南宁定高速沿线花岗岩残积土,通过击实性能试验、剪切试验、CBR试验及循环崩解试验,探究工业废料电石渣对花岗岩残积土的改良效果及合理掺量。结果表明,随着电石渣掺量增大,改良土的最优含水率逐渐增加、最大干密度稍有降低,击实性能明显提升;电石渣掺入后,两种类型花岗岩残积土的剪切性能均有明显提升,砂土型花岗岩残积土饱和抗剪强度更高;电石渣改良后的花岗岩残积土CBR强度显著增大,5%掺量下的两类花岗岩残积土均可满足高等级路床填料要求;具有强崩解性的两类花岗岩残积土经电石渣改良后水稳性能大幅提升,且存在不同的最佳掺量。综合考虑电石渣对赣南山区两类花岗岩残积土路用性能的改良效果,推荐将电石渣用于改良该地区过湿花岗岩残积土路基时,砂土型花岗岩残积土最佳掺量为5%,黏土型花岗岩残积土最佳掺量为7%。     

花岗岩残积土用作路基填料的试验研究

采用自行设计的矿物分离方法对残积土中片状黑云母矿物实施分离,对片状黑云母矿物的含量与花岗岩残积土填料CBR强度和回弹模量关系进行了试验研究,并对水泥土法改良花岗岩残积土的意义进行了探讨.     

重塑花岗岩残积土土水特征曲线试验研究

为了给花岗岩残积土路基边坡水毁数值模拟提供准确的计算参数,以广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路花岗岩残积土为研究对象,利用压力板仪测定不同密度条件下重塑土样的土水特征曲线,并对不同增湿和脱湿曲线特征进行了分析。试验结果表明,不同初始干密度下重塑花岗岩残积土土水特征曲线具有明显差异,较大的干密度试样脱湿速率较慢,较小的干密度试样增湿速率较快,同时残积土的残余含水量较大,说明花岗岩残积土干密度越大,持水能力越强;增湿曲线和脱湿曲线存在显著差异,进行降雨条件下路基边坡水毁数值模拟计算时应采用增湿土水特征曲线。     

高液限花岗岩残积土及水泥稳定土填料的研究

通过常规土工试验、CBR试验和无侧限试验,对高液限花岗岩残积土及其水泥稳定土的工程特性进行了试验研究,包括水泥配合比、含水量及龄期对无侧限强度的影响,以及施工工艺和关键参数等。试验表明,高液限花岗岩残积土在提高压实标准和控制含水量的条件下,可用于高速公路路基本体的填料。     

不同颗粒成分对花岗岩残积土路堤边坡稳定性的影响

不同颗粒成分土体强度的变化在花岗岩残积土边坡稳定性分析中十分重要。文中通过对不同颗粒成分花岗岩残积土进行渗透试验、土水特性试验、直剪试验,得到其抗剪强度随颗粒成分的变化规律;通过Geostudio中的SEEP与SLOP模块进行有限元数值模拟,分析不同颗粒成分花岗岩残积土边坡的稳定性。结果表明,颗粒成分的差异会直接影响土体的抗剪强度,在雨水冲刷条件下,花岗岩残积土中粗颗粒含量越少,保水性能越好,渗透系数越小,抗剪强度越高,花岗岩残积土路堤边坡稳定系数越大,稳定性越好;若发生失稳,也主要表现为浅层坡面失稳。     

湖南省风化花岗岩残积土路基填筑技术研究

湖南省湘西、张家界、岳阳、娄底等地广泛分布着强(全)风化花岗岩。强(全)风化花岗岩残积土作为路基填料,具有岩质较软、结构松散、粘结力小、持水性差、碾压成型困难等工程特性。通过对湖南省典型强(全)风化花岗岩路基填料进行室内试验研究和路基现场填筑试验,获得了湖南省典型强(全)风化花岗岩物理性质和分类特征,形成了强(全)风化花岗岩路基填筑的最优压实施工工艺。研究成果可为公路工程路基设计和施工建设提供依据。     

花岗岩残积土路基的水泥改良效果试验研究

通过室内基本物理力学特性试验,探究水泥剂量对花岗岩残积土的含水率、界限含水率、击实特性及CBR强度的影响。在此基础上,展开现场试验,修筑水泥改良和未改良的试验段,综合采用灌砂法、PFWD和连续压实技术来检测花岗岩残积土的水泥改良效果。试验结果表明:考虑最佳含水率和天然含水率下试件的CBR强度变化规律,推荐花岗岩残积土改良的最佳水泥剂量为5%;水泥改良试验段的压实度、动态回弹模量以及连续压实CMV值均高于天然土试验段,花岗岩残积土路基经水泥改良后的路用性能得到明显提升。     

福建非饱和花岗岩残积土强度特性的试验研究

为了解非饱和花岗岩残积土强度特性,以福建地区典型花岗岩残积土为例,采用应变控制式三轴仪对3种土样分别进行不同含水量和围压条件下的固结不排水和不固结不排水试验,并探讨了吸力对抗剪强度的贡献。试验结果表明:花岗岩残积土的应力-应变关系为强化型;剪切破坏以轴向应变过大引起的中部鼓出为主,出现剪切破坏的较少;UU试验指标与CU指标大小之间不存在单一的关系;黏粒含量对黏聚力的影响极为显著;吸力强度与非饱和度的倒数之间呈良好的线性关系。     

改良花岗岩残积土崩解特性试验研究

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的崩解特性,采用自行设计的干湿循环崩解测试仪,开展华南地区干湿循环环境下改良花岗岩残积土的崩解试验,结合X射线衍射试验以及扫描电镜试验,研究固化剂对花岗岩残积土抗崩解性的改良效果,分析改良花岗岩残积土崩解机理。结果表明：干湿循环条件下,改良花岗岩残积土土样崩解过程可以分为4个阶段,即表层吸水剥落阶段、饱水软化阶段、饱和稳定阶段和完全解体阶段;干湿循环作用显著增大改良土崩解速率,部分试样崩解速率可达到原来的2～3倍,添加固化剂能有效增强花岗岩残积土的抗崩解性,完全崩解时长增加到素土的2～6倍;基于绿化角度,掺入高岭土对花岗岩残积土进行改良较为合适;素土以及改良土崩解过程中,土样黏土矿物(例如高岭石)含量减少,显著降低土样胶结作用,促进土样崩解的发生;花岗岩残积土内部孔隙大小分布不均匀的结构特征,使土样在崩解过程中产生吸力不平衡现象,较小的孔隙先被水填入,压缩土样孔隙内的空气...     

粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性

为了研究粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性,对74组花岗岩残积土的原状土及用作比较的重塑土进行了室内物理指标试验和室内直剪试验。结果表明：花岗岩残积土具有显著的区域差异性,兼具黏性土和砂土的特性,其黏聚力较大,内摩擦角较小;原状土的黏聚力高于重塑土,而两者的内摩擦角基本相同;重塑土和原状土的黏聚力都随着含水率的增加呈现出非线性减小并趋于稳定的变化趋势,但内摩擦角则随着含水率的增加在11°～16°的范围内波动,与含水率几乎无相关性;花岗岩残积土的黏聚力受颗粒组成、含水率、孔隙比等因素的综合影响,造成不同地点原状土的黏聚力和含水率之间的相关性不明显。该结论可为粤西北地区花岗岩残积土边坡的设计提供参考。     

高速公路花岗岩残积土边坡生态防护技术研究

针对湖南省益娄高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,对益娄高速公路沿线残积土边坡进行调研,将坡面按冲蚀程度进行划分,得出其发展规律为溅蚀→细沟冲蚀→浅沟冲蚀→冲沟冲蚀→坍塌,通过前期已施工边坡的局部破坏情况可知花岗岩残积土边坡开挖或填筑后应及时进行防护,特别是雨季之前应完成花岗岩残积土填筑边坡的防护工作,否则将形成恶性循环。为合理确定益娄高速花岗岩残积土边坡防护方法,对已建成的南岳高速公路花岗岩残积土边坡进行调查,结合调研情况与生态边坡防护方法,对益娄花岗岩残积土边坡防护方法与草灌选择提出了相关建议,以供工程参考。     

干湿循环下花岗岩残积土路堑边坡稳定性研究

干湿循环对花岗岩残积土抗剪强度有明显的影响,其会影响路堑边坡的稳定性.利用前人研究成果获得花岗岩残积土在干湿循环荷载作用下的抗剪强度变化规律,并利用数值软件PLAXIS研究考虑干湿循环条件下花岗岩残积土强度变化的路堑边坡稳定性特性,评估干湿循环对花岗岩残积土路堑边坡稳定性的影响.数值模型首先与前人研究成果进行比对获得了...     

基于PFWD的花岗岩残积土路基压实均匀性分析

在潮湿多雨的南方地区,花岗岩残积土常常在天然含水率下直接进行填筑,路基压实均匀性状况尚不明确。本文利用PFWD无损检测手段,对花岗岩残积土路堑段和高路堤段的动回弹模量进行高密度检测,建立不同路段的动回弹模量三维模型,利用压实均匀度指标,对其压实均匀性进行评价。研究结果表明,花岗岩残积土路堑段的动回弹模量均值为27.38MPa,高路堤段动回弹模量的均值为18.37MPa,压实均匀性具有明显的差异;路堑段和高路堤段的压实均匀区域分布不均匀,高路堤段的欠压实区域主要分布在路肩处,而路堑段主要分布在左侧路肩处和路基中心线附近;利用PFWD无损检测手段,识别出欠压区域,通过压路机对对欠压区域进行适当补压,可以提高路基压实的均匀性。     

广州某砂质黏性土遇水软化崩解性质研究

花岗岩残积土有遇水易软化崩解的性质，在勘察过程中通过现场试验，对花岗岩残积土遇水易软化崩解的性质进行了研究。此研究及分析方法为类似工程项目提供了参考，也为设计施工提供了更为准确的地质依据，能更精准地指导了设计、施工，同时也能节约工程成本，带来巨大的经济和社会效益。     

花岗岩残积土边坡冲刷模拟试验研究

为研究花岗岩残积土边坡坡面冲刷规律,分析坡面冲刷产沙的影响因素,采用新的试验方法及装置,选取广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路花岗岩残积土为研究对象进行试验,建立水流流量、流速、剪切力、含沙量、功率与边坡侵蚀程度之间的关系。结果表明,随着时间的增长,坡面水流速度不断变化,产沙量前期增长快,后期缓慢直至稳定;随着时间的增长,水流剪力增大,与产沙量有明显的相关性;总能量损失是水流克服土颗粒摩擦做功;冲蚀深度前期增长较快,达到最大冲蚀深度30 cm的时间为120 min。     

深层水毁防治技术在花岗岩残积土路基边坡中的应用研究

针对厚层强风化花岗岩及其残积土的深层水毁破坏特征,提出了一种基于内排水防护结构设计思路的新型边坡深层水毁防护技术方法,并介绍了其施工工艺与施工要点;依托实际边坡工程,利用有限元软件对采用该防护技术处治前后边坡渗流场与稳定性进行仿真计算分析,结果表明该防护技术能有效减小坡表雨水入渗量,减缓基质吸力的消散,降低浅层土体的含水率;雨强越大,降雨持时越长,该防护结构的防排效用越明显;该防护技术能提高花岗岩残积土边坡在多雨条件下的稳定性,具有较好的工程应用价值。     

九景线花岗岩风化残积土的物理力学特征探讨

在九景线公路工程地质勘察及前人资料基础上,阐述花岗岩风化残积土的特征。对花岗岩风化残积土的岩土力学特征进行了归纳、分析和探讨。     

降水后残积土的力学特性及可注性试验研究

花岗岩残积土广泛存在于我国的南方地区，具有独特的物理力学特性。以厦门地铁一号线工程为依托，分析了降水后残积土地层的力学特性及浆液可注性。结果表明:降水后残积土属于高压缩黏土及高压缩性土体，渗透性较小，不属于膨胀性土；浆液可提高填石区土体的强度，达到加固效果，但当浆液比例较大时，增大浆液比例对强度影响不明显。