国内最长、断面最大的红黏土隧道——银西铁路庆阳隧道贯通

正由中铁隧道局集团有限公司承建的银(川)西(安)铁路庆阳隧道于2018年7月11日顺利贯通,创下了国内长度最长、断面最大的红黏土隧道施工纪录。庆阳隧道全长约14 km,最大开挖断面164.09 m2,红黏土段落达12.54 km,占全隧总长约90%,为二级高风险隧道。庆阳隧道施工难点较多,洞身主要穿越黄土沟壑梁峁区,施工环境较差;红黏土隧道施工为国内首例,建设过程中没有前期经验可循;同时,     

干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土路用性能研究

为了探究干湿循环作用下石灰粉煤灰改性红黏土的路用性能,通过模拟干湿循环对改性红黏土和原样红黏土对比进行了7d无侧限抗压强度试验、三轴试验及强度仪试验,结果表明:干湿循环作用下两种土体的抗压强度,抗剪强度及抗压回弹模量均呈下降趋势,改性红黏土各性能下降趋势相较原样红黏土较小,相同干湿循环次数下,改性红黏土各指标均优于原样红黏土。建议红黏土地区路基修筑掺加适量石灰粉煤灰提高路基强度、稳定性及抗变形能力。     

非洲红黏土强度及变形特性研究

对三种不同含水率的原状红黏土以及重塑红黏土进行了三轴固结不排水试验,分析非洲热带雨林高液限红黏土的强度及变形特性。试验表明,三种不同含水率的原状红黏土的应力应变曲线表现出明显的应变软化特征,软化现象随着含水率降低而愈发明显,三种不同含水率的重塑红黏土应力应变曲线则表现出应变硬化特征。原状及重塑红黏土的黏聚力及内摩擦角随含水率增加而降低,含水率相同的原状红黏土残余强度值与重塑红黏土强度相近。     

干湿循环下改良红黏土填料回弹模量变化分析

针对机制砂与生石灰两种改良红黏土，开展了不同掺量及不同干湿循环次数下改良红黏土填料的回弹模量试验。结果得出:改良红黏土的回弹模量随生石灰和机制砂掺量的增加均呈线性递增关系，生石灰改良红黏土回弹模量的增长速率明显大于机制砂改良红黏土；随着干湿循环次数增加，素红黏土和机制砂改良红黏土的回弹模量值呈对数函数衰减，而生石灰改良红黏土的回弹模量则呈现不降反升的趋势，表明机制砂对红黏土填料长期水稳定性的改善效果不明显，生石灰的改良作用显著。     

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。     

红黏土路用性能试验研究

通过广泛调研国内外红黏土改良利用的研究现状,并结合云南曲靖高速公路所处地区红黏土物理力学特性,对该区域红黏土改良利用的可行性进行定性的论证。再通过室内试验,获取了公路路基工程设计规范中有关路基填料的几个关键指标值,论证红黏土经一定措施后的指标是否可以满足规范要求,是否具备现场实施条件。研究结果对于我国广泛分布红黏土的云贵高原及广西地区,具有一定借鉴意义。     

红黏土在高速公路路基施工中的改良应用

红黏土工程性质复杂,因其具有高自然含水量、高液限、高塑性、高孔隙比、密度低、压实性差的不良物理性质和难排水、难固结、水稳定性差的工程特性,在红黏土赋存区域的工程设计中一般设计为弃土。本文结合红黏土的工程特性,针对采用红黏土填筑路基可能产生的工程隐患,提出填筑及改良措施,通过施工验证,为红黏土路基施工提供借鉴。     

夹层型红黏土路基结构在高速公路中的研究

红黏土路基水稳定性较差,反复干湿作用易导致强度降低,引起路基的破坏。目前,在工程中主要采取改良红黏土、加强防排水措施、采用合理的施工工艺来提高红黏土路基整体质量和耐久性,很少考虑到红黏土路基的结构形式。为将红黏土直接作为路基填料,降低干湿循环对红黏土路基的影响,以蒙文砚高速公路红黏土路基试验段为例,提出了一种夹层型红黏土新型路基结构型式及其压实参数和施工工艺。     

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。     

废木灰处理红黏土的水力性能研究

由于具有较低的渗透性和中等压缩性,红黏土也被用做垃圾填埋场的衬垫材料。通过不同废木灰掺入比对红黏土改性,研究了不同击实能条件下红黏土及其改性后的水力性能。结果表明废木灰掺入量对该红黏土液塑限指数的影响并不大;随着击实能的减小或废木灰掺入比的增大,红黏土的最优含水量增大;轻型和中型击实的红黏土随着废木灰参入比的增大渗透系数随之增大;废木灰掺入比的增加对土样体积收缩影响明显,同时显著改变了红黏土土样的均一性。     

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。     

红黏土路基路用性能研究

为研究红黏土路基的路用性能,本文采用强度试验。以承载比和压实度为评价指标,对比研究了不同击实功和含水率对红黏土路用性能的影响。结果表明:随着含水率的增加,红黏土试件承载比(CBR)值有所升高。当击实次数达到一定值时,红黏土的密实度会趋于稳定状态,不会无限增加。当试件含水率为26%～28%时,三种击实功试件的膨胀量均趋于稳定,此时路基的水稳定性能较好。为确保红黏土路基的长期质量,建议红黏土路基碾压时的含水率在26%～28%之间。     

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%。     

桂林红黏土土质学特征试验研究

以桂林市临桂县临桂镇蔚蓝星城一期工程场地的红黏土为例,采用X衍射试验、电镜扫描试验,分析了桂林红黏土的土质学特征。从微观角度分析了桂林红黏土具有孔隙比、剪切强度较大,压缩性、密实度较小,塑性较高的原因。在工程实践中,可以通过施加外部荷载,改变红黏土的颗粒排列组合,从而提高红黏土的密实度和承载力。     

土工格栅加筋土治理红黏土路堑边坡软土化滑坡探讨

红黏土路堑边坡软土化滑坡是一种特殊的复杂水毁型滑坡,传统边坡加固方法难以有效治理。文中通过对平汝(平江—汝城)高速公路K125+850—950段红黏土右路堑边坡土体结构特征、滑坡演化过程的分析,分析了红黏土路堑边坡软土化滑坡形成的原因及采用土工格栅加筋土治理该类滑坡的适宜性,介绍了新型土工格栅加筋土墙加固滑坡的施工要点和治理效果。     

湘南红黏土公路路基压实度标准研究

为了探究湘南红黏土公路路基压实标准降低的依据和具体幅度,对红黏土开展了一系列室内土工试验,分析了压实度、含水率对红黏土物理力学特性的影响,获取了渗透率、压实系数、CBR等指标与压实度的关系曲线,最终根据上述指标随压实度的变化规律给出了压实度降低的建议值。研究表明:压实度对红黏土收缩性和膨胀性的影响较小,随着压实度的提高,红黏土的渗透系数和压缩系数均明显降低,而内摩擦角和黏聚力则逐渐增加,但黏聚力在压实度由93%增加到96%过程中没有明显变化,当初始含水率控制在30%左右,压实度大于93%时,红黏土的CBR值均符合规范要求。综合各指标的变化规律,建议湘南地区红黏土路基的压实度可总体降低至93%,且填筑时的含水率应略大于最优含水率。     

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%。     

循环流化床粉煤灰固化红黏土研究

以滇南某循环流化床电厂粉煤灰和当地红黏土为原料,研究了红黏土中流化床粉煤灰不同掺量对固化土抗压强度、线性膨胀率的影响规律。研究结果表明:本试验所用的粉煤灰可替代传统二灰料固化红黏土应用于公路工程中;红黏土中粉煤灰掺量30%、用水量65%制备的固化土,其抗压强度满足所有等级道路基层强度标准;采用潮湿养护方式更有利于固化土抗压强度发展。     

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。     

荷载作用下红黏土干湿循环试验

为掌握红黏土在荷载作用下的干湿循环特性,对常规固结仪进行了改造,发明了一种模拟土体荷载作用下的干湿循环试验方法,开展了干湿循环与上覆荷载共同作用下的红黏土的胀缩特性试验。试验结果表明:上覆压力为0kPa和50kPa时,干湿循环下红黏土胀缩率大于零,试样膨胀;压实度越大,膨胀量越大。初始含水率越小,膨胀量越大;增大上覆压力,可以抑制红黏土的膨胀性能;上覆压力为100kPa和200kPa时,干湿循环下红黏土胀缩率小于零,试样收缩;压实度越小,试样收缩量越大;初始含水率越大,收缩量越大;增大上覆压力,可以增大红黏土的收缩性能;任何上覆压力下,所有试样第一次干湿循环下红黏土胀缩性能最为显著,经历5次干湿循环后,胀缩性能趋于稳定状态。