膨胀土(岩)湿化性的影响因素及降低湿化性的途径和方法

通过对西南地区8种典型膨胀土(岩)的湿化性试验,研究了矿物成分、粒度成分和微观组构、裂隙性、胶结性和初始含水率对膨胀土(岩)湿化性的影响作用,讨论了重塑土样的湿化性受干密度的影响规律。亲水性粘土矿物和粘粒含量愈多,湿化后的颗粒愈细腻;裂隙密度Imf愈大,湿化速率υt愈快;但湿化速率υt却随胶结系数I的增大呈递减变化;初始含水率w与湿化率At的关系曲线呈降梯形分布,存在两个临界含水率w1、w2;干密度ρd与完全湿化时间t100的关系式为t100=AρBd,A、B为回归系数。最后总结了降低湿化性的途径和方法:①进行土质改良,降低湿化性,提高膨胀土(岩)强度;②对边坡进行合理的支挡防护,降低大气营力的作用程度,减少和控制湿化作用深度,提高边坡的整体和局部稳定性。     

湿化作用下重载铁路改良膨胀土动力响应与累积变形试验研究

以蒙华重载铁路改良膨胀土路基试验段为依托，针对水泥改良土路堤、石灰改良土路堑两种形式路基开展不同轴重、不同干湿状态下现场激振试验，分析动应力、动加速度分布特征及振动累积变形发展规律；通过室内动三轴开展素膨胀土、水泥改良土、石灰改良土分别在4个不同含水率和4种不同应力水平下动力湿化变形试验，研究湿化幅度、动应力幅值对膨胀土及改良土累积应变特性的影响规律。研究结果表明，动应力和动加速在基床底部衰减率可达80%,且路基刚度越大，动应力、加速度沿路基深度衰减越快；同一深度下动力响应浸水状态大于干燥状态，且轴重越大，影响更为显著，湿化作用显著削弱路基对动应力与动加速度的衰减能力，水泥改良土抗浸水能力相对石灰改良土更强；路基面累积变形在浸水后随轴重和振动次数增加而增加，且在相同振次情况下，素膨胀土及其改良土累积应变均在湿化幅度超过2%后急剧增加，且动应力越大，应变增长速率越快，改良土累积变形速度仅为素膨胀土的1/8～1/5,石灰与水泥改良后均可有效抑制膨胀土的湿化变形；基于动三轴试验数据，建立累积应变的预估模型，得出素膨胀土及改良土模型参数与湿化幅度之间的经验关系。     

黄土湿化特性的三轴试验研究

研究目的：本文旨在通过三轴试验，研究黄土湿化应力应变关系、强度特征及影响因素。 研究方法：通过等围压固结湿化试验和三轴剪切湿化试验进行研究。 研究结果：获得不同围压条件下固结湿化变形随时间变化规律，初始含水量、压实度的影响规律；获得不同应力水平下湿化应力应变关系、剪切湿化变形规律以及湿化对强度的影响等成果。 研究结论：（1）湿化变形受初始含水量及压实度的影响很大；（2）湿化条件与不浸水条件下，应力一应变关系均表现为应变硬化特性；（3）剪切湿化体积变形随应力水平的增加而减小，轴向变形随应力水平的增大而增大；在同一应力水平下，体积变形与轴向变形均随平均主应力的增大而减小；（4）湿化不仅降低了黄土的强度，也降低了黄土达到破坏时的应变。     

西南地区膨胀土(岩)堑坡湿化层厚度的确定

本文论述了湿化层的形成机理和确定方法 ,讨论了西南地区膨胀土 (岩 )湿化层与风化层的区别与联系 ,对湿化层的分区层厚及物理力学性质进行了研究     

铁路路基土体湿化性能的试验研究

既有线铁路路基存在大量路肩及边坡冲刷现象,影响路基的稳定性。现场调研路基冲刷情况,分析路基典型冲刷形式及程度;开展室内湿化试验,分析了土体性质和压实度条件下土体的崩解性状,明确了土体性质和压实度对土体抗冲刷能力的影响程度;并在此基础上设计了有扰动湿化试验,通过雨水冲刷试验对其结果进行验证,得出有扰动湿化试验更符合实际的冲刷情况。     

离心模型在黄土路基工程中的试验技术研究

研究目的：离心模型在黄土路基工程中的试验技术还存在试验材料的选择、模型制备，以及工程模拟等一些难题需作进一步的研究。研究方法根据离心模型试验相似理论、相似材料性能测试，结合软土地基加固、加筋土挡墙、高路堤稳定性试验、地基湿化特性研究等黄土特殊结构的模型试验，进行相关试验技术的研究。研究结果提出了土工布、混凝土面板等相似材料的选择，以及黄土冲沟三维模型制备、黄土湿化过程模拟等试验方案。研究结论（1）罗纹布、涤纶布、镀锌铁皮可分别作为土工布、加筋带、混凝土面板的相似材料：（2）三维模型制备需要考虑原型的应力历史；（3）如何在离心机正常运转情况下模拟工程情况是离心模型试验技术研究的重点。     

铁路膨胀土路基填筑试验研究

研究目的：本文结合时速200km铁路客货共线路基压实度要求，通过对不同膨胀土填料进行室内试验，提出满足路基工程要求的改良方案和质量检测方法。 研究方法：收集国内外相关资料；进行现场填筑试验；研究满足时速200km客货共线铁路要求的路堤的压实施工工艺及压实质量检验方法、评判标准等。对石灰改良土进行粉碎、拌和、碾压等施工工艺研究，提出合理的施工参数及评判标准。 研究结果：通过实验验证设计并探讨适宜的路基结构形式及边坡防护形式；对不同膨胀土填料进行室内改良试验，提出满足本线路基工程要求的改良方案；提出改良土粉碎、拌和及压实施工工艺的试验成果及适宜的路堤填筑质量检验方法。研究结论：石灰改良膨胀土的塑性指标，相对膨胀土有明显改善，液限含水量基本保持不变、塑限含水量提高、塑性指数降低；掺石灰后，最佳含水量得到增加，而最大干密度则减小。     

膨胀橡胶在泰岭隧道的防水应用研究

秦岭隧道是我国修建的最长的铁路隧道，底部采用仰拱预制块拼装成为永久衬砌的一部分，其接缝防水至关重要。本文阐述了高膨胀橡止水条的研制，在国内外资料调研的基础上，朋原材料的选择入手，试验确定了基体橡胶、膨胀剂、防霉剂及其它助剂，研究了各组成成分对膨胀橡胶性能的影响，最终确定了基本配方。高膨胀橡胶的静水膨胀率大于等于600％，防霉等级为一级，防水性达到了1．5MP。为充分发挥“弹性止水和以水止水”的功效，产品生产工艺采有高膨胀橡胶和普通橡胶同步硫化成型，制成复合型止不条。本文还记述了在隧道中进行两道防线的复合防水试验，并对防水机理进行了分析探讨。     

基于修正Iwan模型的铁路基床动力湿化特性研究

不断增加的列车动荷载与排水不畅是导致重载铁路基床产生不均匀沉降的主要原因之一,正确认识其变形规律对提高重载铁路长期服役性能有至关重要的作用。在包神铁路瓷窑湾站病害段基床部位取土样,基于单线法对土样进行动荷载作用下的湿化试验。试验确定了湿化作用下土体累积塑性应变方程及软化指数关系,同时分析了浸水作用对滞回曲线的影响。基于试验结果,提出土体动力湿化作用下的修正Iwan模型,并通过试验验证了模型在动应力增加情况下有较好的适应性。研究结果有助于预测重载列车动力荷载作用下基床土体变形,并对评价既有线路开行大轴重列车的适应性提供参考。     

兰武线膨胀岩（土）的膨胀性试验分析

本主要针对在兰武线（打柴沟-古浪段)对膨胀岩分别作膨胀力、膨胀率、自由膨胀率、蒙脱石含量及阳离子交换量等物理力学指标的试验，并根据试验数据对样品进行了判定分析，从而揭示了其天然含水率、物质内部组成等因素对膨胀岩膨胀特性的影响。     

路基砂土湿化变形的试验研究

根据砂土从干燥状态浸水后会发生湿化变形的特性,从既有高速公路路基钻取砂土试样分别进行干土样和湿土样的三轴试验对比分析,得到砂土湿化变形前后其力学参数的变化情况。结果表明,砂土经过湿化后其抗剪强度和变形模量将降低,并提出在工程养护中应做好路基及路面的排水处理,防止出现路基砂土湿化现象。     

南昆线膨胀土(岩)边坡堑坡结构设计研究

通过南昆线典型膨胀岩原位水平挤出法大剪试验结果和边坡溜坍及坍滑点反算结果的对比,提出膨胀土(岩)体抗剪强度参数的确定方法和选取原则:若边坡开挖后不及时封闭,选取湿化稳定强度参数C′;坡体内地下水位以下或坡面无封闭,有雨水、地表水渗入时,选取浸水后的强度参数CW,ΦW;若无雨水、地表水渗入,选取非浸水条件下的C,Φ;若有长大裂隙面时,采用裂隙面强度参数C′i,Φ′i。总结出膨胀土(岩)堑坡结构设计原则和路基边坡支挡措施。     

基于膨胀力试验数据的膨胀土膨胀应变模型

膨胀力与膨胀应变是反映膨胀土膨胀潜势的两个重要指标,确定二者的试验通常独立进行.通过分析膨胀变形与膨胀力产生的细观机理,发现可把膨胀变形的最终稳态看作恒体积条件下的膨胀力试验.本文基于膨胀力试验结果建立了膨胀力与干密度的关系,进而推得膨胀应变与外加荷载的关系式,计算结果与试验结果较为吻合.从而可以将膨胀变形试验与膨胀力试验统一,通过膨胀力试验不仅可以确定膨胀力,而且能够预测膨胀变形.     

基于吸湿含水率判别膨胀土的研究

研究目的：如何划分膨胀土和非膨胀土，目前国内尚无统一的指标和方法，针对不同地区和不同膨胀等级的膨胀土，采用和自由膨胀率试验相同的烘干试样进行吸湿含水率研究，给出相应的试验方法。提出用烘干土吸湿含水率反映土的膨胀特性，克服自由膨胀率试验结果离散大的缺点，探寻判定膨胀土和非膨胀土的界限值。 研究结论：给出用烘干土测试吸湿含水率的试验方法；试验方法操作过程简单，有利于工程勘察过程中大量开展。试验结果表明吸湿含水率与蒙脱石含量、阳离子交换量有良好的线性关系，与自由膨胀率亦有较好的线性关系，可以作为膨胀土判定的研究方向，对膨胀潜势的判定也有很好的研究价值。     

铁路路基膨胀土填料的石灰改良试验研究

研究目的：膨胀土的改良是膨胀土工程地基处理研究领域中的重要课题之一，已受到岩上科学工作者和工程师的普遍关注。合宁铁路沿线粘土具中-弱膨胀性，不能直接用作铁路路基填料，必须进行改良处理。 研究方法：本文结合合宁铁路路基试验工程，进行膨胀土填料的室内石灰改良试验研究，对比分析膨胀土改良前后的物理力学性质和胀缩性，及膨胀土填料的改良效果。 研究结论：用石灰作为膨胀土的改良剂是可行的；经石灰改良处理后膨胀土的颗粒组成、物理性质、胀缩特性均有明显改善，力学强度及水稳特性得到提高，能满足铁路路基填料的要求；石灰掺灰比中膨胀土为6％，弱膨胀土为5％；石灰宜采用三级标准以上的高等级石灰，采用低等级石灰改良时应相应增加石灰的掺入量。     

超大跨径拱桥高强微膨胀C50钢管混凝土配合比设计

湖北省沪蓉西高速公路支井河特大桥为钢管砼拱桥高强微膨胀C50钢管混凝土的性能及可施工性对钢管混凝土拱桥的施工质量至关重要。为保证山区复杂地形条件下大直径钢管泵送顶升高强微膨胀混凝土的的性能及可施工性,对其配合比设计、性能试验方法和分析、微膨胀混凝土膨胀性能及水化放热进行了深入研究,并取得了满意的效果。     

南水北调禹州段压实膨胀土膨胀性试验研究

以南水北调中线禹州段压实膨胀土为研究对象,通过对压实膨胀土样在不同初始状态下的含水率、干密度和竖向荷载的研究,并用多元线性回归的分析方法,提出了压实膨胀土的膨胀变形随初始含水率、干密度、竖向荷载这三个因素的变化规律,同时获得膨胀力随初始含水率和干密度这两个因素的变化规律。本文总结出压实膨胀土的膨胀变形和膨胀力的计算公式,并对计算公式进行了试验验证,证实了计算公式的正确性。试验结果表明,在实际工程中可以通过少量的试验得到计算公式的参数,并用文中提出的计算公式直接计算出膨胀量和膨胀力的值,以预测膨胀土体对工程可能产生的潜在危害。     

膨胀土地段铁路路基施工技术

在膨胀土地段修建路基，首先要取土样试验，获知其物理特性，然后进行填筑碾压试验，确定填料厚度和压实遍数。要特别注意做好排水和边坡加固的工作。     

填方土体湿化变形数值模拟

介绍了湿化变形计算模式,将无拉应力模型应用到湿化变形计算.应用该模型,利用有限元对算例进行了不同湿化参数下湿化引起的位移计算,并对结果进行了分析,提出了一些建议,为工程设计提供参考.     

锚杆挡墙加固膨胀岩堑坡的应用与其研究

扼要介绍了候月铁路某试验工程采用锚杆挡墙加固膨胀岩堑坡的设计及施工应用情况，阐述了膨胀岩层灌浆错杆原位抗拔试验及锚杆挡墙原型观测结果，并对锚杆抗拔强度的有关问题进行了探讨。