冻融循环下低液限盐渍化粉土力学特性研究

为了研究冻融作用对低液限盐渍化粉土强度的影响,对不同初始含水率低液限盐渍化粉土进行冻融循环试验后,开展不固结不排水(UU)剪切和扫描电镜(SEM)试验,从宏微观角度揭示低液限盐渍化粉土强度的劣化机理。结果表明:未冻融时,含水率的改变不会引起低液限盐渍化粉土应力-应变曲线形态发生变化,均表现为软化型;在冻融作用下,含水率小于14%时试件的曲线形态不会发生改变,呈现软化型,高含水率的试件其应力-应变曲线形态会向着硬化性转变;通过分析冻融和含水率与破坏强度的关系,发现低液限盐渍化粉土破坏强度随含水率的提高呈现线性衰减,破坏强度随冻融循环次数的增加呈现指数型衰减,前3次冻融过程中破坏强度的衰减速率和幅度最大,随后趋于稳定;随着围压的增大,试件的应力-应变曲线会由软化型向硬化型过渡;在微观结构方面,冻融作用会改变土颗粒之间的接触形式,造成孔隙和裂隙的发育,冻融过程中微观结构的变异规律和宏观力学指标的劣化具有一致性。结合土体损伤力学,构建了冻融作用下的低液限盐渍化粉土黏聚力损伤劣化模型,冻融过程中的劣化度符合双曲线关系,最终劣化度A_(c)与含水率呈指数型关系,劣化速率B_(c)与含水率呈线性关系。

高液限红黏土用作路基填料的改良方法研究

为解决广西玉湛高速公路中高液限红黏土难以作为路基填料的技术难题,本文对该地区红黏土的物理力学性质进行了试验研究,并且开展了掺加河砂、山脚砂和消石灰的3种红黏土改良试验研究。研究结果表明:随着掺砂量的增大,掺河砂改良红黏土的液限、塑限、塑性指数和毛细管水上升高度都随之降低,而加州承载比CBR值随之增大;当掺砂量为15%时,掺河砂改良红黏土的液限和CBR值都满足规范要求,可以作为高速公路下路堤填料,但是如果作为高速公路上路堤和路床的填料,则需要进一步提高掺砂量。随着掺砂量的增大,掺山脚砂改良红黏土的最优含水率、液限、塑限、塑性指数随之降低,而最大干密度和CBR值随之增大;掺砂量为30%时,掺山脚砂改良红黏土的CBR值、液限和塑性指数都满足规范要求,可以作为路基填料。掺加4%消石灰时,红黏土的CBR值、液限和塑性指数虽都满足相关规范关于路基填料的要求,但是液限已非常接近规范限值,因此建议消石灰掺量取6%。现场填筑试验段结果表明,掺山脚砂或掺加消石灰改良高液限红黏土的方案都是可行的,改良土的液限、塑限、塑性指数和CBR值都有明显的改善,均可作为高速公路路基的填料。

温度对高液限土吸附结合水及其变形影响的试验研究

为研究温度变化对高液限黏土吸附结合水含量的影响及高液限黏土路堤的变形规律,该文选取海南高液限黏土为主要研究对象,并与湖南低液限砂土进行对比研究。通过核磁共振试验,探究温度对高液限黏土吸附结合水含量的影响规律;通过温控固结仪开展固结试验,分析温度对高液限黏土路堤变形的影响规律;借助分子动力学模拟软件,从微观层面探究温度对高岭石吸附水分子影响机制。结果表明:温度由5℃上升至45℃,高液限黏土中吸附结合水减少4.3个百分点,远大于低液限砂土减少量(1.4个百分点)。恒定温度、相同荷载路径下,高液限黏土孔隙比随温度升高变化较大,而低液限砂土几乎不受影响,说明高液限黏土温敏性更强。恒定压力下,温度升高对高岭石吸附水有削弱作用;相同的升温路径下,压力越大高岭石吸附的水分子量越多。

数控碟式液限仪的研制与应用

研制了一种与手动碟式液限仪基本原理一致的数控碟式液限仪,它是在手动碟式液限仪上设计安装了标准击打速率等若干数控电路,从而消除了手动碟式液限仪人工操作容易产生的误差,且样机结构设计及使用性能均能达到预定设计目标;经数控碟式液限仪与手动碟式液限仪的对比试验显示,数控碟式液限仪测定黏性土液限指标符合精度要求;该仪器为试验效率的提高、人员操作智能化程度的增强、试验劳动强度的降低创造了有利条件。

公路路基低液限黏土填料的压实控制指标优化分析

低液限粉质黏土是一种广泛分布的土壤,具有特殊的物理力学性质。作为公路路基填料,其压实状态直接影响路基的稳定性和承载力,因此需要合理地选择和控制压实指标。基于此,研究了低液限粉质黏土压实度K与振动压实值VCV、地基系数K30及动态变形模量Evd三种指标的关系,在此基础上优化了压实状态的控制指标。对某高速公路的一个路段进行了现场试验,用灌砂法测量压实度K,用连续压实系统测量VCV,用平板载荷测试仪和动态荷载试验仪分别测量K30和Evd。试验结果显示VCV、K30和Evd三项指标之间也有较强的线性相关性,说明三个指标评价低液限粉质黏土路基的压实情况是可行的。

磷酸镁水泥加固低液限粉土的pH和电导率响应与孔隙特征研究

为了探究磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)对黄河淤积低液限粉土的加固问题,本试验研究不同MPC占干土的掺量、镁磷比(m(M/P))及硼酸与氧化镁比(m(BA/M))对粉土初始pH、电导率的响应;探究选定m(M/P)、m(BA/M)下不同龄期和不同MPC掺量固化土的无侧限抗压强度、pH、电导率与水化产物的变化规律,并基于CT扫描技术重构了三种不同MPC掺量下固化土的孔隙网络模型,结合XRD物相分析,揭示其固化机理。结果表明:随着MPC掺量的增加,m(M/P)较小时固化土的初始pH逐渐减小,而m(M/P)较大时pH先增大后减小。MPC掺量和m(M/P)一定时,随着m(BA/M)的增加,pH在m(BA/M)为某一值(2%)时降为最低,随后逐渐增大。考虑到低液限粉土的低用水量与促进后期水化需求,选择偏酸性配比(m(M/P)=1,m(BA/M)=2%)与低于15%MPC掺量较为合适。pH随着龄期和MPC掺量的增加而增加,电导率变化规律则与pH相反,二者呈负指数的关系,且能定性地表征水化情况。力学试验结果表明MPC能使粉土强度大幅提升,龄期与MPC掺量的增加均使固化土的强度增长。XRD与CT扫描结果表明,MPC固化机制为各龄期均出现的鸟粪石和MgO胶结在土粒之间形成交互结构,且随着MPC的掺量增加,土颗粒间的粘结更加紧密,形成的土骨架提升了宏观力学强度,同时扩大孔隙空间,增加了孔隙率,增强了孔隙间的连通性,导致渗透性增大,因此工程应用时可通过改善孔隙结构进一步提升固化性能。

改良低液限黏土在高速公路路基施工中的应用

为研究改良低液限黏土在高速公路路基施工中的应用,论文结合实际工程,阐述了石灰改良低液限黏土路基填筑施工技术的工程特性,分析其改良机理,通过室内试验确定石灰最佳掺量为6%;重点对石灰改良低液限黏土路基施工技术要点进行研究,并结合试验路段进行施工质量检测。结果表明,低液限黏土改良后用作路基填筑材料可有效提升路基的稳定性和结构强度。

高液限黏土改性材料在路基填筑施工中的应用

为探究高液限黏土改性后直接作为路基填料应用的可靠路径,首先以某高速公路合同段为例,提出掺灰改性的处治思路;其次对其含水量和击实功下的干密度、强度、压实度、饱和度等指标取值情况展开室内试验;随后在此基础上确定高液限黏土最佳含水量取值范围,提出路基填筑控制标准;最后对土料改性、施工放样、掺灰拌和及碾压等路基填筑施工要点进行分析。结果表明,高液限黏土掺灰改性的处治思路在社会效益和经济效益方面均优于弃置处治,在土料资源较为匮乏的地区具有推广应用价值。

海屯高速公路高液限土路堤修筑技术与应用

1．海屯高速公路高液限土情况 海屯高速高液限土主要分布在澄迈：火山岩分布区。波状冲洪积平原上高液限土分布区HJ露有淤泥夹淤泥质砂，软塑状低液限粘土、北海组地层、玄武岩风化碎石土及强、中、微风化玄武岩。高液限土在剖面上由下伏可塑状含砂高液限粘土、粘土质中砂、含细粒土粗砂、高液限粘土夹弱膨胀性透镜体等组成。海屯高速分布的高液限土与一般高液限土比较有其独特的工程特性，其作为路基填料的主要问题表现为：

水泥改良高液限红黏土的强度特性及影响因素分析

以工程实践为基础,采用最为广泛的水泥作为改良剂,深入分析了水泥改良高液限红黏土的改良效果和影响因素,系统研究了水泥改良高液限红黏土的击实特性和强度指标,发现了水泥掺量6%、养护龄期21 d时,路基红黏土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角分别提高80.2%、102.9%和23.2%,并确定了标准化施工条件下水泥改良高液限红黏土的最优配比(6%)和最佳方案,验证了水泥改良高液限红黏土的可行性和合理性。

改良低液限黏土在高速公路路基施工中的应用探析

随着现代交通建设的快速发展,高速公路在现代交通系统中起着关键的作用。而路基工程作为高速公路建设的基础工程之一,对道路的安全稳定运行至关重要。低液限黏土在高速公路路基工程中的应用逐渐受到关注,其改良技术对提高路基工程质量、延长路基使用寿命以及降低施工成本具有重要意义。本文通过对低液限黏土特性、低液限黏土改良技术以及应用效果进行探析,旨在为高速公路路基工程施工提供参考和借鉴。

高液限黏土质砾承载比强度特性试验研究

高液限黏土质砾属于非均匀、非均质、非连续的混合多相特殊地质材料,其承载比(CBR)强度特性较一般细粒黏土或粗粒填料有较大差异。因此,以我国西南地区某高速公路典型的高液限黏土质砾为研究对象,开展了不同含水率、不同细粒土含量和不同击实功下的CBR试验研究。其结果表明:高液限黏土质砾的CBR强度受颗粒组成、含水率和击实功等因素的综合影响,仅改变单一因素并不一定能提高CBR值;高液限黏土质砾的CBR强度变化比纯黏性土剧烈,受含水率影响更为明显;若不计算砾石的吸水量,高液限黏土质砾中黏土的含水率超过其液限时,黏土起着润滑作用,将明显降低高液限黏土质砾的CBR值;当高液限黏土质砾在最佳含水率时,其CBR值大于8%,可用于路基各层位的填筑;高液限黏土质砾路基碾压施工过程中,需突破以最佳含水率作为碾压含水率控制标准的传统模式,可在对其细粒土含量、压实度、含水率等因素综合考量的基础上,确定最优的碾压参数控制标准。该研究成果可为高液限黏土质砾的合理有效利用提供理论和技术支撑。

山地风电场多雨地区高液限黏土环境中道路路基施工技术

广西钦州白马山风电场风场道路施工过程中,通过实验研究将高液限黏土的含水率降到可用范围以内,并运用到风电场道路路基建设中,主要解决了高液限黏土等不良材料实用性低的问题,高液限黏土作为路堤填料或路堑土,对路基的强度和稳定性具有很大的不良影响,由于整个风电场大部分区域内均存在这类型土,为保证风电场道路路基的施工质量,需采用高液限黏土环境下风场道路路基施工技术,本文通过对多雨地区高液限黏土环境中道路路基施工技术的研究,为后续高山风电风场道路施工领域提供一定的经验。

高液限黏土质砾路基碾压参数影响分析

高液限黏土质砾作为混合多相特殊路基填料,具有天然含水率高、亲水性强、施工难以压实等不良工程特性,如何通过控制碾压参数来确保路基的压实质量成为高液限黏土质砾能否直接作为路基填料的关键问题。为此,以西南地区某高速公路典型的高液限黏土质砾为研究对象,系统研究了与高液限黏土质砾路基结构设计和填料需求相匹配的压实施工技术,提出了基于路基平衡含水率和长期性能的高液限黏土质砾路基压实质量控制标准与碾压参数。研究结果表明:通过控制压实机械、碾压方式、碾压遍数、松铺厚度、碾压含水率等碾压参数,高液限黏土质砾可直接用作下路堤填料;高液限黏土质砾路基的压实度控制标准应不低于85%,碾压含水率宜控制在35%以内;压实机械以14 t的中型压路机为宜,碾压方式以静压或静压+弱振为主;碾压遍数不少于3遍,应在填料明显软弹前停止碾压;松铺厚度不宜超过25 cm。路基在经历约6个月自然沉降期后趋于稳定,工程质量可以得到保证。研究成果可为高液限黏土质砾的合理有效利用提供理论和技术支撑。

浅谈土的液限

多年来通过对沈本路、大二环 (沈阳 )、沈山线、海盘线、锦朝线以及锦阜线等10 0 0多组土样所测得的液限的抗剪强度与标准卡氏仪所确定的剪力标准接近 ,适当确定其入土深度 ,均可达到与碟式液限仪所确定的液限。

含砂低液限粉土填筑路基压实机理及施工技术研究

以邯 (郸 )—临 (清 )公路工程中的路基关键技术问题为研究目标 ,对含砂低液限粉土的物理、力学性能及振动压实规律进行了全面系统的科学试验及理论分析 ,探索了粉性土填筑路基的压实机理及影响因素 ,提出了一套行之有效的粉性土路基压实施工工艺 。

水泥改良高液限黏土动态回弹模量试验研究

利用动三轴试验,研究了水泥改良高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其变化规律。研究表明,动态回弹模量随围压、压实度和水泥含量的提高而增大,随循环偏应力和含水率的增大而减小。为分析动态回弹模量的应力依赖性,研究采用了双因素方差分析。分析表明,偏应力与围压均对动态回弹模量有显著性影响,但偏应力的影响更为显著。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在分析现有动态回弹模量本构模型适应性的基础上,采用偏应力和体应力为变量的3参数复合模型对试验数据进行回归分析,结果表明,所选模型具有较高的决定系数,证明所选模型具有较高的合理性与可靠性。研究获得了不同含水率、压实度和水泥剂量下水泥改良高液限黏土的动态回弹模量预估模型,为基于动力学的路面结构设计提供了参数。

干湿循环下高液限黏土与高液限粉土压缩特性比较研究

通过分析干湿循环后高液限黏土和高液限粉土的高度、质量和压缩系数等试验结果,比较研究了干湿循环条件下高液限黏土和高液限粉土压缩特性的变化规律,并从机理上对两者的变化规律进行了分析,结果表明高液限黏土和高液限粉土在吸失水的过程中所产生的质量和高度变化规律基本相似,质量变化率和高度的变化都是随着干湿循环次数的增加趋于平稳。两种土的压缩系数的变化规律也较为相近,在第1次干湿循环后压缩系数的增长较为明显,高液限粉土的压缩系数增长率为40%～180%,高液限黏土的压缩系数增长率为60%～120%,但都在3次干湿循环过后趋于稳定,在5次干湿循环过后两种土的压缩系数趋于相等。同时在干湿循环过程中高液限粉土的压缩系数基本上都小于高液限黏土。试验中还发现对于高液限粉土和高液限黏土来说,干湿循环是一个不可逆的过程。

冻融循环条件下延迟时间对水泥改良低液限粉土动力特性影响试验研究

模拟路基真实的冻融循环过程,设计冻融试验,制作冻融试验箱,进行改良土试样的冻融循环试验。通过动三轴试验,研究在冻融条件下,延迟时间对水泥改良低液限粉土的动强度、动弹性模量、动变形以及超孔隙水压力的影响。结果表明:在相同的冻融次数下,动强度和破坏循环次数随着延迟时间的增加而降低;在相同的冻融次数及一定动荷载幅值作用下,屈服应变则随着延迟时间的增加而增加;延迟时间短的试样,动弹性模量值较大,但随应变的衰减较平缓,且趋于一个稳定值;不同延迟时间试样达到相同应变幅值时所增长的孔压值不同,延迟时间越长,孔压越大;当轴向应变幅值大于10-3后,产生累积孔隙水压力。

低液限粉土微观结构试验研究

土的工程性质从本质上来说是取决于其微观结构,是土体结构单元体性质的综合体现。利用扫描电子显微镜、矿物X衍射等设备对低液限粉土的微观结构进行了研究。通过微观结构分析从矿物成分和结构两方面来评价低液限粉土的工程特性。从而得到低液限粉土在不同的压实度状态下呈现不同的结构形式与联结形式,以及不同的排列状态需要依靠孔隙比由里到外展现出来。这样就可以借助于提高压实度来改变粉土的联结形式和改变粉土颗粒的排列顺序,进而提高低液限粉土的工程特性。