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。

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。

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。

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。

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。

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：

非饱和高液限红粘土土-水特征试验研究

基于滤纸法的测试原理,制作了一种新型基质吸力量测装置,用以研究干密度和温度对高液限红粘土土-水特征曲线的影响。结果表明:土中体积含水率越低,土的干密度越大,基质吸力随时间波动的幅度越大,达到平衡所需的时间越长。在测定该类土的基质吸力时,平衡时间以10d为宜。干密度和温度对高液限红粘土的土-水特征曲线有明显的影响,相同体积含水率条件下,干密度增大,温度升高,基质吸力减小。土的体积含水率与基质吸力的对数之间呈线性关系。

高液限粉土的承载比特性及其利用建议

通过对高液限粉土进行不同浸水条件下的承载比试验,研究高液限粉土浸水、不浸水的强度变化规律,并对浸水条件下水泥改良粉土的强度特征进行探讨。试验结果表明:浸水条件下粉土的CBR值小于3%;不浸水的粉土CBR值与4%水泥改良粉土的浸水CBR值受初始制样含水量控制,但整体比浸水CBR值高。从CBR值随含水量的变化规律可以看出,粉土对水十分敏感。对此,提出粉土用于路基填筑的利用原则和具体的处置措施。

不同湿度状态下高液限粉土的强度特性

为了掌握潮湿地区粉土的强度特性,为粉土路基设计和施工提供技术参数,通过控制初始干密度和含水量的方法制备试样,开展粉土和水泥改良粉土的无侧限抗压强度、直接剪切强度、承载比(CBR)强度等试验,获得了不同含水量或不同浸水条件下粉土和水泥改良粉土的强度指标。结果表明,粉土的强度受压实度和含水量的影响最大;粘聚力随含水量的变化先增大后减少;同等条件下掺4%的水泥以后粉土的内摩擦角约提高了2倍、粘聚力提高4倍。粉土的不浸水承载比强度要远大于浸水承载比强度,但制样含水量超过20%以后,即使不浸水其承载比强度也发生急剧衰减,因此粉土的强度对水十分敏感。

干湿循环增湿与脱湿过程中高液限粘土强度变化

对高液限原状粘土进行了增湿和脱湿两种不同干湿循环路径中不同含水量变化的高液限粘土快剪试验.试验结果表明,干湿循环增湿和脱湿过程中含水量的增加或减少对粘土抗剪强度具有较为相同的弱化或强化效应,具体表现为含水量的增加会导致高液限粘土的粘聚力呈近似幂函数形式衰减,内摩擦角呈近似二次函数形式衰减;对于相同的含水率,增湿和脱湿过程试验所得原状高液限粘土抗剪强度明显不同,且增湿过程抗剪强度普遍高于脱湿过程的抗剪强度.

高液限粘土填筑高速公路路基的研究

针对高液限粘土稳定性差的性质，添加各种外掺剂，研究其混合土料的强度变化规律．采用室内试验分析比较、技术经济指标筛选和试验路段检验的综合分析方法，确定了外掺剂类型和实用的工程配比．研究结果认为，在高液限粘土中掺入4％的石灰所形成的石灰稳定土，达到了实际工程要求．并取得良好的经济效果．

高液限粘土路基填土工程性质探讨

文中通过级配分析、击实试验,分析了高液限粘土路基填土的物理力学特性和压实特性。认为现行以压实度为指标的压实控制标准不完备,是引起公路病害的主要原因之一。建议引入空气体积率作为粘土路基压实程度的评判标准,并提高现有压实度控制标准中路堤的压实度。

碎石改良高液限红粘土的试验研究

为合理利用高液限红粘土作路床填料,针对其易开裂、可压实和水稳定性差等特点,开展了碎石改良室内外试验,提出了碎石改良高液限红粘土的最佳掺配率。通过嘉宁公路试验段的修筑,检验了碎石改良方法的施工可行性和实际效果,并提出相应的施工工艺,为高液限红粘土路床处治提供了具有实用价值的参考。

高液限粘土压实性能的试验

通过室内试验,分析高液限粘土的压实性能和最佳压实状态,结合路基工艺实验成果,提出直接利用高液限粘土修筑公路路基的质量控制标准.以福建厦门集美大道高液限粘土为例,经室内试验和现场工艺试验系统分析认为,浸水加利福尼亚承载比(CBR)大于3,只适用于下路堤的填筑,其压实度标准K≥94%.按6种击实功组合,对不同含水量的高液限粘土进行了系列化浸水CBR试验.结果表明,在最佳压实状态下,随着水质量分数的逐渐增大,所采用的击实功宜相应减小,通过水的质量分数和击实功的适当控制,高液限粘土可用于拟建道路的下路堤填筑.

高液限粘土微结构分析与强度机理的研究

从土体的微结构出发,运用分形几何的理论,计算土体微结构状态的分维指标.并把计算所得的分形维数与土体的龄期相联系,得到他们之间的定量数学表示关系,给出一个判断土体强度的新方法,从而推动土力学的发展.

南方湿热地区高液限黏土临界破坏应力室内试验与快速预估模型研究

针对车辆循环荷载作用下路基稳定及耐久性服役问题,以莲株公路升级改造工程为依托,以南方湿热地区常见黏土为研究对象,采用静三轴试验测定不同围压、含水率条件下土样的破坏应力;选用动三轴试验分析不同围压、含水率、应力水平条件下土样的弹塑性力学行为;然后,结合静、动三轴试验结果获得相应工况下临界应力(σcri);之后,基于三轴试验结果确定σcri取值准则;最后,建立一种σcri的快速预估方法。研究结果表明:破坏应力随围压增大而增大,随含水率增大而减小;当试样处于安定状态时其塑性、弹性应变随着加载过程的进行逐渐趋于定值,当试样进入增量破坏时其塑性应变随加载次数累积持续增加或急剧增大达到峰点值,弹性应变表现为随加载次数累积逐渐增加或不稳定变化;σcri随围压增大基本线性增大,随含水率增大基本线性减小;选取单次循环荷载周期下-0.3×10^(-2)~0.3×10^(-2)范围的最终弹性应变速率作为σcri的取值准则;提出综合考虑应力变量、状态变量、基本物理性能指标的σcri预估模型,并建立模型参数与基本物理性能指标间的经验关系式以实现σcri的快速预估。

CaCO_3与砂改良高液限红黏土对比试验研究

基于高液限红黏土的特殊性质,利用CaCO_3和砂对其进行改良,通过直剪试验和无侧限抗压试验探讨两种改良土样的强度指标与掺料比的关系.研究表明:CaCO_3和砂均能改变高液限红黏土的性质.改良后土样的黏聚力和内摩擦角均比改良前高,掺CaCO_3改良土样的黏聚力和内摩擦角在掺料比为40%时达到最大,且整体的黏聚力和内摩擦角值比掺砂改良的土样大.随着掺料比的增大,掺CaCO_3改良土的无侧限抗压强度逐渐减小;而掺砂改良土的无侧限抗压强度则呈先增强后减弱趋势,掺料比为10%时出现最大值;当高液限红黏土的含水率为40%时,CaCO_3改良土最优的掺料比为40%.