干湿循环条件下碾压膨胀土的裂隙发展规律

为探讨公路工程中膨胀土路基裂隙的开展过程和演化规律,设计并开展了室内模拟试验,初步获得压实膨胀土中裂隙的发育过程及随干湿循环作用次数的变化规律.运用MATLAB的图像处理功能,对开裂试样进行了定性描述和定量统计分析.分析结果表明:初始状态下,试样中产生的裂隙细微短小,裂隙率较低;首次干湿循环作用后,试样裂隙率大幅提高,且开裂宽度和深度急剧加大;但经随后几次干湿循环的作用,裂隙的增长率逐步减小并趋于稳定.研究结论对指导膨胀土路基施工有一定意义.

用蒸气吸附指数(W_(75))对粘土的膨胀势分类

采取系列密苏里和科罗拉多州的天然粘土并用商用斑脱土和黄土配制不同比例、较大膨胀潜势范围的混合粘土,将土样烘干置于相对湿度为75%的玻璃容器内让其充分吸湿,测定各自蒸汽吸附指数W75(重力含水率),对比基于塑性指数和吸力指标的已有粘土膨胀势分类方法,发现用W75可定性对粘质土的膨胀势(低、中、高)分类并具有如下特点:不需专门设备便能同时对大量土样进行试验;测试能自动完成;只需3～5d即获得测试结果且变差系数在5%～23%之内。因此,建议采用W75进行粘土的膨胀势分类。

淤泥在真空预压加固下的土柱形成试验研究

为研究真空预压过程中"土柱"的形成原因,采用粒子图像测速(PIV)技术观察了高含水率淤泥在真空预压下的变形特性,并结合孔隙水压力值以及排水量进行了综合分析。

真空预压过程中滤膜等效孔径和土颗粒级配对排水板淤堵影响的试验研究

采用真空预压法处理吹填淤泥时,塑料排水板滤膜的淤堵会使真空预压效率大大降低。土颗粒的级配和滤膜的等效孔径与滤膜的淤堵有很大关系。本文选用两种不同滤膜等效孔径的排水板和三种不同级配土体进行真空预压室内模型试验,对出水量、孔隙水压力以及土体沉降进行分析,研究滤膜等效孔径和土颗粒级配对排水板淤堵的影响。实验结果表明:粗颗粒在排水板淤堵过程中起主要作用,在粒径相同的条件下,大孔径排水板更不容易发生淤堵。

石灰对真空预压加固高含水率淤泥效果影响试验研究

针对石灰添加剂和真空预压联合处理高含水率淤泥过程中石灰的作用尚不明确的问题,本文采用改进的真空预压室内试验对未经石灰处理和经石灰处理后的高含水率淤泥在自重沉降以及真空预压阶段的沉降、真空度、孔隙水压力等进行分析。试验结果表明石灰处理会促使土颗粒絮凝成团,增大土体的渗透性,从而提高了真空预压的效率,能显著提高土体的抗剪强度。

低应力条件下不同密度的南宁膨胀土抗剪强度试验

为获取浅层坍滑膨胀土边坡滑面的真实抗剪强度,设置不同干密度和低应力条件,用常规直剪仪对南宁膨胀土开展饱和快剪、固结快剪、慢剪和残余剪试验,并对干密度1.7g·cm-3的土样进行干湿循环饱和慢剪试验,系统研究了干密度、试验条件及方法对抗剪强度的影响。结果表明:干密度和应力条件对饱和快剪、固结快剪、慢剪的强度影响显著;低应力下饱和慢剪强度最小;3种抗剪强度线均呈非线性变化,宜用乘幂函数拟合;残余剪与干湿循环慢剪强度值较为接近;与规范法直线回归的残余强度值相比,低应力下的实测值仍小很多。根据该结果提出分析膨胀土坡浅层破坏时,选取土体抗剪强度参数的建议。

膨胀土边坡浅层破坏稳定性分析

应用南宁膨胀土开展低应力下的常规饱和慢剪、固结快剪、快剪试验,获得了抗剪强度随竖向应力的变化规律,分析了低应力对抗剪强度的影响。进行了75、100、200、300kPa竖向压力下的残余强度试验,运用Seep/W和Slope/W软件,考虑降雨入渗条件,采用M-P、Ordinary和Bishop三种极限平衡法对各抗剪强度下膨胀土边坡的稳定性进行对比分析。分析结果表明:各抗剪强度受低应力的影响显著,均呈非线性,可用幂函数表达;饱和慢剪强度在低应力时最小,高应力时最大;采用含低应力饱和非线性慢剪强度进行边坡稳定分析结果与实际发生的浅层破坏吻合。

土工格栅反包加筋支护膨胀土堑坡的工作机理

结合南宁外环高速修建,在完成典型南宁膨胀土性质试验后,借助FLAC3D土工格栅结构单元建立边坡模型;根据物体温度变化产生的热效应与膨胀土吸湿后的体胀效应的相似性,运用FLAC3D的热-力耦合模块分析坡体干湿循环显著影响区内的筋、土相互作用,获得反包加筋体内部的应力、变形及广义塑性应变发展规律;对比开挖边坡体内土中应力、应变及其稳定性,依据加筋膨胀土体内的筋材受力、变形特点,分析并论证了柔性支护处治膨胀土堑坡的"框箍"工作机理。

设置级配碎石加铺层的复合式路面实用性分析

采用级配碎石作为复合式路面裂缝缓解层,利用级配碎石层散粒体、柔性层状及加铺隔离作用有效吸收、消散荷载引起的沥青面层底部应力,并减小路面弯沉,达到抑制和延缓反射裂缝出现的效果。本文利用有限元法对不同级配碎石层厚度及弹性模量情况下的沥青面层应力及弯沉进行计算和对比分析,结果得到:合理增加级配碎石层的厚度能有效减小沥青面层的底部应力及弯沉值,而增加级配碎石的弹性模量效果则不明显。通过对实践的总结得出:设置合理厚度的集配碎石层能有效抑制复合式路面的反射裂缝。