红土砾石料水泥稳定基层施工技术

红土砾石料作为一种特殊的水泥稳定基层材料,经水泥改良后具有其非常高的承载能力,在石料缺乏和开采难度大的地区是公路常用的基层材料,但由于其特殊性能,在厂拌法施工中与级配碎石水泥稳定料性能差别极大,因此在开采、筛分、拌和、摊铺和养护中采用一些特殊的技术处理措施来保证其施工性能和工程质量。

碎石桩红黏土复合地基承载力与变形特性分析

在天然红黏土地基上进行高填方机场建设,其沉降与稳定性难以满足机场控制标准。碎石桩复合地基具有加速地基固结沉降和提高地基承载力的作用,可较好应用在红黏土地基处理中,但其作用机理不明确。基于西南某高填方机场的红黏土地基,通过室内试验和原位测试,研究碎石桩处理前后红黏土的物理力学特性,得出置换率为7.0%时,碎石桩复合地基以排水固结为主要加固机理,处理28 d未加载条件下地基承载力提高了23.7%;利用ABAQUS有限元软件对红黏土未处理地基和碎石桩复合地基在填筑荷载下的变形特性和孔隙水压力消散情况进行数值模拟,得出天然红黏土地基固结速率非常缓慢,工后沉降不能满足运行期道面运行要求,采用碎石桩处理后,红黏土软弱地基的排水固结速率得到大大提高,施工期固结度可完成96.0%。研究结果得到了现场监测资料的验证,可为类似工程提供参考。

初始干密度对天然砂砾改良红粘土回弹模量的影响及预估模型

以掺天然砂砾改良的红粘土为研究对象,采用室内承载板法测定回弹模量,通过不同初始干密度下的回弹模量试验,深入研究了天然砂砾改良红粘土的回弹模量随初始干密度的变化规律,建立了不同初始干密度下回弹模量的预估模型。试验结果表明:在同一天然砂砾掺量下,随着初始干密度的提高,红粘土的回弹模量逐渐增大。当初始干密度由低向最大干密度增大时,回弹模量增长速度较快,当初始干密度超过最大干密度继续增大时,回弹模量增长速度变缓;在同一初始干密度下,当天然砂砾掺量从0增至30%时,回弹模量的增长幅度较小,当天然砂砾掺量超过30%而继续增长时,回弹模量增长幅度较大;初始干密度由1.6g·cm-3增长至2.0g·cm-3时,回弹模量增长值随天然砂砾掺量的增加而逐渐增大。分别建立了回弹模量随初始干密度及天然砂砾掺量变化的预估模型,通过补充试验,验证了预估模型的准确性。

砾土质戈壁土壤滴灌条件下红枣根系分布

研究砾土质戈壁土壤滴灌条件下红枣根系分布情况,为滴灌系统的科学设计和水分精确管理制度的建立及红枣施肥管理提供理论依据。以砾土质戈壁土壤为研究对象,对此类土壤滴灌条件下定植3、5和7a的红枣根系分布采用改良壕沟法进行观察,了解枣树根系的分布和生长情况。结果表明,砾土戈壁滴灌条件下红枣根系有向肥水生长的特性,大量垂直根系主要分布在20～80cm土层,以20～60cm土层较密集,占总根量的65%～80%,水平方向主要分布在0～50cm土层,其根系数量约占全部根系数量的90%以上,其中0～40cm土层根系约占全部根系数量的79%以上。可见,砾土质戈壁滴灌条件下3～7a生的红枣垂直根系主要分布在60cm土层,水平方向主要分布在0～50cm土层,施基肥深度应在30～50cm,施肥槽穴可留在树行中间。

长汀红壤侵蚀区土壤砂砾化对土表温湿度及种子萌发的影响

土壤砂砾化、植被恢复困难是长汀红壤强度侵蚀区的突出生态问题.为探索土壤砂砾化对植被恢复的影响,本研究以长汀红壤侵蚀区植被恢复先锋植物马尾松、胡枝子和宽叶雀稗种子为试验材料,采集长汀红壤强度侵蚀区的土壤,按砾石(粒径>2 mm)含量(10%、20%、30%、40%和50%)模拟配制5种不同砂砾化程度的土壤作为发芽基质,在露天自然条件下进行盆栽发芽试验,研究不同砂砾化程度土壤环境对土表温湿度及植物种子萌发的影响.结果显示:(1)砂砾化使土表高温低湿,干热化加剧,试验期间土表日最高温度高于30℃的天数占86%,高于40℃的天数占35%,砾石含量40%的土表日最高温度甚至超过50℃;除少数降雨天外,土表湿度基本低于10%,日最低湿度仅为3.9%.(2)土表温度与土壤砂砾化程度间存在显著正相关关系,土表湿度与土壤砂砾化程度间存在显著负相关关系,土表温度与湿度间也存在显著负相关关系.随着砾石含量的增加,土表温度呈上升趋势,而湿度呈下降趋势,且砾石比例越高,其土表温湿度变化越明显.(3)砂砾化土壤环境中,乔灌草植物种子难以萌发,试验期间具有活力的马尾松、胡枝子和宽叶雀稗种子均无萌发.综上表明,长汀红壤侵蚀区土壤砂砾化导致土壤严重干热化,无法满足植物种子萌发需要,植被自然恢复困难,因此,土壤砂砾化是长汀红壤侵蚀区植被恢复的主要限制因子之一.

BGA土壤调理剂在缺水土壤上的施用效果

[目的]为了缓解宁夏中部干旱带土壤缺水问题,提高水分生产效率和土地生产力。[方法]通过田间试验,研究BGA土壤调理剂对缺水土壤理化性质和作物生长发育的影响。[结果]与不施肥处理相比,施用BGA土壤调理剂改善了缺水土壤物理性质,促进了马铃薯、压砂瓜、红枣的生长发育,显著提高了压砂瓜和不覆膜条件下马铃薯产量,改善了红枣品质;与配方施肥处理相比,施用BGA土壤调理剂促进了压砂瓜、红枣的生长发育,显著提高了压砂瓜产量,改善了红枣品质。[结论]如果降低BGA土壤调理剂的生产成本或与化肥配合施用,那么BGA土壤调理剂改良缺水土壤是可行的。

不同含量砾石嵌套对红壤入渗特性的影响

土壤中砾石会不同程度地改变土壤水分运移过程,对土壤水文过程产生重要影响。以曹娥江上游省级水土流失重点治理区内红壤为研究对象,运用室内垂直一维定水头土壤入渗实验,研究不同含量(0%、10%、20%、30%)砾石嵌套条件下红壤水分的入渗特征,并利用Kostiakov、Horton、Philip模型对入渗过程进行拟合。结果表明:土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率均随砾石含量的增加而增加,但并非随砾石含量的增加而持续上升;嵌套砾石含量为20%、30%的红壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率并未表现出显著性差异(P<0.05);砾石嵌套对土壤水分入渗的影响是多方面的,表现在:随着嵌套砾石含量的增加,容易形成土壤大孔隙,有助于土壤中优势流的产生,从而促进入渗,同时也使得水分入渗路径弯曲复杂,从而限制入渗;含砾石土壤到达稳定入渗率的时间较长,瞬变、渗漏、稳定入渗3个阶段变化清晰,无砾石红壤入渗曲线阶段变化幅度小,趋于稳定入渗的时间短;Horton模型能够更好地反映无砾石以及砾石含量为10%和30%嵌套条件下的红壤入渗过程,Philip模型能够更好地反映砾石含量为20%嵌套条件下的红壤入渗过程。研究一方面可丰富有砾石嵌套的红壤水分入渗机制,另一方面,也为土壤侵蚀地区水土流失预防与综合治理、加强生态修复提供科学依据。

砾石对红壤工程堆积体边坡径流产沙的影响

为探究砾石对红壤工程堆积体边坡降雨侵蚀的影响,基于室内模拟降雨试验,在1.0、1.5、2.0、2.5 mm/min雨强条件下,以土质边坡为对照,研究了10%、20%和30%的砾石质量分数红壤工程堆积体边坡的径流特征、产沙过程及侵蚀动力机制。结果表明:1)砾石质量分数对稳定径流强度的影响存在阈值,在雨强>1.0 mm/min时稳定径流强度随砾石质量分数的增加先减小后增大,在1.0 mm/min雨强时则表现为先增大后减小,且均在10%砾石质量分数下达到极值;2)雨强1.0 mm/min时,径流为缓流,砾石促进径流流动,使弗汝德数增大24.5%—87.8%,雨强2.0、2.5 mm/min时,径流为急流,砾石延缓径流流动,使弗汝德数降低4.2%—13.0%;3)侵蚀速率随产流历时变化过程受砾石质量分数和雨强的影响,雨强越大,砾石质量分数越低,边坡越易发生细沟侵蚀且伴随重力崩塌现象,侵蚀速率呈多峰多谷变化趋势;4)1.0 mm/min雨强时,砾石存在加剧了土壤侵蚀,产沙增幅达28.7%—50.5%;雨强>1.0 mm/min时,砾石减沙效益为5.0%—64.4%;5)径流功率是描述红壤工程堆积体侵蚀动力机制最优参数,其可蚀性参数及发生侵蚀临界径流功率从大到小对应的砾石质量分数均为10%、0、20%和30%。研究成果可为红壤区开发建设项目水土流失治理及侵蚀预测模型提供科学依据。

嵌套砾石红壤坡面壤中流对降雨强度的响应

为研究嵌套砾石红壤坡面的壤中流动态过程及降雨产流分配,以红壤缓坡(10°)和陡坡(25°)坡面为研究对象,采用室内人工模拟降雨的方法研究不同降雨强度(60,90,120 mm/h)和不同砾石含量(0,10%,20%,30%)条件下壤中流的初始产流时间、产流速率和径流过程。结果表明:(1)不同含量砾石嵌套红壤坡面壤中流初始产流时间在雨强60 mm/h时接近15 min,在雨强90,120 mm/h时差别较大;雨强从60 mm/h增大到120 mm/h,不同含量砾石嵌套红壤坡面壤中流量和产流速率基本上表现为降低,其中25°嵌套20%和30%砾石坡面的壤中流产流速率均值分别下降86.7%和89.0%,雨强120 mm/h时壤中流峰值仅为60 mm/h条件下的10.7%和10.2%。(2)10°和25°各试验坡面,雨强60 mm/h时地表径流所占比例为8.0%~66.3%,雨强120 mm/h时地表径流所占比例为76.1%~93.5%,地表径流所占比例均随雨强的增大而提高32.8%~1 009.4%;雨强60 mm/h时壤中流所占比例为7.3%~30.0%,雨强120 mm/h时壤中流所占比例为1.1%~9.6%,壤中流所占比例随雨强增大而减小46.1%~93.9%。(3)回归结果显示,壤中流峰值流量Ip、壤中流系数It、壤中流消退速率K和降雨强度、砾石含量的二元线性回归效果都达到了显著水平(P<0.05);坡度10°时,降雨强度和砾石含量对壤中流过程参数所起的作用是相反的,而坡度25°时,砾石含量和降雨强度对壤中流各参数的作用相同。

红壤砾石混合介质水分蒸发特性研究

自然界土壤中常含有砾石,砾石使土壤水分运动特性发生变化。本文以红壤土为研究对象,开展土柱蒸发试验,设置4种砾石含量水平分别为0%(CK)、5%、10%、20%,分析不同砾石含量对土壤水分蒸发的影响。研究表明,不同砾石含量的土壤累积蒸发量表现为20%> 10%> 5%> CK。土柱累积蒸发量随砾石含量增大而增大;含有砾石的土柱蒸发量高于CK,原因是砾石与土壤结合中产生的大孔隙一定程度上促进了蒸发;采用3种不同模型拟合累积蒸发量和蒸发时间变化关系,结果表明Black蒸发模型拟合效果最好;随着蒸发时间的增长,土壤蒸发速率减弱。研究结果可为红壤区农田灌溉蓄水保墒等措施提供理论依据。

外围降水井法在巷口井东翼副立井的应用

巷口井东翼副立井覆盖层(砾石层)厚度达175 m,采用外围降水井法,群孔抽水,形成降落漏斗,将井筒周边地区地下水位降到175 m以下,减小了井筒涌水量,为井筒施工提供了良好的作业条件,顺利完成立井的施工任务。

黑棉土路基处治设计

黑棉土是埃塞俄比亚当地特有的一种膨胀土。以埃塞俄比亚某高速公路为依托,介绍黑棉土路段的路基处治设计。结合当地既有的工程实例,以及某高速路已经完工和正在修建的路段,对黑棉土的膨胀特性、黑棉土路段路基病害和成因进行分析。结果表明:黑棉土的主要破坏模式为干湿循环造成黑棉土胀缩效应;黑棉土治理应遵循"防排结合、多方类比、谨慎换填、及时取样"的原则;对尚未施工的黑棉土路段低填路基处治设计,应从施工准备、施工过程与施工后的防水设计、地表水与地下水排水设计、填料设计以及边坡设计(封闭坡面、放缓坡率)等方面入手加以优化;建议在线形设计时对黑棉土路段排水预留条件;从设计到施工,黑棉土路段路基应始终贯彻"保水、防渗"原则。

模拟降雨条件下含砾石红壤工程堆积体产流产沙过程

生产建设项目开发过程中形成的工程堆积体具有特殊的结构和复杂的物质组成,坡面侵蚀特征明显有别于一般农地.采用室内人工模拟降雨试验方法,研究降雨强度对红壤区不同砾石含量（0%、10%、20%、30%）工程堆积体产流产沙过程的影响.结果表明：坡面产流开始时间随降雨强度和砾石含量的增大而减小,减幅分别为48.5%-77.9%和4.2%-34.2%,且与降雨强度呈显著的幂函数关系.坡面径流流速和径流率均随产流历时呈先上升随后趋于稳定的变化趋势,降雨强度是其主要影响因素,砾石含量对其影响不显著.砾石对径流量的影响存在一个10%左右的阈值,1.0 mm·min^-1雨强、10%砾石含量时坡面产流量最小;雨强〉1.0mm·min^-1时,10%砾石含量坡面产流量最大.随雨强增大径流量增加10%-60%.坡面含沙量在产流前6 min急剧下降后趋于稳定,随砾石含量增大,降雨强度对含沙量的影响减小.雨强〉1.0 mm·min^-1时,砾石具有显著的减沙效应,产沙量与降雨强度和砾石含量呈显著的线性函数关系.

桂林市混合土地基承载力研究

桂林地区的混合土以其独特的地区特征、复杂的工程力学性质而引起许多学者的注意,由于没有适合桂林地区混合土力学性质规范,因此对桂林地区混合土承载力的研究是很有必要的。结合工程实例,对桂林市混合土地基进行研究,由于静力载荷试验的承压板和实际的基础尺寸存在一定的差距,因此合理地得出静载试验曲线主要取决于建筑物的允许变形值和当地经验。并通过FLAC3D对静载试验进行模拟,与现场静载试验的结果对比分析,现场试验和数值模拟得到的地基载荷试验变化规律基本一致,曲线基本吻合,得出利用FLAC3D有限差分软件模拟地基荷载试验是合理的。

碎石桩加固带硬壳红黏土地基变形特性的数值分析

利用有限元软件PLAXIS对机场高填方地基处理工程中碎石桩处理的红黏土地基及未处理红黏土地基在上覆填筑体荷载下的变形特性进行数值模拟分析。数值计算中考虑了红黏土硬壳层的非饱和特性、红黏土地基的排水固结以及此过程中碎石桩的涂抹效应和井阻效应等,通过计算对比并结合现场实测数据,对桩长、桩径、置换率、桩身刚度等主要因素对加固效果的影响给予讨论,结果表明:增加桩长,采用小桩径、小桩距可有效加快地基固结沉降。还特别对目前工程界关心的带硬壳层红黏土地基是否适用碎石桩处理进行分析,给出了碎石桩处理带硬壳层红黏土的适用条件。