不良级配粉细砂路基碾压数值模拟

我国滨海地区存在大量粉细砂,其级配较差,为减少客土使用,可将其用做路基填料。依托海南某旅游公路粉细砂填筑路基项目,建立不良级配粉细砂路基压实过程的PFC2D模型,研究压实作用力、静动碾压和压实遍数的压实效果,建立压实度K和孔隙率n关系。结果发现,不同压实力作用下粉细砂孔隙率沿深度变化不明显,动碾相对于静碾压实效果更好且作用深度更深,随碾压遍数增加,粉细砂孔隙率减小,路基压实度增大,但碾压超过一定遍数后,对压实效果提升不明显。数值模拟与现场试验结果较为一致。

考虑颗粒形态及阻塞效应的不良级配砂砾土潜蚀过程模拟

在复杂水土荷载服役环境下,水工岩土结构极易发生潜蚀灾变,诱发建筑物失效灾变。采用计算流体力学-离散元耦合方法(computational fluid dynamics-discrete element method,简称CFD-DEM),针对土石坝、边坡等工程中广泛存在的不良级配土,考虑3种细颗粒含量和3种颗粒形态研究了不良级配砂潜蚀过程;通过分析颗粒迁移轨迹、位移和接触数等,从细观角度阐明了潜蚀过程中细颗粒运动特征,并将颗粒的迁移效应划分为阻塞、脱空、迂回和冲脱4种;通过统计分析整个过程迁移效应的演变发现,潜蚀启动初期细颗粒多数处于脱空状态,随后在渗流作用下颗粒逐渐相互接触,脱空效应占比急剧下降,造成颗粒的迂回和冲脱组成的其他非稳态逐渐上升,随后运动的颗粒逐渐被其他颗粒约束,颗粒的阻塞率上升,最终绝大部分颗粒处于阻塞状态,试样最终达到稳态。

不良级配颗分曲线的方程表述

在相关土水特征曲线拟合的基础上,对复杂形态的不良级配颗分曲线进行了方程表述,采用粒子群全局优化算法进行非线性回归,对不同工程中的颗分曲线进行了拟合验证。结果表明:针对高填方土石混合料粒度空间变异性大特点,可在土水特征曲线拟合方程基础上构建7参数双峰拟合方程,结合优化算法,可较好的实现对不良级配的复杂颗分曲线的拟合。双峰模型对不良级配颗分曲线拟合的效果良好,精度较高,具有明显的优越性和广泛的适用性,为复杂级配土石填筑体的物理力学特性定量表述提供了新的思路。

不良级配粗粒土渗透变形的数值试验

针对单一粒径粗粒组和细粒组混合而成的不良级配粗粒土,采用计算流体力学与离散元耦合方法,考虑孔隙水与固体颗粒的相互作用,模拟了一定水力比降作用下的渗透变形过程,研究了细粒的运动规律,对比分析了初始细粒含量对渗透变形过程的影响。在水力比降作用下,土样中细颗粒运移会经历两个阶段,初期渗透压密,运动速度较低,之后随着渗透变形发展,渗流通道和运移通道逐步开敞,细颗粒运移速度加快。渗透变形发展过程中,土样出水口和入水口位置细粒含量降低、局部水力比降减小,而中部细粒含量增大、局部水力比降缓慢增加。当土样中初始细粒含量达到40%时,土样中部细粒含量会提高,并逐渐出现明显淤积层。土体渗透变形取决于整个渗径上的渗透稳定性,土料自身颗粒粒径几何关系确定的内部稳定性不能完全表征土体的渗透稳定性。

不良级配砂砾石坝壳料碾压参数选择

黏土心墙砂砾石坝,砂砾石作为坝体主要筑坝材料应具有较高的强度和抗风化能力,施工填筑中要确保碾压后的砂砾料相对密度满足设计要求。以文得根水利枢纽工程为依托,介绍了不良级配砂砾石料碾压参数确定方法。2019年的上游围堰砂砾石填筑施工表明,采用26 t振动碾,高频率27~32 Hz,底振幅,行进速度控制在不大于3.0 km/h,砂砾料虚铺85 cm,碾压8遍,能够满足相对密度不小于0.75设计指标。

覆盖层不良级配砂砾石料渗透稳定特性及影响因素探讨

通过覆盖层管涌土料在不同密度、不同级配、不同应力条件下的渗透与渗透稳定试验,探讨各影响因素对渗透系数及抗渗破坏水力比降的影响。试验结果表明,细粒含量对渗透系数及破坏水力比降的影响较大,随着细粒含量的增加,破坏型式从管涌型向过渡型转变,破坏水力比降也增大;干密度越大,渗透系数越小,破坏水力比降越大;水流方向对渗透系数影响不大,对破坏水力比降略有影响;上覆压力对渗透系数及破坏水力比降均影响,主要是施加上覆压力后,细颗粒往出口移动除了克服自重外,还需抵消上覆压力分解来的压力。

级配不良卵石深基坑地表及支护变形规律研究

以洛阳市地铁1号线卵石深基坑为工程原型,采用颗粒离散元软件PFC^(2D),建立级配不良卵石层深基坑支护结构数值分析模型,分析地表沉降和支护结构变形规律。研究结果表明:围护结构插入比对地表沉降的影响存在3个发展阶段,适用于级配不良中密卵石基坑的插入比范围为0.38～0.58。根据对变形规律的分析,得到内撑在控制围护结构侧向位移和地表变形中作用效果不同的结论。通过理论与实测数据对比,论证级配不良中密卵石地层基坑内支撑设计和插入比选择的可靠性。研究成果可为类似卵石地层中地铁深基坑施工提供参考。

级配不良天然砂砾填筑路基的试验研究

天然砂砾资源丰富,是一种非常好的筑路材料,但也有一些不符合级配要求的天然砂砾,文章通过对天然砂砾的试验分析,提出了施工技术措施和加强试验检测,以求合理的利用当地级配不良砂砾资源填筑路基,既能保证工程质量,又能降低工程造价。

极细、级配不良粉细砂填筑技术在BA干渠工程中的应用分析

新疆BA干渠末端填方渠道周边除极细、级配不良粉细砂料外再无可利用土料场作为渠堤填筑料,本项目在保持原级配的前提下,经多次现场生产性试验,对极细、不良级配粉细砂确定了“调整砂料含水率+静碾”的施工工艺,成功将极细粉细砂用于工程实际,节约了工程投资同时为国内极细、级配不良粉细砂的工程应用提供了科学依据。

级配不良细砂土路基填筑的施工与效益分析

针对级配不良细砂土表面水分散失快、失水后易松散、采用常规压实方法无法压实、干稳定性差的特点,经过反复试验,通过掺灰粘土包边、含水量控制、调整压实设备配备(采用配重装载机、胶轮压路机替换常规路基填筑采用的光轮压路机)的方法,确保级配不良细砂土路基填筑质量,达到了降低工程造价的目标。

级配不良细砂土路基填筑施工技术

从细砂土技术特点、技术原理、工艺流程、操作要点、质量控制措施等方面对于级配不良细砂土填筑路基的施工技术进行阐述。

李家粱水库引水拉砂筑坝颗粒级配试验研究

通过颗粒级配试验方法,阐述了从取样、计算、以及颗粒大小分布曲线绘制的全过程。论证了李家粱水库筑坝材料颗粒级配的总体情况,为工程后期建设方案提供了有力的理论依据。

北古高速路基填料级配改良试验研究

北古高速公路克山段境内存在大量不良级配砾类土,俗称黄黏砂,不宜直接作为高速公路路基填料。根据黄黏砂颗粒级配分布掺加细粒土和石灰对其进行改良,对不良级配砾类土掺加细粒土和石灰比例进行分析,选择最优比例作为施工方案,研究经改良后的黄黏砂作为路基填料的力学特性。经过现场检测结果表明,不良级配砾类土与细粒土的比例含量为6∶4,且掺加5%的石灰时方案最佳。并总结出利用改良后黄黏砂作为路基填筑材料的技术指标和施工方法,有助于指导类似问题的施工方案,扩大黄黏砂的应用范围,为克山地区高速公路路基填料的选择和应用提供参考意义。

不同设备在级配不良砂土上功效迥异

级配不良沙土因其具有颗粒均匀、孔隙率大、密实度低、保水性能差、松散等特性,轮式设备的轮胎与地面接触面积小,车身给地面带来的压力较大,在不良沙土地段通行易陷车,施工作业困难,甚至出现事倍功半效果。履带式设备的履带较宽,且履带式可以均匀地分散车身压力,带给地表更小的压力,在松散砂土地带行动自如。通过现场测试比较两组设备挖运单位土方量的时间和油耗量,再探讨不同机械设备在级配不良砂上的功效迥异。通过比对结果发现,自行式履带铲运机这种设备在级配不良砂路面上功效良好并具有较大的优势,而轮式设备(装载机+自卸车)在不良级配砂路面上表现较差,未能发挥出原有的功效。因此,建议在级配不良砂土路段的施工,优先使用自行式履带铲运机作为挖运设备。

水泥稳定钢渣碎石基层材料的路用性能研究

为保证公路半刚性基层性能的前提下最大限度地使用钢渣,尝试将级配不良的自然级配水泥稳定钢渣混合料用于低等级道路的基层,探究级配对水泥稳定钢渣混合料力学性能、收缩性能和耐久性的影响,分析自然级配水泥稳定钢渣混合料用于低等级公路半刚性基层的可行性和适用性。结果表明:4类级配的水泥稳定钢渣碎石混合料的力学性能均随着龄期和水泥掺量的增加而增长,中级配各项性能最优,自然级配的性能最差。级配显著影响混合料的力学性能、收缩性能和疲劳性能。尽管掺加自然级配的水泥稳定钢渣混合料因级配不良将降低其路用性能,但各项路用性能指标均能够满足规范中对低等级公路的技术要求,同时因能够最大限度地利用钢渣修筑道路基层,将具有较好的社会和经济效益,推荐掺自然级配钢渣的水泥稳定钢渣混合料应用于低等级公路基层。

弱围岩下盾构隧道单液浆试验及适用性研究

从地下水资源和地表植被保护、隧道结构耐久性的角度出发,单液浆更符合生态环境保护理念。为克服浆液前期强度无法估算、硬化时间不可控,容易堵塞注浆管路等缺点,以能适用低塑性黏土和级配不良砂土地层的单液浆为研究对象,进行水平塌落度、侧限排水固结、泌水性、硬化时间及无侧限抗压强度等试验。研究结果表明:浆液与注浆管路之间的摩擦力、浆液自身的黏滞阻力等引起的注浆压力损失实测值为0.016MPa,相对于注浆压力可忽略不计;单液浆性能发展时间的准确把握是可以完美契合盾构高效掘进对时间的要求;浆液的强度随着固结压力的增加而增加;基于试验数据的地表沉降预测值和监测值的相互比较,验证了将固结排水试验中浆液在一定压力下可承受部分强度的理论引申到盾构施工过程中具有合理性。

玛尔水电站砂石加工系统工艺设计研究

水电站砂石加工系统主要为工程混凝土生产提供骨料,其工艺流程的设计与混凝土骨料的质量密切相关,工艺设计应综合考虑料源特性、混凝土种类及级配要求等因素。该文以巴基斯坦玛尔水电站砂石加工系统为例,针对料源级配不良、含泥量及云母含量较大等问题,在工艺流程设计时,考虑选取料场含量较高的蛮石料轧制进行级配补充,并利用蛮石料轧制生产的人工砂与天然砂混掺降低细骨料云母含量,同时对骨料进行冲洗以降低其含泥量,工艺流程可为类似工程砂石加工系统设计提供参考。