云南红黏土路基填料压实特性试验研究

为了更全面研究云南红黏土用作路基填料的压实特性,以云南蒙文砚高速公路沿线红黏土为研究对象,首先采用室内重型击实试验对比分析了不同成型方法和击实功对其压实特性的影响;然后采用振动压实试验对比分析了不同振动频率、振动幅度和含水率对其压实特性的影响,并与重型击实试验结果进行对比分析;最后通过现场试验段检测,提出了一种夹层型红黏土路基填筑结构和相应的压实参数及压实工艺。结果表明,采用重型击实时,湿法获取的击实曲线比干法获取的击实曲线更为平缓,更有利于控制施工中红黏土的含水率;击实次数越多,云南红黏土的最大干密度越大、最佳含水率越小,但两者变化幅度均较小,增加击实功对偏湿的云南红黏土收效甚微。采用振动压实时,云南红黏土的干密度随振动频率或含水率的增大呈现先增大后减小的趋势,但随振动幅度的增加而不断增大,其最佳振动频率为35 Hz、最佳振动幅度为0.8 mm;相较于重型击实法,采用振动压实测得云南红黏土的最大干密度更小、最佳含水率更大,意味着云南红黏土的振动压实效果较差。现场施工时,夹层型红黏土路基碾压含水率宜为27%~29%、松铺厚度宜为25 cm、碾压遍数宜选用静压1遍+弱振1遍+强振4遍的工况。以上结果有助于为云南地区红黏土路基的现场施工与设计提供参考。

水泥和速凝剂掺量对红黏土浆液性能影响研究

针对云南地区红黏土在注浆工程中理论研究尚不成熟的现状,充分考虑注浆工程对浆液可灌注性的要求,以及对注浆材料性能优化以适应不同地质条件等,本文通过室内试验,对比研究不同水泥和速凝剂掺量对黏土水泥浆液性能的影响,试验时控制修正后原浆黏度在25~30 s之间,确定水泥掺量水平为5、10、15 g/100ml原浆,速凝剂掺量水平为1、3、6 g/100ml原浆。结果表明:黏土水泥浆液析水率随水泥掺量增加而增大,浆液稳定性降低,速凝剂掺量对浆液析水率影响不显著,试验中各组浆液析水率都小于5%,为稳定浆液;浆液的胶凝时间随速凝剂掺量变化从几十分钟至几秒钟可调,速凝剂掺量为3 g/100ml原浆时,黏土水泥浆液的胶凝时间最短,仅7 s;浆液结石率随速凝剂增加而增大,6 g/100ml原浆时出现膨胀现象,水泥掺量越多浆液结石体收缩越明显;黏土水泥浆液的渗透系数随着水泥掺量的增加而减小,速凝剂掺量对渗透系数影响不显著;对黏土水泥浆液结石体3天、7天、28天抗压强度进行分析,浆液结石体早期强度发展缓慢,后期增长较快,3天最小强度0.13 MPa,28天最大强度3.35 MPa,各试验组浆液结石体抗压强度均达到注浆材料要求。根据以上变化规律可以针对不同地质条件实现浆液的快速配置,有效提高对浆液注浆过程中可灌注性的控制,减少弃浆,降低成本。

红黏土及水泥掺量对塑性混凝土性能影响研究

本文研究结合云南红土地区,采用3个系列15组配合比,通过进行塑性混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量及渗透系数试验,对比研究红黏土及水泥掺量对塑性混凝土性能的影响。3个系列对应的水泥掺量分别为120 kg/m3、150 kg/m3和180 kg/m3,每个系列下的5组红黏土掺量分别为0 kg/m3、50 kg/m3、100kg/m3、150 kg/m3和200 kg/m3。试验结果表明：当水泥掺量相同时,随着红黏土掺量从0 kg/m3增加至200 kg/m3,N1、N2、N3系列塑性混凝土弹性模量分别降低了45.3%、23.0%和14.6%,渗透系数分别降低了57.8%、56.6%和78.1%,均呈显著下降,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度亦呈不同程度下降;当红黏土掺量相同时,随着水泥掺量从120 kg/m3增加至180 kg/m3,不同系列塑性混凝土弹性模量分别增加了107.6%、116.7%、149.2%、184.8%和224.5%,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度强度增幅均超过30%,上升显著。其中,当水泥掺量超过150 kg/m3时,28 d抗压强度、28 d劈裂抗拉强度和28 d抗折强度增幅变大,弹性模量增幅明显变小,渗透系数降幅明显变大。研究发现,当水泥掺量在150~180 kg/m3,红黏土掺量在150~200 kg/m3范围内,塑性混凝土性能最优。研究成果对塑性混凝土在云南红土地区水利工程中应用,具有重要的理论意义和应用价值。