高速公路改良粉黏土路基施工技术研究

为提高粉黏土路基的承载力和耐久性,采用石灰和水泥两种改良剂,对粉黏土进行改良试验,分析改良后的粉黏土的最大干密度、最佳含水率、CBR值及渗透系数等指标,并结合工程实例,探讨改良粉黏土路基的施工工艺。结果表明:水泥改良粉黏土的剂量应控制在5%以内,而石灰改良粉黏土的剂量应控制在20%以内;水泥改良粉黏土效果优于石灰,实际中需要根据具体工程条件和要求进行优化选择。

公路改良粉黏土路基施工关键技术研究

结合某公路路基施工中改良粉黏土施工关键技术。重点探讨了在路基施工中采用砂砾掺配改良技术、水泥改良土技术以及土工格室改良技术对低液限粉黏土进行改良,旨在进一步提高粉黏土路基的承载力和抗压强度,满足路基施工技术规范要求。

高速公路改良粉黏土路基施工技术

为明确粉黏土对高速公路路基的影响,结合实际工程,对砂砾类改良粉黏土在路基施工中的应用效果进行了研究。分析不同砾类土含量对改良土CBR值和抗压回弹模量的影响,发现当砾类土含量为5%时,施工效果最好。分析水泥改良粉黏土性能,发现随着水泥含量的增加,水泥改良粉黏土的抗渗性能和CBR值均呈线性增长,且当水泥含量为5%时,其CBR值最高、抗渗性能最佳,满足施工要求。

客运专线路基粉黏土填料适用性判别及改良设计

对秦沈客运专线粉黏土进行了大量的原土和改良土室内、外及现场填筑试验 ,取得了各土源大量数据。通过试验结果的分析 ,对粉黏土的一些物理力学指标之间的关系进行探讨 ,初步确定了对粉黏土的适用性判别标准 ,提出粉黏土物理改良方法及适用条件 。

循环荷载下重塑饱和粉黏土的动—静强度弱化规律研究

选取重塑粉质黏土作为试验土样,采用室内动静三轴试验系统研究循环荷载作用下土体的动静力学特性,动静强度的弱化规律,考虑了围压、频率、固结比、动应力比、循环次数5种因素对动静强度的影响。试验结果表明:承受循环荷载作用后土体与原土体相比总强度可能会增加也可能会降低,剪切时的孔压都会大于原土剪切时孔压。可以统一的是所有承受循环荷载作用后土体有效强度都会降低。通过对强度进行无量纲化处理,引入了动弹性应变和动弹性孔压,确定了动弹性应变与有效强度比,动弹性孔压与有效强度比关系符合指数模型,并提出来适用于衰减系数与动弹性应变,衰减系数与动弹性孔压的对数函数模型。

循环荷载作用下重塑饱和粉黏土的刚度弱化特性研究

以东海大桥海上风电场项目为课题背景,通过动三轴系统对重塑饱和粉质黏土开展一系列长期不排水循环加载三轴试验,分别考虑围压、动应力比和频率3种因素,特别是对高频(f>5 Hz)下土体的动力弱化特性进行了研究。试验结果表明:累积塑性应变与累积孔压随着循环次数的增加而增大并且趋于稳定,呈现出应变软化和孔压软化现象。割线动变形刚度模量和割线动弹性刚度模量则随着循环次数的增加,先急剧降低然后趋于稳定,从而表现出刚度弱化现象。进一步研究了割线动弹性刚度模量与循环应变幅值的关系,割线动弹性刚度模量的衰减趋势受动应力比和频率的影响不大,与围压有关,围压越大,割线动弹性刚度模量衰减趋势越慢,衰减稳定幅值越低。

水泥改良粉黏土路基施工技术在公路工程中的应用

为研究公路工程中水泥改良粉黏土路基施工技术,提高公路使用性能,依托实际项目,在试验路段采用4组水泥掺量改良粉黏土进行施工,并对试验路段无侧限抗压强度、CBR承载比和抗压回弹模量进行检测。根据检测结果,考虑施工效果和经济性,推荐最佳水泥掺量为3%。

粉黏土地质临海工况下临时止水围堰结构型式研究

本文对大唐东营2×1000MW新建工程厂外取排水口临时围堰型式进行研究,综合考虑黄河流域粉黏土地质及取材方便等特点,结合油田及政府部门对临时围堰的要求,确定采用充填砂袋、钢板桩及倒“T”混凝土压顶的结构型式。对围堰不同工况的稳定性和渗透进行了计算,并进行了物模实验。围堰施工后抵御了多次风暴潮,渗水量控制较好,为类似工程的施工提供参考。

粉黏土地层隧道地铁振动传递特性研究

为解决地铁对环境振动的影响,本文以郑州地铁1号线为例,对粉黏土地层隧道地铁振动传递特性进行研究,郑州地铁1号线采用三种减振措施,提出了结构对不同频率振动的传递特性,其中激振频率分别大于8 Hz和20 Hz时,这两种轨道方案隔振效果显著提高,以期为相关工程人员提供参考。

碱激发材料固化低液限粉黏土路用性能及抗冻融特性研究

以伊犁地区S315线蜂场至尼勒克段低液限粉黏土为研究对象,以碱激发材料为固化剂,对粉质黏土和其固化土开展了路用性能指标试验与冻融循环试验,并利用电镜扫描试验(SEM)与X射线衍射试验(XRD)研究了固化土的微观特征,探讨了碱激发材料对粉质黏土路用性能指标与抗冻融特性的影响。试验结果表明,固化土的无侧限抗压强度与抗剪强度随碱激发材料掺量和养护龄期的增加而增大;固化土的CBR值与回弹模量随碱激发材料掺量的增加而显著增大,固化土路用性能指标满足规范要求。低液限粉黏土对冻融敏感,其冻胀、融沉率的大小与降温速率、含水率有关,相同温差下温度梯度越小土体受冻融影响越明显,相同温度梯度下含水率越高土体受冻融影响越明显。不同碱激发材料掺量下的固化土在补水条件下冻胀率均小于1%,不发生冻胀。微观特征分析结果表明,碱激发材料的主要水化产物是C(-A)-S-H凝胶,其生成量随龄期增加,其填充和胶结作用使土体形成致密的微观结构,从而提高土体的强度,同时增强其抗冻融稳定性。

高速公路粉黏土干湿循环效应试验研究

通过干湿循环效应试验对粉黏土的重要工程性质进行研究发现,土体经历干湿循环后表现出一定的软化特性,且强度有一定的衰减,抵抗变形的能力降低,容易引起路基、基础的不均匀沉降等工后病害。因此,干湿循环效应试验能够为软土地基高速公路的施工、运营、养护等工作提供重要的参考依据,应加以有效利用。

高含水量冻粉黏土应力-应变曲线特性的试验研究

为研究青藏高原粉质黏土在高含水量条件下的应力-应变特性,本文对粉质黏土试样开展了较高含水量(15%,30%,50%)、不同温度(-2℃,-4℃)及围压(0.5,1.0,2.0,4.0 MPa)条件下的三轴剪切试验,分析了冻粉黏土试样应力-应变曲线的形态和强度规律,并给出了机理性解释。试验结果表明:冻粉黏土试样的应力-应变曲线均为应变软化型。高含水量下(50%),试样的初始切线模量随围压增大呈幂函数形式增大。随着含水量的增大,试样的破坏过程渐呈脆性。试样强度方面,含水量的增大使冻粉黏土强度呈先减小后增大的规律,即存在一个强度最不利含水量。此最不利含水量主要是由于土骨架与冰相的组合使系统处于“最弱结构”以及各组分在承受荷载时的主次地位变换而引起的。围压增大使冻粉黏土强度线性降低,但降低幅度不大。结合Mohr-Coulomb准则的分析表明,黏聚力是冻粉黏土强度的主要指标,其值在最不利含水量时取得最小值,围压对冻粉黏土强度的削弱作用也在此时得以突显。

不同固结条件下尾矿粉质黏土动力变形特性分析

利用GDS振动三轴试验系统,针对四川省某尾矿库的尾矿粉质黏土料,基于不同固结条件开展振动三轴试验,研究尾矿粉质黏土在分级循环荷载下的变形特性,基于不同固结条件对尾矿粉质黏土各动力变形特性参数的变化情况进行对比分析。结果表明:当固结围压σ_(3)和固结比Kc不断变大时,尾矿粉质黏土的各动力变形参数呈现出明显不同变化趋势,阻尼比λ会持续变小,动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)不断增大;在动应变ε_(d)不断增大的过程中,阻尼比λ会相应升高,但动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)却显著下降,动弹性模量比E_(d)/E_(dmax)逐渐减小,表明动弹性模量逐渐衰减,且衰减过程呈三段式;固结压力σ_(3)和固结比Kc的增大可以减缓动弹性模量E_(d)的衰减。采用沈珠江动本构模型对试验结果进行拟合,获得相关模型参数。

冻融循环对季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能的影响

为探究季冻土区粉质黏土-混凝土界面剪切性能,进行了不同冻融循环次数、土体含水率和法向应力的粉质黏土-混凝土二元体冻融循环试验和直剪试验,探讨了界面抗剪强度、抗剪强度参数和抗剪强度损伤度的变化规律。结果表明:直剪试验得到的应力-应变曲线均发生应变硬化现象,可分为弹性变形阶段(剪切位移为0~3 mm)和弹塑性变形阶段(剪切位移为4~15 mm);冻融循环对界面抗剪强度有劣化作用,即通过对土体造成损伤,导致界面内摩擦角和黏聚力下降,从而降低界面抗剪强度;随着冻融循环次数增加,界面抗剪强度损伤度增加,当冻融循环进行0、4次,抗剪强度损伤迅速,冻融循环进行12~20次,抗剪强度损伤较缓,最大界面抗剪强度损伤度为25%;土体含水率的增加对抗剪强度有削弱作用,随着土体含水率的增加,界面内摩擦角降低,但黏聚力先增加后减小,当土体含水率为20.7%时,黏聚力达到最大值;法向应力的增加对抗剪强度有增强作用。

雄安新区粉质黏土的动力特性试验研究

为分析雄安新区粉质黏土的动力特性,采用GDS多功能动态循环三轴试验系统,对雄安新区粉质黏土进行14种工况(不同围压、固结比和加载频率)下的动三轴试验,深入分析了动骨干曲线、动弹性模量、动剪切模量、阻尼比等在不同工况下的变化规律及相关参数。试验结果表明:随动应力幅值的增大,动应变呈非线性增长,且存在某一临界动应力值;随动应变的增大,动模量逐渐减小,且减小速率先快后慢、最后趋于稳定;随动剪应变增长,阻尼比呈非线性增长,且阻尼比最大值不超过0.12;随围压与固结比增大,动强度和动模量均明显增大;围压与固结比对阻尼比影响较小,具有归一性特征;随频率增大,动应力幅值、动弹性模量增大,但增长幅度并不明显。综合分析三变量对雄安新区粉质黏土动力特性的影响程度得出:围压影响最大、固结比次之、加载频率最小。

非饱和粉质黏土中毛细作用对X70钢电化学腐蚀行为的影响

【目的】探究毛细作用对X70钢在土壤中腐蚀的规律。【方法】基于非饱和土与电化学阻抗谱理论,结合极化曲线技术(PC)、电化学阻抗技术(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)等测试方法,在室内条件下通过一维土柱仪的模拟试验研究了粉质黏土中毛细作用对X70钢的电化学腐蚀行为。【结果】试验结果表明,毛细作用对X70钢的电化学腐蚀行为具有一定的影响,即在土柱12 cm、27 cm高度位置处的钢片腐蚀速率随埋置时间先增大后减小,在土柱42 cm、57 cm高度位置处的钢片腐蚀速率随埋置时间先减小后增大;毛细水在粉质黏土中的上升速率满足先快后慢的规律。【结论】X70钢片表面的腐蚀类型以点蚀为主,且腐蚀产物表面伴有较深较宽的裂缝,随着土样高度的增加,腐蚀程度降低,整体上腐蚀坑的大小和数目均呈现出减小趋势;毛细水上升过程中,当X70钢片处于固-液-气三相界面(TPB)时,其腐蚀速率最快,腐蚀程度最严重。

土工格室加筋正常固结粉质黏土应力应变响应

土工格室加筋正常固结粉质黏土对工程建设意义重大。基于土工格室与填土的相互作用机制和增量法,采用弹塑性理论、邓肯-张双曲线模型、修正剑桥屈服函数以及剪胀方程,推导了土工格室加筋正常固结黏土的应力应变响应计算模型,进行了土工格室加筋正常固结黏土的三轴固结排水剪切试验,实测不同围压下的应力应变关系,采用三轴试验结果验证了所提理论模型的正确性和可靠性。此外,采用所提理论模型进行了参数敏感分析,研究了填土的力学性质参数、格室的网格尺寸和力学性质参数对于加筋土应力应变响应的影响。研究结论表明,与砂砾料相似,土工格室约束作用对于正常固结黏土的内摩擦角影响较小,而黏聚力有所增加;随着轴向应变的增加或围压的减小,加筋效果逐渐明显;加筋正常固结黏土的强度和刚度随着非线性弹性常数k的增加、强度参数φ的增加和Rf的减小而增大,常数n对于加筋土应力应变响应影响较小。本研究成果可为工程建设提供理论借鉴。

基于PFC3D的粉质黏土三轴压缩破坏过程分析

为从细观角度探究粉质黏土在三轴试验加载过程中变形破坏演变过程,文中通过PFC(Particle Flow Code)3D软件模拟三轴剪切试验过程,从颗粒位移场、强接触组构变化、强接触力分布规律、配位数、黏结断裂等方面对粉质黏土变形破坏的细观演变过程进行分析研究。研究结果表明,试样剪切带随轴向应变增大而变窄,10%轴向应变时试样中部颗粒位移值最大;试验后期配位数相较于前期逐渐均匀化;黏结断裂随轴向应变的增大而呈线性增大,不完美黏结也随之增大,且试验初期没有发生黏结断裂;强接触力分布函数在试验中期显著增大而后期逐渐减小,且服从对数正态分布。研究成果以期为土体研究提供方法与参考。

济南济泺路穿黄隧道典型粉质黏土HSS模型参数获取及适用性

盾构施工过程中土体大部分区域处于小应变状态,与常用的本构模型的土体性质有所不同。因此,为研究济南济泺路穿黄隧道区域内典型粉质黏土的的静动力行为特性及工程适用性,通过室内基础土工试验、侧限固结试验、标准三轴固结试验以及动三轴试验,确定了粉质黏土基本物理性质参数以及切线刚度E_(oed)^(ref)、割线模量E_(50)^(ref)、卸载/重加载参考刚度E_(ur)^(ref),并将所得参数应用于济南济泺路穿黄隧道工程下穿北岸大堤沉降分析中,同时通过对比应用硬化土小应变硬化(hardening soil model with small strain stiffness,HSS)本构模型、摩尔库伦(M-C)本构模型的模拟结果与现场实测结果,验证了HSS本构模型在该地区变形分析中的准确性。结果表明:围压一定时,该地区粉质黏土试样竖向应变以塑性应变为主,且随动应力的增加,土体达到稳定所需时间越长;循环荷载一定时,增大土体围压可提高土体的稳定性;基于室内试验获取的HSS本构模型参数模拟的济南济泺路穿黄隧道下穿大堤工程地层变形结果与现场实测值吻合良好,验证了基于所提出的室内试验获取岩土小应变相关参数方法的适用性。研究成果可以丰富济南黄河地区粉质黏土地层参数研究,并为该地区岩土工程数值模拟分析的本构模型与地层参数选取提供参考。

纤维地聚物改性粉质黏土无侧限抗压强度试验研究

通过对杭州市某隧道工程开挖产生的废弃粉质黏土添加不同改良剂后开展无侧限抗压强度(unconfined compression strength,UCS)试验,研究了不同矿渣掺量、矿渣-粉煤灰比例、聚丙烯纤维掺量条件下改良土样的抗压强度特性,并对抗压强度形成的机理进行了分析;同时,基于扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对表征土体孔隙特征的有关指标展开了定量分析。结果表明:在矿渣掺量为12%时UCS最大,为6738.04 kPa,较素土强度提高80.69倍;粉煤灰的掺入可提高试样后期强度,在K8F2(矿渣/粉煤灰比例80%∶20%)试样中最优;聚丙烯纤维的掺入能有效地改善材料的脆断性能,最优纤维掺量为0.4%。试样孔隙的定向频率在80°~100°区间内分布的概率最大,掺入粉煤灰后定向性较为均匀;孔隙率随着矿渣掺量的增加、地质聚合物中矿渣含量的增多均逐渐减小,在试样K12(矿渣掺量12%)和K8F2中出现最小值;而随着纤维掺量的增加,呈现先降低后升高的趋势,当纤维掺量为0.4%时其值最小,为6.204%;孔隙平均直径主要分布在0~1μm,矿渣掺量增多则小孔隙增多,大孔隙减少;孔隙丰度主要分布在0.4~0.6,孔隙形状主要为椭圆。