温度对高液限土吸附结合水及其变形影响的试验研究

为研究温度变化对高液限黏土吸附结合水含量的影响及高液限黏土路堤的变形规律,该文选取海南高液限黏土为主要研究对象,并与湖南低液限砂土进行对比研究。通过核磁共振试验,探究温度对高液限黏土吸附结合水含量的影响规律;通过温控固结仪开展固结试验,分析温度对高液限黏土路堤变形的影响规律;借助分子动力学模拟软件,从微观层面探究温度对高岭石吸附水分子影响机制。结果表明:温度由5℃上升至45℃,高液限黏土中吸附结合水减少4.3个百分点,远大于低液限砂土减少量(1.4个百分点)。恒定温度、相同荷载路径下,高液限黏土孔隙比随温度升高变化较大,而低液限砂土几乎不受影响,说明高液限黏土温敏性更强。恒定压力下,温度升高对高岭石吸附水有削弱作用;相同的升温路径下,压力越大高岭石吸附的水分子量越多。

高液限黏土改性材料在路基填筑施工中的应用

为探究高液限黏土改性后直接作为路基填料应用的可靠路径,首先以某高速公路合同段为例,提出掺灰改性的处治思路;其次对其含水量和击实功下的干密度、强度、压实度、饱和度等指标取值情况展开室内试验;随后在此基础上确定高液限黏土最佳含水量取值范围,提出路基填筑控制标准;最后对土料改性、施工放样、掺灰拌和及碾压等路基填筑施工要点进行分析。结果表明,高液限黏土掺灰改性的处治思路在社会效益和经济效益方面均优于弃置处治,在土料资源较为匮乏的地区具有推广应用价值。

水泥改良高液限红黏土的强度特性及影响因素分析

以工程实践为基础,采用最为广泛的水泥作为改良剂,深入分析了水泥改良高液限红黏土的改良效果和影响因素,系统研究了水泥改良高液限红黏土的击实特性和强度指标,发现了水泥掺量6%、养护龄期21 d时,路基红黏土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角分别提高80.2%、102.9%和23.2%,并确定了标准化施工条件下水泥改良高液限红黏土的最优配比(6%)和最佳方案,验证了水泥改良高液限红黏土的可行性和合理性。

高液限黏土质砾承载比强度特性试验研究

高液限黏土质砾属于非均匀、非均质、非连续的混合多相特殊地质材料,其承载比(CBR)强度特性较一般细粒黏土或粗粒填料有较大差异。因此,以我国西南地区某高速公路典型的高液限黏土质砾为研究对象,开展了不同含水率、不同细粒土含量和不同击实功下的CBR试验研究。其结果表明:高液限黏土质砾的CBR强度受颗粒组成、含水率和击实功等因素的综合影响,仅改变单一因素并不一定能提高CBR值;高液限黏土质砾的CBR强度变化比纯黏性土剧烈,受含水率影响更为明显;若不计算砾石的吸水量,高液限黏土质砾中黏土的含水率超过其液限时,黏土起着润滑作用,将明显降低高液限黏土质砾的CBR值;当高液限黏土质砾在最佳含水率时,其CBR值大于8%,可用于路基各层位的填筑;高液限黏土质砾路基碾压施工过程中,需突破以最佳含水率作为碾压含水率控制标准的传统模式,可在对其细粒土含量、压实度、含水率等因素综合考量的基础上,确定最优的碾压参数控制标准。该研究成果可为高液限黏土质砾的合理有效利用提供理论和技术支撑。

山地风电场多雨地区高液限黏土环境中道路路基施工技术

广西钦州白马山风电场风场道路施工过程中,通过实验研究将高液限黏土的含水率降到可用范围以内,并运用到风电场道路路基建设中,主要解决了高液限黏土等不良材料实用性低的问题,高液限黏土作为路堤填料或路堑土,对路基的强度和稳定性具有很大的不良影响,由于整个风电场大部分区域内均存在这类型土,为保证风电场道路路基的施工质量,需采用高液限黏土环境下风场道路路基施工技术,本文通过对多雨地区高液限黏土环境中道路路基施工技术的研究,为后续高山风电风场道路施工领域提供一定的经验。

高液限黏土质砾路基碾压参数影响分析

高液限黏土质砾作为混合多相特殊路基填料,具有天然含水率高、亲水性强、施工难以压实等不良工程特性,如何通过控制碾压参数来确保路基的压实质量成为高液限黏土质砾能否直接作为路基填料的关键问题。为此,以西南地区某高速公路典型的高液限黏土质砾为研究对象,系统研究了与高液限黏土质砾路基结构设计和填料需求相匹配的压实施工技术,提出了基于路基平衡含水率和长期性能的高液限黏土质砾路基压实质量控制标准与碾压参数。研究结果表明:通过控制压实机械、碾压方式、碾压遍数、松铺厚度、碾压含水率等碾压参数,高液限黏土质砾可直接用作下路堤填料;高液限黏土质砾路基的压实度控制标准应不低于85%,碾压含水率宜控制在35%以内;压实机械以14 t的中型压路机为宜,碾压方式以静压或静压+弱振为主;碾压遍数不少于3遍,应在填料明显软弹前停止碾压;松铺厚度不宜超过25 cm。路基在经历约6个月自然沉降期后趋于稳定,工程质量可以得到保证。研究成果可为高液限黏土质砾的合理有效利用提供理论和技术支撑。

基于BR-BP神经网络的高液限黏土改性剂掺量预估方法

【目的】为预测在不同湿度、温度、初始含水率环境下高液限黏土降水至稳定含水率所需的水泥和石灰改性剂掺量,【方法】以广西来都高速的高液限黏土为研究对象,结合室内湿法击实试验、液塑限试验及改进CBR试验,设计考虑初始含水率、改性剂掺量、温度、湿度4因素5水平的正交试验对稳定含水率的影响,基于贝叶斯正则化(BR)算法的改进BP神经网络,建立了考虑多因素的高液限黏土改性剂掺量预估模型,将该模型与传统人工神经网络的预测结果进行比较,并采用现场试验验证了该模型预测结果的可靠性。【结果】结果显示:以湿法最佳含水率21%作为降水目标值是可行的,所提出基于改进BP神经网络的改性剂掺量预估模型较传统的人工神经网络预测结果更为精确。【结论】结果表明:通过该方法预测施工现场不同工况下所需石灰、水泥掺量,现场焖料后含水率和模型计算的稳定含水率均低于21%,石灰、水泥改性土填筑碾压后路堤压实度均可达到94%以上。研究成果对于高液限黏土改性剂掺量预测及路堤填筑技术具有借鉴意义。

杭州湾新区深部高液限黏土工程特性研究

宁波杭州湾新区地处长江入海口南侧,地质环境和水动力条件复杂,沉积环境多变。该区地表以下40~60 m范围内普遍分布有高液限黏土层,该层土常处于建筑工程深基础持力层范围内,研究该层土的工程地质特性对杭州湾新区的开发建设具有重要的社会经济价值。从常规土工参数汇总、数理统计分析、结构性、损伤模型参数、三轴CU试验等方面研究杭州湾新区深部高液限黏土的工程特性,结果表明:(1)杭州湾高液限黏土物理性质表现为天然含水率高、孔隙比大、液限高等特征,但力学性质接近于宁波地区冲湖积的第二层硬土层;(2)通过数值计算软件检验,各物理力学参数基本呈良好的正态分布,可将物理指标参数视为常量,力学指标作为变量,同时需要考虑时空变异性和区域性;(3)根据试验结果定量计算,杭州湾高液限黏土为欠固结土、高灵敏度较强结构性黏土,且原状土多呈现应力软化特征,而重塑土呈现应力硬化特征。

贵州高含水率高液限黏土压实控制方法研究

为了验证研究贵州湿润多雨地区高液限黏土路基压实控制方法,对贵州省凯羊(凯里至羊甲)高速公路高含水率高液限黏土开展湿法重型击实、CBR强度、土的基本物理性质、固结试验、热重分析试验及试验路段试验,并分析凯羊高速公路高液限黏土的路用性能。研究结果表明:高液限黏土并不是击实功越大越好,过大的击实功反而降低了其CBR强度;土体的压缩系数随含水率的增大而增大,但在高含水率状态下其压缩系数都能满足规范要求;贵州凯羊高速公路高液限黏土的干密度在压实过程中会出现峰值,达到峰值之后继续碾压压实度不升反降;该文从吸附结合水可归为高液限土中固相一部分的角度计算凯羊高速公路高液限黏土的压实度控制标准,其结果与凯羊高速公路建设中实际提出的压实控制标准一致,验证了压实度标准的实用性和合理性。

高液限红层填料填筑铁路路基可行性研究

结合玉溪至磨憨铁路某一红层软岩区段案例,分析使用高液限红层D组填料路基填筑的方案及处理方法,论证高液限红层D组填料在车站大面积填筑的可行性;开展填筑压实试验,检验填料处理方法的合理性。研究表明:设计采用翻挖晾晒、增设隔水层等措施填筑高液限红层填料具有显著的合理性和可行性,可为红层地区大型车站的填料设计提供重要的参考,同时也为红层地区的普速铁路基床底层或高速铁路路堤本体使用高液限红层填料的可能性提供技术支撑。

MgO固化–碳化盾构离心高液限粉土界限含水率试验研究

针对泥水盾构产生的工程废弃土可塑性无法满足工程规范要求的问题,开展活性氧化镁固化–碳化高液限粉土的界限含水率试验研究。分析液、塑限及塑性指数变化规律,探究可塑性变化原因。高液限粉土在掺入氧化镁后,增大掺量或延长碳化时间均可使固化–碳化土的塑限提高,液限和塑性指数降低,塑性指数最低为7。可塑性不断降低的原因可能有两种:一是由于氧化镁掺入后产生的水化产物与细粒颗粒胶凝团聚,使细粒含量降低,土体吸水能力减弱,导致土体液限降低;二是由于氧化镁颗粒的掺入及反应使级配更加合理,水分对土体结构的影响降低,导致塑限升高。wL和wp的变化共同导致塑性指数的降低。

高液限土路基改良设计探讨

以我国西南地区某新建高速公路工程为例,对工程区广泛分布的高液限粉质黏土物理力学性能展开室内试验,结合现行规范及类似工程经验,提出掺水泥改良方案,并分不同路段展开高液限土路基设计;为进一步确定灰剂量、养护实践及改良效果,对掺灰改良土料进行界限含水率试验、膨胀性试验及干湿循环试验,旨在促进高液限粉质黏土天然建筑材料的工程应用。

掺砂改良高液限土路基施工质量控制试验研究

为提升高液限土路基的稳定性,保证施工质量,通过对掺砂改良的高液限土进行CBR试验和击实试验,实现对掺砂改良高液限土路基施工的质量控制。研究结果显示,在高液限黏土内分别添加含量为12%、14%、16%和18%的中粗砂并用其铺设土路基后,可有效提升土路基CBR数值;中粗砂的添加含量为18%的改良高液限黏土的CBR数值最大、干密度数值最高、稳定性最好,同时其最佳含水率数值最低。

高液限结构性软土的人工制备及其强度和变形特性

为研究高液限结构性软土的强度和变形特性,本文以广东省某旅游度假区海景路护岸工程为研究背景,运用室内三轴试验的方法,配置不同液塑限的软土,分析其应力应变曲线和峰值强度、残余强度与液限、塑限和塑性指数的变化关系。研究结果表明,5种不同工况下的应力应变曲线关系均呈现应变硬化的特征,在应变值小于18%时,随着应变的增加,轴向应力呈现幂函数曲线增加,并在应变值为18%时达到峰值强度,在应变值大于28%后趋于残余强度;随着软土的液限和塑限的不断增加,软土的峰值强度和残余强度均呈现分段下降的变化规律,而随着软土的塑性指数的增加,软土的峰值强度和残余强度均呈现近线性降低。

高液限黏土路基填筑技术要点研究

以某公路工程为例,分析高液限黏土路基填筑技术要点。研究结果表明,如在路基施工中将高液限黏土作为填料,需采用物理改良、化学改良、包边法、互层法以及土工合成材料加筋等处治方法,使路基填料达到相关技术规范要求,并按照规范要求施工,从而保证路基施工质量。

水泥改良高液限黏土动态回弹模量试验研究

利用动三轴试验,研究了水泥改良高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其变化规律。研究表明,动态回弹模量随围压、压实度和水泥含量的提高而增大,随循环偏应力和含水率的增大而减小。为分析动态回弹模量的应力依赖性,研究采用了双因素方差分析。分析表明,偏应力与围压均对动态回弹模量有显著性影响,但偏应力的影响更为显著。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在分析现有动态回弹模量本构模型适应性的基础上,采用偏应力和体应力为变量的3参数复合模型对试验数据进行回归分析,结果表明,所选模型具有较高的决定系数,证明所选模型具有较高的合理性与可靠性。研究获得了不同含水率、压实度和水泥剂量下水泥改良高液限黏土的动态回弹模量预估模型,为基于动力学的路面结构设计提供了参数。

干湿循环下高液限黏土与高液限粉土压缩特性比较研究

通过分析干湿循环后高液限黏土和高液限粉土的高度、质量和压缩系数等试验结果,比较研究了干湿循环条件下高液限黏土和高液限粉土压缩特性的变化规律,并从机理上对两者的变化规律进行了分析,结果表明高液限黏土和高液限粉土在吸失水的过程中所产生的质量和高度变化规律基本相似,质量变化率和高度的变化都是随着干湿循环次数的增加趋于平稳。两种土的压缩系数的变化规律也较为相近,在第1次干湿循环后压缩系数的增长较为明显,高液限粉土的压缩系数增长率为40%～180%,高液限黏土的压缩系数增长率为60%～120%,但都在3次干湿循环过后趋于稳定,在5次干湿循环过后两种土的压缩系数趋于相等。同时在干湿循环过程中高液限粉土的压缩系数基本上都小于高液限黏土。试验中还发现对于高液限粉土和高液限黏土来说,干湿循环是一个不可逆的过程。

海屯高速公路高液限土路堤修筑技术与应用

1．海屯高速公路高液限土情况 海屯高速高液限土主要分布在澄迈：火山岩分布区。波状冲洪积平原上高液限土分布区HJ露有淤泥夹淤泥质砂，软塑状低液限粘土、北海组地层、玄武岩风化碎石土及强、中、微风化玄武岩。高液限土在剖面上由下伏可塑状含砂高液限粘土、粘土质中砂、含细粒土粗砂、高液限粘土夹弱膨胀性透镜体等组成。海屯高速分布的高液限土与一般高液限土比较有其独特的工程特性，其作为路基填料的主要问题表现为：

非饱和高液限红粘土土-水特征试验研究

基于滤纸法的测试原理,制作了一种新型基质吸力量测装置,用以研究干密度和温度对高液限红粘土土-水特征曲线的影响。结果表明:土中体积含水率越低,土的干密度越大,基质吸力随时间波动的幅度越大,达到平衡所需的时间越长。在测定该类土的基质吸力时,平衡时间以10d为宜。干密度和温度对高液限红粘土的土-水特征曲线有明显的影响,相同体积含水率条件下,干密度增大,温度升高,基质吸力减小。土的体积含水率与基质吸力的对数之间呈线性关系。

高液限粉土的承载比特性及其利用建议

通过对高液限粉土进行不同浸水条件下的承载比试验,研究高液限粉土浸水、不浸水的强度变化规律,并对浸水条件下水泥改良粉土的强度特征进行探讨。试验结果表明:浸水条件下粉土的CBR值小于3%;不浸水的粉土CBR值与4%水泥改良粉土的浸水CBR值受初始制样含水量控制,但整体比浸水CBR值高。从CBR值随含水量的变化规律可以看出,粉土对水十分敏感。对此,提出粉土用于路基填筑的利用原则和具体的处置措施。