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。

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。

考虑吸力变化的非饱和高液限黏土-土工织物界面剪切特性研究

以高液限土为填料的加筋挡墙广泛在南方地区应用,加筋挡墙土体吸力经常随气候变化而发生变化,直接影响筋土界面强度特性,考虑吸力变化的非饱和高液限黏土-土工织物界面强度特性亟待深入研究。利用ZFY-1A型非饱和土应变控制式直剪仪对非饱和高液限黏土-土工织物界面进行控制吸力的剪切试验,探讨吸力循环变化(干湿循环)对筋-土界面剪切特性的影响。研究表明,高液限黏土-土工织物界面的抗剪强度随着净法向应力的增加而增大;随着循环次数的增加,界面强度呈现先升高而后衰减的变化规律。经历3次干湿循环的界面强度低于未经历干湿循环的强度。随着循环次数的增加,界面强度总体上呈降低趋势。吸力增加的速率b?随吸力循环次数的增加先增大后减小,有效界面摩擦角??、界面有效黏聚力ac?、界面综合摩擦系数f?、综合摩擦系数比K与此类似。max?w含水率变化量的最大值随着净法向应力、循环次数的增加而增大。最大剪胀量max(h H)随循环次数的增加先增大后减小,随净法向应力的增大而减小。最后通过对数拟合,得出经历若干次基质吸力循环后的界面强度计算公式。

南方湿热地区高液限黏土临界破坏应力室内试验与快速预估模型研究

针对车辆循环荷载作用下路基稳定及耐久性服役问题,以莲株公路升级改造工程为依托,以南方湿热地区常见黏土为研究对象,采用静三轴试验测定不同围压、含水率条件下土样的破坏应力;选用动三轴试验分析不同围压、含水率、应力水平条件下土样的弹塑性力学行为;然后,结合静、动三轴试验结果获得相应工况下临界应力(σcri);之后,基于三轴试验结果确定σcri取值准则;最后,建立一种σcri的快速预估方法。研究结果表明:破坏应力随围压增大而增大,随含水率增大而减小;当试样处于安定状态时其塑性、弹性应变随着加载过程的进行逐渐趋于定值,当试样进入增量破坏时其塑性应变随加载次数累积持续增加或急剧增大达到峰点值,弹性应变表现为随加载次数累积逐渐增加或不稳定变化;σcri随围压增大基本线性增大,随含水率增大基本线性减小;选取单次循环荷载周期下-0.3×10^(-2)~0.3×10^(-2)范围的最终弹性应变速率作为σcri的取值准则;提出综合考虑应力变量、状态变量、基本物理性能指标的σcri预估模型,并建立模型参数与基本物理性能指标间的经验关系式以实现σcri的快速预估。

两种高液限黏土的热导率

通过对膨胀土、红黏土两种高液限黏性土进行热导率试验,结合砂土、粉质黏土等普通土进行对比分析后,选择经验公式法、边界法及理论模型法模拟其体积含水率-热导率的变化规律。研究发现:高液限黏土同普通土有很大的差异,反应含水率-热导率关系的θw-k曲线增长速率比普通土慢,模型拟合表明高液限黏土实测的θw-k曲线位于Wiener边界以内,由于土水作用较强,Kersten公式和Johansen模型的预测效果均不理想;EMT模型在低于某个临界含水率时的预测值与试验值偏差小,但超过临界含水率时,预测值就偏高;DEM模型的预测结果整体有较大的偏低。在此基础上,通过对Johansen模型中饱和度相关函数的分析,发现饱和度相关函数采用线性函数时比原模型的对数函数具有更高的精度。

高液限黏土固化理论及路用性能试验研究

针对不能直接用作路基填料的高液限黏土,在揭示GURS系列固化剂作用机理的基础上,以采用GURS-501固化剂固化处理的天津东丽区高液限黏土为试验对象,开展室内试验研究其路用性能。研究表明,GURS系列固化剂对高液限黏土的固化作用机理可分为搅拌共溶、反应、凝结硬化排斥三个阶段;固化高液限黏土存在最佳搅拌含水量,并随着固化剂掺量的增加而增大;固化高液限黏土的水稳系数在0.9~1.0之间,具有较好的水稳性;当GURS-501固化剂掺量大于5%时,固化高液限黏土在冻融循环后强度损失率小于25%。研究成果可为高液限黏土的固化改良用作路基填料或道路底基层提供指导。

采用T.O.P改良高液限黏土试验研究

采用石灰和高油脂乳化沥青(T.O.P)对湖南省某高速公路路基高液限黏土进行改良,通过室内界限含水率试验、击实试验和CBR试验,分析了不同改良方案下高液限黏土基本特性的变化规律。试验结果表明,高液限黏土经T.O.P改性剂改良后,其工程力学特性指标有了很大改善,满足设计及施工要求,说明T.O.P改性剂对高液限黏土的改良效果良好,可用于工程实际。

高液限黏土改扩建路基安全性能数值模拟分析

高液限黏土路基改扩建工程中,新老路基差异沉降是影响路基强度及稳定性的主要因素。文中结合液塑性试验及室内击实试验,利用GeoStudio软件对高液限黏土改扩建路基进行数值模拟,分析高液限黏土路基的强度及稳定性。结果表明,分层填筑时,地基最大沉降发生在新路堤形心处,且高液限黏土路基沉降比一般路基的大;不同高度路堤施工完成后,地基最大沉降始终发生在新路堤形心处,填土高度越高,路基的安全系数越小,且高液限黏土路基上边坡的安全系数比一般路基的小。

粉煤灰在高液限黏土路堤中的应用研究

为了探讨粉煤灰在高液限黏土路堤中的应用,本文通过在高液限黏土中掺入粉煤灰进行改良,针对改良土开展了一系列的室内试验,结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,改良土的最大干密度和最优含水率会逐渐降低;由原先的高压缩性土改良成了低压缩性土;(有效)粘聚力减小,(有效)内摩擦角增加效果显著。

水泥改性高液限黏土性能研究

为研究水泥对高液限土黏土的改性效果,文章以广西典型高液限黏土为研究对象,分别用普通硅酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥对高液限黏土进行化学改性,并对其击实特性、界限含水率和无侧限强度进行测试分析。结果表明,低碱度水泥土改性效果综合优于普通水泥土,当水泥掺量在3%、养护龄期达到7 d时改良效果较佳。

改良高液限黏土水稳定性试验研究

针对高液限黏土路基填料在多雨气候下可能出现的耐久性问题,以在建龙浦高速公路分布的高液限红黏土为试验对象,开展室内试验研究浙江高液限黏土及石灰和水泥改良土的水稳定性。通过普通浸水试验和干湿循环试验,以无侧限抗压强度与CBR为主要研究指标进行研究。在湿化试验中发现在压实条件下,高液限黏土初始饱和度越高,湿化速度越慢,破坏性越小,水稳定性越强。浸水高液限黏土与改良土的无侧限抗压强度和CBR值大多都随泡水时间的增加而衰减,而在一定时间内4%的石灰改良土浸水CBR随时间的增加而提高。干湿循环作用下,素高液限黏土CBR值小范围内先增大后减小。较高掺量的石灰或水泥改良高液限土在干湿循环作用下,无侧限抗压强度几乎不变或衰减较小,并且在多次循环后保持较高强度。

安徽沿江地区高液限黏土路基填料施工工艺探索

高液限黏土用于路基填料,常采用改良处理,但在施工过程中半干固态状态下的高液限黏土强度高,土块表面干硬,内部含水量偏大,不易破碎压实,易导致掺改良剂拌合不均。碾压成型后,表面失水开裂,增加施工难度。根据省内外高液限黏土用于路堤填筑的施工经验,提出合理的施工工艺处理办法。该法节省了施工成本、缩短施工工期,并为同类工程设计、施工提供了有价值的参考。

高液限黏土动态回弹模量试验研究

高液限黏土具有天然含水率高、孔隙比大及结构性强等特点,属于特殊路基填料。为了获得高液限黏土的动态回弹性能,利用动三轴试验研究了高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其规律,分析了动态回弹模量对偏应力、侧应力、体应力的依赖关系。研究表明,动态回弹模量随压实度和围压应力的增大而增大,而随循环偏应力的增大而减小。动态回弹模量受含水量影响较大,并在最佳含水量附近达最大值。试验结果为确定高液限黏土路基填筑含水量和压实度控制指标提供了依据。

压实度对高液限黏土路堤稳定性的影响

在宁德京台高速公路A3合同段K78+700试验研究的基础上,选取典型断面利用GeoStudio有限元软件,对高液限黏土路堤的填筑进行数值模拟,分析路堤边坡在竣工期和沉降稳定期的稳定性,探讨路堤填筑过程中压实度的变化与路堤稳定性的关系。结果表明:高液限黏土的初始压实度对路堤边坡稳定性的影响与填土强度、填筑过程中孔隙水压力的消散程度、土体密实度改变等因素有关。竣工时路堤稳定性随压实度增量的增大呈现阶段性的线性增长;沉降稳定阶段路堤稳定性随压实度增量的增大略微增大。

库区高液限黏土改良方案比选及施工研究

高液限黏土用于路基填筑必须保证其强度及耐久性。文中以沪昆(上海—昆明)高速公路潭市互通水府旅游连接线路基填筑工程为依托,通过对比常规石灰改性法和新型TOP土壤改性液改性法在技术效果、经济效益、时间效率等方面的优缺点,确定适合于该工程的高液限黏土改良方案,并针对其实际情况提出施工方案、质量控制要点和施工注意事项。

电石灰改良高液限黏土强度特性研究

为将电石灰改良高液限黏土应用于路基填筑中,对改良高液限黏土无侧限抗压强度、抗剪强度、动态回弹模量衰减规律及干湿、冻融循环前后填料最小承载比开展室内试验研究,建立改良高液限黏土填料最小承载比与动态回弹模量回归关系,并与水泥土和石灰改良高液限黏土进行对比。结合实际工程应用,对电石灰改良高液限黏土填筑路基路用性能进行检测评价。