黏土改良铁尾矿砂物理力学特性试验研究

为探究不同黏土掺量对铁尾矿砂物理力学特性的影响规律,以河北省赞皇县某尾矿库的铁尾矿砂为研究对象,借助外掺黏土的改良方法,通过击实试验、加州承载比试验与常规三轴试验,研究黏土掺量对改良铁尾矿砂物理力学特性的影响。结果表明:改良土的最大干密度随黏土掺量增加呈现出先增大后减小的规律性;铁尾矿砂中掺入黏土可有效提高其加州承载比强度;当黏土掺入量在恰巧充分填充铁尾矿砂孔隙临界点附近时,改良土更易压实,其强度与刚度指标综合表现最为优异。

基于临界动应力的公路路床层黏土改良填料可靠性验证

随着公路运输超载现象的日益普遍,采用工程性质不良的黏土作为路床填料将容易导致沉降快速增长甚至动力破坏,而在黏土中掺入砂、砾成为了工程中常用的填料改良手段。针对黏土改良填料进行了一系列大型动三轴试验,分析了围压和含水率对累积塑性变形增长的影响,根据塑性变形增长的特点将试样分为了稳定试样和破坏试样,由此得出了临界动应力的表达公式,结合公路现场实测数据,探讨了不同轴载下路床动力破坏的可能性。研究表明:当路床含水率接近9%时,标准轴载下的实测动应力超过了黏土改良填料的临界动应力,路床容易发生动力破坏;而当路床含水率处于6.0%和7.5%时,在标准轴载下,路床可保持较好的稳定性,但在超载情况下,路床仍有可能发生动力破坏。

路基黏土改良填料的动剪应变门槛研究

土体的动剪应变幅值是分析土体动力特性的关键参数,针对掺砂、砾的路基黏土改良填料,进行了一系列不同围压、动偏应力、压实度、含水率条件下的大型动三轴试验,探讨了改良填料累积塑性应变的增长特点和类型,分析了动剪应变与累积塑性应变增长的内在联系,最终得出了区分累积塑性应变增长类型的动剪应变门槛,由此可以利用土体所表现出的动剪应变值判断其动力稳定性。

土压平衡盾构黏土改良及其对滚刀影响的试验研究

土压平衡盾构在黏土和岩石的复合地层中推进,会同时面临刀盘结泥饼和滚刀破岩2个难题。因此,为了研究黏土改良后的黏附效果和对滚刀的影响,以青岛地铁4号线某区间典型的粉质黏土和花岗岩复合地层为背景,通过现场取样和室内发泡试验,评价了泡沫和分散剂的性能,并基于改进的直剪试验分析了黏土改良前后对金属块的黏附强度;最后,进行了正常磨损和偏磨情况下的2组滚刀模型试验,通过反馈的扭矩参数和刀盘磨损质量分析了黏土对滚刀破岩及磨损的影响。研究结果表明,黏土经改良后黏聚力减小、强度明显降低,与金属块间的黏结强度也显著减小;同时,黏土的存在增加了滚刀自转的扭矩,而经分散剂改良后的黏土可以减轻这种负荷,进而降低了对滚刀的磨损。

石灰茶籽壳灰改良红黏土试验对比研究

以信阳红黏土为研究对象,分别掺入3%、6%、9%、12%的石灰、茶籽壳灰对其改良,通过界限含水量试验、直接剪切试验、无侧限抗压试验、压缩试验与电镜微观扫描对比分析两种材料改良红黏土效果,试验结果表明:(1)掺入石灰、茶籽壳灰能够影响塑限、液限、塑性指数,塑性指数、塑限、液限影响程度依次降低;(2)石灰掺入量9%能够较好地改良红黏土工程特性;(3)石灰改良红黏土机理是CaO与土体中活性物质生成Ca(OH)_(2)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等凝胶物质,凝胶物质包裹土颗粒,使得土体微观结构致密,致使土体强度提升;(4)茶籽壳灰其化学成分与红黏土中活性物质没有发生化学反应,生成凝胶物质,其改良效果弱于石灰。

石灰改良黏土路用性能试验研究

由于高液限黏土不能直接用于道路路基填料,必须进行改良处理。为了获得较好的改良效果和降低工程造价,以武汉富强大道工程的高液限黏土为研究对象,分析0%、2%、4%、6%、8%、10%不同掺灰率下的黏土改良效果,最终确定最佳掺灰率范围。通过对试验数据的分析,得到随掺灰率变化的改良黏土工程特性,最终确定最佳掺灰率的改良方案。当掺灰率为8%时,无侧限抗压强度最大,膨胀量达到了最小值0.58%;当掺灰率超过时,液限、塑性指数和塑限变化幅度较小;当掺灰率在0%~8%之间时,黏土的最大干密度和最优含水率曲线变化幅度大;当掺灰率在8%~10%之间时,黏土的最大干密度和最优含水率曲线变化幅度减缓。结果表明:在高液限黏土中掺入石灰可以明显改善其路用性能,8%石灰掺量改良效果最优,可以满足该道路工程对路基填料的技术要求。

黏土改良尾矿砂抗冲刷性能影响因素试验研究

为了分析黏土改良尾矿砂抗冲刷性能以及影响因素,开展了室内降雨边坡冲刷试验,研究边坡坡度比、黏土掺量、降雨强度、干湿循环次数对黏土改良尾矿砂边坡坡面径流总量、泥砂总冲蚀量以及单位时间内径流量和含泥量变化的影响。试验结果表明:黏土改良尾矿砂抗冲刷侵蚀性能受坡度比、降雨强度影响较大,径流总量和泥砂总冲蚀量随坡度比和降雨强度增大呈线性增长;尾矿砂中黏土掺量为30%时抗冲刷侵蚀性能较好;干湿循环1次后黏土改良尾矿砂坡面冲刷破坏较为严重,含泥量在30 min内波动变化明显,干湿循环3次时相比干湿循环1次时其泥砂总冲蚀量减小30%,干湿循环作用抑制了降雨对黏土改良尾矿砂坡面的冲刷侵蚀破坏。综合考虑黏土改良尾矿砂不同因素下的抗冲刷特性,边坡坡度比选1∶1.5,改良尾矿砂中黏土掺量取30%~40%较为合适。研究结果可为黏土改良尾矿砂的抗冲刷性能分析提供参考。

建筑废弃物改良红黏土填料的力学特性研究

针对在湿化作用下红黏土路基的稳定性及耐久性服役问题,该研究采用在红黏土中掺入建筑废弃物进行物理改良的方法来确定建筑废弃物在不同掺入率下混合土样的基本物理性能指标。并通过回弹模量试验、破坏强度试验、永久变形试验定性与定量地分析建筑废弃物掺入率及初始含水率对混合土样力学性能的耦合影响。研究结果表明:当建筑废弃物掺入率相同时,回弹模量、破坏强度随着初始含水率的增加而减小,永久变形值随着初始含水率的增加而增大;当初始含水率相同时,回弹模量、破坏强度随着建筑废弃物掺入率的增加先增加后减小,且其在掺入率为10%时达到峰值,永久变形值随着建筑废弃物掺入率的增加先减小后增大,且在掺砂比例为10%时达到谷值。基于试验结果建立永久变形预估模型,以期为改良建筑废弃物-红黏土在路基建设中的实际应用提供参考。

园林景观工程软黏土壤改良技术分析

本文主要从园林景观工程软黏土壤改良技术进行阐述说明。现如今,我国人民的生活水平在不断提升,而这也让园林景观规划成为了城市发展期间的主要内容,但因为受到地质水文环境的影响,导致部分城市在园林景观工程创建中,存在不同程度的软黏土壤,对于软黏土壤的运用,会造成树苗发展不健全,严重还会存在死亡与退化问题。因此,需要在园林景观工程项目开展中,针对植物的生长环境进行分析,这样才可以为城市的发展提供有力支撑依据。

掺硫酸渣、石灰改良红黏土的室内试验研究

针对红黏土不良工程性质,采用硫酸渣和石灰对红黏土进行改良,通过室内试验对改良后红黏土的强度特征和变形特征进行分析,得到硫酸渣和石灰混合改良红黏土的最佳混合配比为石灰掺量为8%,硫酸渣掺量10%,养护龄期14 d。石灰掺量8%、硫酸渣掺量10%的混合改良土达到了低压缩性土的标准;硫酸渣和石灰掺入红黏土红能显著降低红黏土的竖向收缩率。试验结果为改良红黏土和硫酸渣综合利用提供了一种新的途径。

膨润土改良柳州红黏土渗透特性及工程应用

为了探究膨润土改良红黏土作为人工湖底泥土层的可行性,开展膨润土改良红黏土的室内渗透特性试验研究,确定其最佳掺量,并基于此掺量进行扫描电子显微镜、X射线荧光光谱试验及现场试验,探究改性红黏土的防渗特征与微观结构特性。结果表明:改性红黏土的渗透系数随膨润土掺量的增加而逐渐降低,当掺量大于10%后呈相对稳定趋势;改性红黏土的微观形貌由凝絮状、絮团状基本单元组成,基本单元黏结形成团状聚集体,CaO、SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)等氧化物呈增加趋势。原位试验显示,表明采用10%膨润土进行改良,并且防渗层厚度达到40 cm后,能达到防渗要求。

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。

黏土改良磷尾矿砂用作路基填料的研究与应用

磷尾矿砂属于固体废弃物,其几何形状、力学性能以及颗粒组成与天然砂类似,黏土改良磷尾矿砂具有类似砂土的内嵌黏聚结构,充分压实后形成密实固结体,是一种优良并有推广价值的路基填料。文中从材料特性、结构强度角度分析磷尾矿砂掺土后性能变化规律,提出了黏土改良磷尾矿砂填筑路基的应用层位、掺配比例和施工方法。与掺灰土相比,其成本节约30%以上,经济社会效益显著。

高速公路改良风化砂-红黏土路基填料永久变形试验研究

为提高风化砂-红黏土地区路基在车辆荷载作用下的稳定性和耐久性,研究了掺砂比、初始干密度和循环荷载对改良风化砂-红黏土永久变形行为的综合效应,并通过室内三轴永久变形试验分析了这些因素对变形特性的影响。试验结果表明:1)在初始干密度一定的情况下,随掺砂比的增加,永久变形终值先减小后增大,在掺砂比为10%时达到最小值;2)在一定掺砂比下,随初始干密度的增大,最终永久变形终值也增大;3)当掺砂比和初始干密度一定时,土体的永久变形值与循环荷载次数呈对数关系。在此试验结果基础上,建立了综合考虑掺砂比、初始干密度和循环荷载效应的改良风化砂-红粘土永久变形预测模型,并对其进行了鲁棒性验证。鲁棒性验证结果表明,所建模型具有较高的准确性与适用性,可应用于路基工程路基填料永久变形量的预测。

公路工程中红黏土路基填筑施工研究

公路路基施工品质与路面工程品质和公路使用寿命紧密联系,而路基施工工艺又直接关系着施工品质。本文就是根据公路路基红黏土改良土的特性,对施工工序流程、施工现场压实度影响因素及碾压工艺进行分析和研究。由于其塑性指数高、可压实能力强、液限高、天然含水量高、保水能力强,但其碾压过程复杂。故在此基础上,进一步完善红黏土路基的施工技术。因此,要确保路基土在压实后的强度稳定,必须针对不同的地基条件,采用合适的压实标准和合理的施工技术。

不同酸碱度对改良红黏土力学性质及结构的影响

红黏土在土类划分上属于特殊性土,由于其特殊的成因过程及成因环境,工程性质也有很大区别。为了研究地下水环境酸碱度对改良土的强度影响,通过将改良土体浸泡到不同酸碱度的溶液中,测试改良土的力学性质,研究不同掺量、浸泡时间和溶液酸碱度对改良红黏土的影响和作用机理。再通过电镜扫描,研究改良红黏土的微观结构,探讨其与力学性质改善的关系。试验结果表明,从宏观上,在酸性环境下改良土凝聚力均随浸泡时间的增长而减小。从微观上,土粒的搭接形式、搭接程度以及颗粒间的胶结程度决定了土体的物理力学性质,而酸碱环境使改良红黏土结构发生变化,土粒间黏结程度得到改善。

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。

回收石膏粉末改良路基软黏土试验研究

在南方某湖区高速公路现场采取了软黏土,制备了不同石膏粉末掺量的改良土试样,开展了无侧限抗压强度试验、劈裂试验、CBR试验等,探讨了强度、CBR值、膨胀性等随改良剂掺量的变化规律,获取了改良土用于下路堤填筑的合理改良配比。研究结果表明,随着回收石膏粉末掺量增加,土的干密度增加,含水率减小,可以缩短压实填筑前的翻晒时间;此外抗压强度、劈裂强度和CBR都有所提高,其中CBR的提高效果最为明显。当2种软黏土中石膏粉末掺量达到81 kg/m^(3)和109 kg/m^(3)时,改良土的CBR达到下路提填筑标准。采用石膏粉末改良软黏土的同时,配入水泥,所得的改良土在浸水饱和条件下膨胀量较小,表明其具有一定的水稳定性,可满足下路堤填筑要求。

石灰改良下蜀黏土作为高速铁路路堤填料的工程性质试验研究

研究目的:高速列车的安全和平稳运行必须有一个高平顺性和稳定性的轨下基础,路基作为轨道结构的基础形式之一,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好,能抵抗各种自然因素的影响,这就对路基填料的工程性质提出了很高的要求。京沪高速铁路沿线优质填料较为缺乏,在宁镇一带广泛分布的下蜀黏土一般为D组填料,不能直接用作高速铁路基填筑,必须进行改良。本文通过石灰改良下蜀黏土的室内物理试验、静力学试验、动力学试验及现场填筑试验,对石灰改良下蜀黏土作为填料的工程性质进行系统的研究,对其作为高速铁路基床底层填料的可行性进行了评价。研究结论:下蜀黏土经石灰改良后,颗粒组成发生明显变化,水稳性显著加强,静力学性质明显提高,同时还表现出优良的动力学特性,压实质量能满足高速铁路基床底层压实标准,可用作高速铁路路堤填料。但在应用过程中,应注意石灰掺入量、含水率等因素的影响。

内蒙古地区改良红黏土击实与收缩特性研究

黏土系材料常被用作高放废物处置中的缓冲屏障、垃圾填埋场防渗衬垫以及重金属污染隔离墙等用途。在环境温度、湿度的变化下,黏土系材料易产生收缩变形,甚至开裂,严重劣化材料的工程应用性。为此,对比分析了内蒙古地区水泥改良前后红黏土的击实与收缩特征以及裂缝的发展规律。结果表明:随着水泥掺量的增加,改良红黏土的最大干密度减小,最佳含水率增大;水泥掺量未显著改变红黏土击实曲线的曲率特征,改良前后红黏土干密度对含水率的敏感程度基本相似;红黏土失水过程可划分为线性失水、非线性失水与失水停滞3个阶段;收缩指标(径向线缩率εr、轴向线缩率εa以及体积收缩率εv)随干燥时间呈指数规律变化;红黏土轴向收缩大于径向收缩,线性伸长系数(COLE)小于0.03、几何因子rs小于3,具有明显的各向异性与低收缩潜能;从改良红黏土收缩性能和控制裂缝的发生发展及工程成本控制视角而言,改良红黏土掺量具有最优选择。