高速客运专线路基改良填料的试验研究

基于高速客运专线对路基变形的严格要求,路基填料改良已成为高速铁路必须解决的问题。本文通过大量的土工试验和理论分析,研究了石灰改良黄土和水泥改良黄土的强度机理、压缩特性、水稳定性、强度特性以及影响这两种改良材料工程力学特性的主要因素,并进行了对比分析,为黄土地区高速客运专线路基填料的选择和应用,提供了参考依据。

水泥改性灰土影响研究

为克服灰土早期强度低、水稳定性差的弱点,将水泥作为一种活性材料掺入灰土中,对其进行改性研究.通过室内试验,对不同水泥掺入量的水泥灰土试样,进行了无侧限抗压强度和三轴不固结不排水压缩试验,并将试验结果与相同条件下的纯灰土进行了比较,得到了用水泥改性后灰土的一些特点.

侧向约束防渗路基新结构防渗效果试验研究

在湿陷黄土地区修建客运专线如何满足修建过程中以及工后沉降的要求,同时提高路基结构的抗渗性能,是该地区客运专线路基工程的关键技术。提出侧向约束防渗的路基结构新形式,研究了湿陷性黄土地基侧向约束防渗路基结构的防渗效果。采用灰土挤密桩和水泥土挤密桩作为侧向约束防渗结构,通过室内模型试验,针对不同桩体填料及桩间距,测试地基中不同位置及深度处地基土含水率的变化,对比分析后得出,与天然地基相比,设置挤密桩显著提高了地基的侧向防渗能力,且随着桩间距的减小,地基土含水率增长速率逐渐减小,即渗流速度减缓,防渗效果越好。对比试验中两种挤密桩复合地基,水泥土挤密桩侧向防渗效果优于灰土挤密桩,研究成果可供同类工程参考。

不同埋深的黄土填料特性及改良试验研究

研究目的:本文通过室内试验,对不同埋深条件下天然黄土和改良黄土的工程特性进行了对比分析研究,以合理确定高速无砟轨道路基填筑中,黄土填料的改良方法、掺合料和掺量。研究结论:试验研究表明,由于黄土具有大孔隙性、水敏性和湿陷性等工程特性,对于工后沉降标准要求较高的无砟轨道路基,不宜直接用作路基填料,必须进行改良,改良后的黄土,其压缩系数显著降低,强度和水稳性大幅度提高,从土样构成上消除了黄土的湿陷性。在施工质量(配合比、含水量、摊铺厚度、压实机械和压实度等)得以保证的前提下,改良黄土是能够满足高速无砟轨道路基的填料要求的。该研究成果对广大黄土地区的铁路、公路建设具有重要意义。

粉煤灰与石灰、水泥改良黄土填料的试验研究

高标准铁路路基对填料选择要求较高，人工压实素黄土不能满足其使用要求．结合兰新铁路兰（州）武（威南）复线工程，对素黄土、粉煤灰黄土、粉煤灰与石灰（二灰）、水泥改良黄土填料，在不同掺合比、不同含水量下进行无侧限抗压强度试验，探讨粉煤灰与石灰、水泥改良黄土的强度特性与水稳性，试验结果表明：人工压实素黄土强度低，水稳定性差；粉煤灰可在一定程度上改善黄土强度特性．采用石灰与粉煤灰或低掺量水泥与粉煤灰可显著改善黄土强度特性，能满足高标准铁路路基基床底层及以下部位填筑要求；其改良效果与掺合比、含水量等有关．工程中可选5％石灰与10％～30％粉煤灰、2％水泥与10％～30％粉煤灰改良黄土作为路基工程填料，具有明显的技术、经济及环境效应。

湿陷性黄土路基地下空洞处理研究

结合渭南市朝阳大街道路工程实践经验,对湿陷性黄土路基下的空洞或松散层处理进行了研究分析,并针对道路施工条件,分别介绍了灌浆处理、灰土挤密桩等具体处理措施,为类似条件的路基处理提供参考。

水泥灰土桩复合地基的工程特性研究

在分析水泥灰土试验结果的基础上,给出了水泥灰土桩复合地基的承载机理,提出了水泥灰土单桩有效桩长的计算方法。在总结其他复合地基承载力和沉降计算方法的基础上,提出了水泥灰土桩复合地基承载力和沉降的计算方法。

改性黄土垂直方向毛细水上升作用研究

黄土中极易发生毛细水上升的现象,毛细水的上升作用会影响黄土的含水率、强度和土体的结构,造成土体稳定性下降,弱化黄土地基。石灰和水泥作为常用的改性材料被广泛应用于黄土改良。试验研究了黄土以及石灰、水泥不同配比下的改性黄土在毛细水上升作用50 d过程中的含水率变化,推算出毛细水在黄土和改性黄土中上升高度和速率,以及50 d后密度、干密度及无侧限抗压强度等参数的变化规律。评估了3%石灰改性土、5%石灰改性土和3%水泥改性土改善黄土中毛细水上升作用的可行性;并对三者的改性作用进行比较。试验结果表明:三种改性土都可以有效地减缓毛细水上升高度和速度(从黄土的160 cm最低降低到60 cm左右),提高强度(水泥土50 d后土水接触面处试件无侧限抗压强度为0.86 MPa,为同高度处黄土强度值的3倍)和密度。试验最后得出,石灰能够有效降低土体内的含水率,且随着含量的增加,吸水作用越明显,而水泥对于土体内部结构的改性作用更大,提升土体强度和遇水稳定性,阻碍毛细水上升作用显著。

细粒式钢渣改良黄土路基研究

为实现钢渣的全粒度应用及提高利用率,小于等于3mm的细粒式钢渣可作为黄土路基稳定材料使用。设计对照组水泥稳定黄土和石灰稳定黄土,并通过无侧限抗压强度和CBR承载比评价,以确定细粒式钢渣稳定黄土的可行性和最佳掺量。结果表明,随着钢渣掺量增加,钢渣稳定黄土的最大干密度增大,最佳含水率减小。石灰稳定黄土最佳含水率最大,钢渣稳定黄土最小。钢渣稳定黄土的无侧限抗压强度随钢渣掺量增加而增大,10%钢渣掺量的无侧限抗压强度大于3%水泥稳定黄土和6%石灰稳定黄土。水泥稳定黄土CBR承载比远大于钢渣稳定黄土和石灰稳定黄土,且黄土膨胀量最小,最大仅为0.14%,钢渣稳定黄土膨胀性最大,且随钢渣掺量的增大而增大,最大为1.2%。10%钢渣稳定黄土CBR大于6%石灰稳定黄土,10%钢渣膨胀量小于6%石灰稳定黄土,大于7%石灰稳定黄土。10%钢渣掺量可替代6%石灰掺量稳定黄土路基,综合分析选择10%作为最佳细粒径钢渣稳定黄土掺量。

改良黄土的强度特性研究

在黄土地区进行工程建设,常需对黄土进行改良以满足工程建设要求。改良黄土强度是非常重要的指标,因此基于前人研究,总结了各改良黄土的强度、冻融稳定性等。

水泥灰土挤密桩加固黄土路基在陕北高速公路中的应用

水泥灰土挤密桩通过机具成孔,利用杆状尖锤的高压强动能,对孔内填料进行冲击夯扩,使填料向孔底和孔周强力压实、挤密,从而改善土体结构。水泥灰土挤密桩可以处理厚度较大的湿陷性黄土地、路基,施工操作简单,经济适用,方法有效。

低温条件下水泥搅拌饱和黄土的强度特性研究

兰州至中川机场铁路工程沿线大多地段为饱和黄土地基,设计采取水泥土搅拌桩复合地基加固.由于该地区冬季气温较低,需要探究温度对水泥搅拌饱和黄土强度的影响,以便确定在冬季温度较低的情况下能否施工以及低温环境下水泥搅拌饱和黄土的强度增长规律.通过室内试验研究低温条件下水泥搅拌饱和黄土无侧限抗压强度随水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺入比、养护龄期、养护方式的变化规律.试验表明:低温条件下水泥搅拌饱和黄土的无侧限抗压强度也随二灰掺入比增加、养护龄期的增长而增大;低温水中养护条件下水泥搅拌饱和黄土的无侧限抗压强度较标准水中养护(20±1℃)的强度低,龄期为28d、掺入比为12%的抗压强度为标准水中养护条件下的36%,掺入比20%的抗压强度为标准水中养护条件下的33%;随着养护龄期的增大,低温水中养护条件下抗压强度与标准水中养护条件下的差距逐渐增大,龄期为60d、掺入比为12%的抗压强度是标准水中养护条件下的26%.

水泥、二灰固化剂在黄土改良中的对比研究

对比水泥固化剂与二灰固化剂对黄土不良工程性能的处置效果,通过测量CBR值得出:随着二灰与水泥掺量的增加,土体承载能力上升,膨胀率下降,其中5%掺量水泥膨胀率最低为0.08%,回弹模量比5%二灰组高,90d养生试件中,5%水泥掺量组与5%二灰掺量组比较,强度损失低了2.8%、无侧限抗压强度高了0.114MPa。

郑西高铁K921路基底鼓病害研究

郑西高铁K888+000~K921+250段路堑出现底鼓病害,轨道扣件系统调整余量已近极限,急需查明底鼓病害原因,研究剩余底鼓量和持续时间,以便开展病害整治。本项目研究成果:(1)现场调查排除了堑坡失稳及其他区域地质条件改变引起路基隆起病害的可能性;(2)对现场样品进行膨胀性参数测试,对结果数值进行统计分析,确定底鼓病害由灰土层引起;(3)采用"蔗糖法"测试灰土样品中尚能发生膨胀反应的有效氧化钙含量;(4)采用比对法和代表性现场灰土样浸水试验研究灰土样的剩余上涨量,综合分析认为剩余底鼓量值已不大,可择机进行病害整治;(5)研究成果已得到应用,病害工点已成功治理。本研究在相似铁路、公路路基底鼓病害工点的勘察、设计及治理工作中具有参考价值。

三种改良土的渗透性试验研究

利用室内试验研究了素黄土、石灰土、石灰与粉煤灰(二灰)黄土、水泥土的渗透性。共选取了10组土测定其渗透系数,试验结果表明:3∶7配比的水泥土可以作为防渗土料,3∶7配比的石灰土可作为短期防渗隔水土料,二灰土不能担当此任;同时,发现各种改良土在养护至21d左右渗透系数有增大现象,这一机理需进一步研究。

石灰与水泥对甘肃省黄土路基填料改良效果研究

甘肃省地域狭长,黄土的工程性质存在一定差别,选择陇东黄土和陇西黄土为试验对象,开展石灰和水泥改良对比试验,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、界限含水率试验、配合比试验、养护试验、冻融循环试验等室内试验,分析土质类型、掺合材料、掺配比、养护时间等对改良黄土公路路基填料工程性质的影响。研究结果表明:对陇东陇西黄土而言,质量掺配比为4%~6%的水泥或5%~8%的石灰,对黄土路基填料的物理力学性质有较大提升,在满足规范要求的抗压强度基础上还能兼顾工程经济性。

石灰粉煤灰水泥稳定黄土的力学性能研究

以石灰、粉煤灰和硫铝酸盐水泥共同稳定的黄土试样为研究对象,通过标准击实及无侧限抗压强度试验,研究了石灰、粉煤灰和硫铝酸盐水泥的掺量和养护龄期对稳定黄土最大干密度、最优含水率和无侧限抗压强度的影响。结果表明:随无机结合材料掺量的增加稳定黄土最优含水率逐渐增大、最大干密度减小;在无机结合材料掺量一定的条件下,随着硫铝酸盐水泥掺量的增加最优含水率和最大干密度同时增大;无侧限抗压强度随无机结合材料掺量(20%~30%)的增加而增大,随养护龄期的发展总体上不断增长,前期(1~7 d)强度增长速度慢,后期强度增长速度变快;通过对无侧限抗压强度数据的拟合回归,建立了稳定黄土的无侧限抗压强度与孔隙率、硫铝酸盐水泥体积掺量、无机结合材料体积掺量的关系。所得成果为稳定黄土的设计和施工提供了一种新思路。