冻融循环作用下不同路基材料力学特性对比研究

为探究寒区路基新型材料泡沫轻质土强度特性,完成了不同湿密度下的泡沫轻质土路基的冻融强度损伤试验。并将新型路基材料泡沫轻质土和传统路基材料水泥改良土进行对比发现:水泥改良土在冻融前期强度会大幅下降,但是在冻融循环5次左右,抗压强度会有回升趋势;而泡沫土从冻融开始到结束始终随冻融循环次数增加抗压强度缓慢下降。强度损失方面,2种路基材料的强度损失速率不同,水泥改良土抗压强度下降速率比泡沫轻质土更快。泡沫轻质土损失率随循环次数变化波动较小,相较为稳定。冻融循环对水泥改良土损失率影响离散型较大。

超细铁尾矿气泡混合轻质土优化设计研究

目的:为了实现超细铁尾矿在气泡混合轻质土中的高效利用,以最优力学性能为目标,进行了配合比优化设计。方法:基于BBD响应面曲面法,以尾矿掺量15%~30%、泡沫掺量4%~6%、水料比0.4~0.6为变量,以7 d和28 d抗压强度为响应值,设计了17组配合比,并分析了组成因素间的相互作用对抗压强度的影响程度。结果:泡沫掺量对超细铁尾矿气泡混合轻质土抗压强度影响最为显著,其次是水料比和尾矿掺量;从两因素交互作用上看,尾矿掺量和泡沫掺量交互作用对抗压强度影响最为显著;通过对回归模型的极值求解,当尾矿掺量为34.19%、泡沫掺量为4.34%、水料比为0.45时,超细铁尾矿气泡混合轻质土具有最优的力学性能。结论:经优化设计后的超细铁尾矿气泡混合轻质土可满足填筑工程技术要求。

泡沫轻质土与水泥土搅拌桩在厚软土桥头路基处理中的应用

泡沫轻质土具有重量轻、固化后自立、耐久性高等优点,应用泡沫轻质土是目前解决道路改扩建路基处理、管线开挖回填处理、软土地基处理和桥头路基不均匀沉降等工程问题的有效措施。针对厚软土地基桥头路基处理,文中结合实际工程案例,分析了泡沫轻质土材料在厚软土桥头路基处理中的设计和应用,阐明了泡沫轻质土的特性和正台阶填筑设计施工方法。结果表明,采用泡沫轻质土进行厚软土桥头路基处理对控制地基不均匀沉降具有显著效果。

泡沫轻质土对高速公路改扩建新旧路基差异沉降的影响分析

依托某高速公路改扩建工程,研究新型材料泡沫轻质土作为填筑材料在路基工程中的应用效果。通过FLAC3D数值仿真软件,建立新旧路基模型,模拟新筑路基的沉降变化值,新建路基累计沉降值与距路基中心距离呈先增大后减小的趋势,距离路基中心12.5m处的沉降最大。对涵顶填土沉降在泡沫轻质土作用下的变化值进行了分析,阐述了泡沫轻质土的施工关键技术。

泡沫轻质土路基变形特性及施工工艺

在对泡沫轻质土的基本特性进行分析的基础上,以广连高速公路为例,对泡沫轻质土施工工艺(包括施工准备、路基垫层施工、分层分块施工、浇筑方法、纵横坡调整以及施工后养护)进行详细介绍,提出更为高效的填充方法。该填充方法值得在高速公路路基处理。

聚丙烯纤维改性橡胶泡沫轻质土耐久性影响因素

为提升交通基础设施减震性能,延长结构物服役寿命,在泡沫轻质土结构中掺入不同粒径的橡胶颗粒与聚丙烯纤维,通过试验研究影响其抗折、抗冲击强度的关键因素,分析不同橡胶粒径、橡胶掺量、湿密度、纤维掺量等影响因素下聚丙烯纤维改性橡胶泡沫轻质土材料的耐久性能,研究表明:橡胶颗粒的掺入对试件抗折强度产生不利影响,但可有效提升试件的抗冲击能力,工程对材料强度要求较高时,应控制橡胶颗粒掺入比不超过15%;纤维掺料和试件湿密度提升均可有效改善试件的抗折、抗冲击强度,且纤维掺料具有延缓试件裂缝发展的作用;聚丙烯纤维改性橡胶泡沫轻质土相较无掺料泡沫轻质土的抗折、抗冲击性能均有有效提升。

浅埋明挖小间距隧道回填施工方案及力学性能研究

为研究浅埋明挖小间距隧道回填施工方案以及回填过程中对衬砌结构变形和应力的影响,依托重庆市渝北区金洲大道与星光大道延伸段节点改造工程,采用有限元分析方法对比土石混合料、泡沫轻质土两种材料回填方案,并结合现场监测数据对衬砌结构变形、应力进行分析。结果表明:与土石混合料回填相比,采用泡沫轻质土回填的结构变形、应力均满足承载力要求;顶板、墙角、底板位移分别减少约24%、29%、11%且未超出位移容许值,拉应力分别减少约41%、39%、27%;当衬砌结构回填深度为0、2、4、6 m时,结构各部位拉应力变化趋势较缓,且变形、应力基本呈对称分布,可以有效避免结构拉剪破坏。综合考虑施工便利性、结构安全性、回填土压实度,对该隧道回填采用特殊部位以泡沫轻质土分层回填,两侧及顶部以土石混合料分层回填的回填方案;现场以此方案进行回填施工后,结构位移、应力均未超过容许值,因土拱效应,现场实测值小于模拟值。

泡沫轻质土在高速公路路基施工中的研究与应用

土方资源紧缺是目前制约平原地区高速公路快速发展的瓶颈之一。现依托皖北平原地区某新建高速公路,结合项目特点,与原施工图设计的扶壁式挡土墙进行对比分析,发现采用泡沫轻质土,可显著减少路基填筑用土,大幅节约工程造价。同时,从湿密度、流动度、抗压强度3个指标,分析了泡沫轻质土的配合比设计及优化,并根据现场实际,分析施工过程中产生的问题、质量控制要点及注意事项。研究表明,泡沫轻质土本身具有自重轻、稳定性好的优点,同时可节约土方资源,节省工程造价并缩短工期,具有较广泛的发展及应用前景~[1]。

地铁区间隧道上方桥梁引桥泡沫轻质土回填技术

本文基于广州地铁三号线东延段区间隧道上方施工亚运大道改造项目2座跨线桥工程实例,提出一种地铁区间隧道上方桥梁引桥泡沫轻质土回填技术。针对地铁区间隧道上方市政桥梁施工,桥梁引道结构层的荷载势必会超过覆土荷载,在地铁区间隧道上方施工时必须采取相应的措施,以减小其上部的附加荷载,利用泡沫轻质土轻质高强的特点,采用“泡沫轻质土+土工布+钢筋网”的形式进行引桥回填。结果表明:采用轻质泡沫土回填不仅可以减轻对地铁隧道的变形影响,还可以避免桥头跳车的产生及降低桥梁引道的工后沉降影响,整体节约工期45天,可节约施工成本78万。该技术引进了泡沫轻质土新材料、新技术和新工艺,有效减轻了路面荷载,满足了地铁区间隧道上方荷载要求,可为类似工程提供借鉴和参考。

泡沫轻质土在深厚软土地基路堤中的应用探讨

以某软弱下卧层上的填方路堤为对象,阐述了应力补偿原理,并利用有限元软件模拟分析了换填泡沫轻质土道路的沉降及应力变化规律。分析结果表明:利用传统路基填筑材料修筑路堤时路基的沉降和差异沉降均较大,对软弱下卧层产生较大的附加应力,道路容易产生裂缝;利用泡沫轻质土换填处治软弱下卧层时,路基沉降和软弱下卧层顶竖向附加应力均随换填深度的增加而逐渐减小。综合考虑道路处治效果和耐久性等因素,拟推荐换填4 m方案为该填方道路的处治方案。

煤渣泡沫轻质土制备及性能研究

为提高煤渣利用率,采用电厂煤渣为集料制备泡沫轻质土,研究不同煤渣种类、细度及掺量对泡沫轻质土工作性能、力学性能和软化系数的影响规律。结果表明:泡沫土的密度与煤渣密度呈正相关,与1 h吸水率呈负相关;抗压强度与煤渣的密度和筒压强度呈正相关;软化系数随煤渣筒压强度和1 h吸水率的增大先降低后升高。以多孔疏松块状结构煤渣(SS)为骨料,控制其细度模数介于2.3~3.5之间,掺量不超过65%时,制备而成的泡沫轻质土力学强度及耐水性能良好,可以满足水下减载回填的设计要求。

泡沫轻质土在港口工程设计中的应用

泡沫轻质土是一种优良的填筑材料,近年来成为公路路基、涵洞等的常见回填材料。依托二号码头城市岸线环境整治工程,从设计角度对传统码头改造方案与泡沫轻质土换填方案进行比选,为泡沫轻质土在港口工程领域的推广应用提供参考。

高桥台处路基处理设计分析

为了保证高桥头路基建设质量,文章从材料选择、结构设计、施工工艺三方面分析了其设计要点。随后,以龙澜大道北延段(含樟新路)工程为研究对象,设计了高桥台路基填筑方案、支挡方案,并将气泡轻质土用于桥台台后与加筋土路基之间、挡土墙墙背与桥台之间回填。最后,阐述了高桥台路基沉降计算方法,研究成果可供类似项目借鉴。

城市道路短路桥过渡段路基路面设计与应用研究

针对徐州睢宁县汇金路建设工程春水河桥西桥头路桥过渡段过短,无法应用当地典型台背回填方案的问题,提出填砂法、泡沫轻质土法两种台背回填方案,并进行优缺点分析与方案比选。在综合考虑建设工程质量、路基强度、运营期桥头稳定性和运行舒适性的情况下,确定采用泡沫轻质土法。给出泡沫轻质土法方案设计要点,并进行抗浮稳定性验算,提出在做好桥头路基过渡的同时,应做好路面结构的刚柔过渡,才能更好地解决桥头跳车问题。

市政明挖路基下穿既有高速铁路桥梁的影响

南宁市市政道路交叉口以路基形式下穿既有高速铁路桥梁。为控制铁路桥梁墩台和路基地段的变形量,采用排桩、土钉墙、锚杆框架梁、重力式挡土墙进行加固防护。通过数值模拟分析了大范围开挖后回填和分区随挖随填两种路基换填方案对高速铁路桥梁墩台和路基位移的影响。结果表明:两种方案桥梁墩台在开挖卸荷后均出现了上拱,路面加载后均产生沉降;两种方案桥梁桩基轴力均小于规范容许值;大范围开挖后回填方案0#台累计位移和路基地段最大累计位移均大于分区随挖随填方案,而2#墩和3#台累计位移均小于分区随挖随填方案。这说明市政道路以路基形式下穿既有高速铁路方案具有可实施性,但施工时须注意不同区段采用适宜施工方案。

软土路基泡沫轻质土分层填筑沉降分析及参数影响研究

为研究泡沫轻质土在软土路基分层置换填筑时的沉降规律,基于Abaqus数值计算平台建立了泡沫轻质土分层填筑路基的有限元模型,分析了不同填筑阶段路基沉降的规律,并对泡沫轻质土相关参数展开研究,探讨了不同参数变化对路基沉降的影响规律。计算结果表明:不同填筑阶段路基顶面沉降均呈马鞍形分布;路基最大沉降区域位于第一层与第二层泡沫轻质土之间;弹性模量和泊松比与路基中线沉降量呈负相关关系;粘聚力变化对路基沉降无显著影响。

玄武岩纤维加筋泡沫轻质土物理力学特性

为了研究玄武岩纤维对泡沫轻质土的力学性能、固结特性和水稳定性的影响,对玄武岩纤维加筋泡沫轻质土开展了无侧限抗压强度试验、一维固结试验及干湿循环试验。结果表明:发泡剂的掺量决定了泡沫轻质土的湿容重,湿容重受水泥和用水量的影响较小。玄武岩纤维的掺入显著提升了加筋泡沫轻质土的力学强度,当纤维掺量为0.75%时,轻质土性能最佳。泡沫轻质土的固结特征受水环境影响较小。随着水泥含量的减小,土样的水稳定性系数大幅度减小,而与纤维含量的增加无明显联系。

泡沫轻质土渗透及吸失水性能试验研究

通过对湿重度分别为5.5 k N/m^(3)、6 k N/m^(3)的泡沫轻质土进行渗透及吸失水试验,研究了泡沫轻质土的孔隙状态、渗透系数及吸失水性能。试验结果表明:气泡混合轻质土是一种高孔隙率材料,其孔隙占比在75%以上,渗透系数约为10^(-5)~10^(-6)数量级,介于粉质粘土与粘土的渗透系数之间;受水浸泡后,泡沫轻质土容重最大增加约25%,失水后容重仍然有约9.5%增加量,在工程设计中应根据不同置换路基施工环境对设计容重按照1.0~1.25之间进行修正。

泡沫轻质土抬高加宽路基变形规律研究

采用数值模拟方法,通过对深汕西高速某抬高及加宽路基段典型施工工序进行分析,获取工序1~工序4新旧路面对应的横向差异值分别为7.50、17.21、4.60、2.50 mm,满足路基横向允许最大差异沉降的安全阈值,其最大沉降位于路基加宽新填土区域内。新路面工后沉降变形不同影响因素分析表明:抬高路基填筑密度与高度越大,工后新路面沉降变形就越大;新填土材料的密度对新路面沉降无明显影响,而对旧路面影响大;施工填筑速率越慢,则工后的新路面沉降变形就越小,也越能抑制新路面工后的大变形。

泡沫轻质土路基施工技术

对于陡坡路堤或桥头、涵台背难以压实的填方路堤段,采用泡沫轻质土路基的施工工艺作为施工质量的技术保证。基础采用C25混凝土浇筑;上下相邻浇筑层变形缝交错布置;浇筑至设计高程后,及时养护。执行泡沫轻质土路基标准工艺流程,验证了施工技术的可行性,节省工期的同时确保发泡剂性能检验基础要求、泡沫轻质土技术指标、密度实时控制允许误差均满足泡沫轻质土路基验收标准,在满足设计要求的同时提高了特殊路基的施工技术标准。