含杂土质黏土填筑材料基本性能试验研究

为了解决目前堤防工程存在的地基软、筑堤土料不足等问题,就近选取堤防工程附近的含杂土质黏土,添加适当的固化剂和活性剂,经充分混合、搅拌后通过管道泵送,开发出施工效率高、防渗性能好的轻质堤防材料.通过改变水泥、黏土、泡沫掺量等,采用正交试验和极差分析获得改性土各影响因素主次大小关系.利用扫描电子显微镜对不同泡沫、锂渣掺量的改性土内部的气孔结构进行微观分析,观测孔隙率大小和气孔连通性.实验结果表明:各个因素对改性土抗压强度、吸水率影响的顺序由大到小为水泥、泡沫、水灰比、黏土.掺入粉煤灰、锂渣可以提高改性土的抗压强度,该材料改善了含杂土质黏土的基本性能,适用于堤防工程.

土石堤坝渗漏病险原因分析与质量控制方法探究

土石堤坝是水利工程的关键构成,其安全稳定运行对保障人民生命财产安全至关重要。然而,实际运行中,土石堤坝常面临渗漏等病险,对工程安全构成严重威胁。主要从材料质量、施工工艺、设计缺陷和自然环境4个方面,分析研究了土石堤坝渗漏的病险原因,并提出了相应的解决对策,以期能够提高工程的整体施工质量,保障土石堤坝的安全、稳定运行。

四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析

川渝地区公路工程建设中,常形成红层高填路堤,其沉降及稳定特性决定了工程安全及质量。以乐山至西昌高速公路某处取样,室内测得红层填料物理力学参数后,考虑粒度分布、干湿循环、填方高度和边坡坡度,通过有限元数值试验探讨红层高填路堤施工过程中的沉降及稳定特性,然后利用极差分析获知各因素的作用效应主次。结果表明:路堤沉降具有累积效应,路堤坡面下方土体受偏压影响,最终体现为竖直向越靠近路堤顶面沉降量越大,水平向越靠近坡面沉降量越小;路堤填筑过程中,坡体内逐渐形成滑移曲面,边坡临界失稳高度受路堤材料和几何尺寸等因素影响;填筑完成后,各因素对路堤沉降量的影响主次为:路堤填高>边坡坡度>粒度分布>干湿循环,对滑移曲面至坡面最大距离的影响主次为:路堤填高>干湿循环>边坡坡度>粒度分布。

振动荷载下不同级配的基床粗粒土填料孔隙连通性特征研究

路基基床粗粒土填料多采用振动压实方法填筑碾压,然而,目前尚不清楚级配对其压实后的三维孔隙连通性及渗流特性等的定量影响。为此,基于颗粒堆积理论设计G/S(石砂质量比)为1.0、1.8、2.5的基床粗粒土填料,开展室内新型平板振动压实试验并确定最优激振参数组合,针对在最优压实工况下的填料试样进行工业X射线计算机断层扫描(XCT)和三维模型重构,结合图像处理技术和最大球算法等量化其三维孔喉的连通性,进而模拟并对比分析不同级配类型填料试样的渗流特性。研究结果表明:当干密度较大时,激振频率为25 Hz,激振力为1.4 kN且激振时间至少为60 s;随着G/S增大,孔隙的喉道长度及半径均增大,中孔隙及大孔隙数量增多,平均孔隙半径增大;孔喉比可更准确地表征填料的渗透性能,即孔喉比增大,孔隙的平均配位数增大,孔隙的喉道增长、半径增大,孔隙连通性增大;G/S主要通过影响孔隙半径、喉道长度、三维孔隙连通性决定渗流速度,即G/S增大,孔隙的喉道形态由细长型渐变为粗短型,直至形成粗而长的渗流通道;在保证压实质量和施工后受力变形稳定性的前提下,可选用G/S较大的级配,以确保粗粒土填料振动压实后的孔隙连通性及渗透性能。

水位变化条件下堤防加固效果有限元分析

党水河河道治理工程位于陕西省南部洋县党水河流域,该流域地处山区丘陵与盆地结合区域,支流众多;且受季节性降雨影响,河道土体相对松散,受水流侧蚀强烈,导致河道两侧堤段可能存在边坡失稳的风险。为分析加固后河道两侧堤防的边坡稳定安全,验证除险加固措施的有效性,基于各个区域堤防特点,分别建立加固前、后二维有限元堤防模型,分析季节性降雨影响下河道水位变化、堤防堤身材料性质以及堤脚侧蚀深度等不同因素对堤防边坡稳定安全的影响。结果表明:水位上升时,堤坡稳定安全系数先增大、后减小,最后趋于稳定;水位下降时,堤坡稳定安全系数先减小、后增大,最后趋于稳定。此外,堤防进行除险加固后,堤防稳定安全性显著提高,加固措施有效。研究成果对老旧堤防除险加固设计方案具有指导意义。

Influence of soft rock-fill material as dam embankment with central bituminous concrete membrane

This paper demonstrates the difficulties in determining the relevant material parameters for a valuation of the deformation behavior of the up-and downstream dam shell by means of an embankment dam of medium height.Laboratory as well as field tests on solid rock-fill material were performed before the beginning of construction.During the construction the properties of the available rock-fill changed from solid to soft materials.This gave rise to the necessity of adjusting the dam design of the downstream dam shoulder.Several times higher dam settlements as well as significant differential settlements between the up-and downstream dam shell were observed during construction and operation.Apart from this situation,the dam has been operated for nearly 20 years and the behavior of the water barrier has been very good.

建筑垃圾再生材料在路基填筑中的应用

本篇论文主要从材料控制﹑压实标准确定﹑填筑施工控制﹑压实质量检测四方面研究了建筑垃圾再生材料在路基填筑中的应用,明确了建筑垃圾再生材料特点及技术要求控制,根据填料粒径通过重型击实确定建筑垃圾再生材料压实标准,通过试验段确定建筑垃圾再生材料施工控制,通过建筑垃圾再生材料压实质量检测数据分析建立了Evd与压实度﹑Evd与弯沉回归关系,为建筑垃圾再生材料回填路基施工提供参考。

土石混填路基修筑技术研究综述

土石混合料作为一种填料,越来越广泛地被应用于工程实践,尤其是公路路基工程中。国内外学者对土石混合料的物理力学性质、压实特性和土石混合路基修筑技术已进行了大量的研究,但由于这些研究尚处于初级阶段。因而,仍不能满足工程实践的需要。笔者对不同石质类型、不同比例土石混合料的物理力学性质,土石混合料的分类、工程分级和性能评价,土石混填路基的均匀性及其强度与变形规律,土石混填路基的设计理论和设计方法。土石混填路基施工工艺及质量控制方法等方面进行深入系统的分析。提出了目前研究存在的问题及其解决的初步方法。

青藏铁路北麓河试验段路基保温材料处理措施初步分析

阐述了青藏铁路北麓河试验段路基保温材料试验段路基结构、试验监测方案。通过试验路基建成一年以来的观测数据对路基下伏多年冻土的变化动态、通过保温板的热收支、保温板上下面的积温等进行了初步分析。分析结果表明:路基保温材料处理措施在一定程度上具有保护多年冻土的作用,对于高路基原天然地表下活动层内会形成持久的零温带;进入保温板的热量在路基阴阳面呈现不对称,阳面吸热明显大于阴面。

筑坝土石料的统一广义塑性本构模型

室内三轴试验资料的分析表明:与砾石土心墙料不同,密实堆石料、砂砾料的破坏应力比,随围压的增长出现明显降低;而反映坝料剪胀特征的应力比,随着围压的增长基本不变。根据试验资料,建立了描述土石料剪胀状态和破坏状态的统一应力表达式;针对现有广义塑性模型不能合理反映土石料压缩性的问题,采用改进剪胀方程,利用室内压缩试验和三轴剪切试验成果,构造弹性和塑性模量,提出了一个可以考虑土石料复杂加载特性的实用的统一广义塑性本构模型;将上述模型编制程序,模拟土石料的试验加载,得到预测值与试验数据吻合良好,可较好反映筑坝土石料的应力变形特性。

山区中小河流清滩料筑堤技术研究与应用

传统筑堤材料为黏性土,通常认为无黏性土不适合筑堤。山区中小河流清滩料具有粒径大、分布广的特点,其主要成分是混合卵石、砂、黏土的碎石土,与常规土相比,成分较复杂。若作为筑堤材料,需要解决渗流、边坡稳定及冲刷等问题。通过室内和现场试验对清滩料的物理及力学特性进行研究,并进行分析计算。通过研究提出清滩料采取合适的工程措施后,可作为筑堤材料之一使用,并在广东省韶关地区中小河流治理工程中得以成功应用,可为类似工程提供参考。

冲击压实技术在高速公路高填方路基中的应用研究

基于冲击压路机在含石量很高(60%～70%)的土石混填高填方路基施工中的应用实践,对路堤的沉降变形、干密度、孔隙比以及影响深度进行试验研究。阐述高含石量土石混合料的特性、土石混填路基施工工艺及质量评价控制指标,进一步分析高含石量土石混填料在冲击压路机冲击碾压作用下压实的工作特性和作用机制。研究结果表明,冲击压实技术用于土石填方高路堤的压实施工不仅可明显改善填料的压实质量,而且由于冲击碾压后路堤产生压缩沉降,对减少路堤施工的工后沉降也有明显的效果。

桩承土工合成材料加筋垫层复合地基作用原理及应用

桩承土工合成材料加筋垫层法是近些年发展起来的一种有效的软土地基加固方法。简要地介绍了桩承土工合成材料加筋垫层法的设计和使用情况,主要包括其作用机理、设计方法和工程应用。桩承土工合成材料加筋垫层法主要适用于软土地基下有承载力较大的坚硬土层或岩层,上部有一定的填土高度,工期紧张,对总沉降和不均匀沉降有要求比较严格的情况。目前该方法已经被广泛应用于公路、铁路、桥台后过渡段、分段挡土墙、旧路加宽和房屋建筑的一些实际工程中。

土石混填路堤强夯加固范围研究

基于常(德)吉(首)高速公路湘西段土石混填路堤强夯加固的大型现场动应力测试的试验成果,通过分析影响强夯加固范围的锤重和落距(夯击能)、夯锤面积、夯击次数、土体类型、干重度、含水量等各种因素,采用量纲分析结合选取修正系数的方法推导出了土石混填路堤强夯加固深度的计算公式;并根据泊松比的定义,建立了强夯加固范围的计算公式。最后通过与已有研究资料和工程实测有效加固深度的对比验算,表明该公式的计算结果与实测结果较吻合。

击实对固化淤泥物理力学性质的影响

淤泥固化技术中国进行工程应用时经常遇到需要碾压施工的问题,碾压后固化淤泥的力学性质是亟需试验明确的问题。研究了击实对不同水泥添加量和不同养护龄期下固化淤泥的密度、干密度、CBR和无侧限抗压强度的影响规律。结果表明,击实过程中存在有效击实次数,超过此次数后不能使土体进一步密实,击实土能达到的密度、干密度基本与固化土的相等;击实土的CBR强度可以从固化土的CBR得到,且约为固化土的1/10,固化土的CBR性质能够满足作为路堤填土的要求,而击实土则不能;固化土的抗压强度越大,击实土的抗压强度也越高,但是击实土相对于固化土的强度损失也就越大,击实土的无侧限抗压强度为固化土的1/3～1/2。因此,应根据实际淤泥固化工程的特点,合理选择水泥、石灰或复合型固化材料,这方面研究还有待更深入地开展。

300m级超高面板堆石坝变形规律的研究

采用三维有限元数值分析方法研究了300m级超高混凝土面板堆石坝的变形规律。指出坝体分区、筑坝材料特性特别是流变特性是影响超高面板堆石坝变形性状的主要因素,要重视超高面板堆石坝上游部分坝体变形的鼓肚现象。建议了合理选择筑坝材料,适当提高下游堆石区填筑标准、全断面均衡填筑、上部1/3左右坝体采用变形模量较高的坝料,待坝体变形基本趋于稳定才浇筑面板以及考虑设置面板永久水平缝等工程措施来改善超高面板堆石坝的应力变形性状。

粉煤灰作为路堤填料的动力特性试验研究

粉煤灰用作路堤填料时,其动力特性是大家较为关注的问题。在扬州电厂粉煤灰动三轴试验的基础上,对影响粉煤灰动强度的若干影响因素进行了分析,对粉煤灰路堤在饱水条件下的抗液化性能进行了探讨。研究结果表明:振次、初始静应力水平、含水量等对粉煤灰的动强度都有显著的影响;粉煤灰路堤在饱水条件下的抗液化性能则与地震动峰值加速度、初始静应力水平等有密切关系。

桥头段刚性桩复合地基现场观测结果分析

对于深厚软土路基,桥面和路面之间常发生较大的沉降差,产生“桥头跳车”现象。浙江台州浃里陈大桥对低强度桩复合地基处理桥头段软土路基进行了试验研究,并采用变桩长的方式调整桥面和路面的沉降差。采用复合地基使该桥头段的路基沉降减少了2/3,加固效果明显。由于采用了不同的桩长,复合地基沉降沿路堤长度方向分布是均匀的。对现场观测结果进行了分析,包括对路堤下桩顶和桩间土的土压力及沉降和复合地基分层沉降观测结果的分析。

土工格室加筋土垫层路堤临界高度研究

土工格室能有效减少软土地基上路堤的变形,并增强其稳定性,但对于土工格室加筋土垫层路堤的临界高度还少有研究。采用极限平衡分析方法,假定地基在路堤荷载作用下呈圆弧滑动破坏模式,将格室及其内的填土视为复合体,考虑格室复合体的应力扩散作用和侧向限制作用,提出了路堤临界高度的计算模型,并将该模型值与建立的有限差分模型结果进行对比,然后讨论了格室高度、应力扩散角及格室复合体与地基接触面摩擦系数对路堤临界高度的影响规律。结果表明,理论分析和数值计算结果吻合较好;加筋路堤的临界高度明显大于未加筋路堤的临界高度,并且增加此3种影响因素的取值均能提高路堤的临界高度;同时增强格室的侧向限制作用比提高格室高度和应力扩散角更有利于路堤的稳定。

堆石流变试验及双屈服面流变模型的研究

通过对两类不同岩性的堆石料作室内三轴流变试验,研究了堆石料的流变特性,试验结果表明流变体积应变和广义剪应变随时间均呈双曲线变化。殷宗泽曾以椭圆–抛物双屈服面弹塑性模型为基础,提出了一个综合反映堆石料瞬时变形和流变的双屈服面流变模型的初步框架。结合堆石流变试验规律,将该模型用于模拟试样在不同应力状态下的流变变形的发展,确定了模型参数的计算方法,初步验证该模型的合理性和有效性。该模型能反映复杂加载情况,反映剪胀、剪缩特性和流变特性。