煤气化粗渣改良季节冻土区黄土填料的冻融特性及其微观机理研究

由于周期性的冻融循环作用,中国西北黄土区路基工程极易发生冻融病害,常用的解决方法是用改良黄土作为路基填料。目前工业废弃物改性不良路基土已成为工程地基改良处理的新趋向,鉴于西北地区煤气化渣堆存量巨大且资源化利用率低,尝试用煤气化粗渣改良季节冻土区黄土,以素黄土与单掺石灰改良黄土作为对比试验组,通过室内冻融循环试验、电镜扫描、CT扫描试验来探究在冻融循环条件下煤气化粗渣改良黄土的冻融特性及其微观机理,为季节冻土区黄土路基工程稳定性及煤气化渣资源化利用提出一些新的思考。试验结果表明:(1)经历1次与2次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率为0.02%与0.29%,融沉系数为0%与0.05%,素黄土、单掺4%石灰试验组的冻胀率分别为0.43%与0.63%、0.38%与0.42%,融沉系数分别为0.26%与0.22%、0%与0.13%,但在经历3次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试验组的冻胀率和融沉系数开始增大,5次冻融循环周期内的平均冻胀率和融沉系数分别为0.38%与0.17%,已接近甚至大于素黄土与单掺4%石灰试验组的数值。在前两次冻融循环周期内,平均冻胀率和融沉系数较素黄土组分别减小了70.8%和89.6%。(2)单掺15%煤气化粗渣试样各位置的温度梯度最小,其次是双掺煤气化粗渣与石灰试样,并且这两组试样正负温条件下的导热系数最小。(3)经过5次冻融循环后,单掺15%煤气化粗渣试样各高度的含水率最低。(4)单掺适量的煤气化粗渣在冻融循环的初期能明显地改善黄土的冻融特性,再掺入少量的石灰能使试样在冻融循环前后的孔隙率较素黄土分别降低41.5%与47.8%。总的来说,黄土中掺入煤气化粗渣在冻融循环次数少于3次时能改善黄土路基填料的寒区服役性,但其在更多次冻融循环条件下的冻融特性还需进一步研究。

黄土路基填料室内振动压实参数研究

为更好的控制黄土填料路基的压实质量,研究了室内振动压实仪振动参数对素黄土和水泥改良黄土两种路基填料干密度的影响,明确了两种路基填料的最佳振动时间、振动频率和振动幅度。结果表明:随着振动时间和频率的增加,两种黄土路基填料的干密度先迅速增大后趋于稳定,素黄土和水泥改良黄土最佳振动时间分别为90 s和80 s,最佳振动频率分别为30 Hz和28 Hz;随着振动幅度的增大,两种填料的干密度均先增大后减小,振动幅度为1mm时,两种填料的干密度最大。

再生小粒径碎石填料在湿陷性黄土路基中的应用分析

小粒径碎石在黄土路基上的应用具有重要的经济和环境意义。为研究再生小粒径碎石填料在黄土路基的长期变形特性,进行了一系列的室内试验和现场测试,并进行长期测量变形试验,包括室内蠕变试验和现场沉降测量。用自制的固结蠕变仪进行了长期的蠕变试验,研究结果表明再生小粒径碎石填料在试验载荷下的蠕变类型为稳定蠕变,随着载荷的增大,不仅蠕变变形量增大,而且达到蠕变稳定的时间也较长,颗粒的破碎和压实是其长期变形的主要原因。通过测量和分析发现,小粒径碎石黄土路基的沉降稳定需要较长的时间,道路运营后,黄土路基沉降量迅速增长。

山西黄土CBR的影响分析

在山西省选取5种典型黄土,采用室内试验方法,制备不同击实次数,不同含水量的试件用于CBR值的测定,分析含水量和压实度对黄土填料CBR值的影响,并建立了CBR与含水量的相关关系式。试验结果表明:含水量对CBR值的影响程度最大,在最佳含水量,最大压实度条件下的CBR值最大,含水量越大,击实次数对CBR值的提高效果甚微。随着击实次数的增大,浸水CBR和不浸水CBR与含水量的相关关系都呈现一定的规律性。

城际铁路水泥改良黄土填料力学特性

为揭示城际铁路水泥改良黄土路基填料力学特性变化规律,通过室内试验研究了水泥剂量、压实系数、养护龄期对水泥改良黄土路基填料力学特性的影响规律,优化设计改良黄土填料水泥剂量。研究表明,压实系数0.92下2%(质量分数,下同)水泥剂量改良黄土试件的7 d抗压强度满足规范值,但浸水后试件破损;水泥剂量≥3%的改良黄土试件浸水后完整,水泥剂量增加1%,28 d抗压强度和劈裂强度至少分别平均增长12.3%、17.0%;压实系数提高0.01,改良黄土28 d抗压强度和劈裂强度分别至少增长了5.4%、8.0%;改良黄土前期力学强度增长速率明显大于后期强度增长速率,水泥剂量≥3%的改良黄土试件的7 d抗压强度和劈裂强度分别约是其对应极限强度的61%、45%。为保证路基强度和承载力,考虑经济效益,建议基床底层以下路堤水泥剂量为3%,压实系数为0.95;建议基床底层路堤水泥剂量为4%,压实系数为0.98。

黄土填料的CBR值影响分析

不同类型的黄土具有不同的组成结构、易溶盐、石膏和碳酸钙含量,影响黄土填料的CBR值。采用室内试验方法,进行不同压实度、含水量和浸水时间的CBR值测定,分析了他们对黄土填料CBR值的影响规律。试验结果表明,黄土填料CBR值随压实度的增大而增大,在最佳含水量下,土体的CBR值达到最大值,随浸水时间的增加CBR值迅速减小。结果可为确定不同地区类型的黄土路基的CBR值提供参考。

石灰改良下蜀黏土作为高速铁路路堤填料的动力特性试验研究

高速铁路对路基填料的工程性质特别是基床结构填料的动力学特性提出了很高的要求。通过室内动三轴试验及现场激振试验,对石灰改良下蜀黏土作为填料的动力特性进行系统的研究,对其作为高速铁路基床底层填料的可行性进行评价。研究结果表明:下蜀黏土经石灰改良后,具有较高的临界动应力值,动载作用下弹性变形及塑性变形较小,满足高速铁路基床底层填料要求。石灰改良下蜀黏土力学特性受相关因素影响,应用过程中,应注意对含水率、压实系数等进行合理控制。

山西黄土地区土基回弹模量的试验研究

通过室内试验,分析了不同压实度条件下,含水量对回弹模量的影响,并建立了含水量与回弹模量的相关关系.结果表明,回弹模量随着含水量的增大而减小,并没有在最佳含水量和最大压实度的条件下出现最大值,表明含水量对回弹模量的影响程度较压实度大.在不同压实度条件下,回弹模量与含水量的相关关系呈现一定的规律:试验中采用了A,B,C 3种土样,其中土样A和B回归公式中的一次项、二次项和截距的系数的绝对值随击实次数的增大而增大,C土样回归公式中的一次项、二次项和截距的绝对值是逐渐减小的.

自重作用下黄土高路堤密实状态变化分析

通过典型黄土固结试验,计算分析了黄土高路堤不同深度处路基土压实度、空气率、饱和度等密实状态指标的变化特征。得出:压实度增量随上覆填土高度呈幂函数增长关系,上覆填土每增加10 m,路堤内部下伏黄土压实度有0.8%~1.6%左右的上升幅度,路堤边部压实度上升0.5%~0.8%左右;高路堤中黄土填料空气率随上覆填土高度呈幂函数下降,饱和度随上覆填土高度呈幂函数增长;路基上覆填土越厚,自重应力越大,路堤内部黄土填料压实度越高,在路面以下20 m处,常规高路堤在施工结束后内部压实度从93.0%上升至95.1%~96.1%。

黄土填料高填方路堤沉降计算方法及填料压缩特性研究

为探究山西黄土地区黄土填料高填方路堤沉降的准确计算方法,以山西某黄土填料高填方路堤为实例,通过人工挖取土样,进行室内试验,研究黄土填料的压缩变形系数与含水量、孔隙率的关系。分析压缩模量与各级压力的Es-P关系曲线,推导出一种基于幂函数拟合Es-P曲线的改进分层总和法的计算方法,同时结合有限元计算和现场观测值进行比较、分析。结果表明:黄土填料的含水量和孔隙率对路堤压缩变形量有很大影响,压缩变形系数随含水量增大而增加,随孔隙率的增大反而减小。基于幂函数拟合的改进分层总和法合理、可靠,符合实测结果。

湿度变化对黄土路堤边坡稳定性影响分析

通过三轴压缩试验,分析不同含水率状态下压实黄土填料的强度变化特征,并计算评价了不同湿度、路堤高度、加筋条件下黄土边坡稳定性。结果表明:压实黄土填料强度随着含水率增加而下降,其中黏聚力与含水率呈负指数递减关系,内摩擦角与含水率呈线性递减关系,含水率对压实黄土的黏聚力影响更明显;随着路堤填料湿度上升,边坡稳定系数显著降低,当含水率从施工状态wopt上升5%时,路堤高度10-40m的边坡稳定性系数下降24.3%~37.9%;加筋层中使用的土工格栅抗拉强度越高,土工格栅层间距越小,路堤边坡稳定补强效果越明显。

黄土填料高填方路堤的综合压实方法

为了降低黄土高填方路堤工后沉降,缩短工期,以山西太原太行公路阎家峰路段为工程依托介绍一种新型的综合压实方,并通过压实度、孔隙比、湿陷系数以及沉降等指标对压实效果进行评价。结果表明,分层碾压后再经补夯处理,路堤压实度进一步提高,最大处提高了7.8%,且压实曲线随压实深度增加在补夯界面内呈周期性分布;孔隙比降低,黄土的湿陷性全部消除;路堤沉降在填筑压实后240d左右趋于稳定,一年后工后沉降仅占填方高度的0.093%左右,压实效果显著。

黄土填料高填方路堤压实效果分析

为提高黄土填料高填方路堤压实质量,在选取典型断面开展理论计算的同时开展沉降监测。监测前期路堤横向各部分沉降变形速度较快,后期逐渐趋缓并达到稳定状态,其中以路堤中部变形最大。路堤中部纵向变形呈现监测前期变形量较大、后期逐步趋稳的变化规律。路堤沉降变形实测值小于理论计算值,说明路堤稳定性良好,达到了预期的压实效果。

黄土地区高速公路路基填料的改良试验研究

文章通过对湿陷性黄土掺加石灰或水泥进行化学改良的室内试验,研究改良黄土的液限、塑限、最大干密度、最佳含水率、无侧限抗压强度、承载比(CBR)等指标,为湿陷性黄土地区高速公路路基填料处理提供技术参考。

水泥改良湿陷性黄土技术研究

本文结合宝鸡至坪坎高速公路项目,拟掺入水泥对湿陷性黄土实施改良后,用作路基本体的填筑。通过系列的室内工程试验,测设不同水泥掺量下黄土工程指标参数的变化规律,评估水泥改良湿陷性黄土的可行性。并根据改良效果及规律,确定最佳水泥掺入占比,为水泥改良黄土作为高速公路路基填料提供科学依据。

改良黄土的路用性能试验研究

以陕西省某高速公路扩建工程为依托,对路基黄土填料掺加石灰进行改良,并开展室内常规土工试验,研究了改良黄土的路用性能。结果表明:(1)石灰土比黄土的最佳含水量大;(2)石灰土CBR值较黄土的CBR值提高了14.9倍;(3)石灰土浸水后的CBR值较浸水前的CBR值有所提高;(4)石灰土的膨胀量明显减小,水稳定性有较大的提高。

黄土掺配砂砾改良试验研究及施工注意事项

文章以G218线种羊场至吐尔根段公路工程路基填料为研究对象,通过对该公路工程湿陷性黄土的物理力学性质、路用性能进行分析,提出了黄土掺配砂砾进行改良的路基填筑方案,并进行了试验验证,同时阐述了掺配施工的方法及注意事项。

黄土路基填料的CBR值影响分析

由于不同类型的黄土具有不同的组成结构、易溶盐、石膏和碳酸钙含量，从而影响黄土填料的CBR值。采用室内试验的方法，进行不同压实度、不同含水量和不同浸水时间的CBR值测定，分析了对黄土填料CBR值的影响，试验结果表明，黄土填料CBR值随压实度的增大而增大，在最佳含水量下，土体的CBR值达到最大值，随浸水时间的增加而CBR值迅速减小。通过研究，为确定不同地区类型的黄土路基的CBR值提供一定的应用依据。

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。