强夯法控制高填方变形的离心模型试验

文章通过四个模型的离心模拟试验,对某机场强夯加固后的高填方地基土的变形沉降问题进行了模拟研究,并结合现场试验对该机场高填方地基强夯处理效果进行了综合评价。试验结果表明,由于填方土高度过大,未经强夯法处理的高填方地基的最终沉降量满足不了工程设计要求;而经过强夯处理的地基,填方土体瞬时沉降和固结沉降在施工后都能迅速完成,变形和沉降可得到控制,这说明强夯法可用于控制丘陵山区高填方地基的不均匀沉降。     

高填方地基土工离心模型试验技术研究

以模型试验的相似理论为基础,结合九寨黄龙机场高填方地基工程实例,详细阐述了高填方地基离心模型试验技术,即对九寨黄龙机场104 m高填方地基的离心模型试验,采用等应力局部模型设计方案,以剔除法和等量代替法配制填料,以等效法模拟软弱地基强夯处理,并以增大离心加速度的方法模拟高填方地基的填筑加载过程;试验结果表明,高填方地基的总体沉降特征为"沉降大、压实快";土体的压实沉降主要发生在施工期;试验中高填方地基施工结束时土体的沉降固结度已完成90%以上,施工结束后土体产生的沉降量还不到土体总沉降量的10%.     

强夯法处理机场玄武岩风化残积土道基试验研究

结合海口美兰国际机场二期扩建飞行区地基处理工程,总结飞行区广泛分布的玄武岩风化残积土岩土工程特点,选取大面积地基处理前有代表性的区域作为地基处理试验段,探讨了强夯法的设计及试验方案。通过夯坑夯沉量观测、地面平均沉降观测、静力触探试验、标准贯入试验、道基反应模量试验、固体体积率试验、干密度试验、室内土工试验及工后沉降观测等手段,分析了强夯法的加固效果,提出了分区处理、回填块碎石垫层参数、有效加固深度、停夯标准及工后沉降观测等建议,为后续大面积地基处理设计及施工提供科学依据。     

强夯碎石柱法处理淤泥质粘土地基

常规强夯法处理淤泥质粘土地基效果不太理想。本文论述了强夯碎石柱法的原理及应用的可行性,对夯后形成复合地基的沉降、固结,稳定性等问题用多种方法进行了计算,讨论了施工中可能出现的情况。国内外成功的实例表明该法在处理饱和软粘土地基时有着良好的应用前景。     

强夯密实处理块碎石填料试验研究

在高填方工程中,压实质量是工程成败的关键因素。强夯法所具有的优点,使其在许多地基处理工程中都有广泛的应用。某山区高填方工程,根据工程的实际需要,采用强夯法对山体爆破块碎石填料进行密实处理。为此,开展现场试验研究。首先对爆破的块碎石填料进行了颗粒分析试验和压实试验,分析其可填性和压实特征。按照试验参数和工序,分别进行了2000kNm、3000kNm单点夯试验;同时夯后进行了密实度试验、颗粒分析试验。由此,确定了合理的强夯施工参数。最后根据面层载荷试验的检测,以此确定的施工参数在该工程取得了良好的处理效果。     

8 000 kN·m能级强夯处理填土地基有效加固深度试验

针对某工程高填方地基,采用8 000 kN·m高能级强夯处理填土地基,通过静力触探试验、动力触探试验、探井、浅层平板载荷试验,评价8 000 kN·m能级强夯处理填土地基的加固效果,得出强夯的有效加固深度为10.0 m,并根据强夯有效加固深度实测结果,提出基于梅拉公式计算结果的修正系数为0.353,其结果可为类似工程提供设计及施工参考。      

强夯地基在道面荷载下的固结沉降特征

某机场场道地基经强夯处理试验后,在道面载下对地基的地下水位,孔隙水压力,浅层沉降,分层沉降等进行了将近２．５年长期监测。针对监测结果进行分析,研究强夯加固后地基的沉降固结特征,对比采用不同强夯加固方案各小区沉降的差异。     

强夯地基在道面荷载下的固结沉降特征

某机场场道地基经强夯处理试验后,在道面荷载下对地基的地下水位、孔隙水压力、浅层沉降、分层沉降等进行了将近2.5年的长期监测。针对监测结果进行分析,研究强夯加固后地基的沉降固结特征,对比采用不同强夯加固方案各小区沉降的差异。结论认为,从减小沉降量考虑,较低夯击能的处理效果优于较高夯击能。     

高速公路可液化砂土地基处理

结合合(肥)—徐(州)高速公路局部路段可液化砂土地基的处理,对可液化砂土地基的特征、危害性、处理原则及加固机理进行了分析,对强夯法的设计、施工和质量检测方法进行了阐述,最后通过沉降观测数据进行验证和评价,对强夯法处理高速公路可液化砂土地基处理进行了探讨。     

填土地基强夯试验监测研究

本文简要介绍福建漳州某地填土地基强夯试验监测项目,利用钻探、原位测试及孔隙水压力、水平位移、螺旋沉降、磁性分层沉降、水位及沉降标观测等试验监测手段,对强夯加固填土地基试验进行监测研究,并对强夯效果作出评价。     

广西红土击实特性的影响因素及机理分析

红土是由原岩在湿热气候条件下经过红土化作用形成的具有高含水率、大孔隙比、较高强度和较低压缩性的一种特殊土。由于其特殊的工程地质性质形成了红土具有较大工后沉降的特性。目前,工程中普遍采用强夯的地基处理方法对其进行处理,对于夯后红土地基变形则通过现场监测结合室内试验的方法进行研究。笔者通过室内击实试验和击实后红土的高压固结试验,深入探讨影响红土击实效果和击实后压实性的主要因素,并对各影响因素进行影响机理分析。试验结果表明：红土的击实效果与击实功成正比,与黏粒质量分数、塑性指数、游离氧化铁质量分数成反比;击实后红土的压缩模量受含水率、干密度及饱和度等因素的综合影响,并且各因素的影响程度不尽相同;当含水率大于18%时,土体处于近饱和状态,含水率与干密度已经不能反映饱和红土的压实性了,即在实际的强夯工程上这种土的含水率不宜大于18%,否则会产生较大的工后沉降。     

干湿循环下饱和红土不排水三轴试验研究

以云南红土为研究对象,考虑干湿循环次数、干湿循环幅度等影响因素,利用TSZ-2型全自动三轴仪,开展干湿循环下饱和红土的不排水三轴试验,研究干湿循环作用对饱和红土剪切特性的影响。试验结果表明:不固结不排水条件下,随干湿循环次数增加和干湿循环幅度增大,饱和红土的应变软化现象增强,应力-应变曲线的初始斜率、孔压峰值增大,剪切峰值、峰值轴向应变、黏聚力、内摩擦角减小;干湿循环次数的影响大于干湿循环幅度的影响。干湿循环下饱和红土剪切特性变化的实质在于红土与水之间的相互作用,包括脱湿过程中水的逃逸作用、红土颗粒的吸附作用、红土体的硬化作用及收缩作用和吸湿过程中水的楔入作用、润滑作用、软化作用及红土体的膨胀作用,干湿循环过程中上述作用不断加深加剧,严重损伤了红土体的微结构,最终改变了饱和红土的不排水剪切特性。     

Sustainable Improvement of Tropical Residual Soil Using an Environmentally Friendly Additive

Many tropical residual laterites have relatively poor engineering properties due to the significant percentage of fine-grained soil particles that they contain, which are formed by the soil weathering process. The widespread presence of laterite soils in tropical regions often requires that some form of soil improvement be performed to allow for their use in various civil engineering applications, such as for road base or subbase construction. One of the most commonly utilized stabilization techniques for laterite soils is the application of additives that chemically react with the minerals that are present in soil to enhance its overall strength; effective soil stabilization can allow for the use of site-specific soils, and can consequently result in significant cost savings for a given project. With an increasing focus on the use of more environmentally friendly and sustainable materials in the built and natural environments, there is an emerging interest in eco-friendly additives that are an alternative to traditional chemical stabilizers. The current study examines the viability of xanthan gum as an environmentally friendly stabilizer that can improve the engineering properties of tropical residual laterite soil. Unconfined compressive strength (UCS) tests, standard direct shear tests, Brunauer, Emmett, and Teller (N₂-BET) surface area analysis tests and field emission scanning electron microscopy (FESEM) tests were used to investigate the effectiveness of xanthan gum for stabilization of a tropical laterite soil. The UCS test results showed that addition of 1.5% xanthan gum by weight yielded optimum stabilization, increasing the unconfined compressive strength of the laterite soil noticeably. Similarly, direct shear testing of 1.5% xanthan gum stabilized laterite specimens showed increasing Mohr–Coulomb shear strength parameters with increases in curing time. From the FESEM results, it was observed that the stabilization process modified the pore-network morphology of the laterite soil, while also forming new white layers on the surface of the clay particles. Analysis of the test results indicated that xanthan gum stabilization was effective for use on a tropical residual laterite soil, providing an eco-friendly and sustainable alternative to traditional soil stabilization additives such as cement or lime.     

Quality control tests and acceptance specifications for concretionary laterite gravel aggregates

In most tropical countries, good and poor concretionary laterite gravels are distinguished solely on the basis of the aggregate impact-strength specifications of the British Standards Institute. Acceptance limits of other aggregate properties (e.g., absorption, specific gravity, etc.) require modifications, because of the peculiar structure and mineralogy of laterite gravels. This paper presents the results of a laboratory study undertaken to develop other quality-control tests and their acceptance limits to supplement the aggregate impact-strength test in evaluating the quality of laterite gravel aggregates.

Commonly used concretionary laterite gravels from across Nigeria were used for this study. The laboratory tests performed included sorption tests, density, abrasion, slake durability, Iowa pore index, aggregate impact value, wet-dry cycles and chemical composition. The test results were subjected to bivariant correlation and multivariant stepwise regression-statistical analyses.

The study revealed that the ratio of silica to oxides of iron and aluminum, which is known to have a dominating influence on the physico-mechanical properties of laterite gravels can be predicted with reasonable accuracy from the specific gravity. Similarly, abrasion resistance, aggregate impact strength (dry and wet) and durability under wetting and drying cycles can be estimated from empirical multiple-regression relations, involving simple tests such as sorption, density and Iowa pore index (pore-size indexes). These simple tests, therefore, constitute additional quality-control tests.

Four quality grades — excellent, good, fair and poor — were established on the basis of the impact strength. The limits of acceptability for each of the recommended simple quality-control test were computed from the relevant linear-regression equations. The main advantage of the proposed new quality-control tests and acceptance limits is the quantitative approach and the ability to recognize four quality grades instead of the usual two. This enables a better selection of laterite gravels for various categories of constructions.     

我国红土工程地质研究新进展及今后主要研究方向

通过大量的文献阅读,总结出了我国红土已有研究的主要进展,提出了今后的主要研究方向.我国红土研究取得的主要认识有以下几个方面：（1）湿热气候是红土形成的最主要的环境条件;（2）红土的形成是一个脱硅富铁铝的过程,高岭石、伊利石、绿泥石等粘土矿物是红土的主要组成物质;（3）团粒结构是红土的基本结构单元,它主要由粘土矿物通过静电引力、范德华引力连结或游离氧化物的胶结形成,具有很强的水稳定性和较高的力学强度;（4）红土是一种高分散度、低压缩性的区域性土,剖面上具有明显的力学分带性;（5）红土主要的工程地质问题是具有一定的胀缩性、底部常有软土和土洞分布、容易引起地基变形和地面塌陷.今后我国红土研究的主要方向是：红土形成年代和形成速率的研究、红土微结构定量化研究、红土剖面系统研究、红土的分区分类评价、红工测试技术的改进和开发、全国不同类型红土分布图的编制等.     

非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究

非饱和土中存在的基质吸力对其性质有着十分重要的影响,而基质吸力又与土的含水率之间存在着密切的关系。为了探讨基质吸力与非饱和红土含水率和密度之间的关系,采用滤纸法在试验室进行了基质吸力的量测,得到了不同干密度下非饱和红土的土-水特征曲线,拟合出了该类非饱和红土土-水特征曲线公式。试验结果分析表明：在相同的干密度下,随着含水率的增加,基质吸力呈现出急剧减小的趋势。当含水率 <24 %时,这一变化规律特别明显。对参数 分析发现,在非饱和状态下基质吸力对红土强度的提高是有限的。通过分析不同干密度对基质吸力的影响规律得出,基质吸力在含水率较高时对密度状态的变化不敏感,而在含水率较低时对密度状态的变化比较敏感。     

昆明长水国际机场砂页岩残积红土动力特性研究

昆明长水国际机场残积红土既是区域内重要的土地资源,更是各类工程建设的建筑地基,由于裂化特性,在现代气候条件下,红土出现了严重的开裂变形,其工程性质不断恶化。文章针对昆明长水国际机场砂页岩残积红土开展了一系列固结不排水动三轴试验分析研究。变形试验结果表明:砂页岩残积红土在某一次循环动应力中存在屈服应变;在相同的应变水平下,动弹性模量随着固结围压的增大而增大;同时砂页岩残积红土的阻尼比在动应变小幅度的增加时会发生骤降,并随着动应变的增加逐渐趋平。同时通过动强度试验得出砂页岩残积红土破坏动强度随着固结围压的增大而增大,并得到砂页岩残积红土在固结比K_c=1时的动抗剪强度指标,即c_d=25.182 kPa,φ_d=12.985°,将其与固结不排水的静三轴试验下得出的抗剪强度指标进行了对比与分析。红土在动力作用下的剪切破坏实质是其土体中的弱结合水大量丧失,导致其颗粒之间的粘结力降低,从而内部单元体产生了相对位移。该研究成果对红土系统深入研究及工程实践应用具有重大的指导意义。      

纳米氧化硅充填红黏土团粒内孔隙的收缩响应

红黏土易失水收缩开裂,不仅降低了其整体强度,还为雨水入渗提供了通道,加剧了其承载能力的弱化。因此,如何抑制红黏土收缩,成为解决问题的关键。纳米氧化硅颗粒尺寸极其细小,隶属纳米范畴。充分发挥纳米氧化硅的尺寸优势,以期纳米氧化硅微粒能够进入红黏土团粒内,抵抗红黏土的失水收缩行为。为此,选用不同干质量掺入比（纳米氧化硅:红黏土分别为0:100、2:100、3.5:100、5:100、6.5:100）,将纳米氧化硅混入红黏土后压实成型（干密度1.44 g/cm3和1.46 g/cm3）。比较压实红黏土-纳米氧化硅混合物的收缩特性与孔隙分布情况。试验发现,纳米氧化硅可以抑制红黏土的收缩行为;而且随着掺入量增加,其缩限值也逐渐提高。红黏土-纳米氧化硅混合物的表观形貌照片显示,纳米氧化硅掺量大于5%时,红黏土团粒内孔隙赋存有大量纳米氧化硅颗粒。同时,孔隙分布曲线还表明,分布于孔径0.03 ?m的孔隙明显减少,说明纳米氧化硅主要充填孔径大于0.03 ?m的孔隙。纳米氧化硅改善红黏土的收缩性属于物理方法,有别于石灰处治等化学方式,更具有环境友好的潜在优势。     

云南红土铁离子迁移的试验研究

通过人工制备含铁红土样,分别考虑击实功、含水率和温度的影响,采用浸泡方法,测试分析了不同浸泡时间水溶液中铁离子的浓度变化。试验结果表明,水溶液中铁离子的浓度大小反映了红土中铁离子的迁移过程,击实功的影响最小,温度的影响最显著,含水率的影响居中。不同影响因素下,水溶液中铁离子的总浓度随浸泡时间的延长、击实功的减小、含水率的提高和温度的升高呈线性增大;其浓度变化随击实功的减小、含水率的提高和温度的升高呈线性减小。其结果可以为深入研究水环境条件下红土中铁离子的迁移特性和迁移机理以及红土地区地质灾害的发生发展机制提供科学依据。     

石灰-红黏土互损行为与偏高岭土减损机制

红黏土成团现象突出,导致石灰处治红黏土时难以拌和均匀;同时,红黏土呈弱酸性,石灰与黏土会发生互损作用,最终影响处治效果。首先,从水分子与黏土矿物的电荷分布特征角度,解释了红黏土呈弱酸性的原因;然后,通过酸、碱溶液浸泡石灰处治红黏土,模拟石灰-红黏土的互损行为;最后,提出应用偏高岭土抑制"石灰-红黏土"互损的方法。为此,选择两种团粒尺寸的红黏土,掺入不同比例的偏高岭土和石灰,并评价其无侧限抗压强度。结果表明,与仅用石灰处治的红黏土相比,掺入偏高岭土过多或过少都不利于其强度提高,掺量为5%效果最佳,验证了偏高岭土抑制"石灰-红黏土"互损行为的可行性。偏高岭土与石灰快速反应,不仅生成了以离子键结合的硅、铝酸胶结物,还生成了以共价键结合的网状胶结物,而且后者具有明显的抗酸侵蚀能力,从而解释了偏高岭土能够减少石灰-红黏土互损的内在原因。