砂砾卵石土高速公路路基填筑试验研究

为研究砂砾卵石土混合料作为路基填料压实后的压实效果,通过室内筛分试验、重型击实试验、CBR试验得到砂砾卵石土的颗粒级配组成,最大干密度、最佳含水率与粗颗粒含量的关系,CBR值与粗颗粒含量、击实次数的关系。试验结果表明,最大干密度随着粗颗粒含量的增加先增大后减小,CBR值随着粗颗粒含量的增加而增大。进一步分析砂砾卵石土作为路基填筑材料的压实机制,通过现场碾压试验,确定砂砾卵石土路基填筑施工工艺,利用压实度、CBR、弯沉、回弹模量等现场检测手段和现场沉降观测数据检验压实效果,通过比较分析各种检测方法的可靠性,提出适合砂砾卵石土压实质量的检测方法,运用统计学方法得到沉降差检测标准值,确定采用碾压遍数与沉降差双重控制保证压实质量,得到一些有益的结论。     

增大击实功的击实试验研究

压实度是路基填筑时控制路基强度和稳定性的关键指标。通过室内试验研究了击实功对路基压实度的影响。结果表明,增大击实功,路基土的最大干密度和7d无侧限抗压强度都有显著提高,抗压强度最大增幅达到50％左右。因此增加路基土的密实度,可以明显地提高路基土的强度,延长路基的使用寿命。     

高液限粘土路基填土工程性质探讨

文中通过级配分析、击实试验,分析了高液限粘土路基填土的物理力学特性和压实特性。认为现行以压实度为指标的压实控制标准不完备,是引起公路病害的主要原因之一。建议引入空气体积率作为粘土路基压实程度的评判标准,并提高现有压实度控制标准中路堤的压实度。     

考虑含水率影响的压实黄土路堤稳定性研究

压实黄土路堤是主要的路基型式之一,由降雨引起的压实黄土含水率增大导致的高填方路堤边坡失稳时有发生。通过对山－平（山阴至平鲁）高速公路黄土路堤填料进行室内击实试验和三轴压缩试验,分析了填土含水率对填土密度、干密度及填土抗剪强度的影响。结果表明,含水率对黄土填料密度和干密度的影响都较大;随着含水率的变化,填土黏聚力和内摩擦角呈现一增一减的变化规律。根据试验结果,采用FLAC3D建立现场试验段加筋路堤数值模型,基于强度折减法分析4种加筋工况下含水率对黄土填土路堤稳定性的影响表明,随着填土含水率的增大,路堤安全系数不断减小,路堤稳定性降低;路堤安全系数随土工格栅铺设层数的增加而增大,在路堤中铺设土工格栅能够提高路堤整体性,很好地防止路堤失稳。     

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。     

绢云母片岩粗粒料改性试验研究

绢云母片岩属极软岩,强度低,直接作为路基填料难以压实,易造成路基沉陷、路面开裂等不良工程现象。通过对绢云母片岩及其4种改性方案进行表面振动压实试验、室内重型击实试验、室内CBR试验以及回弹模量试验研究,探讨绢云母片岩经改性后用作高速公路路基填料的适用性。试验表明,绢云母片岩最大干密度采用室内重型击实与表面振动压实试验结果相差较大,采用表面振动压实时为1.92 g/cm3,采用室内重型击实时为2.01 g/cm3。主要原因是由于绢云母片岩颗粒破碎的结果。绢云母片岩及其4种改性粗粒土的在最优含水率附近的较宽范围内的变动对压实效果的影响不大,有利于填料的压实。绢云母片岩的回弹模量E较低,小于32 MPa,经改性后的土料的回弹模量均有显著提高,均达到50 MPa以上。添加20%红砂岩和20%黏性土的试料CBR值均只有3.7,添加3%水泥和5%水泥的试料CBR值上升明显。绢云母片岩经添加3%、5%的水泥化学改性后可用于高速公路上路堤及路床填筑。     

废轮胎颗粒与黄土混合物压实性能研究

选择废轮胎颗粒以0～50%的掺量与黄土混合,研究了混合土的压实特性,并采用专门设计的环刀击实设备,对环刀击实和标准击实进行了对比分析。试验结果表明,掺量小于20%时混合土的压实特性类似黄土,掺量大于40%时的压实特性类似无黏性土;不同掺量的混合土最大干密度与最优含水率存在幂函数关系,击实能对10%～30%掺量的混合物有效最大干密度影响较小;不同击实能下掺量与最优含水率存在函数关系;混合土存在最佳压实掺量,轻、重型击实能下分别为30%和40%左右。根据室内试验结果,给出了不同掺量混合土击实指标建议值供设计参考。     

颗粒物质对风积沙压实特性影响研究

从颗粒物质的角度探讨了风积沙的压实特性和机理。研究表明,风积沙的重型击实试验曲线呈"双驼峰"形式,表明风积沙具有干压实的特性,水在风积沙的压实过程中扮演着不同的作用;室内振动试验表明振动加速度及振动时间影响着风积沙"巴西坚果效应"与"反巴西坚果效应"之间的转化,从而影响风积沙的振实密度,二者均存在一个产生最大振实干密度的最优值。现场试验通过控制机械参数(振幅A=0.4mm,频率f=48Hz)在压实5遍的时候,可使压实度达到96.8%,CBR值达到25.3,均能满足《公路路基设计规范》要求。     

禹(门口)阎(良)黄土路基填料强度规律

黄土路基填料的强度特性直接关系到路基的稳定和边坡坡度的选取,是黄土地基工程、边坡工程和洞室工程设计计算的重要参数。采用三轴试验、振动压实试验和CBR试验和回弹模量试验分析了压实黄土的抗剪强度特性、CBR值和回弹模量的变化规律。研究表明,压实黄土粘聚力C与含水率w的关系可以用幂函数的形式表示,即C=kw-b,粘聚力C值比内摩擦角φ值变化范围大得多;压实黄土CBR值难以满足规范对于路基填料最小CBR的要求,建议改进水浸泡时间来测定黄土室内CBR值。推荐参数条件下振动压实黄土最佳含水率、最大干密度都比室内击实的要小,而回弹模量比室内击实的要大。     

含水量对泥质岩风化料击实的影响

在公路施工中,为了提高路基的强度和稳定性,必须对路基的填土进行压实。通过对衡阳盆地泥质岩风化(包括人工机械破碎、人为的物理和化学法)形成的类似土“石”混合非均质料与—般细粒土的击实差异研究。着重从含水量这一方面分析了泥质风化料独特的击实机理。     

基于动力触探的钙质土相对密实度研究

圆锥动力触探试验（DCPT）是一种用来预测地基土相对密实度的方法。然而,现有的预测公式主要针对石英土。为解决这一问题,通过现场以及室内模型试验,得到了轻型动力触探贯入指标与钙质土相对密实度之间的关系。可知相比于石英土,粒径对钙质土贯入指标的影响较为显著。若采用现有公式计算钙质土的相对密实度,得到的数值偏大,结果偏于危险。为了便于工程应用,基于Butterfield改进的量纲分析理论,建立了一种可将不同形式DCPT的贯入指标进行相互转化的方法,实现了轻型与重型动力触探指标之间的相互转换,进而得到了重型动力触探贯入指标与钙质土相对密实度之间的关系。根据现场重型动力触探试验数据可知,上述关系的计算结果与现场实测结果吻合良好。     

单点击实法击实试验研究

在国内现行的各类土工试验规程中,5点击实法是最基本的土工击实试验方法,具有用土量大、费时、费力,而且试验数据处理麻烦等缺陷。为了克服这些缺陷,采用静压脱湿试验法,对人工配制含水率,而且含水率高于该土的塑限含水率的不同土样进行脱湿。试验结果表明：各土样脱湿后的含水率具有稳定在标准击实功下该土最优含水率以下某一稳定水平的特点。由此提出：可将需要击实的土样先脱湿,得出土样脱湿后的含水率,再乘以有关系数求得土的最优含水率,直接对最优含水率下的土体进行标准击实功单点击实,从而快速准确地获得该土的最优含水率和最大干密度。通过对比试验验证,单点击实法不但简单、快速,而且具有足够的可靠性。     

Laboratory study of static and dynamic compaction grouting in triaxial condition

This research paper is focused on the fundamental behaviour of applying static and dynamic compaction grouting techniques on completely decomposed granite (CDG) soils in Hong Kong. Using the modified triaxial apparatus and a novel pulse wave generator, laboratory tests were performed to identify the critical controllable factors of static and dynamic compaction grouting techniques in optimizing compaction effectiveness. The distinguishing feature of this laboratory apparatus is that it can simulate triaxial condition of static and dynamic compaction grouting. The effective confining pressure, the lateral pressure coefficient, excess pore water pressure, back pressure and void ratio change of the specimen were measured in this study. At the same time, the dynamic compaction grouting pressure, dynamic compaction frequency, and dynamic compaction duration were controlled. Moreover, the effects of effective confining pressure and injection rate on the compaction efficiency in static tests were studied. The study focused on the effect of dynamic compaction frequency, dynamic compaction duration, lateral pressure coefficient and initial dry density on the compaction efficiency of Hong Kong CDG soils.     

压实方式影响路基湿度场演变规律相似模拟试验研究

探究路基湿度场演变规律是解决路基工程水损害的基础问题之一,为研究路基湿度场受压实方式影响所产生的变化与分布问题,在相似准则推导的基础上构建了4种具备不同压实方式的室内路基相似物理试验模型。通过分析二维入渗方式的降雨试验结果,总结了不同压实方式影响下路床湿度场扰动区扩距、前扰动区湿度分布、湿度梯度和路堤湿度值变化的主要规律,并阐述其作用机制以及提出了相关工程建议。研究结果表明：路床湿度扰动区扩距随着路床压实度的增加呈线性递减;整个湿度扰动区可划分为前、后两个区域,前扰动区湿度分布基本呈线性速降状态,湿度梯度值随着路床压实度的增加呈线性提高;路床压实度对其下的路堤湿度影响效果显著,综合效应表现为路堤湿度随路床压实度增加呈线性递减;工程中严格控制上部路基压实效果对防止下部路基水毁病害有显著作用。     

重锤夯实抛石基床的有效加固深度试验研究

重锤夯实法是抛石基床夯实施工中的一种传统方法,然而由于其夯击能量小,基床分层厚度小,导致施工效率低下。为此,提出对传统重锤夯实工艺进行改进,即采用超重锤以及较大的基床分层厚度的施工工艺。首先设计了超重夯锤,并通过现场的夯击瞬时应力对比测试试验以及室内模型试验,证明了新工艺的可行性。在此基础上,将重锤夯实基床分层厚度从传统的每层2 m提高至4 m。厦门港嵩屿港区抛石基床的夯实施工结果表明,改进后的重锤夯实工艺效果较好,平均夯沉率达到了14.85%,而且施工效率显著提高,为类似工程提供了借鉴。     

粗粒土压实特性及颗粒破碎分形特征试验研究

对多个级配不同含水率的粗粒土进行击实试验,研究粗粒土的压实特性和颗粒破碎分形特征。结果表明,粗粒土最大干密度随级配中粗粒含量的增大而增大,当粗粒含量P5=70%时,最大干密度出现最大值;当P5＞70%时,最大干密度又随粗粒含量的增大而减小,粗粒土击实破碎后的粒径分布具有良好的分形特性,破碎分形维数为2.279 0～2.892 2,均大于击实前粗粒土粒度分形维数;相同级配条件下,粗粒土破碎分形维数随含水率的增大而增大,且粗粒含量P5＞50%时,增幅显著;粗粒土破碎分形维数D与破碎率Bg存在良好的线性关系,且击实前后粗粒土粒度分形维数差值能客观表征颗粒破碎的程度;粗粒含量和含水率是影响颗粒破碎率的两个重要因素,但相对于含水率而言,粗粒含量对破碎率的影响更加显著。     

钻孔挤密桩处理强湿陷性黄土地基试验研究

挤密桩法用于处理湿陷性黄土地基,可有效地消除土的湿陷性和提高地基承载力。某拟建电厂工程针对强湿陷性黄土地基,采用钻孔挤密桩（DDC工法）复合地基的处理方法开展现场试验研究。通过采用载荷试验、标准贯入试验等原位测试方法,对桩间土、桩体及复合地基的承载性能、变形参数进行了评价和分析,重点进行了自然工况和浸水工况下的对比研究,对地基处理效果进行了综合评价     

黄土地区挤密桩桩周土体挤密模型的确定

研究分析了邓肯-张模型在挤密桩周土体应用中的不足。通过室内试验及对黄土地区挤土桩成孔对桩周土挤密原理的分析,认为桩周挤密黄土变形模量在破坏前符合邓肯-张模型,破坏后可用重塑土室内压缩试验的压缩模量与建议的转换系数? 确定,并进一步给出了相应的计算模式,提出了黄土成孔挤密模型并通过一个实例验证了模型的合理性。此模型为以后对桩周土体的应力分析打下了良好的基础,对进一步完善挤密桩设计理论具有参考价值。     

路基压实质量快速监测仪器研制

根据瞬态瑞利波原理,研制路基压实质量快速监测仪器,探讨了仪器研制的关键技术,通过1 000多组对比试验,建立了地基系数K30和瑞利波波速RV的数学关系式。该仪器具有准确、快速、轻便的特点,可以替代K30、压实度等试验。     

强夯法加固岷江防洪堤粉土地基的效果检验

对宜宾市岷江防洪堤工程粉土地基进行了强夯法加固现场试验,介绍了试验区强夯法的施工设计和现场检测与室内试验结果。强夯法加固地基现场检测结果表明,采用1 600 kN?m的夯击能使该粉土地基有效加固深度达到8 m。 当夯点间距为5 m,强夯2遍,满夯1遍后,现场检测和取土实验结果表明：由于强夯作用,粉土层的干密度明显增加,压缩性和渗透性降低。在天然地基中,32.2 %的标准贯入击数小于5,强夯以后,标准贯入击数全部大于7。粉土地基经过强夯处理后,满足了防洪堤地基对承载力和渗透性的要求,消除了Ⅶ度地震液化势。采用正三角形夯点布置区的加固效果明显优于正方形夯点布置区的加固效果。