干湿循环下高铁路基水泥改良膨胀土动力特性试验

以柬埔寨西港高速为工程背景,从掺入比、龄期、干湿循环次数等方面,对水泥改良后的细砂土进行了无侧限抗压强度试验,分析了不同条件下水泥改良细砂土的土体抗压强度及变形规律,得到了水泥改良细砂土的基本力学特性。

改良膨胀土在合蚌高铁路基填料中的应用 徐社辉 （中船勘察设计研究院有限公司，上海，200063） 摘要：本文分析合蚌高铁沿线分布的膨胀土的工程特性，通过对沿线地区所取典型土样的室内试验， 得到自由膨胀率、颗粒组成等试验指标，通过对多个典型取土场的土样进行不同掺灰率的试验，根据强 度、胀缩性和水理性等指标确定合蚌高铁石灰改良膨胀土的合理掺灰率。 关键词：膨胀土，工程特性，路基填料，改良室内试验 improvedexpansivesoilintheapplicationofthehighrailwaybasefiller orclam xushehui (chinashipbuildingindustryinstituteofengineeringinvestigationand designco.,ltd.,shanghai,

为了扩大高速铁路路基基床底层填料的使用范围,进行了水泥改良土的动三轴试验,分析了水泥改良土在列车重复荷载作用下的动力特性,研究了水泥改良土的临界动应力、累计塑性变形、弹性变形和回弹模量的变化规律及影响因素,论证了水泥改良土作为高速铁路路基基床底层填料的可行性。

某铁路工程拟采用水泥对膨胀土进行改良后做为路基填料.通过对内摩擦角、自由膨胀率、承载比cbr、无侧限抗压强度等试验的分析,研究在不同掺合量情况下水泥改良土的物理力学指标变化规律,评估改良方案是否可行,并确定可行方案的水泥最佳掺合量,以指导现场施工.

新建南宁至广州铁路沿线广泛分布有中、弱膨胀土,为减少借土及弃土数量,以保护当地自然环境和控制工程造价,拟对膨胀土进行化学改良后用作路基基床以下路堤的填筑.本项目进行了一系列采用石灰及水泥作为掺和剂进行膨胀土改良的试验及研究,并以试验研究的结果作为依据,创新地采用6%石灰+2%水泥对膨胀土进行化学改良的方案,为膨胀土化学改良的方法提供了新的思路.

针对未改良和水泥改良的泥质板岩砂土,利用振动三轴仪开展不同加载频率和围压作用下的循环振动加载试验,研究土的动弹性模量、阻尼比、动力强度和动力累积变形等参数的变化规律,对比改良土和未改良土的试验结果,分析和评价改良效果。研究结果表明：改良土的动应力与动应变关系骨干曲线为双曲线;改良土阻尼比随动应变幅值增大而增大,近似为双曲线函数关系;改良土初始动弹性模量随围压增大而增大,最大阻尼比随围压增大而减小;改良土初始动弹性模量随加载频率增大而增大,但加载频率对最大阻尼比的影响不大;改良土动应力强度和破坏振次的对数呈线性递减关系;水泥改良后,泥质板岩土的动力强度和初始动弹性模量显著提高,而最大阻尼比变化不大。改良土动力变形稳定性比未改良土的强。

针对未改良和水泥改良的泥质板岩砂土,利用振动三轴仪开展不同加载频率和围压作用下的循环振动加载试验,研究土的动弹性模量、阻尼比、动力强度和动力累积变形等参数的变化规律,对比改良土和未改良土的试验结果,分析和评价改良效果。研究结果表明:改良土的动应力与动应变关系骨干曲线为双曲线;改良土阻尼比随动应变幅值增大而增大,近似为双曲线函数关系;改良土初始动弹性模量随围压增大而增大,最大阻尼比随围压增大而减小;改良土初始动弹性模量随加载频率增大而增大,但加载频率对最大阻尼比的影响不大;改良土动应力强度和破坏振次的对数呈线性递减关系;水泥改良后,泥质板岩土的动力强度和初始动弹性模量显著提高,而最大阻尼比变化不大。改良土动力变形稳定性比未改良土的强。

膨胀土具有吸水膨胀,失水收缩并往复变形的性质,对路基的破坏作用不可低估,并且构成的破坏是不易修复的。通过试验研究了广西地区两种不同类型膨胀土饱和膨胀及两类干燥收缩,分析了膨胀土干湿循环条件下的胀缩特性。结果表明:干湿循环对膨胀土的胀缩特性有显著的影响。当土体浸湿及部分干燥收缩时,根据其吸水能力的减弱可知土体的膨胀能力也随之降低。另一方面,当土体饱和及完全干燥干缩时,土体膨胀特性是加强的。随着循环次数的增加,土颗粒和结构单元也进一步破坏,膨胀趋势减弱。

用膨胀土作为铁路路基的填料会引起其上部铁路轨道的过量变形从而危及铁路的安全运行,不能直接用作铁路路基填料,必须进行改良处理。结合武康二线铁路路基试验工程,通过实地取样,进行膨胀土填料的室内石灰改良试验研究,对比分析膨胀土改良前后的物理力学性质和膨胀土填料的改良效果。研究结果表明:用石灰作为膨胀土的改良剂是可行的;经石灰改良处理后膨胀土的塑性显著降低,强度大大提高,胀缩性得到了有效抑制且浸水稳定性和强度都有了明显改善,能满足时速200km铁路路基填料的要求。

膨胀土的改良是膨胀土路基工程研究领域中的重要问题之一,结合沪汉蓉通道武康二线襄胡段路基试验工程,分别以生石灰、水泥、粉煤灰以及二灰(粉煤灰—石灰)作为膨胀土的改良剂,通过室内基本试验研究,对各种改良膨胀土的胀缩性、强度特性、水稳定性、龄期效应和干湿循环下其强度变化规律进行了研究,对各种改良膨胀土的改良效果进行对比分析。试验研究表明:石灰可以显著减小膨胀土胀缩性;石灰改良膨胀土相对于其他改良膨胀土具有良好的强度特性、龄期效应和水稳定性,而且石灰改良膨胀土具有很好的抵抗干湿循环后强度减小的特性;水泥改良膨胀土也具有良好的强度特性,但水稳定性较弱;二灰改良膨胀土和粉煤灰改良膨胀土抵抗干湿循环的效果较弱。

在大量动静三轴试验的基础上,研究了水泥改良土试样的应力-应变关系,掺和比及围压等影响因素,以及临界动应力、累计塑性应变、弹性应变及回弹模量的变化规律,同时,还研究了水泥土的回弹模量和动弹性应变与振动次数的变化规律.试验结果表明:水泥土的应力-应变曲线呈软化型,存在明显的应力峰值点;动应力存在一个临界值,土体的变形分为衰减型、破坏型及临界型;水泥土的临界动应力是素土的两倍以上,随掺和比的增加而增长,但增长趋势变缓.

通过大量土工试验和理论分析,研究了水泥改良黄土的击实特性、压缩特性、强度特性以及影响因素,在列车重复荷载作用下的动力特性,论证了水泥改良黄土作为高速铁路路基基床底层填料的可行性。

利用多种室内试验手段对重塑黄土和不同配合比(4%、5%、6%、7%)水泥改良黄土的物理力学性质进行了研究,试验结果表明:未经改良的黄土的力学性质不能满足高速铁路路基的设计要求,不能直接作为路基填料使用;水泥改良黄土的工程性质较重塑黄土有大幅度的提高;配合比达到5%及以上的水泥改良黄土的力学控制指标均能达到高速铁路对路基填料的要求;建议改良黄土路基填料的水泥配合比为5%~6%。

膨胀土是一种"难对付的土",在这种地质上修建工程会使得各种问题和事故出现,比如边坡问题、地基问题以及路面问题等等。如果不对膨胀土的施工加以研究,就会使得铁路工程在实际的建设过程中出现坍塌、边坡失稳以及路基沉陷等问题,对行车安全将会产生很大的影响。因此,需要对膨胀土工程特性有效的了解,从而采取措施加以改善。基于此,文章就铁路路基膨胀土工程特性指标试验研究进行分析,希望可以提供一个借鉴。

膨胀土与改性膨胀土的动力特性试验研究——在成都绕城路膨胀土路基改性试验研究的基础上，利用动三轴试验研究膨胀土及改性膨胀土在重复荷载作用下的永久变形及动力特性。分析了不同围压下弹性应变、累积塑性应变和动应变与荷载重复作用次数之问的关系，在双对...

郑西铁路客运专线路基水泥改良土击实标准的研究——郑西铁路客运专线是在湿陷性黄土上修筑的300km／h的第一条客运专线，主要采用水泥改良土填筑。通过分析各国水泥改良土击实标准和方法，认为我国铁路客运专线建设可以借鉴，并结合郑西铁路客运专线水泥改良土...

在铁路工程施工中,对于路基填筑土,应尽量选择强度大且水稳定性较高的土。对于湿陷性黄土路基,可采用水泥改良土进行填筑,以提升路基强度。对此,本文首先对湿陷性黄土路基进行了介绍,然后对水泥改良土的作用机理进行了分析,并结合工程实例,对铁路湿陷性黄土路基水泥改良方法以及效果进行详细探究,以为类似工程提供借鉴。

在铁路工程施工中,对于路基填筑土,应尽量选择强度大且水稳定性较高的土。对于湿陷性黄土路基,可采用水泥改良土进行填筑,以提升路基强度。对此,本文首先对湿陷性黄土路基进行了介绍,然后对水泥改良土的作用机理进行了分析,并结合工程实例,对铁路湿陷性黄土路基水泥改良方法以及效果进行详细探究,以为类似工程提供借鉴。

以哈尔滨—大连高铁苏家屯路基试验段为依托,采用室内击实与真三轴试验对二灰改良土关键力学指标进行分析,探讨二灰改良风积土的可行性.可得以下结论：石灰水化产生的ca2＋与风积土中na＋、fe2＋等产生离子交换,ca2＋引起双电层使得土颗粒相互聚集改善了风积土的工程性质;采用一定配比进行的二灰改良土改良可有效改善风积土的粒径级配,路基填料压实度得到显著改善;粉煤灰中sio2、al2o3等活性物质增加,同时参与水化反应的ca（oh）2减少,从而使得水化反应不充分,削弱了颗粒间连接强度;中主应力比、灰土配比、密实度和含水率为影响二灰改良土抗剪强度的重要因素,其中灰土配比的影响最为显著.

干湿循环作用下水对膨胀土路基破坏机理的试验研究——通过8组膨胀土路基模型试验，对广西南友路宁明地段中等膨胀土和湖南常张路慈利地段弱膨胀土，在9o压实度条件和不同排水边界条件下，分别模拟路基在积水、阴天、日照、降雨干湿循环作用下，膨胀土路基的破坏...

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通过大量的试验研究,总结出膨胀土改良的具体方法,结合路基施工技术,在膨胀土地区的铁路建设实践中,总结一些施工经验,对类似工程有一定的指导意义。