高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究

高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究

莫红艳[1]2002年在《高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究》文中研究表明膨胀土是一种会给工程带来严重破坏的高塑性粘土,特别是对高等级公路路基工程和大型结构物所产生的变形破坏作用,往往具有长期、潜在的危险。本文从非饱和土力学的角度出发,以南宁市快速环道北环工程的K12+840~K12+920试验段膨胀土路基为研究依托,着眼于路基重塑膨胀土的工程特性,就高等级公路穿越膨胀土地区有关路基土性改良及施工技术问题进行相应的一些研究和探讨。本文研究的工作就下述几个方面展开:用石灰改良膨胀土的机理;通过室内试验确定掺灰的技术指标;在室内进行膨胀土掺灰的最大有效粒径的模拟试验,即钙离子水试验,由此总结出“粉—块”灰—土搅拌工艺的有效性、合理性和可行性;用数值方法对路堤使用期的湿度场进行模拟,并与路堤的强度—变形的计算域耦合,以检验土性改良的效果,从而探索一种描述改良膨胀土路堤运行工况的数值方法;用现有最常用的且费用最低的施工机具,对灰—土进行“粉—块”搅拌掺和及路基的填筑施工等。

杨成[2]2015年在《高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究》文中研究说明随着我国社会水平的提高,我国的交通事业也在到了较大的发展。然而,在交通建设规模不断扩大的过程中,我们也会面临到不同的土质类型。其中,膨胀土对大型构造物及公路路基工程往往会造成较大的影响。本文就高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术进行了一定的研究分析。

赵伟新[3]2018年在《高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术研究》文中认为在建设高等级公路时,膨胀土会对其路基的建设产生非常大的影响,需要对土性进行改良。为此,结合工程实例,具体探讨了路基膨胀土施工工艺,主要包括土性改良施工、控制材料质量、碾压技术等,可为其他公路路基施工提供参考。

郭海芳[4]2015年在《高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究》文中指出从石灰土改良膨胀土出发,就如何对公路路基填筑所用的膨胀土进行改良进行了研究。同时通过多次的工后实验检测,发现经过改良后的膨胀土其力学特性是比较好的,不但能有效地解决膨胀土路基的沉降问题,同时路基的开裂问题也能得到有效的解决,施工效果是十分理想的。

张文浩[5]2012年在《膨胀土填芯路基施工技术研究》文中研究表明目前,在我国20多个省、市、自治区均能发现膨胀土的存在,其主要分布范围大致在云贵高原至华北平原间各流域形成的平原、盆地、河谷阶地以及河间地块和丘陵等地带,最为集中的分布区域是珠江流域的东江、郁江、桂江、南盘江水系,长江流域的长江、汉水、嘉陵江、岷江、乌江水系,黄河、淮河、海河流域等地区。胀缩性、超固结性和多裂隙性是膨胀土最为鲜明的特性,若不经过改良或者改良填筑施工时质量控制不严,都将严重影响路基的稳定性。因此,在公路建设的具体工程实施中,膨胀土改良技术和膨胀土改良路基施工技术显得尤为重要。临枣高速公路项目地处山东省南部,路线内丘陵顶部及丘间洼地相对较为平坦,多辟为耕地,属膨胀土集中地区,该项目路基填筑方量大,仅临枣高速五合同段借土填方就达326万方,土源极其紧张。经勘察表明五合同K64+207-K66+404段可利用的土场全为弱膨胀土。在建设单位、监理和设计单位的支持下,我们与山东省交通科研所针对膨胀土路基施工进行了技术攻关,在充分考虑技术、安全及临枣高速建设具有的特殊性质、外部条件等的前提下,根据现场土性分析、施工条件、结构特点的不同,制定了一套新型施工方法——膨胀土填芯、改性土包边方案。该方案首先在临枣五合同进行了试验性施工,并在试验施工中开展了“膨胀土填芯路基施工质量控制”项目科学试验研究工作,对改性土包边膨胀土路基施工工艺进行了探索和研究,试验证明膨胀土填芯路基施工方案既能满足规范要求,保证工程质量,又能节约工程投资。经过试验段施工,我们对膨胀土填芯路基施工方案进行了总结、完善,并在随后整个临枣高速公路的膨胀土路基施工中得到全面推广和应用。

龚文惠[6]2004年在《公路膨胀土路基的沉降和边坡稳定性研究》文中提出膨胀土是一种特殊的粘性土。我国是膨胀土分布最广泛的国家之一,随着我国高等级公路的大量兴建和西部开发步伐的加快,开展膨胀土地区公路路基和边坡问题的研究,具有重要的现实意义。本文运用理论分析、试验分析和数值分析等手段,对膨胀土的分类和评判方法、膨胀土路基的沉降和边坡稳定性问题进行了重点研究。主要内容如下:首先,通过对宜昌地区膨胀土的试验和调查,分析了膨胀土的成分、结构和物理性质的特点以及胀缩特性和路基病害;分析了膨胀土颗粒带电的原因和阳离子交换的条件;讨论了膨胀土胀缩性的机理;通过试验研究,表明干湿循环后的膨胀土具有强度衰减性。其次,结合宜昌地区膨胀土的试验及成果,提出了适合该地区膨胀土判别和分类的塑性图法、多指标评判法和多变量线性函数判别法,为区域性膨胀土的评判提供了借鉴;提出了模糊数学综合评判法,讨论了膨胀土模糊综合评判的结果对权向量的敏感性问题,通过将其评判结果与规范法等其它多种方法的评判结果的比较,表明该法是一种较安全准确的评判方法。第叁,分析了膨胀土路基在荷载作用下的沉降特点和胀缩沉降的规律;研究了膨胀土路基发生胀缩沉降的基本力学条件;提出了确定膨胀土大气影响深度的极限平衡法;提出了分析膨胀土路基沉降的“增量法”,给出了相应的分析模型;推导出了路基瞬时沉降量的计算表达式;提出了可考虑胀缩沉降的方向及不完全可逆性等因素的胀缩沉降量的计算式,并采用增量法对宜黄公路膨胀土路基的沉降进行了分析。利用增量法,可以表述膨胀土路基沉降随时间、应力路径和含水量变化的关系,为进一步对膨胀土路基沉降过程进行模拟分析奠定了基础。第四,建立了能同时反映胀缩沉降和主固结沉降方向性的膨胀土路基沉降的极限状态方程;采用“JC”法,推导了膨胀土路基沉降的可靠度指标的系列计算式,给出了求解可靠度指标的迭代程序。对具体路基的可靠度及其敏感性分析表明:膨胀土路基沉降的失效一般发生在土体吸水膨胀时,其可靠度随着膨胀级别的提高而降低;胀缩沉降量在膨胀土路基总沉降中占有很重的分量,路基沉降的可靠度对膨胀沉降系数ψep的取值非常敏感,而对主固结沉降的计算深度不敏感,将大气影响深度作为路基沉降计算深度,计算精度是满足的。第五,在传统可靠度概念的基础上,引入了“容差”和“模糊临界区间”的概念,定义了膨胀土路基沉降的“模糊极限状态”及其与可靠<WP=5>性的关系;讨论了容差与模糊临界区间的关系以及模糊临界区间的取值问题;推导了膨胀土路基沉降的模糊失效概率的计算式,并给出了分析程序。通过算例分析表明:膨胀土路基沉降的模糊可靠度随膨胀等级的提高而减小,且对模糊临界区间的大小非常敏感,说明按承载力原则设计的膨胀土路基特别是强膨胀土路基,在沉降方面可能是欠安全的。第六,总结了膨胀土路基边坡的破坏形式及特征;分析了膨胀土路基边坡内膨胀力的作用特点,建立了包含膨胀力的膨胀土路堤和路堑边坡的荷载模型;给出了基于强度缩小理论的边坡安全系数的定义和边坡破坏状态的确定方法;采用强度缩小弹塑性有限元法,借助于ANSYS软件,对宜黄公路膨胀土路堤边坡进行了稳定性分析。结果表明:膨胀土路堤边坡的塑性区通过坡脚并在一定深度内逐渐向坡顶发展,边坡的最危险破坏面是具有一定宽度的近似弧形的滑移带。最后,讨论了膨胀土路堑边坡开挖过程中的应力释放问题和边坡模拟过程中的失稳判据问题,提出了边坡失稳的综合判别依据;对膨胀土路堑边坡进行了开挖过程中和浸水前后以及不同浸水深度时的稳定性的动态模拟分析。分析结果显示:随着开挖的深入或边坡浸水深度的增大,膨胀土路堑边坡的安全系数不断降低。表明膨胀土路堑边坡的稳定性在施工阶段直接受开挖效应的控制,在工后很大程度上受浸水湿化效应的控制。因而要提高其稳定性,重点应做好坡面的防护工作和防水、排水措施。

胡甜[7]2013年在《干湿循环下长沙绕城高速公路典型路基土软化特性试验研究》文中提出干湿循环环境下路基土体呈现一定的软化特性,其强度和抗变形能力下降,极易导致路基失稳及过量沉降的工程问题。南方湿热地区降雨量丰富,河流密集,在这些地区修建的高速公路路基受干湿循环软化效应影响明显,特别是滨水临河地区地下水位变化明显,水敏感性极差的红砂岩浸水路基极易出现不均匀沉降及过量沉降的工程问题。季节性交替变化引起的干湿循环作用严重影响了路基土体的工作性能。如何降低干湿循环效应对浸水高路堤变形与沉降的影响已成为公路交通建设领域需要解决的重大问题。本文以长沙绕城高速公路为依托,通过路基湿度状况现场调研及大量的室内试验,取得以下主要成果:(1)结合施工期及运营期高速公路路基工作区、路基地基土及红砂岩路堤堤身含水率分布情况现场调查结果,系统分析了路基土干湿循环环境的形成过程及机理;(2)通过干湿循环条件下路基软粘土、不同液限路基粘土的直剪试验,考虑循环次数、液限含水率及增湿与脱湿过程中的差异性,深入分析了路基土在干湿循环环境下的软化特性;(3)对红砂岩路基填料进行反复浸水干湿循环条件下大型一维压缩试验,深入分析了红砂岩路基填料在干湿循环作用下的软化机理;(4)基于压缩试验成果,提出了考虑反复浸水干湿循环作用影响的浸水路堤沉降简化计算方法,并结合路基沉降观测数据采用灰色Verhulst预估模型预估工后沉降,预估结果与简化计算方法计算结果基本一致。

刘聪聪[8]2007年在《湖区公路过湿土的改良技术研究》文中研究表明本文通过查阅资料,了解了国内外路基填料改良以及过湿土改良技术的研究现状和发展趋势,总结了路基填料的分类方法;通过现场取样和室内试验,得出了作为夹夹淞水大桥接线工程路基填料土样的基本物理力学性质;阐述了石灰土、水泥土、二灰土的强度形成机理、适宜改良的土的类型及其优缺点;根据生石灰加入土中的化学反应方程式,推导出了过湿土掺生石灰后的含水量损失公式,得出了生石灰改良过湿土的掺量公式,并通过失水试验得以验证,得到了不同天然含水量下的改良配比;通过大量的室内试验,对改良土工程性质(液塑限、击实特性、无侧限抗压强度、回弹模量、CBR、水稳定性)的变化规律进行了系统研究,以掺水泥作为对比,分析了石灰改良土的工程性质与原状土含水量、掺灰量、压实度以及龄期等因素之间的关系,得到了石灰改良土的工程性质(液塑限、击实特性、无侧限抗压强度、回弹模量、CBR、水稳定性)与生石灰掺量、压实度、龄期的关系曲线和规律;最后,通过对我国、美国、日本关于路基压实的控制方法和标准的比较,分析了压实度控制方法的局限性和空隙率控制方法的优点。对于本文所研究的石灰改良土,提出了采用空隙率控制方法来控制路基的填筑压实的建议。

胡拔香[9]2011年在《随岳高速公路膨胀土路基施工技术研究》文中提出膨胀土是一种分散性较高、胀缩性能大的特殊粘土,具有多裂隙性、超固结性和湿胀干缩等特性。当公路路线不可避免地穿过膨胀土这种不良工程地质时,必须采取一定的工程措施对膨胀土进行处治,否则,路基易产生溜坍、滑坡等破坏,还会产生收缩开裂、松散、剥落等病害,轻微的变形会降低公路的行驶质量,严重的变形会导致路基路面失稳破坏。本文针对随岳高速公路膨胀土路基的处理工艺和施工技术开展研究,以期为今后在类似地区修建公路时提供参考。通过界限含水率和标准吸湿含水率试验,对随岳高速公路路基膨胀土的判别与分类进行了研究;初步提出叁种改良方案,分别进行了击实性、压缩性、塑性、抗剪强度、胀缩性试验分析,提出合理的膨胀土改良方案及其掺剂量;对膨胀土拌和工艺方案进行了比选,提出了采用集中预拌路拌膨胀土改良拌和工艺;通过对土料含水率、石灰处治拌和土掺灰率及其颗粒粒径、集中预拌与路拌改良拌和作业遍数等指标进行试验,提出随岳高速公路路基采用的预拌及路拌遍数;确定了填料含水率控制范围以及压实系数和压实工艺。

由昊, 刘刚[10]2018年在《高速公路膨胀土填料分析及填筑技术研究》文中指出在建设高等级公路时,受工程建设条件限制,部分道路需利用膨胀土作为路堤填料,工程建设时,需考虑其工程特性,较常规路堤填料需要对土性进行改良。为此,针对膨胀土土性改良施工、材料质量控制、碾压技术、施工工艺等,结合工程实例,进行分析,可为其他公路建设项目路基施工提供参考。

参考文献:

[1]. 高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究[D]. 莫红艳. 广西大学. 2002

[2]. 高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究[J]. 杨成. 价值工程. 2015

[3]. 高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术研究[J]. 赵伟新. 交通世界. 2018

[4]. 高等级公路路基膨胀土土性改良及施工技术的研究[J]. 郭海芳. 黑龙江交通科技. 2015

[5]. 膨胀土填芯路基施工技术研究[D]. 张文浩. 山东大学. 2012

[6]. 公路膨胀土路基的沉降和边坡稳定性研究[D]. 龚文惠. 华中科技大学. 2004

[7]. 干湿循环下长沙绕城高速公路典型路基土软化特性试验研究[D]. 胡甜. 长沙理工大学. 2013

[8]. 湖区公路过湿土的改良技术研究[D]. 刘聪聪. 中南大学. 2007

[9]. 随岳高速公路膨胀土路基施工技术研究[D]. 胡拔香. 长安大学. 2011

[10]. 高速公路膨胀土填料分析及填筑技术研究[J]. 由昊, 刘刚. 中国战略新兴产业. 2018

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