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黏性土路基加固改良实验研究

作　者: 夏明晓
导　师: 白志勇
学　校: 西南交通大学
专　业: 地质工程
关键词: 黏性土水泥改良土石灰改良土路基填料实验研究
分类号: U213.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

黏性土当其含水量比较小时呈坚硬状态或半固态，当含水量增大时力学强度就会急剧下降。依据我国《铁路路基施工规范》，大部分黏性土都被化入C、D类路基填料。本论文针对洛湛铁路(岑溪段)，通过试验论证了C、D类的黏性土经石灰或水泥改良后作为铁路路基基床底层的可行性。本课题主要以试验研究和理论分析为主并结合现场的调查。现场调查主要是试验段样本的采集及粗略的分类。根据改良研究的需要，对素土的物理力学性质进行室内实验并据其按照规范对土样进行工程分类，选出需要改良的土样。根据预改良土性质确定其用石狄改良还是用水泥改良。改良土样采用正常养护和浸水养护两种养护方法，养护龄期分别取1天、3天、7天和28天，分别对其抗剪强度和无侧限抗压强度进行测试。对水泥改良土，水泥含量取3％、5％、8％。对石灰改良土，石灰含量取8％、10％、15％。最后再选取两组典型的改良土样进行振动三轴试验，以研究土在振动荷载下力学性质变化情况。对试验结果进行理论分析，根据铁路规范对铁路路基填料物理力学性质的要求，判断这些土在通过一定的改良措施后是否能达到路基填料的要求，并确定符合路基填料的改良土中土与固化剂的最经济的配比。从本次实验研究的结果来看，石灰掺量在10％时，其强度指标相对其它掺量都要高，其它指标也能够满足要求。所以通过本次试验研究，认为石灰改良土的石灰最佳掺量应该是10％。而对于水泥土，其主要指标—强度随着掺量的增加而不断的增大，但掺量的过大又会引起其脆性的增大，甚至完工后发生开裂，单从本次对于铁路路基填料改良来说，5％掺量已经完全可以满足路基设计要求，所以通过本次改良试验研究，决定水泥改良土的水泥掺量为5％。以上所选的改良土配比是在试验研究的基础上，针对本条线路而言能够达到良好的改良效果。通过本次实验研究，对于C、D类的黏性土通过选取适当的改良剂和合理的掺灰比进行改良，可以满足高速铁路路基基床及路堤部分填料要求。这为洛湛铁路路基设计提供了宝贵的参考资料，也为广泛分布C、D类黏性土的地区修筑高速铁路提供了可以借鉴的经验和数据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-30
  1.1 综述  10
  1.2 洛湛铁路的自然地理概况  10-13
    1.2.1 设计概况  10-11
    1.2.2 地质条件概况  11-12
    1.2.3 特殊地质问题  12-13
  1.3 国内外铁路路基填料分类标准  13-16
    1.3.1 我国铁路路基填料分类标准  13
    1.3.2 国外铁路路基填料的分类标准  13-16
  1.4 国内外高速铁路路基填料及压实标准  16-21
    1.4.1 国外高速铁路路基填料及压实标准  16-17
    1.4.2 国内高速铁路路基填料及压实标准  17-21
  1.5 国内外研究的现状  21-25
    1.5.1 国外改良土的发展和应用  21-23
    1.5.2 我国改良土的发展和应用  23-24
    1.5.3 我国铁路部门改良土的发展和应用  24-25
  1.6 课题研究目标、研究内容、拟解决的关键问题  25-27
    1.6.1 课题的研究目标  25
    1.6.2 课题的研究内容  25-26
    1.6.3 拟解决的关键问题  26-27
  1.7 拟采取的研究方法、技术路线、试验方案及其可行性的研究  27-28
    1.7.1 拟采取的研究方法及技术路线  27-28
    1.7.2 拟采取的试验方案  28
    1.7.3 课题的可行性  28
  1.8 课题的创新性  28-30
第2章黏性土的物理化学性质  30-46
  2.1 土的工程分类  30-35
    2.1.1 《土的分类标准》(GBJ 145-90) 中上的分类  30-34
    2.1.2 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中的地基土分类  34-35
      2.1.2.1 碎石土的分类  34
      2.1.2.2 砂土的分类  34-35
      2.1.2.3 粉土的分类  35
      2.1.2.4 黏性土的分类  35
  2.2 黏性土的物理特征  35-38
    2.2.1 黏性土的界限含水量  35-36
    2.2.2 黏性土的塑性指数和液性指数  36-37
    2.2.3 黏性土的活动数  37
    2.2.4 黏性土的灵敏度  37-38
  2.3 黏性土的压实性  38-40
    2.3.1 击实试验及黏性土的压实特性  38-39
    2.3.2 影响压实效果的因素  39-40
  2.4 黏性土的工程特性  40-46
    2.4.1 黏性土的塑性  40-41
    2.4.2 黏性土的胀缩性  41-42
    2.4.3 黏性土的强度特性  42-44
    2.4.4 黏性土的流变形  44-46
第3章改良土物理力学特性的试验研究  46-87
  3.1 素土的物理力学性质指标  46-56
    3.1.1 素土的物理、化学性质试验  46-48
    3.1.2 素土的力学性质试验  48-56
  3.2 石灰改良土  56-73
    3.2.1 石灰土强度形成机理  56-59
    3.2.2 石灰改良土的物理性质试验  59-63
    3.2.3 石灰改良土的力学性质试验  63-70
    3.2.4 影响石灰土强度的因素  70-72
    3.2.5 石灰土的优缺点  72-73
  3.3 水泥改良土  73-87
    3.3.1 水泥土强度形成机理  73-75
    3.3.2 水泥改良土的物理性质试验  75-78
    3.3.3 水泥改良土的力学性质试验  78-82
    3.3.4 影响水泥土强度的因素  82-86
    3.3.5 水泥土的优缺点  86-87
第4章改良土的动力特征研究  87-97
  4.1 概述  87
  4.2 国内外研究现状  87-89
  4.3 动三轴试验原理简介  89-91
  4.4 试验方案  91-96
    4.4.1 试验设备和工作原理  91
    4.4.2 试验参数选择  91-92
    4.4.3 试验方法  92-96
  4.5 改良土中石灰和水泥掺量的选择  96-97
第5章结论及建议  97-99
  5.1 本文结论  97-98
  5.2 进一步研究建议  98-99
致谢  99-100
参考文献  100-104
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目  104

黏性土路基加固改良实验研究

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