細粒土的壓實特性與潮濕地區(qū)公路路基填筑控制技術(shù)研究.pdf

1、在我國南方地區(qū)的公路建設(shè)中，含砂粉土、一般粉土和粘性土、高液限粘土等細粒土作為路基填料使用廣泛，由于該地區(qū)氣候潮濕，土體天然含水率較高，施工中普遍存在路基碾壓困難的問題。如果通過翻曬等措施使填料含水率降低至符合規(guī)范要求后進行碾壓，則施工工期和路基的長期穩(wěn)定性均難以保證。此外，由于土體中的細顆粒含量較高，部分填料的承載比強度難以達到現(xiàn)行規(guī)范的要求。論文以湖南省交通運輸廳科技進步與創(chuàng)新計劃《公路細粒土路基壓實施工技術(shù)研究》等項目為依托，通過

2、理論分析、室內(nèi)外試驗等技術(shù)手段，對細粒土的工程特性與潮濕地區(qū)公路路基填筑控制技術(shù)進行了深入的研究，解決了潮濕地區(qū)直接利用細粒土進行路基填筑的諸多技術(shù)難題，主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)細粒土的壓實特性和全壓實曲線研究。與傳統(tǒng)擊實試驗相比，論文中進行的擊實試驗含水量范圍更廣，其目的是為了了解和掌握以往被人們忽視的壓實曲線的重要邊界特征。將擊實所得的含水量與干密度關(guān)系經(jīng)指標(biāo)換算轉(zhuǎn)化為含水量與飽和度關(guān)系，通過引入與土體物理性質(zhì)和擊實

3、功大小相關(guān)的Sm、Wm、p和n四個參數(shù)，提出細粒土的全壓實曲線方程及其參數(shù)的確定方法。分析了Sm、Wm、p和n對壓實曲線形狀的影響、參數(shù)與土體物理性質(zhì)及壓實功大小的相關(guān)性。通過典型細粒土填料擊實試驗結(jié)果，對提出的全壓實曲線數(shù)學(xué)模型進行了驗證。
　　 (2)細粒土的分類及其工程特性研究。對比分析了國內(nèi)外不同國家提出的細粒土分類標(biāo)準(zhǔn)，對美國愛德華州EPC分類體系進行了詳細的分析評價，采用該分類體系對湖南省典型細粒土路基填料的工程適應(yīng)

4、性進行了評價。通過不同擊實功下土樣CBR與含水量關(guān)系試驗，對不同壓實狀態(tài)下粉砂土、一般粘性土、高液限紅粘土等典型細粒土樣在浸水后的強度和變形等水穩(wěn)性能進行了系統(tǒng)的試驗研究。
　　 (3)凸塊振動碾碾壓機理的簡化分析。粘性土在凸塊振動碾的碾壓作用下，土體將要發(fā)生大變形現(xiàn)象，基于此，在非線性強度準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，采用大變形、雙標(biāo)量損傷本構(gòu)模型和塑性理論，構(gòu)造了凸塊振動碾碾壓粘性細粒土的靜、動力簡化分析模型；獲得了凸輪動態(tài)和靜態(tài)壓密時彈性

5、區(qū)的應(yīng)力和速度分布規(guī)律和凸輪動態(tài)壓密時彈性區(qū)、損傷區(qū)和塑性區(qū)中的應(yīng)力和速度分布解。凸輪碾壓的有效影響深度數(shù)值計算結(jié)果與工程實踐較為吻合。
　　 (4)路基的現(xiàn)場碾壓試驗和潮濕地區(qū)高速公路路基壓實控制指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)研究。總結(jié)了影響路基壓實的因素，對高含水量含粉砂土和高液限土(紅粘土)開展了大型現(xiàn)場碾壓試驗研究。通過設(shè)置不同的松鋪厚度、填筑含水量、碾壓遍數(shù)，以及使用不同的壓實機械等試驗條件獲得了豐富的成果；總結(jié)了這兩類土體的現(xiàn)場碾壓特性