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西韩城际铁路路基水泥改良黄土疲劳特性及影响因素

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铁道建筑 2022年第2期62卷 146-151页

作者：蒋应军白晨帆张智杰张长凯王华涛长安大学公路学院西安710064 陕西西法(北线)城际铁路有限公司西安710076

以西韩(富平—韩城)城际铁路为研究背景,采用静压法制备圆柱体水泥改良黄土试件,通过劈裂疲劳试验研究水泥掺量、压实系数对水泥改良黄土疲劳特性的影响规律,基于Weibull分布建立了不同失效概率下水泥改良黄土的疲劳寿命方程,并对设计... 详细信息

以西韩(富平—韩城)城际铁路为研究背景,采用静压法制备圆柱体水泥改良黄土试件,通过劈裂疲劳试验研究水泥掺量、压实系数对水泥改良黄土疲劳特性的影响规律,基于Weibull分布建立了不同失效概率下水泥改良黄土的疲劳寿命方程,并对设计年限内水泥改良黄土疲劳寿命进行预估。结果表明:水泥改良黄土疲劳寿命服从双参数Weibull分布,构建的疲劳方程可准确预测水泥改良黄土疲劳寿命,其相关系数大于0.92;仅考虑列车荷载作用水泥改良黄土在设计年限内不易发生疲劳破坏;同一荷载下水泥掺量与对数疲劳寿命呈高度线性正相关,水泥掺量增加1%至少可提升水泥改良黄土疲劳寿命10;倍;压实系数提高0.01至少可提升水泥改良黄土疲劳寿命10;倍,过大的压实系数会限制增加水泥掺量对疲劳寿命的提升。

关键词：铁路路基水泥改良黄土试验研究疲劳特性水泥掺量压实系数

有限回填水泥改良黄土桩承式箱型挡墙土压力简化计算方法

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有限回填水泥改良黄土桩承式箱型挡墙土压力简化计算方法

作者：唐磊长安大学

学位级别：硕士

随着“一带一路”和“西部大开发”国家战略的深入实施,黄土地区出现了很多边坡回填工程和组合支挡结构。受地形的限制,组合支挡结构后方回填土宽度往往较小,属于有限填土宽度,土压力与支挡结构变形和变位模式密切相关,组合支挡结构相... 详细信息

随着“一带一路”和“西部大开发”国家战略的深入实施,黄土地区出现了很多边坡回填工程和组合支挡结构。受地形的限制,组合支挡结构后方回填土宽度往往较小,属于有限填土宽度,土压力与支挡结构变形和变位模式密切相关,组合支挡结构相比单一支挡结构形式复杂,如何准确计算支挡结构所受土压力非常重要。本文根据某黄土边坡回填工程要求和组合支挡结构特点,通过室内土工试验对水泥改良黄土的最佳水泥掺量和物理力学性质进行了研究,通过数值模拟和理论分析研究了有限填土宽度下桩承式箱型挡墙的非极限主动土压力和主动土压力简化计算方法,主要研究内容及结论如下:(1)通过室内土工试验,研究水泥掺量、压实度和龄期三个影响因素对水泥改良黄土的最大干密度、抗剪强度和无侧限抗压强度的影响规律。试验结果表明:水泥改良黄土的最大干密度随水泥掺量的增加先增大后减小;龄期7d时,水泥掺量和内摩擦角近似呈对数函数关系,水泥掺量14%时水泥改良黄土的粘聚力和无侧限抗压强度最大,压实度与内摩擦角、粘聚力和无侧限抗压强度近似呈线性关系;水泥改良黄土的无侧限抗压强度与龄期近似呈对数函数关系与粘聚力近似呈线性关系;水泥改良黄土作为边坡回填料时最佳水泥掺量为14%。(2)依托实际工程,利用ABAQUS有限元软件建立了桩基-承台-箱型挡墙组合支挡结构的数值分析模型,研究了回填土参数对桩承式箱型挡墙侧向土压力的影响规律,提出了有限填土桩承式箱型挡墙非极限主动土压力数值计算方法。结果表明:桩承式箱型挡墙实际工作时侧向土压力属于非极限主动土压力,挡墙的变位模式可近似当作绕墙底的转动模式(RB模式);填土粘聚力、内摩擦角和泊松比对挡墙最大土压力影响很小,重度增加挡墙侧向最大土压力线性增大,回填土宽高比大于1.2时挡墙土压力几乎不变。(3)根据桩承式箱型挡墙的变位模式(RB模式),利用ABAQUS有限元软件研究了挡墙绕墙底转动达到极限主动状态时,回填土滑裂面的变化规律和地下室外墙的土压力分布,建立了有限填土主动土压力的解析计算公式,讨论了有关参数的影响规律。结果表明:填土粘聚力、内摩擦角和墙土摩擦角增加,本文公式主动土压力逐渐减小,与朗肯理论的误差也逐渐减小;回填土宽高比大于0.9时,主动土压力不再增加。

关键词：有限填土桩承式箱型挡墙水泥改良黄土非极限主动土压力主动土压力数值模拟

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客运专线水泥改良黄土路基填料填筑试验研究

中国铁道科学 2009年第1期30卷 1-7页

作者：蒋关鲁房立凤张俊兵程文斌西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中铁三局山西太原030000

根据郑西客运专线黄土填料水泥改良室内试验结果，选取6％水泥改良黄土路基填料进行现场填筑压实工艺及检测试验研究。通过水泥改良黄土时效性试验，确定以3h对应的最大干密度作为最终压实检测指标；采用不同压实工艺对不同厚度改良黄... 详细信息

根据郑西客运专线黄土填料水泥改良室内试验结果，选取6％水泥改良黄土路基填料进行现场填筑压实工艺及检测试验研究。通过水泥改良黄土时效性试验，确定以3h对应的最大干密度作为最终压实检测指标；采用不同压实工艺对不同厚度改良黄土填料进行压实试验，得出选定水泥改良黄土路基填料松铺系数为1．1～1．2，松铺厚度为20-30cm，最优含水率为12％，最佳的碾压方式为静压1遍、弱振1～2遍、继续静压2～3遍。路基沉降长期观测及工后沉降预测结果表明，在满足压实系数0．95的条件下，水泥改良黄土路基本体的平均沉降率为0．24‰，满足铺设无砟轨道路基的设计要求。

关键词：客运专线路基水泥改良黄土填料填筑工艺

高速铁路水泥改良黄土路基长期动力稳定性评价

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振动与冲击 2019年第11期38卷 80-87页

作者：张沛云马学宁李善珍王旭兰州交通大学土木工程学院

通过应力控制式动三轴试验对水泥改良黄土的疲劳特性进行了研究,探讨了水泥掺量、围压及固结比对其的影响,并基于临界动应力法以及动剪应变法对水泥改良黄土路基的长期动力稳定性进行了评价。研究结果表明:水泥改良黄土动弹性模量E_d随... 详细信息

通过应力控制式动三轴试验对水泥改良黄土的疲劳特性进行了研究,探讨了水泥掺量、围压及固结比对其的影响,并基于临界动应力法以及动剪应变法对水泥改良黄土路基的长期动力稳定性进行了评价。研究结果表明:水泥改良黄土动弹性模量E_d随动应力σ_d的增加呈现出先增大后减小的趋势,提出了通过E_d-σ_d曲线确定疲劳动剪应变门槛的方法;ε_p-lg N曲线按走势可分为稳定型、临界型以及破坏型;疲劳动剪应变门槛及临界动应力随着水泥掺量、围压及固结比的增大逐渐增大,且水泥掺量对其影响最大,围压的影响次之,固结比最小,经回归分析,得到两个简单实用的经验估算公式。评价结果表明以水泥改良黄土作为基床底层填料时,路基长期动力稳定性满足要求,综合考虑建议水泥掺量控制在5%左右;动剪应变法是一种比临界动应力法更优的评价方法。

关键词：高速铁路水泥改良黄土基床底层疲劳动剪应变门槛临界动应力长期动力稳定性

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水泥改良黄土抗冲刷性能影响因素研究

硅酸盐通报 2021年第7期40卷 2418-2427页

作者：祁晓强袁可佳蔡露瑶刘海鹏董鑫陕西西法(北线)城际铁路有限公司西安710005 长安大学公路学院西安710064 陕西省铁路集团有限公司西安710199

为了分析水泥改良黄土抗冲刷性能及影响因素,试验研究了成型方法、水泥剂量、压实系数和冲刷作用次数对水泥改良黄土抗冲刷性能的影响规律,并进一步研究了冲刷作用对水泥改良黄土强度劣化的影响。结果表明:与静压法相比,振动法成型试件... 详细信息

为了分析水泥改良黄土抗冲刷性能及影响因素,试验研究了成型方法、水泥剂量、压实系数和冲刷作用次数对水泥改良黄土抗冲刷性能的影响规律,并进一步研究了冲刷作用对水泥改良黄土强度劣化的影响。结果表明:与静压法相比,振动法成型试件的抗冲刷性能更优,其相对冲刷量至少可降低10%;水泥剂量提高1%(质量分数),抗冲刷性能平均提高16%,压实系数提高0.01,抗冲刷性能至少提高6.2%;冲刷作用次数对水泥改良黄土的冲刷质量损失影响较为显著,改良黄土累积冲刷量随冲刷作用次数增加呈线性增长;冲刷作用使改良黄土的抗压强度显著下降,振动法成型试件劣化度平均值为79.5%,静压法成型试件劣化度平均值为73.7%。

关键词：铁路工程水泥改良黄土抗冲刷性能成型方法水泥剂量压实系数冲刷作用次数

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水泥改良黄土在冻融循环作用下的渗透性能

科学技术与工程 2018年第34期18卷 221-225页

作者：刘熙媛赵玮马占海马印怀河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北省高速公路延崇筹建处怀来075400

为满足高速公路品质工程和绿色公路"零弃方"的建设要求,充分利用挖方路段的湿陷性黄土,采用室内试验研究水泥改良黄土在冻融循环作用下渗透性能的变化规律。对延崇高速河北段沿线黄土加入不同掺入量的水泥,进行了冻融循环试验和渗透试... 详细信息

为满足高速公路品质工程和绿色公路"零弃方"的建设要求,充分利用挖方路段的湿陷性黄土,采用室内试验研究水泥改良黄土在冻融循环作用下渗透性能的变化规律。对延崇高速河北段沿线黄土加入不同掺入量的水泥,进行了冻融循环试验和渗透试验。结果表明:反复冻融循环作用强烈影响着水泥改良黄土的渗透性;水泥对黄土颗粒结构有改造作用,从而提高了黄土的抗渗性和抗冻性;从工程的经济性以及提升黄土抗渗性和抗冻性角度,建议水泥掺入量为5%～8%。

关键词：水泥改良黄土冻融循环渗透性抗冻性

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水泥改良黄土在公路工程中的应用研究

公路 2017年第7期62卷 272-275页

作者：曾庆伟孙海秀王丽娜江苏中路工程技术研究院有限公司南京市211806 青海省公路建设管理局西宁市810000

对湿陷性黄土进行水泥改良,并进行液缩限试验、击实试验、强度试验等室内试验,根据试验结果选取4%水泥改良黄土路基填料进行试验段填筑压实工艺及检测试验研究。通过对试验段压实度检测、现场取样、松铺系数测定及沉降观测、弯沉测试表... 详细信息

对湿陷性黄土进行水泥改良,并进行液缩限试验、击实试验、强度试验等室内试验,根据试验结果选取4%水泥改良黄土路基填料进行试验段填筑压实工艺及检测试验研究。通过对试验段压实度检测、现场取样、松铺系数测定及沉降观测、弯沉测试表明,黄土经4%水泥改良后各项指标满足设计、施工要求,值得推广应用。

关键词：公路水泥改良黄土路基应用

水泥掺量和养护溶液对水泥改良黄土力学强度的影响

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福建交通科技 2022年第11期 51-55页

作者：牛瑞山西交通控股集团有限公司运城南高速公路分公司运城044000

为揭示水泥掺量和养护溶液下水泥改良黄土强度增长规律,开展室内无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度试验,结果表明,随水泥掺量增加,不同试件尺寸的水泥改良黄土力学强度增长规律一致,当水泥掺量≥9%时,增加水泥掺量对改良黄土力学强度提高效... 详细信息

为揭示水泥掺量和养护溶液下水泥改良黄土强度增长规律,开展室内无侧限抗压强度和劈裂抗拉强度试验,结果表明,随水泥掺量增加,不同试件尺寸的水泥改良黄土力学强度增长规律一致,当水泥掺量≥9%时,增加水泥掺量对改良黄土力学强度提高效果弱化;养护溶液中NaCl含量对改良黄土无侧限抗压强度影响明显,NaOH含量次之,最优养护溶液中NaCl、NaOH、Na_(2)SO_(4)含量分别为0.4 mol/L、0.1 mol/L和0.2 mol/L;养护环境对水泥改良黄土无侧限抗压强度增长规律影响相近,标准养生环境下改良黄土无侧限抗压强度增长最快,最优盐溶液环境次之。

关键词：水泥改良黄土水泥剂量养护环境力学强度

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水泥改良黄土的工程特性研究

水泥改良黄土的工程特性研究

作者：王任杰兰州大学

学位级别：硕士

黄土作为我国广泛分布的特殊土,是西北地区常用的建筑材料。由于黄土颗粒间的胶结性差,单纯的压实黄土不能很好满足工程对于承载力与渗透性的要求。因此对黄土进行改良,提高其物理力学性质和水理性质,对于黄土在岩土工程中的应用具有重... 详细信息

黄土作为我国广泛分布的特殊土,是西北地区常用的建筑材料。由于黄土颗粒间的胶结性差,单纯的压实黄土不能很好满足工程对于承载力与渗透性的要求。因此对黄土进行改良,提高其物理力学性质和水理性质,对于黄土在岩土工程中的应用具有重要意义。水泥作为固化剂和有一定含水率的黄土能产生一系列的化学反应,使黄土硬结成具有一定强度的水泥土。采用水泥对黄土进行改良,在强度和渗透性能方面的改良优势明显。本文以水泥掺入量和龄期为影响因素,通过室内试验手段,综合研究水泥改良黄土物理力学性质、水理性质及改良机理,研究水泥改良黄土现场施工拌和工艺,为水泥改良黄土的工程实践提供有价值的参考。研究结果表明:在水泥掺入量为3%～15%范围内,水泥掺入量对改良黄土的各项工程性质作用显著。随着水泥掺入量的增加,改良黄土的最优含水率逐渐增大,最大干密度逐渐减小,收缩系数明显减小;当水泥掺入量低于6%或高于12%时,抗压和抗剪强度提升速率较快,当水泥掺入量在6%～12%区间内抗压和抗剪强度提升速率较慢,总体呈现出“快-慢-快”的变化趋势,随着水泥掺入量的增加龄期作用愈加显著;掺入水泥可以有效改良土体的崩解性,含有少量水泥的改良黄土就能表现出良好的抗崩解性能,水泥掺入量高于9%时体现出较好的抗渗性能。水泥掺入后土体微观结构发生明显变化,生成以水化硅酸钙为主的水化产物,当水泥掺入量增大时,土体中孔隙体积明显减小、孔隙率降低,印证了工程特性试验结果。水泥改良黄土的拌和时间过长会导致土体抗压强度衰减,水泥掺入量越大,强度衰减幅度越大;拌和时间在2h以内,湿法拌和的试样抗压强度衰减率大于干法拌和试样抗压强度;水泥改良黄土存在最优拌和时间,当拌和时间为1h时土体力学性能改良效果最佳。

关键词：水泥改良黄土物理力学性质水理性质微观机理施工工艺