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泡沫轻质土在高填帮宽路基中的应用

铁道建筑 2022年第1期62卷 135-138,143页

作者：杨莹中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

以商合杭(商丘—合肥—杭州)高速铁路肥东站高填帮宽路基为依托,经现场试验和数值模拟研究,对比了常规填料和泡沫轻质土帮宽时既有线和新建线路的附加应力和附加沉降变形情况。结果表明:泡沫轻质土应用于高填帮宽路基,在新老路堤搭接处... 详细信息

以商合杭(商丘—合肥—杭州)高速铁路肥东站高填帮宽路基为依托,经现场试验和数值模拟研究,对比了常规填料和泡沫轻质土帮宽时既有线和新建线路的附加应力和附加沉降变形情况。结果表明:泡沫轻质土应用于高填帮宽路基,在新老路堤搭接处产生的附加应力、附加沉降分别比采用普通填料帮宽降低了58.2%、70.3%,最大差异沉降1.6‰;既有线路肩附加沉降比普通填料帮宽减小66.4%;既有路基路肩水平位移向坡脚偏8.0 mm,比普通填料帮宽减小64.1%;坡脚水平位移0.8 mm,不会对既有路堤的地基深层水平位移产生显著影响;泡沫轻质土能显著减小地基沉降,有利于高填帮宽路基施工时营业线安全运营。

关键词：铁路路基高填帮宽路基现场试验数值模拟泡沫轻质土附加应力附加沉降

铝土尾矿泡沫轻质土的物理力学性能及细观特征

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材料导报 2022年第17期36卷 124-129页

作者：彭远胜欧孝夺姬凤玲深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 深圳大学未来地下城市研究院广东深圳518060

为了降低泡沫轻质土生产成本并促进其在土木工程中的广泛应用,本工作提出将大量废弃的铝土尾矿泥用于制备泡沫轻质土的方法,并通过开展铝土尾矿泡沫轻质土合成正交试验,对铝土尾矿泡沫轻质土流动度、湿密度及无侧限抗压强度的影响因素... 详细信息

为了降低泡沫轻质土生产成本并促进其在土木工程中的广泛应用,本工作提出将大量废弃的铝土尾矿泥用于制备泡沫轻质土的方法,并通过开展铝土尾矿泡沫轻质土合成正交试验,对铝土尾矿泡沫轻质土流动度、湿密度及无侧限抗压强度的影响因素进行敏感性分析,揭示面积孔隙率对铝土尾矿泡沫轻质土物理力学性能的影响规律,并建立相互之间的关系式。研究结果表明,铝土尾矿泡沫轻质土湿密度和无侧限抗压强度的最大影响因素是泡沫掺量,其次是水泥掺量,铝土尾矿泥掺量影响最小;湿密度从450 kg/m^(3)增加至1080 kg/m^(3)时,面积孔隙率由97.65%降至57.15%,面积孔隙率随湿密度的增加呈指数型减小;随着铝土尾矿泡沫轻质土面积孔隙率的增加,28 d无侧限抗压强度呈指数型减小,而体积吸水率呈线性增加。研究结果为铝土尾矿泥在泡沫轻质土中的应用提供了配合比参考。

关键词：铝土尾矿泥泡沫轻质土抗压强度面积孔隙率

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泡沫轻质土在板桩码头结构中的应用

水运工程 2022年第10期 133-137页

作者：陈勇康李春阳单恒年中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510290

板桩码头在采用传统回填材料时,由于回填料自重较大,易导致码头竖向沉降大、前墙水平位移较大,不利于码头结构整体稳定。针对上述问题,利用新型材料泡沫轻质土作为回填材料,采用PLAXIS 3D三维有限元软件构建码头结构与土体的空间三维模... 详细信息

板桩码头在采用传统回填材料时,由于回填料自重较大,易导致码头竖向沉降大、前墙水平位移较大,不利于码头结构整体稳定。针对上述问题,利用新型材料泡沫轻质土作为回填材料,采用PLAXIS 3D三维有限元软件构建码头结构与土体的空间三维模型,分别计算码头上方使用回填泡沫轻质土和中粗砂2种材料时结构的受力特性。通过结果对比分析可知,码头上部回填泡沫轻质土时,前墙弯矩、位移、拉杆拉力均有一定程度的降低,码头整体稳定安全性增大,可为类似工程建设提供参考。

关键词：泡沫轻质土板桩码头三维有限元

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泡沫轻质土回填对隧道结构的影响研究

泡沫轻质土回填对隧道结构的影响研究

作者：朱思雨重庆交通大学

学位级别：硕士

城市复杂立体交通建设存在迫切需求。在复杂地形下,传统的素填土回填存在回填施工场地要求高,回填土与隧道外壁接触无法压密实,回填土对隧道产生的土压力过大等问题。泡沫轻质土作为一种新型回填材料,具有轻质性、强度可调节性、极好的... 详细信息

城市复杂立体交通建设存在迫切需求。在复杂地形下,传统的素填土回填存在回填施工场地要求高,回填土与隧道外壁接触无法压密实,回填土对隧道产生的土压力过大等问题。泡沫轻质土作为一种新型回填材料,具有轻质性、强度可调节性、极好的流动性、固化后的自立性、良好的施工性、均质整体性耐久性、良好的隔热隔音效果及抗冻融性及良好的环保性近年来成为公路地基、高填涵洞的常见回填材料。本文依托重庆两江新区金州大道与星光大道延伸段节点改造工程新建H匝道下穿明洞为工程背景,先研究了泡沫轻质土各项力学性质,使用ABAQUS软件模拟了用泡沫轻质土回填隧道,研究了泡沫轻质土回填对隧道结构的影响,进行的主要工作有:(1)通过室内实验,制备了符合施工要求的泡沫轻质土,并对制备过程中泡沫的容重、沉降距、泌水量和制备出的泡沫轻质土的的容重、流动度及抗压强度进行了测试。测量了泡沫轻质土在实际应用中产生的侧向压力;(2)对素填土和泡沫轻质土回填明挖矩形隧道产生的应力、位移进行数值计算并对比分析,得到素填土和泡沫轻质土回填隧道时对隧道结构产生的应力、位移及危险控制点,对泡沫轻质土相较于素填土回填后对危险控制点应力和位移的改善情况;(3)对素填土和泡沫轻质土回填明挖圆形截面隧道产生的应力、位移进行数值计算并分析。得到素填土回填圆形截面明挖隧道时产生的应力、位移及危险控制点;(4)对泡沫轻质土回填明挖圆形截面隧道产生的应力、位移影响进行数值计算和分析,得到素填土和泡沫轻质土回填隧道时对隧道结构产生的应力、位移及危险控制点,对泡沫轻质土相较于素填土回填后对危险控制点应力和位移的改善情况。同时比较隧道截面分别为矩形和圆形时隧道结构的应力和位移区别,选取更加符合安全要求的隧道截面形状。得到以下结论:按照强度需求,制成泡沫轻质土性能最好的配合比为:水胶比为0.65、水泥质量为460kg、水的质量为299kg、气泡率为55.2%。以此配合比制成的泡沫轻质土7天强度为0.745MPa,28天强度为1.369MPa。用制成的泡沫轻质土回填模具,在收缩之前对模具的侧压力为0.02371MPa。通过研究发现在使用泡沫轻质土回填矩形截面隧道时,应力分布情况与用素填土回填时相同,使用泡沫轻质土回填后应力及位移情况较使用素填土时改善明显,顶板下侧横截面最大拉应力降低71.2%,顶板下侧最大沉降值降低70%,侧墙横截面最大拉应力降低71%,侧墙外侧最沿X轴方向位移减小71.2%。在用泡沫轻质土回填圆形截面隧道较用素填土回填时隧道内侧最大主拉应力减小了683.7%,沿Y轴的沉降量降低601.6%。

关键词：泡沫轻质土隧道结构回填减载数值计算

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泡沫轻质土加筋路堤变形稳定特性研究

泡沫轻质土加筋路堤变形稳定特性研究

作者：方程重庆交通大学

学位级别：硕士

泡沫轻质土因容重轻、强度可调、便于施工等特点,为解决高填方路堤稳定性不足、新老路基差异沉降、路基坍塌后快速修复等难题提供了新的技术手段。现有研究集中于优化材料配比或添入不同类型的外掺料来增强其力学性能,同土工合成材料等... 详细信息

泡沫轻质土因容重轻、强度可调、便于施工等特点,为解决高填方路堤稳定性不足、新老路基差异沉降、路基坍塌后快速修复等难题提供了新的技术手段。现有研究集中于优化材料配比或添入不同类型的外掺料来增强其力学性能,同土工合成材料等其他材料联合应用的研究较少。土工格栅在处治不均匀沉降,提高路基稳定性方面有独特优势。论文利用泡沫轻质土和土工格栅构筑泡沫轻质土加筋路堤足尺模型,采用足尺模型试验、数值模拟与施工工艺研究相结合的方法,对泡沫轻质土加筋路堤变形稳定特性进行了系统研究。论文主要研究内容与成果如下:（1）通过对国内外现有文献梳理总结,系统论述了泡沫轻质土和土工格栅在道路应用中的优势与不足,提出泡沫轻质土同土工合成材料联合处治道路病害的应用方向。（2）进行了不同密度泡沫轻质土的配合比设计,结合不同土工格栅铺设形式分析,建立泡沫轻质土加筋路堤足尺试验模型。通过泡沫轻质土物理力学性能检测试验,分别得出湿重度与流动度、吸水性、无侧限抗压强度、饱水抗压强度间的相互关系;对泡沫轻质土加筋路堤温度、应力、沉降进行了监测,得到路堤在浇筑期、养护期温度变化规律,路堤内部土压力与路堤沉降在加筋区与未加筋区的差异。（3）基于泡沫轻质土加筋路堤填筑过程的数值模拟,揭示了泡沫轻质土与普通填土填筑过程中沉降变形差异,探究了泡沫轻质土弹性模量、地基土弹性模量、加筋层数、路堤填筑高度对路堤沉降变形的影响;采用有限元强度折减法对泡沫轻质土加筋路堤稳定性进行分析,得到路堤加筋前后塑性应变区发展趋势及加筋位置、筋材模量、坡度比对路堤安全系数的影响。（4）根据泡沫轻质土和土工格栅特点,提出了系统的泡沫轻质土加筋路堤施工工艺和质量控制方法。

关键词：路堤泡沫轻质土土工格栅足尺模型试验

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泡沫轻质土在明挖隧道回填中的应用研究

泡沫轻质土在明挖隧道回填中的应用研究

作者：潘张根重庆交通大学

学位级别：硕士

在进行城市地下交通网络建设时,为了节约建设成本,提高工程经济性,绝大多数隧道建设都会采用明挖法施工。而采用明挖法进行施工后不可避免的涉及到开挖区域回填施工。研究表明,随着隧道的埋深也不断加大,回填高度不断增加,传统回填材料... 详细信息

在进行城市地下交通网络建设时,为了节约建设成本,提高工程经济性,绝大多数隧道建设都会采用明挖法施工。而采用明挖法进行施工后不可避免的涉及到开挖区域回填施工。研究表明,随着隧道的埋深也不断加大,回填高度不断增加,传统回填材料容易对隧道造成较大的土压力,对回填区域底下的隧道安全造成威胁。本文从改变回填土体自重的角度考虑,将拥有自重轻、流动性好,施工方便特性的泡沫轻质土运用于明挖隧道施工后的回填,通过室内试验、数值模拟、现场应用相结合的方法,对泡沫轻质土在明挖隧道回填中的应用进行研究。主要研究内容与结论如下:(1)确定配制泡沫轻质土所用的原材料,对原材料性能进行检测,并与规范对原材料的各项性能指标的要求进行比较,得出所用原材料满足规范要求。参照规范中的泡沫轻质土配合比设计方法,对泡沫轻质土进行配合比设计计算。(2)针对设计的不同水灰比下的9组泡沫轻质土配合比,采取室内试验的方法,验证每组配比时的流动度、湿容重、抗压强度和抗折强度参数,并与相关规范要求进行对比,确定每1m泡沫轻质土的水泥用量为375.1kg,水的用量为206.3kg,泡沫群的用量为18.6kg。(3)借助有限元分析软件ABAQUS,结合重庆市两江新区大竹林片区金州大道与星光大道延伸段节点改造工程实际应用情形,进行模拟分析不同回填方案时上下部隧道的应力、位移的变化,得出泡沫轻质土回填可有效降低底部隧道的竖向位移和最大剪应力,确定采用泡沫轻质土对上部左右隧道之间区域进行回填的方案。(4)进行实际工程现场施工应用,通过现场监测的方法对回填后隧道结构的应变、土压力进行监测,分析监测数据并与模拟结果对比,得出整体上上下部隧道应力位移变化与模拟结果一致,但由于现场监测数据受干扰因素较多,有的数据会与模拟结果存在偏差。

关键词：泡沫轻质土隧道回填有限元分析

采用泡沫轻质土对高填明洞二次回填的结构受力特性研究

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铁道学报 2022年第2期44卷 135-142页

作者：李明严松宏李盛马玉春赵录学张振琼兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州铁道设计院有限公司甘肃兰州730000 中国铁路兰州局集团有限公司兰州工程建设指挥部甘肃兰州730000

以西部某地区铁路高填明洞二次回填实际工程为依托,采用泡沫轻质土作为回填材料,按等质量置换原则进行二次回填,通过数值模拟确定合理泡沫土回填范围和开挖置换深度,结果表明:利用轻质泡沫土对既有高填明洞顶部按照等质量置换原则在一... 详细信息

以西部某地区铁路高填明洞二次回填实际工程为依托,采用泡沫轻质土作为回填材料,按等质量置换原则进行二次回填,通过数值模拟确定合理泡沫土回填范围和开挖置换深度,结果表明:利用轻质泡沫土对既有高填明洞顶部按照等质量置换原则在一定范围和开挖置换深度下进行二次回填,其结构位移、应力、安全系数均能满足要求。开挖回填轻质泡沫土范围越大,下挖置换深度越小,竖向位移值越小。泡沫土回填范围角度0°、30°且下挖置换深度较大时,拱顶和墙脚位移超过允许值,此时会影响隧道结构的安全性。各种情况组合计算下,泡沫土回填范围角度45°,下挖置换深度4 m时,衬砌仰拱拉应力达到最小值,墙脚和仰拱安全系数达到最大值。综合考虑结构受力安全性、合理性及工程经济性,确定泡沫土合理回填范围角度为45°,合理下挖置换深度为4 m,现场实际以此进行开挖回填,实测拱顶沉降、结构上浮、水平位移均未超过容许位移值,且由于土拱效应小于计算值。

关键词：高填明洞二次回填泡沫轻质土数值分析监控量测

泡沫轻质土在路桥工程中的应用及试验检测方法研究

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工程技术研究 2023年第13期8卷 115-117页

作者：赖幼幼汕头公路桥梁工程检测站有限公司广东汕头515041

为了提升公路工程建设水平,文章从轻质性、流动性、无侧限抗压强度等方面总结了泡沫轻质土路基的力学性能,探讨了公路加宽填筑、陡坡路段回填、桥头路基回填、桥梁减跨等方面的具体应用。同时,阐述了泡沫轻质土的质量检测方法和检测内... 详细信息

为了提升公路工程建设水平,文章从轻质性、流动性、无侧限抗压强度等方面总结了泡沫轻质土路基的力学性能,探讨了公路加宽填筑、陡坡路段回填、桥头路基回填、桥梁减跨等方面的具体应用。同时,阐述了泡沫轻质土的质量检测方法和检测内容。研究成果表明,泡沫轻质土用于路桥工程中效果良好,可为类似工程建设提供理论指导。

关键词：泡沫轻质土路桥工程试验检测

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泡沫轻质土在道路桥梁改造工程中的应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第3期 0081-0084页

作者：石苏意南昌市城市规划设计研究总院集团有限公司江西南昌330038

在工程建设过程中,会遇到诸如桥头有软弱路基而引起跳车、路基受寒冷天气影响而产生冻胀、路基填方过高而边坡稳定性较差等问题。为解决这些问题,需采用新技术、新材料来进行处理。而泡沫轻质土是其中一种较好的材料,其具有质量轻、耐... 详细信息

在工程建设过程中,会遇到诸如桥头有软弱路基而引起跳车、路基受寒冷天气影响而产生冻胀、路基填方过高而边坡稳定性较差等问题。为解决这些问题,需采用新技术、新材料来进行处理。而泡沫轻质土是其中一种较好的材料,其具有质量轻、耐久性强和整体性好等优点,能有效解决上述问题。以昌九大道快速路改造二期工程为例,为减少路基不均匀沉降、防止桥头跳车现象,采用泡沫轻质土进行路基回填处理,阐述泡沫轻质土路基施工中的一些关键点,为之后类似工程提供借鉴。

关键词：泡沫轻质土道路改造路基回填处理