黄土工程压实土-原状土接触面强度特性研究

黄土工程压实土-原状土接触面强度特性研究

为缓解用地紧张和防止水土流失等问题,我国在黄土高原地区开展了大量的治沟造地、淤地坝等工程。在工程过程中由于土方开挖和回填,形成了大面积的挖方区和填方区。

由于挖方区的原状土和填方区的压实土存在固结变形系数、厚度和结构等不一致,导致地表往往出现不均匀沉降现象,加之降水冲刷和地下水渗流等作用,在接触面区常常产生裂缝、冲沟等破坏,长期作用下甚至会产生滑坡、地陷等破坏。因此,压实土和原状土的接触面是保持黄土地区挖填方工程稳定的关键部位。

本文以延安地区黄土为研究对象,采用固结试验和直剪试验等方法,研究了含水率、压实度对原状土和压实土接触面的强度特性及其影响规律,分析了石灰剂量和养护龄期对原状土和石灰固化压实土接触面的影响,并通过扫描电镜试验从微观结构揭示了石灰固化土的固化机理。研究结论如下:(1)压实黄土压实度越大,压缩应变越小。

含水率越高,压缩应变越大,但含水率对于压缩性的影响会随着压实度的提高而减小。压实黄土的ε-p关系曲线符合双曲线形式。

黄土的抗剪强度呈现明显的应变硬化,随着时间延长,原状黄土和压实黄土的不均匀变形的累积效应最终会导致接触面破坏。(2)原状黄土-压实黄土接触面的内摩擦角和黏聚力随压实度的增大而增大,随含水率增大而减小。

相比在压实度减小的条件下,含水率增加会显著降低其抗剪强度指标。压实黄土的抗剪强度指标始终大于接触面抗剪强度指标。

同一压实度条件下,含水率增大会逐渐降低二者抗剪强度指标的差值,当含水率较高时,差值几乎为零。在含水率增大的过程中,压实土内摩擦角的强度骤减会稍滞后于接触面的内摩擦角。

(3)原状黄土-石灰土接触面的内摩擦角随石灰掺量增加而增大,且在2%掺量下增幅显著,黏聚力随石灰掺量增加而增大,且在4%掺量下增幅显著。含水率较低时易于发挥石灰的加固作用,并有利于发挥石灰土接触面的后期强度。

(4)原状黄土-石灰土接触面的应力应变关系曲线随石灰掺量的增加逐渐由应变硬化变化为应变软化,当石灰掺量大于6%后表现出脆性。龄期对于石灰土接触面抗剪强度影响较为显著,前期和后期增幅较小,7-14天期间增幅较显著。

(5)扫描电镜试验结果表明,原状黄土-石灰土接触面的结构性和架空孔隙结构随着石灰掺量增大和龄期增加有明显改善。原状黄土-石灰土接触面抗剪强度的形成原因主要是由于离子交换作用、碳酸化作用和灰结作用。

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黄土施工方案

黄土施工方案

黄土施工方案

1. 引言

黄土,是一种在工程中常见的地基土壤类型,具有较好的承载力和排水性能。为了保证工程的安全性和可靠性,在进行黄土施工时,需要制定合理的施工方案。本文将详细介绍黄土施工方案的主要内容,包括现场勘测、黄土的物理力学特性、施工工序、施工注意事项等。

2. 现场勘测

在进行黄土施工之前,需要进行充分的现场勘测,以了解黄土的地质特征和物理力学性质。主要包括以下几个方面:

• 地质勘察:了解黄土的层位分布、厚度、含水率等地质特征,确定施工区域的范围和黄土的性质。 • 土壤试验:进行标准贯入试验、剪切试验、压缩试验等,获取黄土的物理力学性质数据,如承载力、剪切强度、压缩模量等。

• 地下水位观测:了解地下水位,以确定施工时的排水措施。

根据现场勘测数据,可以为后续的施工工序提供依据和指导。

3. 黄土的物理力学特性

黄土的物理力学特性主要包括承载力、剪切强度、压缩模量等。根据现场勘测和土壤试验数据,可以对黄土进行分类,进而确定相应的施工方案。

在施工过程中应特别注意以下几点:

• 承载力:黄土的承载力主要通过标准贯入试验和静力触探法测定,需要根据承载力数据合理选择基础形式和尺寸,确保黄土地基的稳定性。 • 剪切强度:剪切强度是黄土抗剪变形的能力,通过剪切试验数据可以确定黄土的剪切参数。在施工过程中,应根据黄土的剪切特性合理控制填筑层的厚度,避免过度变形和破坏。

• 压缩模量:黄土的压缩模量反映了黄土在受力下的变形能力,通过压缩试验数据可以确定黄土的压缩模量。在设计施工方案时,应合理控制填筑层的厚度和压实次数,以避免过度压实引起的变形问题。

4. 施工工序

黄土施工的主要工序包括土方开挖、填筑和压实。具体的施工步骤如下:

4.1 土方开挖

根据设计要求,进行黄土地基的开挖工作。施工时需要注意以下事项: • 土方开挖应按照设计要求的坡度、斜率进行,尽量保证黄土的均匀性。

• 土方开挖时,应避免挖深过大,防止土体塌方。

湿陷性黄土的工程特性

湿陷性黄土的工程特性

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湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。

湿陷性黄土的颗粒组成

我国湿陷性黄土的颗粒主要为粉土颗粒,占总重量约50~70%,而粉土颗粒中又以0.05~0.01mm的粗粉土颗粒为多,占总重约40.60%,小于0.005mm的粘土颗粒较少,占总重约14.28%,大于0.1mm的细砂颗粒占总重在5%以内,基本上无大于0.25mm的中砂颗粒。从以下表1可见,湿润陷性黄土的颗粒从西北向东南有逐渐变细的规律。

表l 湿陷性黄土的颗粒组成

单位:mm

地名 >0.05 0.05一0.01

0.0l-0.005

<0.005

平均值 常见值 平均值 常见值 平均值 常见值 平均值 常见值

兰州 19 10~25 57 50一65 10 5~10 14 5-25

西安 9 5~15 50 40~60 16 10一20 25 20一30

洛阳 1l 5~15 48 40~60 13 10~15 28 20一35

太原 27 15-35 50 40-60 7 5~15 16 10一20

延安 24 20-30 48 40-55 11 9^一15 17 10~25

上述颗粒的矿物成分,粗颗粒中主要是石英和长石,粘粒中主要是中等亲水性的伊利石(见表2)。此外,在湿陷性黄土中又含有较多的水溶盐,呈固态或半固态分布在各种颗粒的表面。

表2 湿陷性黄土的矿物成分和水溶盐含量

地区 粗颗粒的

主要矿物 细颗粒的

主要矿物 水溶盐含量(%)

易溶盐 中溶盐 难溶盐

改良黄土路基填料的试验研究

改良黄土路基填料的试验研究

李岩等:改良黄土路基填料的试验研究 

改良黄土路基填料的试验研究 

李岩 ,杨有海 , 陶福金 

(1.兰州交通大学土木工程学院,兰州730070;2.中铁七局集团有限公司.郑州450016) 

【摘 要】 在黄土中掺入不同比例的石灰进行改良,并对改良土进行大量的土工试验和理论分析。研究表 

明:在黄土中掺人石灰可使含水率的控制范围变宽;石灰的掺入能有效的降低黄土的压缩性;相比重塑黄土,石灰 

改良土具有更好的强度特性和水稳定性,可以较好地满足高标准铁路建设需要。 【关键词】 路基填料;黄土;石灰改良黄土 

【中图分类号】TU472 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864(2011)09—0o97—02 

新建铁路郑(州)西(安)客运专线系根据铁道部发布的 

《客运专线无砟轨道铁路设计指南》(铁建设函[2005]754 

号)的要求设计,基床表层必须使用具有严格级配要求的级 

配砂砾石和级配碎石,基床底层优先使用A、B组填料或经 

过改良的c、D组填料。郑州至西安客运专线沿线大部分地 

段为黄土堆积的地貌单元,A组的优质填料缺乏,B组填料 

也不多,可供采用的填料均属于c组填料。因此,要扩大可 

用的填料范围,必须对c组黄土填料进行改良。本文主要 

对郑西客运专线郑州至渑池ZXZQ01标段内的黄土及改良 

土进行室内试验研究,提出客运专线黄土填料改良建议。 

1 试验方案 

1.1试验原料 

试验所用黄土取自郑西客运专线郑州至渑池ZXZQOl 

标段荥阳市柿园村取土场,其物理性指标见表1。试验所用 

石灰来自荥阳市贾峪镇,粉末干燥且活性强,其有效CaO、 

MgO含量为91.25%,试验时充分消解。 

表1 黄土的物理性质指标 

1.2试验方案 

对重塑黄土、石灰掺合比为5%、7%的改良土进行重型 

击实试验和压缩试验;对重塑黄土、石灰掺合比为3%、5%、 

7%的改良土(压实系数分别为 =0.92和0.95,养护龄期 

分别为7、28、90、180d)在饱和状态及非饱和状态下进行无 

山西湿陷性黄土情况及强夯法的应用研究

山西湿陷性黄土情况及强夯法的应用研究

山西湿陷性黄土情况及强夯法的应用研究

摘要:我国北方地区大量分布着湿陷性黄土,强夯法是湿陷性黄土地基中主要地基处理方法之一,本文主要分析介绍了山西湿陷性黄土的分布以及强夯法在湿陷性黄土路基处理中的加固原理、施工工艺。

关键词:强夯法;湿陷性黄土;地基处理

Abstract: In northern China, a large number of distribution collapsible loess

dynamic compaction method is one of the foundation treatment methods in the

collapsible loess foundation, this paper analysis Shanxi collapsible loess distribution

and dynamic compaction method in collapsible processing loess roadbed

reinforcement principle, the construction process.Key words: dynamic compaction

method; collapsible loess; foundation treatment

一、湿陷性黄土的工程特性

湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。

二、全国及山西地区湿陷性黄土的分布

湿陷性黄土在我国分布较广,面积约45万km20按工程地质特征和湿陷性强弱程度,可将我国湿陷性黄土分为7个分区:①陇西地区。湿陷性黄土层厚度通常大于10m,地基湿陷等 级多为三四级,对工程危害性大。②陇东陕北地区。湿陷性万方数据 黄土层厚度通常大于lOm,地基湿陷等级多为三四级,对工程危害性大。③关中地区。湿陷性黄土厚4--12m,对工程有一 定危害。④山西地区。湿陷性黄土厚2—16m,地基湿陷等级一般为二、三级,对工程有一定危害。⑤河南地区。湿陷性 黄土厚4--8m,一般为非自重湿陷性黄土,对工程危害性不大。⑥冀鲁地区。湿陷性黄土厚2—6m,非自重湿陷性黄土,地基 湿陷等级为一级。⑦北部边缘地区,包括晋陕宁区与河西走 廊区。非自重湿陷性黄土。地基湿陷等级为一二级。

各类土的工程质特性

各类土的工程质特性

各类土的工程质特性

第一节 一般土的工程地质特征

巨粒土和含巨粒土

一般土按粒度

粗粒土 : 砾类土 粒间无连结或有微弱水连结-无粘性土

砂类土

细粒土---含较较多粘粒,有结合水,具粘性---- 粘性土。

一、砾类土

砾类土:砾粒组60㎜≥d>2㎜质量多于总质量50%者

组成:岩屑、石英、长石等原生矿物

特点:

1)颗粒大,呈单粒结构

2)常具有孔隙大、透水性强、压缩性低、,内磨擦角大、抗剪强度高

3)可作为混凝土的粗骨料和辅路材料

二、砂类土

砂类土:砾粒组质量小于或等于总质量50%的粗粒土。

组成:石英、长石及云母等原生矿物。

特点:

1)单粒结构

2)透水性强、压缩性低、强度较高

3)粗中砂土可作为混凝土骨料,细砂土粉砂土不可。

三、细粒土

细粒土:细粒组(d≤0。075㎜)质量多于或等于总质量50%的土。

组成:含一定数量亲水性较强的粘土矿物。

特点:具团聚结构,孔隙细小而多,压缩量大,抗剪强度取决于内聚力(c),ф较小。

第二节 几种特殊土的工程地质特征

特殊土是指某些具有特殊物质成分与结构,而且工程地质性质也比较特殊的土。

一、淤泥类土

淤泥类土指在静水或水流缓慢的环境中沉积,有微生物参与作用的条件下形成的含较多有机质,疏松较弱(e>1,W>WL)的细粒土:e>1.5的称淤泥。1.5>e>1。为淤泥质土。

(一)淤泥类土的成因及分布

1、沿海沉积的淤泥类土

细粒土的全压实曲线与压实土体的强度特性研究

细粒土的全压实曲线与压实土体的强度特性研究

第32卷,第3期 2 0 0 7年6月 中 南 公 路 工 程 Central South Highway Engineering V01.32.No.3 

Jun.,2 0 0 7 

细粒土的全压实曲线与压实土体的强度特性研究 

郭光辉‘,李岳桃 ,万智 

(1.益阳市公路管理局,湖南益阳413000;2.岳阳市交通建设质量监督试验检测中心,湖南岳阳414000; 

3.湖南省交通科学研究院,湖南长沙410015) 

[摘要】对3种细粒土在3种击实功作用下的全压实曲线(含水量变化从零到土体趋于饱和),以及沿击实 

曲线的无侧限抗压强度、饱水与不饱水状态下的CBR强度特性进行了试验研究。试验研究表明:细粒土压实曲线 

具有两个重要的边界特征,即当含水量较小时,细粒土在一定击实功作用下的干密度值随含水量改变而变化的幅 

度很小,而当土体含水量较高时,随着含水量的增大,土体在不同击实功作用下的击实曲线均趋向合一,且土样的 

饱和度基本维持在某一定值;压实土样的最大干密度与最优含水量与击实功的常用对数分别呈线性递增和递减关 

系;沿全压实曲线,击实土样在最优含水量的干侧出现无侧限抗压强度峰值,且其强度值维持较高水平的含水量范 

围与塑限的大小有关;沿压实曲线,土样的不饱水CBR强度(单轴灌入强度)随含水量的增大而单调减小,当土样 含水量较大时,重型击实功作用下土样的不饱水CBR强度反而低于采用中间和轻型击实功制备的土样的强度,而 

饱水CBR强度在最优含水量的湿侧的某一含水量范围内还呈递增趋势。实际二I=程中,应充分掌握和利用细粒土 

的这些压实和强度特性,制定出合理的压实控制指标和标准。 

[关键词】细粒土;全压实曲线;无侧限抗压强度;CBR;含水量;击实功 

[中圈分类号】U 416.03 [文献标识码】A [文章编号】1002—1205(2007)03—0027一o6 

The Compaction and Strength Behaviors of fine-grained soils and 

洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究

洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究

一、研究背景

黄土这种自然界的伟大创造,自古以来就以其独特的魅力和神奇的力量,让人们为之倾倒。它既是大自然的馈赠,也是人类文明的摇篮。然而随着社会的发展和人口的增长,黄土的生态环境正在遭受严重的破坏。为了保护这片神奇的土地,我们有必要深入研究其结构性和力学特征,以便更好地利用和保护这一宝贵的资源。

洛川剖面位于陕西省洛川县境内,是黄土高原的一个重要剖面。这里地势平坦,地貌类型丰富多样,黄土层厚薄不一,结构复杂多变。因此对于洛川剖面黄土的结构性和力学特征的研究,具有很高的科学价值和实际意义。

在过去的几十年里,我国的黄土研究取得了显著的成果,为我们提供了丰富的理论依据和实践经验。然而由于各种原因,我们在黄土领域的研究仍然存在一些不足之处。例如对于黄土的微观结构和力学特性的研究还不够深入,对于黄土在不同环境条件下的变形规律和稳定性分析还有待完善。因此开展洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究,对于提高我国黄土研究的水平,促进黄土资源的可持续利用具有重要的现实意义。 1. 黄土在人类历史和现代社会中的重要性;

黄土这种看似普通却又无比重要的自然物质,自古以来就在人类的生活中扮演着重要角色。它不仅是我们祖先生活的基础,也是我们现代社会的重要资源。黄土的广泛分布和丰富储量,使其在农业、建筑、环保等领域都有着不可替代的作用。然而黄土的特殊结构性和力学特征,使得它在人类历史和现代社会中的重要性更加凸显。

黄土不仅承载着我们的记忆,更是塑造了我们的文明。从古代的长城、秦始皇兵马俑,到现代的高速公路、高楼大厦,黄土都在其中扮演着关键的角色。每一块砖石、每一粒沙砾,都是黄土的结晶,都是历史的见证。黄土的存在,让我们有了生活的依托,也让我们有了追求进步的动力。

黄土的力学特征也是其独特魅力的一部分,它的强度和稳定性,使得它能够在各种恶劣环境中屹立不倒。无论是风吹雨打,还是地震洪水,黄土都能坚守自己的岗位,保护着我们的家园。这种坚韧不拔的精神,正是我们人类应该学习和借鉴的。

压实黄土性状的室内试验研究

民营科技 2010年第7期 压实黄土性状的室内试验研究 科技论坛 

张丽萍邹艳琴王亚利 

(陕西交通职业技术学院。陕西西安71o018) 

摘要:通过室内试验研究了压实黄土的变形、强度特性。从击实黄土的室内三轴压缩试验可以得出,随着压实度K的增大,压实黄土的内聚力 c增大很多,而内摩擦角‘P的增大幅度相对较小。通过双线法得出不同压实程度(干密度)下的压力与湿陷系数关系图可以看出,击实黄土在击实不 充分的情况下仍具有湿陷性。若以200KPa下的湿陷系数为0.015为评判标准,所用土样干密度小于1.62 g/cm 对应压实度小于95%时具有湿陷 性。 关键词:压实黄土;试验;变形;强度 

黄土是一种特殊土,其原状土具有大孔隙、结构性、垂直节理发育等 

特点。压实以后的黄土的结构发生了变化,工程性质也有很大的不同。本 

文主要着眼于室内试验中不同压实程度下的黄土的强度、变形等工程性 

质。 

1土料性质 

土样采自甘肃正宁宋家崖土料场。土料所属地层为马兰黄土,取土 

地区属于陇东黄土塬梁区,取土深度为5m,土呈褐黄色,坚硬状态。平均 

天然含水量m为14.7%,平均天然密度为1.45g/cm ,平均天然孔隙比e 

为1.15,针状大空隙发育,有虫孔,包含少量植物根茎。 

表1 土料颗粒分布情况及主要物理性质指标表 

公路土工试验规程 >0.075mm 0.074~0.002mm <0.oo2 不均匀系数 O 9009 9 91 cu=8 75 砂粒> 粉粒0.05~0.005mm 粘粒 曲率系数 删051—93 Co=1.2l 005一 O05一O01 O.01~O.005 ((】.oo5 

O 58.83 15.00 26.17 

液限w 塑性指数Ip 干密度 含水量(%) 塑限Wp(%) 比重 (%) (%) ( m’) 

14.7 17.3 30 12.7 2.72 l-26 

2击实试验 

本文采用《公路土工试验规程》中轻型击实方法进行室内击实试验。 

黄土的物理力学性质

10 黄土的物理力学性质

§2-1 黄土的物理性质

试验用黄土采用甘肃兰(州)海(石湾)高速公路工程现场扰动土,其物理性质主要由它的物理性质指标来体现,其物理性质指标主要有:孔隙率、天然含水量、容重和液塑限等。

由于黄土的生成与存在条件比较特殊,它的孔隙率比普通土的孔隙率要大。一般黄土中存在肉眼易见的孔隙,这些孔隙多为铅直圆孔,这类孔隙通称为大孔隙。大孔隙比例的多少在一定程度上决定了黄土湿陷性的大小,大孔隙多的黄土湿陷程度大;反之则小。

试验所用黄土的天然含水量很低,一般在10%以下。含水量在剖面上的变化与黄土层的厚度和埋藏深度没有直接关系。黄土的容重、比重取决于黄土的矿物成分、结构和含水量,而黄土的颗粒分散度、矿物成分、形状和弹性在一定程度上决定了黄土的液塑性。

黄土的物理性质随成岩时代、成岩地区的不同而表现出一定的差异。为了得到该黄土的物理性质,我们根据《公路土工试验规程》(JTJ 051-93)的要求,分别采用联合液塑限仪、烘箱和重型击实等方法进行了有关指标的测定,测定结果如表2-1所示。

黄土的物理性质 表2-1

界限含水量 压实度

比重

(g/cm3) 液限 塑限 塑性指数 液性指数 最佳含水量

(%) 最大干容重(g/cm3)

26.70 17.65 9.05 0.287 12 1.82 2.70

一.主要成分分析

组成黄土的矿物约有60种,其中轻矿物(d﹤0.005mm)含量占粗矿物(d﹥0.005mm)总量的90%以上。黄土中粘土矿物(d﹤0.005mm)以不同的方式同水和孔隙中的水溶液相互作用,显示出不同的亲水性,故粘土矿物的成分和比例,在某种程度上体现了黄土的湿陷性。

水溶盐的种类和含量与黄土的湿化、收缩和透水性关系密切,直接影响着黄土的工程性质。 11 水溶盐包括易溶盐、中溶盐和难溶盐三种。易溶盐(氧化物,硫酸镁和碳酸钠)极易溶于水或与水发生作用。它的含量直接影响到黄土的湿陷性。

强夯压实黄土的工程力学性质试验研究

第6卷第3期 2 0 0 8年9月 水利与建筑工程学报 oumal of Water ResDllr啷and Architectural Engineering V01.6 No.3 Sept.,2008 

强夯压实黄土的工程力学性质试验研究 

王 敏 ,曹 平 

(1.武警交通第五支队司令部工程股,陕西西安710021;2.陕西省交通建设集团公司,陕西西安710075) 

摘要:利用强夯法和常规击实法压实非饱和黄土时在压密过程中的相似性,分别采用上述两种方法 制备土样来试验研究强夯压实黄土的工程力学性质。试验结果表明:压实黄土的压缩模量、回弹模量、 粘聚力及内摩擦角随击实功的增大而增大;强夯压实黄土的干密度普遍较击实黄土低,但其压缩模量和 强度较室内击实黄土明显地大。 关键词:道路工程;强夯压实黄土;工程力学性质试验;压缩模量;回弹模量;抗剪强度 中图分类号:Ur416 文献标识码:A 文章编号:1672一¨44(2008)03—0029—03 

Experimental Research on Engineering Mechanics Property of 

Dynamic Compaction Loess 

WANG Min ,CAO Ping2 

(1.Engineering Section ofFifth Branch Team Command ofArmed Police Communication,Ⅺ’鲫,Shaanx/710021,China; 2.Shaanxi Communication Construction Group Company,Xd’伽,Shaan.z/710075,China) 

Abstract:By using two methods aS a dynamic compaction method and a normal compaction method separately.the soil samples are fabricated to research the engineering mechanics property of the dynamic compaction loess.The test results 

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