填料试验

填料试验（精选8篇）

填料试验 篇1

摘要：在高填方工程中,湿陷性黄土作为填料,在工程处理中对其开展试验研究至关重要。本文结合实际工程,开展了填料试验研究,得出了填料的击实指标及含水率分布特性,为大面积施工预控提供了重要依据。通过碾压试验中对不同虚铺厚度填料的沉降量观测和压实度检测,经综合分析确定了碾压施工的实施参数。对按施工参数作业完成的填筑体进行了力学及湿陷性指标(压缩模量、粘聚力、内摩擦角、湿陷系数)试验、K30检测、载荷试验与浸水载荷试验等效果评价,得出了相关设计参数,取得了良好的处理效果。

关键词：湿陷性黄土,填料,碾压

0 引言

湿陷性黄土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，主要分布于中亚到我国的西北、华北一带，其特征主要有[1]:(1)颜色呈淡黄色、褐黄色;(2)天然状态下，有肉眼可见到的大孔隙，孔隙比一般大于1，并常有因生物作用形成的管状孔隙，垂直节理发育;(3)以粉粒为主，富含碳酸钙，透水性强;(4)干燥状态下具有较高的强度和具有较低的压缩性，浸水后土体结构破坏，会发生显著的沉降变形(湿陷性)。

随着经济建设的高速发展，越来越多的工程建设选择在地理环境较差的山区地带。我国的西北黄土高原为典型的侵蚀剥蚀黄土梁峁地貌，地形起伏、沟谷深切，开展工程建设必然存在着深挖高填的问题，而填料大部分为当地的湿陷性黄土。因此，湿陷性黄土作为填料，对其开展击实特性、含水率控制、碾压特性、填筑体效果评价等试验研究很有必要，从而为大面积施工提供技术支持[2]。

1 工程概况

场地处于西北黄土高原,属大陆性半干旱季风气候区,区域地质稳定。区内冲沟发育,山体被冲沟切割成形状复杂的侵蚀剥蚀黄土梁峁地貌。山梁上覆盖有深厚的湿陷性黄土,沟谷底部多基岩出露。由于工程建设的需要,场地内需要进行“挖山填沟”的高填方工程,填方最大高度近30m。填料主要为梁上的湿陷性黄土(Qeol3),具有自重湿陷性,湿陷性中等—强烈。由于沟谷地形条件的制约,设计采用碾压法进行填方施工,填方压实度要求大于95%[3]。

2 填料试验

为了施工控制和了解湿陷性黄土填料的性状，提供检测验收指标，施工前取样分别进行了填料的击实试验和含水率试验。

2.1 填料击实试验

在挖方区随机采取多组样品，进行了重型击实试验，击实成果如表1所示。

挖方区土层的最大干密度在一定范围内波动，为了能够更好地提供施工控制指标，建议在大面积施工过程中，当土的性状发生变化时应开展重型击实试验，确定压实标准。

2.2 填料含水率试验

在取土区表部，取有代表性的土样15个进行含水率试验，试验成果见表2。

此外，利用小型人工洛阳铲在一定深度范围内取样进行含水率试验，试验成果见表3。

根据上述含水率试验及击实试验成果，结合现场施工实际状况综合分析如下:

(1)由于现场的填料主要为粉土，要经过机械开挖、运输、摊铺等工序，而延安地区属大陆性半干旱区，气候非常干燥，填料极易失去水份，结合填料最优含水量范围，对于填料的含水率建议控制在12%～14%;

(2)取土区的含水率在空间上分布很不均匀，部分地段土体含水量较低，在施工过程中应采取技术控制措施，预先开展对取土区的增湿作业。此外，在大面积施工前应做好供水措施，保证施工用水正常;

(3)填料的含水率是压实质量的关键因素之一，建议相关单位在施工过程中建立预控制度，确保在填筑压实过程中填料含水率在合适的范围。同时对于摊铺好的填料要及时进行压实处理，避免放置时间过长，造成填料含水率变化而影响压实效果。

3 碾压试验

3.1 试验参数与工序

本试验所选择的施工参数以能达到施工质量好、工期快、投资少为目的。碾压采用激振力为50T的碾压机具，碾压走行速度控制在2.0km/h以内。碾压试验参数见表4[4]。

碾压试验施工工序:场地清理→布设方格网测量场地标高→开始碾压→检测碾压沉降量及压实度→碾压结束→平整场地→复测场地标高→施工验收→进入下一道工序。

3.2 碾压沉降量观测

按照试验参数和施工工序开展填料碾压试验，进行标高复测，所得的沉降观测数据列于表5中，并绘制了碾压遍数与沉降量的关系曲线，见图1。

由表5及图1可以看出，振碾8遍后，碾压沉降开始收敛，沉降关系曲线趋于平缓。虚铺厚度为30cm、40cm、50cm时振碾8遍后的总沉降分别为5.90cm、8.20cm、6.90cm。

3.3 压实度检测

按照试验参数和施工工序开展试验，进行了压实度检测，所得的检测数据列于表6。

检测结果表明:(1)对于虚铺30cm厚的黄土，50T激振力8遍振碾填筑体后，压实度可超95%。但在试验中发现，填筑体表层5～10cm被严重振散，且不利于正常施工和土体的密实，以上压实度为除去表层松散层后测得，此方法不适用于填筑体处理;(2)对于虚铺40cm厚的黄土，用50T激振力振碾填筑体，振碾4遍压实度可达92%，8遍压实度可达95%，填筑体处理效果良好;(3)对于虚铺50cm厚的黄土，50T激振力8遍振碾填筑体后，上层压实度可达95%，下层压实度可超过90%。

综合分析，对于大面积开展碾压施工，其施工参数为:虚铺40cm厚黄土，50T激振力振碾8遍，行驶速度小于2.0km/h。

4 填筑体效果评价

按照设计要求，采用上述施工参数，以95%的压实度标准，开展填筑施工。填筑至一定高度后，对填筑体处理效果进行综合评价。

4.1 力学及湿陷性指标

在填筑体(压实度达95%)面层挖探井2点，取土样分别进行土体天然状态下主要的力学性质指标及湿陷性试验。试验统计结果如表7所示。

由上述统计数据可知，湿陷性黄土填料经相应碾压参数施工后，湿陷性已完全消除。所得压缩、剪切等指标，可为沉降和边坡稳定性计算提供参数依据[5,6]。

4.2 K30检测

填筑体施工完成一定高度后，在填筑体上随机选取了10个点进行K30检测。试验结果见表8。取代表性的一点绘制了K30试验曲线，见图2[7]。

4.3 载荷试验

填筑体施工完成后(压实度达95%)，在填筑体上随机选取了6个点进行平板载荷试验。载荷试验所用承载板为0.5m2的圆形承载板(承载板直径800mm)，采用相对稳定法进行试验。试验结果见表9，取代表性的一点绘制了p-s试验曲线，见图3[6,8]。

4.4 浸水载荷试验

填筑体施工完成后(压实度达95%)，在填筑体上分别进行了6个点的浸水载荷试验。载荷试验所用承载板为0.5m2的圆形承载板(承载板直径800mm)，试验采用稳定法进行，0～200kPa每级加载40kPa，至200kPa稳定后浸水，观测200kPa应力下土体浸水湿陷沉降直至沉降稳定。试验结果见表10，取代表性的一点绘制了p-s曲线，见图4[6,8]。

5 结论

(1)填料最大干密度在一定范围内波动，为了更好地提供施工控制指标，在施工过程中应及时开展重型击实试验，确定压实标准。

(2)由于填料的岩性、施工工序、气候条件等，对于填料的含水率建议控制在12%～14%;挖方区的含水率在空间上分布不均匀，在施工过程中应预先开展对含水量较低的取土区进行增湿作业。

(3)通过碾压试验的沉降量观测和压实度检测，确定碾压施工参数为:虚铺40cm厚黄土，50T激振力振碾8遍，行驶速度小于2.0km/h。

(4)根据力学性质指标及湿陷性试验，湿陷性黄土填料经相应碾压参数施工后湿陷性已完全消除;压缩、剪切等指标，可为沉降和边坡稳定性计算提供参数依据。

(5)K30试验检测，地基反力系数为119～148MPa/m，对于压实度达95%的设计要求而言，处理效果良好。

(6)通过载荷试验分析，建议承载力特征值为160 kPa，变形模量15.6 MPa。

(7)浸水载荷试验分析，附加湿陷沉降量在2.72～4.01mm，均小于湿陷性判定标准值18.4mm(0.023倍的载荷板直径)，说明土体湿陷性已消除。

参考文献

[1]《工程地质手册》编写委员会.工程地质手册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]何光武,周虎鑫.机场工程特殊土地基处理技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]中华人民共和国行业标准.民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范(MH5014-2002)[S].北京:中国计划出版社,2002.

[4]周立新,黄晓波,杨志夏.某填方粉土冲击压实处理试验研究[J].工程地质学报,2005,13(3):367～370.

[5]中华人民共和国国家标准.湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004)[S].北京:中国计划出版社,2004.

[6]中华人民共和国国家标准.岩土工程勘察规范(GB50021-2001)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[7]中华人民共和国行业为标准.铁路路基设计规范(TB10001-2005)[S].北京:中国铁道出版社,2005.

[8]中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

填料试验 篇2

为了研究转笼式悬浮填料生物反应器的启动性能,简化其启动工艺,进行了常温和变温时的反应器的自然挂膜启动实验.实验结果表明,转笼式悬浮填料生物反应器构造的特定微环境有利于自然挂膜,启动比传统生物转盘快10d以上;经过启动参数优化,在水流量为2m3/h,曝气量为3.6m3/h、转笼转速为1.5r/min时,启动效果较好.

作 者：江帆 陈维平吴纯德 Jiang Fan Chen Wei-ping Wu Chun-de 作者单位：江帆,陈维平,Jiang Fan,Chen Wei-ping(华南理工大学机械工程学院,广东,广州,510640)

吴纯德,Wu Chun-de(华南理工大学环境科学与工程学院,广东,广州,510640)

填料试验 篇3

关键词：细砂,基床表层,填料,物理力学性能

新建三北羊场至上海庙地方铁路路基采用国铁Ⅱ级次重型铁路标准, 线路走行于毛乌素沙漠西缘, 地形相对开阔, 波状起伏, 线路通过地带大部分为固定沙丘 (地) 、半固定沙丘 (地) , 局部存在流动沙丘、流动沙地, 沿线地层主要为粉细砂及泥岩夹砂岩。根据《铁路路基设计规范》要求, Ⅱ级铁路基床表层应优先选用A组填料, 其次为B组填料, 对不符合要求的填料, 应采取土质改良或加固措施。由于泥岩具弱膨胀性, 不宜作为路基填料, 绝大多数地段需采用粉细砂作为路基填料;通过对当地粉细砂土样的土工试验, 粉细砂为C组填料, 不能作为基床表层的填料使用, 须采用土质改良措施。因此, 对粉细砂改良后的物理力学性质进行详细的试验研究是非常必要的。文中按照TB 10001-2005, J 447-2005铁路路基设计规范对路基填料的要求, 从工程试验的角度研究了水泥改良细砂后的物理力学性能。

1试验方法

试验按照TB 10102-2004, J 338-2004铁路工程土工试验规程进行。土样取自DK78+600取土场, 水泥采用普通硅酸盐P.O32.5水泥, 预定水泥掺量为3%, 5%, 7%。制件过程严格控制试件质量、试件高度和试件的含水率, 养生时采用塑料薄膜密封、同组试件装箱放置, 养生温度为20 ℃±2 ℃。

采用重型击实试验法测定其不同水泥掺量下的最大干密度和最优含水量, 试件压实系数采用0.93, 根据不同水泥掺量的最优含水量制备试件, 分别进行了龄期7 d与14 d的压缩试验、三轴剪切试验及无侧限抗压强度试验。

2试验结果及分析

2.1 筛分试验

通过筛分试验, 粒径0.5 mm～0.25 mm的颗粒质量占土样质量的1.4%, 粒径0.25 mm～0.075 mm的颗粒质量占土样质量的95.2%, 粒径小于0.075 mm的颗粒质量占土样质量的3.4%。粒径大于0.075 mm的颗粒质量超过土样总质量的85%, 土样定名为细砂。

2.2 击实试验

试验采用重型击实试验, 试验结果见表1及图1。

通过表1及图1分析:1) 水泥掺量大的土样击实曲线较陡;2) 最大干密度、最优含水率随水泥掺量的增大而增大;3) 水泥掺量大于5%时, 最优含水量变化较大, 而最大干密度变化较小。

2.3 压缩试验

采用压实系数0.93的试样在最优含水率、饱和含水率状态下分别进行压缩试验, 试验结果见表2, 表3及图2, 图3。

通过表2, 表3及图2, 图3分析:1) 在最优含水率及饱和含水率的状态下, 水泥掺量3%, 5%, 7%的土样均为低压缩性土。2) 压缩模量随水泥掺量的增大而增大, 压缩系数随水泥掺量的增大而减小。3) 在相同龄期、相同水泥掺量条件下, 试样在最优含水率状态下的压缩性小于饱和含水率状态下压缩性。4) 试验结果表明, 在同一压力变化范围内随着水泥掺量的增加土的压缩性变小。

2.4 三轴剪切试验

土的抗剪强度指标有内摩擦角 (φ) 和粘聚力 (c) , 其极限状态的大小主应力应满足以下条件:

σ1=σ3×tan2 (45°+φ/2) +2×c×tan (45°+φ/2) (1)

令A=tan2 (45°+φ/2) , B=2×ctan (45°+φ/2) , 则得:

σ1=A×σ3+B (2)

由最小二乘法原理可得:

$A=\frac{{\rm N}{\displaystyle \sum \sigma }{}_1\sigma {}_3-{\displaystyle \sum \sigma }{}_1\cdot {\displaystyle \sum \sigma }{}_3}{{\rm N}{\displaystyle \sum \sigma }{}_3^2-({\displaystyle \sum \sigma }{}_3){}^2}$,

$B=\frac{{\displaystyle \sum \sigma }{}_1\cdot {\displaystyle \sum \sigma }{}_3{}^2-{\displaystyle \sum \sigma }{}_1\sigma {}_3\cdot {\displaystyle \sum \sigma }{}_3}{{\rm N}{\displaystyle \sum \sigma }{}_3^2-({\displaystyle \sum \sigma }{}_3){}^2}$。

其中, N为σ3与σ1试验值的组数。

三轴剪切试验是在圆柱形试样上施加最大主应力 (轴向应力) σ1和最小应力σ3, 保持σ3不变, 改变σ1, 使试样中的剪应力逐渐增加, 直到达到极限平衡破坏, 通过3个～4个试样的不同σ3的试验, 求得土的抗剪强度。本次试验采用不固结不排水 (UU) 试验, 试验结果见表4。

2.5 无侧限抗压强度试验

无侧限抗压强度是土在侧面不受限制的条件下抵抗垂直压力的极限强度。试验结果见表5。

通过表5分析:1) 在相同龄期情况下, 随着水泥掺量的增加无侧限抗压强度增大。2) 相同水泥掺量的土样, 随着龄期的增加无侧限抗压强度增大。3) 在相同龄期、相同水泥掺量条件下, 试样在最优含水率状态下的无侧限抗压强度值大于饱和含水率状态下无侧限抗压强度值。4) 试验结果表明, 随着水泥掺量的增加土的无侧限抗压强度明显增大。

3水泥最佳掺量的确定

砂土的抗剪强度和无侧限抗压强度是工程设计的重要指标, 从技术经济和工程性能的角度, 水泥掺量的增加将增加工程费用, 而在实际工程中高掺量也难以达到。因此, 通过不同水泥掺量得出的力学指标来判断水泥的最佳掺量比具有重要的工程意义。

从工程试验的结果看, 掺加水泥后的细砂其压缩性、抗剪强度和无侧限抗压强度均得到明显的改善, 在最优含水率状态下, 水泥掺量5%, 7 d龄期时无侧限抗压强度值为0.30 MPa, 水泥掺量7%, 7 d龄期时无侧限抗压强度值为0.48 MPa, 参照《铁路路基规范》对Ⅱ级铁路基床表层填料的要求, 水泥掺量5%, 7%时的改良土均可作为路基基床表层填料使用。从节约工程投资和工程性能角度综合分析, 水泥掺量5%可作为最佳配比参考值。

4结语

1) 从以上水泥改良细砂试验可知, 细砂采用水泥改良后各项力学指标都得到了明显的改善, 且随着水泥掺量比的增加抗剪强度相应的增大, 水泥掺量5%可作为最佳配比参考值。

2) 应进一步结合工程实际, 现场测试研究水泥改良细砂的实际应用效果。

3) 结合我国在风沙地区修筑铁路的经验, 对于不缺乏A, B填料的铁路, 应优先采用A, B组填料填筑基床表层, 而对于缺乏A, B组填料的铁路, 采用何种掺合料对粉细砂进行改良缺乏工程试验研究及应用。本次试验是结合内蒙古地区三北羊场至上海庙地方铁路缺乏基床表层填料的情况下采用水泥对粉细砂进行了改良试验研究, 是否可采用其他掺合料进行改良还有待进一步的试验研究。

参考文献

[1]南京水利科学研究院土工研究所.土工试验技术手册[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[2]TB 10102-2004, J 338-2004, 铁路工程土工试验规程[S].

[3]TB 10001-2005, J 447-2005, 铁路路基设计规范[S].

填料试验 篇4

因此减少淤泥抛弃的最有效的措施就是进行材料化改良研究, 通过在淤泥中添加各种改良剂, 改良淤泥的不良工程特性, 使其变成一种良质土, 可以用于路基工程建设, 这样既可以减少淤泥抛弃带来的问题, 也可以解决目前道路工程建设缺少良质填土材料的问题, 这既符合我国资源可持续化发展的需要, 也是目前国外许多发达国家采取最常用的方法之一, 可以达到变废为宝、节省土地资源、减少工程造价、缩短工期的目的。目前国内外很多学者致力于通过固化的方法对淤泥进行资源化处理, 但是固化土是一次性成型, 难以碾压施工, 不适用于道路工程的应用, 因此需要研究一种能够将废弃淤泥改良成用于碾压施工的资源化处理技术。本文结合道路工程路基填料的特点, 提出一种可将淤泥进行填料化处理的新处理方法, 通过室内试验分析了淤泥改良土的物理力学性质, 并通过计算分析了改良土应用于路基填土的可行性。

1 淤泥改良的试验方案

本次试验淤泥主要取于相关道路工程的废弃淤泥, 试样具有高含水率、高压缩性、低强度、渗透性差等特点, 通过试验测试了淤泥的现状物理力学参数, 并通过掺入相关改良剂进行处理, 从试验角度实现了淤泥改良后作为路基填料的可能性, 并通过相关试验测试了改良后淤泥的物理力学特性, 分析了其变化规律, 试验方法依据。

本次掺入的改良剂A的掺量如表2所示。

2 试验结果与分析

2.1 淤泥改良土土性性状变化

路基工程中取样回来的废弃淤泥通过掺入改良剂A后, 物理特性发生了显著变化, 通过3d龄期发现, 改良后淤泥的液限和塑性指数明显下降 (见图1) 。

从图1中可以明显发现, 改良剂A对淤泥的改良效果明显, 改良前淤泥的液限为75.2, 塑限为33.4, 塑性指数为41.8, 随着改良剂A掺量的增加, 在较短的时间内土性发生了明显变化, 改良前淤泥在塑性图中分类应该为高液限软粘土, 改良后变成了松散颗粒的粉土, 改良效果比较显著, 淤泥土的工程性质得到了根本改变。

2.2 改良后淤泥土的含水率变化规律

土体的含水率是评价路基填土工程性质的重要指标, 图2给出了掺入改良剂A后, 淤泥改良土的含水率随龄期的增加而逐渐降低的变化规律, 从图中可以看到, 随着龄期的增长, 不同改良剂掺量下的淤泥的含水率均具有快速降低到缓慢降低的变化模式, 并且在3d龄期条件下的降低幅度最大, 第14d以后, 含水率降低趋于平缓。以掺入量仅为6%为例, 3d龄期时, 淤泥改良土的含水率可以从52%降低至42%, 到了14d时可以进一步降低至36%, 较初始含水率降低幅度达到了30%, 可见改良剂A对这种废弃淤泥的改良效果比较显著, 随着含水率的降低, 土的物理力学性质不断得到改善。

此外, 从图2中可以看到, 改良剂A的掺入量对改良土的含水率的降低速率有显著影响, 掺入量高的含水率降低曲线位于掺入量低的曲线下方, 掺入量越高含水率降低速率越快, 并且最终稳定后的含水率也越低。

2.3 改良后淤泥土的强度变化规律

淤泥经过改良剂A改良后, 分别测试了3d、7d、14d、28d、90d改良土的无侧限抗压强度, 结果如图3所示。

从图3中可以明显看出, 随着龄期的增加, 淤泥改良土的强度迅速提高, 前28d增长速率较大, 基本上能发挥出90d强度的70%～80%, 随后强度增长速率逐渐变缓, 工程中往往以90d强度标准值作为设计依据, 该试验可以为工程设计提供一定借鉴意义, 而且不同龄期条件下淤泥改良土的无侧限抗压强度与90d龄期条件下的强度之间大概存在以下关系:

qu7=0.2～0.4 qu90

qu14=0.5～0.7 qu90

qu28=0.7～0.9 qu90

式中:qu7—7d无侧限抗压强度;

qu14—14d无侧限抗压强度;

qu28—28d无侧限抗压强度;

qu90—90d无侧限抗压强度。

qu28—28d无侧限抗压强度;

qu90—90d无侧限抗压强度。

该试验关系与《公路路基设计规范》 (JTG D30-2004) 和《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 中的相互关系基本吻合, 设计时, 可以根据90d的设计强度要求, 初步推算7d、14d、28d的改良土的无侧限抗压强度, 能够大大缩短工程周期, 节省工程投资, 具有一定的工程价值。

3 作为路基填料的应用分析

从前面的分析可知, 淤泥经过改良后工程性质发生了显著变化, 由最初的高液限软粘土变成了松散的填料土, 含水率得到了大幅度降低, 强度也得到较大提高, 改良后的淤泥土可以尝试用于路基工程、河堤工程等项目的填料, 本文从理论分析的基础上针对该改良土作为路基填料的可能性进行了研究, 采用岩土工程专业软件 (里正软件) 研究了不同路基填土高度的边坡稳定性与改良土无侧限抗压强度之间的相互关系, 得出了相应的变化规律, 建立的试验模式如图4。

路基填土高度H, 路基顶宽12m, 边坡坡率为1∶1.5, 地质条件相对较差, 分布有性质较差的软土, 结合钻孔资料, 该软土为2-2层, 埋深较浅, 具有低强度、高压缩性等特性, 容易导致路基失稳, 其地质情况如下:

1-1层:素填土。厚度0.5m, 内粘聚力c=15kPa, 内摩擦角35°, 重度19.2kN/m3。

2-2层:淤泥质软粘土。厚度12m, 内粘聚力c=8kPa, 内摩擦角2°, 重度18.6kN/m3。

2-3层:粉质粘土。厚度15m, 内粘聚力c=5kPa, 内摩擦角30°, 重度19.6kN/m3。

结合相应的地质条件, 分析了改良后淤泥作为路基填料的可能性, 具体分析结果如表3所示。

从表3和图5中可以明显看出, 在相同路基填土高度条件下, 路基边坡稳定系数随着填料土的无侧限抗压强度的增加明显提高。

从表4和图6中可以明显看出, 路基填土高度越高, 路基达到稳定性需要的填料土的无侧限抗压强度越高, 本次研究选取了不同的路基填高H=2m、2.5m、3m和3.5m, 这些填土高度也是江苏等平原地区道路工程中常用的路基填高, 具有一定的针对性, 从中可以看出, 在该地质条件下, 当路基填土高度H=2～3.5m时, 路基边坡稳定需要的填料土强度在60～200kPa之间, 结合图3可以明显看出, 该淤泥在改良剂A改良后的无侧限抗压强度完全满足作为路基填料土对强度的需求, 对应的改良剂的掺量大约在4%～10%之间, 因此淤泥改良后完全有可能作为路基填料进行使用。

4 结论

(1) 通过分析工程中产生淤泥的物理力学特性, 并掺入相应改良剂对其进行改良, 从试验角度完全实现了淤泥改良后作为路基填料的可能性。

(2) 结合试验成果分析了淤泥改良后作为路基填料的土性变化、含水率变化及强度变化规律, 淤泥经过改良后可以由高液限的软粘土改良成为松散的填料土, 便于工程碾压密实, 改良后的淤泥含水率大幅度降低, 强度得到提高。

(3) 淤泥改良土的无侧限抗压强度在28d条件下得到较快提高, 随后强度增长速率逐渐变缓, 同时根据试验成果得出了7d、14d和28d淤泥改良土的无侧限抗压强度与90d强度的线性比例关系, 为工程设计和工程应用提供了一定借鉴。

(4) 结合相应的地质条件, 分析了淤泥改良土作为路基填料的可能性, 根据计算分析结果, 得出了不同路基填高条件下路基稳定时所需要的填料土的强度, 并给出了改良剂的掺量范围, 具有一定的工程参考价值。

参考文献

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[3]姬凤玲, 朱伟, 张春雷.疏浚淤泥的土工材料化处理技术的试验与探讨[J].岩土力学, 2004, 25 (12) :1999-2004.

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[5]JTG D30-2004, 公路路基设计规范[S].

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[8]邓东升, 张铁军, 洪振舜.南水北调东线工程高含水量疏浚淤泥材料化处理技术研究[J].河海大学学报, 2008 (7) .

填料试验 篇5

关键词：膨胀土,石灰掺入量,改良土,胀缩总率

0 引言

安徽省江淮之间, 东至天长市, 西到霍邱县的广大地区广泛分布膨胀土。随着我国铁路建设进入跨越式发展时期, 安徽境内的新建、改建铁路也越来越多。拟建的青 (青龙山) 阜 (阜阳) 铁路增建二线二期工程、合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线沿线分布大量膨胀土, 由于土地资源匮乏, 不得不利用膨胀土作为路堤填料, 根据规范规定, 路堤基床表层不得采用膨胀土或其改良土填筑, 膨胀土作为基床底层和基床以下路堤填料时需要改良, 膨胀土土质改良时, 掺合料宜采用石灰或水泥等, 掺入量宜根据试验确定。

1 膨胀土的物理力学性质

青 (青龙山) 阜 (阜阳) 铁路增建二线二期工程、合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线定测阶段沿线取土样化验, 经化验成果统计分析, 青阜线膨胀土属弱～中膨胀土, 合蚌客运专线膨胀土属弱～中膨胀土。从统计数据看, 自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量三项指标大部分达到弱膨胀土判定指标范围的低限, 部分达到中膨胀潜势的标准, 因而本线膨胀土以弱膨胀土为主, 其液限一般大于39%, 膨胀力在11 kPa～39 kPa之间, 无荷膨胀率在1.0%～9.1%之间, 平均4.1%左右, 25 kPa荷载下的膨胀率在0.1%～1.9%之间, 50 kPa荷载下的膨胀率在0.1%～1.1%之间, 收缩系数在0.17～0.36之间。

2 膨胀土改良试验

根据设计要求, 青 (青龙山) 阜 (阜阳) 铁路二期设置两个取土场:K74+206 m处闸北镇陈李村取土场、K134+871 m处插花镇前于村取土场;合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线设置两个取土场:DK63+010 m右310 m处夏湖取土场、淮南东站取土场。

2.1 土样物理力学性质

青阜铁路取土场土样物理力学性质见表1, 合蚌客运专线取土场土样物理力学性质见表2。

根据土样物理力学性质试验结果, 依照TB 10038-2001铁路工程特殊岩土勘察规程, 青阜铁路取土场黏土属膨胀土, 膨胀潜势为弱～中等膨胀土, 合蚌客运专线取土场黏土、粉质黏土属膨胀土, 膨胀潜势为中等膨胀土。

2.2 改良土击实试验

重型击实试验采用干土法, 青 (青龙山) 阜 (阜阳) 线掺灰率为4.0%, 5.0%和6.0%;合 (合肥) 蚌 (蚌埠) 客运专线掺灰率5.0%, 6.0%, 7.0%和8.0%。

土的液塑性与膨胀性之间一般存在着密切关系, 即土的液限越高膨胀性越强, 塑性指数越大膨胀性越强, 通过对土样的液塑限的测定也能对膨胀土的膨胀性强弱进行定性判断。由试验结果看出, 在膨胀土中掺入石灰后, 液限变化不明显, 塑限呈上升趋势, 塑性指数降低, 说明在膨胀土中掺入石灰能降低土的膨胀性。同时可见改良土的最大干密度比素土小, 最佳含水量变化趋势不一致。这是因为随着石灰的掺入, 土的结构模型不变, 但结构单元发生了有规律的变化, 细小孔隙增多, 结构变疏松。

2.3 改良土无侧限抗压强度试验

无侧限抗压强度试验采用饱和试样, 按干土法重型击实试验测得的最佳含水量、最大干密度制备试样, 每种掺灰率的试样做了龄期为7 d的试验。试验结果见表3。

由试验结果可知, 改良土的无侧限抗压强度比素土大, 随着掺灰量的增加, 改良土的无侧限抗压强度增加明显, 但是强度不是线性增加的, 掺灰量为6%时, 无侧限抗压强度达到最大。

2.4 改良土膨胀率试验

按干土法重型击实试验测得的最佳含水量、最大干密度制备试样, 合蚌客运专线改良土膨胀率试验结果见表4。

由试验结果可知, 掺灰后改良土的膨胀性得到明显改善, 在掺灰6%的情况下, 夏湖取土场改良土的自由膨胀率为18%, 无荷载膨胀率为0.45%, 有荷载膨胀率为0.07%, 胀缩总率为0.52%;淮南东站取土场改良土的自由膨胀率为18%, 无荷载膨胀率为0.05%, 有荷载膨胀率为负值, 胀缩总率为0.62%。当前的铁路规范中, 对膨胀土掺石灰改良的最佳配比没有一个比较明确的判定指标。在现行的JTG D310-2004公路路基设计规范规定, 膨胀土改性处理的掺灰最佳配比, 以其掺灰后胀缩总率不超过0.7%为宜。参照公路规范的规定, 掺灰量在5%～8%之间均满足胀缩总率控制要求。综合考虑胀缩性、强度和经济性因素, 掺灰量6%是可行的。

3 结语

1) 膨胀土加入石灰改良后最大干密度减小, 最佳含水量变化趋势不定, 液限变化不明显, 塑限有所提高, 塑性指数降低, 从而膨胀土的膨胀性降低。

2) 与素膨胀土相比, 加石灰改良后土的有荷膨胀率、无荷膨胀率有所减小, 但减小的程度并不随掺灰量的增加而增加。

3) 加石灰改良后土的无侧限抗压强度有明显的提高, 但掺灰量超过一定的程度, 无侧限抗压强度增加不明显, 甚至降低。

4) 在确定石灰改良膨胀土的掺灰量时, 要综合考虑胀缩性、强度和经济性因素。对于合蚌客运专线工程, 从室内改良配合比试验结果分析, 掺灰量6%是可行的, 可以作为设计参考。

5) 对于具体工程, 最佳改良配合比要进行现场填筑试验, 指导现场施工。

参考文献

[1]廖世文.膨胀土与铁路工程[M].北京:中国铁道出版社, 1984.

[2]杜翔斌.铁路膨胀土路基填筑试验研究[J].铁路工程学报, 2007 (5) :80-82.

[3]李庆鸿.新建时速200 km铁路改良膨胀土路基施工技术[M].北京:中国铁道出版社, 2007.

填料试验 篇6

1 试验方案

根据石英二长岩全风化物为粗粒料的特点,室内进行了矿物成分分析、颗粒分析、击实及承载比试验;根据石英二长岩全风化物工程性质受浸水影响明显的不足,进行了石英二长岩全风化物改良试验。试验采用掺入粗粒料的物理改良方法,并对掺入比的影响进行了考虑[6]。

2 试验结果分析

2.1 石英二长岩全风化物的物理、力学性质

1)矿物成分分析。

矿物成分是影响填料物理、力学性质的重要因素之一,表1为石英二长岩全风化物矿物成分分析结果。

试验资料表明,石英二长岩全风化物矿物成分以石英及长石为主,其次是蒙脱石及高岭土等黏土矿物,蒙脱石含量超过7%,表明其具有一定亲水性。

根据矿物成分分析结果,进行了石英二长岩全风化物的膨胀性试验,其自由膨胀率为9%左右,表明其膨胀性不明显。

2)颗粒分析试验。

图1为石英二长岩全风化物颗粒分析级配曲线,从颗粒分析试验结果看,风化物为粗砂,细粒含量为3.9%,不均匀系数为6.6,曲率系数为0.7,级配不良。从颗粒分析试验资料,石英二长岩全风化物为B组填料[7]。

3)石英二长岩全风化物的击实试验。

图2为石英二长岩全风化物的击实曲线,最优含水量为10.3%,最大干密度为1.98 g/cm3。击实曲线表明,含水量在6.6%～13.5%范围内,石英二长岩全风化物的干密度变化在0.06 g/cm3以内,范围很小。如果取Kh=0.95,对应干密度为1.88 g/cm3,表明风化物可压实含水量范围较大。

4)石英二长岩全风化物的承载比试验。

表2为石英二长岩全风化物CBR试验结果,为了了解浸水作用对其力学性质的影响,对比做了不浸水条件的CBR试验。试验结果表明,当Kh取0.95～1.0时,CBR值在7.8%～20.8%之间,参照高速公路标准[8],当压实系数为0.95时,试验值不符合上路床填料要求。

CBR强度值随压实系数提高而增加,提高压实度能显著改善石英二长岩全风化物的力学性能。

试验结果还表明,水对石英二长岩全风化物的CBR值有显著的影响,对应压实系数为0.95时,浸水后的强度值仅为未浸水强度的44%,这可能与其矿物成分中含有较多的蒙脱石及高岭土等黏土矿物有关。随着压实系数的增加,其影响趋弱。

2.2 物理改良石英二长岩全风化物的物理、力学性质

1)颗粒分析试验。

改良前后的石英二长岩全风化物颗粒组成试验结果见表3。

从颗粒分析试验结果看,掺入粗粒料后,风化物从粗砂变为砾砂,级配良好,颗粒级配有了明显的改善。仅从颗粒分析试验结果分析,物理改良石英二长岩全风化物达到A组填料要求。

2)击实试验。改良石英二长岩全风化物击实试验结果见表4。

石英二长岩全风化物掺入粗粒料后,最优含水量随掺入比的增加而减少,最大干密度随掺入比的增加略有增加。

3)承载比试验。

石英二长岩全风化物改良后承载比试验结果见表5(压实系数Kh=0.95)。

从表5可看出,石英二长岩全风化物掺入粗粒料改良后CBR值比改良前明显提高,当掺入量在10%时,CBR值提高2倍以上,与石英二长岩全风化物未改良前非浸水条件下相当。掺入比在10%～25%之间时,强度值随掺入量增长近似成线性关系。

2.3 石英二长岩全风化物填筑试验

为了验证室内试验成果,进行了现场填筑试验。采用YZ20型压路机碾压,压实厚度按20 cm～30 cm控制,含水率在wopt-2～wopt+4之间,压实完成后进行了地基系数K30、动态变形模量Evd及孔隙率n等项目的平行检测,检测结果见表6。检测结果表明,虽然风化物级配不良,但采用特重型压路机进行碾压,其可压实性良好。路基填筑层力学指标K30平均值达200.9 MPa/m,远大于130 MPa/m;动态变形模量在46 MPa～102 MPa之间,平均值为69.5 MPa;孔隙率检测值在20.95%～26.48%之间,平均值为24.2%。检测结果全部满足高速铁路基床底层的压实要求[1]。

现场也同时进行了粗粒料掺入比在15%～20%的物理改良石英二长岩全风化物的填筑试验,压实质量检测结果全部满足高速铁路基床底层的要求。

3 结语

1)石英二长岩全风化物矿物成分中含有近25%的蒙脱石及高龄石等黏土矿物,其中蒙脱石含量超过7%,表明其具有一定亲水性。2)击实试验表明,石英二长岩全风化物可压实含水量范围较宽,这对现场填筑施工控制有利。3)石英二长岩全风化物的力学性质受浸水影响明显,不宜直接用作高速铁路路基基床底层填料;在非浸水条件下,则具有较好的力学性质及良好的可压实性,可用于非浸水条件下高速铁路路基基床以下部分路堤填料。4)石英二长岩全风化物掺入粗粒料改良后,颗粒级配得到明显改善,CBR强度值得到显著提高,压实质量满足要求,改良效果明显,可用作高速铁路基床底层填料。

摘要：通过对镇江一带分布的石英二长岩全风化物物理改良前后的室内物理、力学试验及现场填筑试验,对其作为填料的工程性质进行了系统的研究,结果表明,石英二长岩全风化物具有良好的可压实性,但力学性质受浸水的影响明显,在掺入一定粗粒料进行物理改良后,力学性质有明显改善,可用作高速铁路路堤基床底层填料。

关键词：高速铁路,石英二长岩全风化物,填料,力学性质

参考文献

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[4]杨广庆,管振祥.高速铁路路基改良填料的试验研究[J].岩土工程学报,2001,23(6):682-685.

[5]尤灏.影响石灰改良下蜀黏土工程性质的几个因素分析[J].土工基础,2007,21(1):29-31,40.

[6]李时亮,杜越.路堤填料工程性质和填筑施工工艺及质量检验方法研究报告[R].铁道第四勘察设计院,2005.

[7]J447-2005,铁路路基设计规范[S].

填料试验 篇7

由于淤泥含水率太高,强度太低,很难在工程中直接使用;而且海砂自身没有黏聚力,也不能单一作为填料;所以基于海砂和海泥的特点,提出将海砂与海泥进行掺合,改善单一淤泥强度低的特点。同时希望能够大量利用废弃淤泥,实现变废为宝的目的。

1 实验设计

1.1 试验材料

试验淤泥取自福建省福州市琅岐岛东侧闽江入海口处,其液限WL=41.2%,塑限WP=24.8%;海砂取自福州市江阴镇吹填海砂堆场;试验石灰产自南京市麒麟镇麒麟石灰厂,石灰中氧化钙以及氧化镁的含量分别为79%及5.6%;淤泥基本参数见表1,海砂基本参数见表2。

1.2 式样制备

试验通过不同比例的海砂海泥按质量比进行掺合,混合前去除杂物,将海砂过2 mm孔径的分析筛。从混合料的物理状态、含水率、最大干密度方面进行甄选,最后采用海砂海泥按照质量比1.5∶1进行固化处理。实验前将石灰研磨并过2 mm筛,保证固化时石灰掺入的均匀性。试验过程中,先将海砂海泥混合料闷料24 h,再加入相应的石灰(3%、5%、7%、9%、11%)均匀搅拌,至颜色一致,再按相应的制样方法进行制样,并将制好的样置于标准养护箱中进行养护,并养护至相应时间(3 d、7 d、14 d、28 d),取出试样进行相应试验。

1.3 试验方法

将不同石灰掺量的固化混合料放置相应的闷料时间分别进行击实试验(击实试验为制样提供标准,不考虑闷料时间)无侧限抗压强度、抗剪强度与压缩试验。

(1)击实试验。

固化混合料的击实试验采用轻型标准击实仪,直径100 mm,桶高127 mm,分3层击实,每层击实25下,试验方法参考《公路土工规程2007》(JTGE40—2007)进行。

(2)直剪试验。

制样模具采用内径100 mm、高度60 mm的模具,内壁抹上凡士林,再采用内径61.8 mm、高度20mm的环刀切土制样,每个掺合比均制备4个平行试样,对于海砂海泥固化试验则在养护1 d后再用环刀制样,并养护至预定龄期时方可进行试验。试验所用上覆垂直压力分别为50 k Pa、100 k Pa、150k Pa、200 k Pa,实验仪器采用应变控制式直剪仪,控制剪切速度为0.8 mm/min。

(3)压缩试验。

压缩试验制样同直剪试验,实验仪器采用单轴固结仪,由于考虑掺合料强度较低,第一级荷载选用12.5 k Pa,荷载最终加至400 k Pa,荷载等级分别为12.5k Pa、25 k Pa、50 k Pa、100 k Pa、200 k Pa、400 k Pa,并确保每一级荷载固结稳定后方可施加下级荷载。

(4)无侧限抗压强度试验.

无侧限抗压强度试验在无侧限压缩仪上进行,试样制作均采用内径39.1 mm、高度80 mm的三瓣模,掺合料分三层装入涂有凡士林的模具,每层均需压实至指定高度,以保证制样密度,每层之间用调土刀刮毛,最后一层则用调土刀抹平。

2 试验结果与分析

2.1 固化混合物击实特性

在填筑工程中,松散的填料可通过适当的碾压之后方可发挥作用,击实结果如图1所示。不同掺量混合物干密度见表3。

从图1可以明显看出,随着石灰掺量的增加,固化混合料的干密度逐渐减小,最有含水率呈现增大的趋势。

2.2 固化剂掺量对无侧限抗压强度的影响

图2为混合料无侧限抗压强度与固化剂掺量关系曲线,从图中可以看出,在相同养护龄期下,固化试样的无侧限抗压强度随着掺量的增加而增加,掺量5%~7%之间,强度发生明显变化,之后强度虽然仍在增加,但增长的趋势并不明显,石灰掺量至少在7%能达到一般工程要求。

2.3 养护龄期对试样无侧限抗压强度的影响

图3为混合料无侧限抗压强度与养护龄期关系曲线,从图中可以看出,试样的强度随着龄期的增加而增强。在7 d龄期时,石灰掺量3%、5%、7%、9%、11%时强度仅为28d强度的54.6%、47.9%、61%、57.4%、56.3%,其强度增长较缓,所以采用石灰作为固化剂时,达到工程需要强度需要较长时间的养护。

2.4 掺量对固化土直剪强度参数的影响

图4、图5为混合料直剪强度参数与固化剂掺量的关系曲线,从图中可以看出,直剪强度参数均随固化剂掺量的增加而增加,这点在3 d、7 d、14 d、28d四个龄期中都能体现出来,且掺量大于7%之后,其强度则增长速率明显减缓,甚至有减小的趋势,这主要是由于石灰水化后的产物主要为碳酸钙,其主要起到增强土壤砂化的作用,同时一定程度增强土体的骨架强度,掺量过多时,其结构强度达到最大,继续掺入,则呈减小的趋势。

2.5 龄期对固化土直剪强度参数的影响

同一固化剂掺量下,不同龄期的固化试样强度之间的差异主要是由于随着时间的增加,水化作用的进行产生越来越多的水化产物。从图6、图7中可以看出,内摩擦角与黏聚力均随着养护时间的增加而增大,在养护时间为15 d之前,增长的速率较养护15 d之后的要快。同时可以发现,黏聚力在整个养护过程中一直呈增长趋势,而内摩擦角在养护后期逐渐变缓,几乎不再增长,石灰固化强度增长体现于整个养护过程中,7 d龄期时,其各强度参数仅为50%~60%,所以采用石灰固化其后期养护需要较长时间。

2.6 固化混合料压缩特性研究

取固化剂不同掺量养护28 d后试样进行单向压缩试验,图8为不同石灰掺量28 d龄期时的e-p曲线。不同掺量的e-p曲线均在未固化前掺合比1.5∶1的曲线之上,说明采用石灰对混合料进行固化时具有很好的固化效果。从相同固化剂不同掺合比的e-p曲线来看,固化剂掺量越高,其曲线越平缓,沉降量越低,抵抗变形的能力越强。这主要是由于石灰的固化产物可以很好的填充于颗粒孔隙之内,增加试样的密实度,同时经过一段时间的养护之后,水化产物联接在一起,形成相比原土体骨架强度更强的结构,在试验过程中,则具体表现为抵抗变形能力增加,具有更好的强度。

表4为28 d龄期不同掺合比固化试样压缩系数,从表4中可以明显看出,混合料中固化剂掺量越高,其压缩系数越小,强度越大,相应的抵抗变形的能力越强,海砂海泥直接按1.5∶1比例混合所得试样其固结系数为0.360 MPa-1,属于中压缩性土,掺量达到7%~9%时,其固结系数在0.1 MPa-1左右,已接近低压缩性土。说明石灰固化效果良好,但是掺量低于7%时,固化效果并不明显。

3 结论

(1)随着石灰掺量的增加,混合料的无侧限抗压强度得到明显的提升,且表现出最优掺量;石灰固化混合料的无侧限抗压强度均随着龄期的增长而增强,石灰固化需要很长的养护时间,其强度主要体现在养护后期。

(2)石灰固化虽然在养护后期直剪强度参数得到提高,但提高的比例不明显,但是石灰固化可以闷料一段时间后再行使用,其强度可以满足工程需求。

(3)经过石灰固化之后,混合料的结构强度明显增加。石灰掺量在7%~9%区间时,其压缩系数在0.1 MPa-1左右,也已接近低压缩性土,说明其压缩性能在石灰固化后均有很好的改善。

参考文献

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填料试验 篇8

通过DK9+184.05-DK9+278.32段A、B组填料试验段施工, 我们确定如下主要指导后续路基A、B组填料填筑施工的主要参数及相关工艺:

1.1 通过试验对比确定现有A、B组填料生产及加工工艺的调整方向;

1.2 通过试验确定该填料的松铺系数, 确定合理的控制填层厚度;

1.3 通过试验确定现场含水量控制及最佳含水量的控制;

1.4 通过试验确定施工机具设备及人员配置方案;

1.5 通过试验确定合理的静压、振动碾压的遍数和搭配等工艺参数;

1.6 通过试验分析实测压实指标和设计指标的差异。

2 试验情况简介

2.1 试验地点:

本次试验地点选择在DK9+184.05-DK9+278.32段路堑, 丘陵区, 地势起伏大, 线路大多位于丘间谷地, 谷地呈狭长状。

2.2 填料来源:

填料采用我管段内青罗峰隧道洞碴破碎加工的B组填料填筑, 该填料也是今后我项目队路基填筑施工主要利用的填料之一。

2.3 填料类型:

采用青罗峰隧道破碎洞碴填筑, 该填料经室内试验结果为B组填料, 最大粒径60 mm (满足EV2、Evd、K30试验对粒径的要求) , 其中小于0.075mm的颗粒为7.5%, 最大干密度为2.26 cm3, 最佳含水量为5.0%, 颗粒密度为2.58 g/cm3, 不均匀系数为Cu=128.26, 曲率系数为Cc=5.70, 填料母岩饱和抗压强度Rw=53.4 MPa, 填料母岩软化系数Kp:0.98。

2.4 填筑情况:

设计填筑工程措施为基床表层0.4 m采用级配碎石填筑, 路堑地段基底挖除换填1.8 m厚的AB组填料;路堤地段基底挖除换填2.3 m厚的A、B组填料;半挖半填地段应保证挖方侧外轨以下基床底层挖除换填2.3 m厚的A、B组填料, 路基基床底层换填底面铺一层复合土工膜。本试验段共填筑3层, 各层填筑情况 (包括检测时间) 如表1。

3 填筑施工工艺

3.1 填筑施工按三阶段、四区段、八流程水平分层填筑。

三阶段:准备阶段→施工阶段→检查签证阶段;

四区段:填筑区→摊铺区→碾压区→检验区;

八流程:施工准备→基底处理→分层填筑→摊铺整平→洒水 (晾晒) →碾压夯实→检验签证→路面整形 (边坡整修) 。

3.2 按设计要求同步施工纵向渗水盲沟。

3.3 填筑施工工艺方法如下 (图1) 。

3.3.1 基底处理及验收

在A、B组填料施工前需对基底面进行处理。本试验段地基处理方式为冲击压实, 为避免地基处理后暴露时间过长, 在换填施工前, 我们已及时完成冲击压实施工, 同时根据武广工[2006]84号文的规定, 进行路基原地基土冲击压实前后的各项检测。冲击压实施工完成后, 平整并压实换填底面, 按设计做成向两侧4%的横向排水坡, 换填底面以下不得扰动和泥化。填筑前, 路基基底需进行验收, 主要验收内容包括:基底的地基承载力、路拱横向排水坡、断面标高、宽度等。确保填筑前的路基基底承载力和尺寸满足设计和规范要求。

3.3.2 施工准备

(1) 测量放样:首先进行基底高程测量, 确保基底标高满足设计要求, 同时完成整个试验场地的里程桩、中桩及边桩测放工作。

(2) 试验检测:冲击压实后进行EV2检测, 检测EV2值分别为:169 MPa、105.3 MPa、120 MPa, EV2/EV1值分别为2.14、1.19, 均满足EV2≥45MPa, EV2/EV1≤2.2的设计要求。

(3) 复合土工膜铺设:根据设计要求, 换填底面全断面铺设一层复合土工膜。土工膜沿线路纵向铺设, 先铺一层厚约10 cm的含泥量小于5%的中粗砂, 整平并夯实。土工膜由两侧向线路中心铺设, 后幅搭接在前幅之上, 搭接宽度不小于30 cm, 并用防水胶粘结。土工膜铺设完成后, 为避免施工破坏, 再铺一层厚约10 cm的中粗砂保护层, 做到表面平顺。

(4) 纵向渗水盲沟施工:根据设计图纸要求, 本试验段双侧设1.6 m深纵向盲沟。盲沟基础开挖完成后进行基底承载力检测, 满足设计要求后施工C15混凝土底板槽, 槽内透水管包裹一层透水土工布, 周围包裹中粗砂, 外层再包裹一层土工布, 外层土工布内填洁净砂砾石, 外侧各填10 cm中粗砂。

3.3.3 填料运输

填料在茶恩寺料场掺拌均匀后按填筑量运至试验段, 运输前合理控制填料的均匀性及含水率, 使填料在施工时处于最佳碾压状态。

3.3.4 分层填筑

在有效的填筑范围内, 按5 m×8 m用白灰画网格, 按自卸汽车每车的方量和松铺厚度计算每个方格内的卸土量, 以便现场领工员指挥车辆进行按顺序倾倒填料。倾倒在网格内的填料, 在摊铺前检查填料是否均匀, 是否有粗细颗粒严重离析现象, 若有采取人工进行施工现场二次拌合, 确保填料均匀。

3.3.5 推土机推平

填料卸车完毕后用推土机在松铺料上进行初平作业, 同时进行松铺厚度标高控制。

3.3.6 平地机整形

推土机推平后, 再用平地机粗平, 对凹凸不平处辅以人工找平;用压路机快速碾压一遍后再用平地机精平, 使填料层表面形成4%的横向排水坡, 并测量各断面虚铺后的高程。

3.3.7 压路机碾压

碾压采用22T振动压路机碾压7~8遍。压实顺序应按先两侧后中间, 先静压后弱振、再强振的操作程序进行碾压, 压实速度控制在2~4 km/h。碾压施工中压路机往返行使的轮迹按规范要求进行重叠, 保证无死角、无漏压, 确保碾压的均匀性。碾压后表面无轮迹。

碾压组合方式1:静压1遍+弱振2遍+强振3遍+静压1遍;

碾压组合方式2:静压1遍+弱振2遍+强振4遍+静压1遍。

3.3.8 效果检测

压实完成后及时进行效果检测, 一是进行压实后标高的测量, 确定填料压实后的实际厚度, 计算松铺系数, 有效的控制路基填筑标高;二是进行试验检测, 严格按照《铁路工程土工试验规程》 (TB10102-2004) 进行各项指标的检测。在填筑试验段范围内, 对每层压实后进行K30、Evd、EV2和n值的检测, 具体检测频率及标准符合路基验标见表2。

3.3.9 进行下一层填筑

一层填筑完成后, 压实检测数据满足设计要求后, 按照上述相同的工序进行下一层的施工。

4 压实数据分析

4.1 第一层:

试验段第一层松铺厚度为40 cm, 压实后为35.525 cm, 按照碾压7遍的压实工艺施工, 碾压方式为静压1遍、弱振2遍、强振3遍、静压1遍, 在碾压施工完成后进行检测, 压实数据如表3。

4.2 第二层:

试验段第一层松铺厚度为35cm, 压实后为30.588cm, 按照碾压7遍的压实工艺施工, 碾压方式为静压1遍、弱振2遍、强振3遍、静压1遍, 在碾压施工完成后进行检测, 压实数据如表4。

4.3 第三层:

试验段第一层松铺厚度为35cm, 压实后为25.407cm, 按照碾压8遍的压实工艺施工, 碾压方式为静压1遍、弱振2遍、强振4遍、静压1遍, 在碾压施工完成后进行检测, 压实数据如表5。

通过以上各层不同的松铺厚度和碾压遍数的分析, 可以看出以下规律。

(1) 随着松铺厚度的变化, 相应检测结果影响不大, 说明该种型号压路机可以适当加大松铺厚度。

(2) 碾压遍数增多, EV2/EV1值有所变化, 从各层不同碾压遍数的结果来看, 当松铺40 cm碾压7遍时能够满足EV2/EV1≤2.6, 当2.6

(3) 在路基填筑几项压实指标中, n和EV2在强振碾压之后就比较容易达到, 但K30和Evd较难达到, 特别是K30, 需增加碾压遍数来提高。但试验过程中还发现, K30、Evd、EV2的检测结果也受碾压后检测间隔时间和含水率的影响。

(4) 由于K30值受压实遍数影响较大, 试验检测顺序宜为K30—Evd—EV2—n, 并据n值计算出K值。

(5) 由于第1层之下为砂垫层, 为避免砂垫层影响压实效果, 在加大松铺厚度后, 第1填层检测指标比较容易达到要求。

(6) 该种B组填料适合用作路基基床底层和本体填筑的填料, 填料质量稳定, 压实质量较好, 但因细粒含量较低, 对含水量较敏感, 晴天水分蒸发较快, 低于最优含水率1%时不易压实。为保证填料的均匀性, 在转运、摊铺过程中要加强二次掺拌及含水量控制。

分析以上检测数据, Evd均大于40 MPa, EV2均大于60 MPa, EV2/EV1大部分小于2.6, 当2.6

5 质量控制要点

5.1 料源的控制:

料源的控制是A、B组填料施工中最关键的环节, 料源控制不好就会存在填料级配不连续, 主要表现为中间颗粒及细颗粒偏少, 现场摊铺时填料离散性很大, “集料窝”现象明显, 直接影响现场填筑的质量。因此, 要从填料的源头加以控制, 首先对填料的级配进行改良, 增加中间颗粒含量, 并适当增加细粒含量 (严格控制不大于15%) , 从而使填料形成连续级配;其次严格控制填料最大粒径不超过60 mm。

5.2 填料离析现象控制:

在摊铺完成后采用平地机精平时, 填料受重力影响, 粗颗粒在表层极易会集在一起, 形成“集料窝”现象。因此摊铺时采用画网格布料, 通过理论计算出每车料的摊铺面积, 用石灰画出5 m×8 m的网格, 按网格依次卸料, 对掺和不均匀的填料辅以人工进行二次拌和。

5.3 最佳含水率控制:

为达到良好的碾压效果, 严格控制填料的含水量。本试验段所用填料含水量偏小, 因此在碾压前用洒水车对摊铺整平后的填料进行均匀洒水, 以表面湿透为原则, 待填料含水量达到4.5%~5.5%范围内再进行碾压施工。

6 试验段初步分析与结论

6.1 A、B组填料:

最大粒径按不超过60 mm控制, 级配连续合理, 粒径级配为40~60 mm为10%, 20~40mm为30%, 0.075~20 mm为50%, 小于0.075 mm为10%, 满足武广工[2007]21号文的要求;

6.2 松铺厚度:

通过试验数据分析, 施工松铺厚度按30~35 cm控制, 保证压实后不大于35 cm;

6.3 含水量的控制:

施工含水量控制在4.5%~5.5%范围内, 本试验段最佳含水量为5.1%;

6.4 施工设备及人员组合:

摊铺采用推土机粗平、平地机辅以人工精平、压路机碾压的组合方式;

6.5 碾压组合方式:

碾压采用静压1遍+弱振2遍+强振3遍+静压1遍共7遍的组合方式;

6.6 实测压实指标:

本试验段填筑至第三层后的各项检测数据为:K30最大值217.6 MPa、最小值167.2MPa, Evd最大值104.2 MPa、最小值66.2 MPa, EV2最大值278.4 MPa、最小值141.7 MPa, EV2/EV1最大值3.10、最小值1.10 (其中2.6

摘要：广深港客运专线是我国设计时速为350km/h的客运专线, 路基填筑过程中要保证压实质量, 保证其有足够的强度、刚度、稳定性, 并与相邻的结构物的变形与刚度协调、统一, 满足高速列车的平稳、安全运营。要求路基填筑阶段工后沉降不得大于15mm, 实现这一结果必须从路基的填料和施工工艺两方面实现。为此我公司路基填筑前进行了填料的选择和工艺性试验, 指导全管段的路基填筑施工。