東非肯尼亞蒙內(nèi)鐵路膨脹土工程特性

新建肯尼亞蒙內(nèi)鐵路新ⅱ型混凝土軌枕采用多孔火山巖作為混凝土粗骨料,軌枕質(zhì)量存在蜂窩、早期裂縫的風(fēng)險(xiǎn).以提高混凝土軌枕力學(xué)性能與耐久性為目標(biāo),通過(guò)對(duì)混凝土原料配合比、混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)進(jìn)行理論計(jì)算,試驗(yàn)驗(yàn)證,優(yōu)化設(shè)計(jì)混凝土配合比,建立完整的混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)制度與系統(tǒng).研究表明,優(yōu)化后的混凝土配比使軌枕抗壓強(qiáng)度與彈性模量顯著改善;高效合理的蒸養(yǎng)系統(tǒng)提高了軌枕的強(qiáng)度和耐久性.

引江濟(jì)漢工程區(qū)膨脹土工程特性研究——膨脹土問(wèn)題是引江濟(jì)漢x-．程的主要工程地質(zhì)問(wèn)題之一。在對(duì)工程區(qū)膨脹土進(jìn)行大量的勘察、試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，論述了膨脹土的工程特性及沿渠線(xiàn)的分布特征。經(jīng)對(duì)比分析，找出了適合本工程區(qū)特點(diǎn)的分類(lèi)指標(biāo)及分類(lèi)方法，并對(duì)強(qiáng)度...

膨脹土問(wèn)題是引江濟(jì)漢工程的主要工程地質(zhì)問(wèn)題之一。在對(duì)工程區(qū)膨脹土進(jìn)行大量的勘察、試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,論述了膨脹土的工程特性及沿渠線(xiàn)的分布特征。經(jīng)對(duì)比分析,找出了適合本工程區(qū)特點(diǎn)的分類(lèi)指標(biāo)及分類(lèi)方法,并對(duì)強(qiáng)度參數(shù)的取值作了深入的研究。在對(duì)膨脹土渠坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析之后,提出工程處理措施的建議。

在東非肯尼亞蒙內(nèi)鐵路工程中,車(chē)站的裝機(jī)維修保養(yǎng)車(chē)間等設(shè)計(jì)有不發(fā)火的細(xì)石混凝土地面,以防止在遭遇撞擊或摩擦的情況下產(chǎn)生火花.本文從東非地區(qū)當(dāng)?shù)卦牧先胧?通過(guò)對(duì)不同混凝土配比的工作性、強(qiáng)度及不發(fā)火性能的對(duì)比研究,采用當(dāng)?shù)氐夭呐渲瞥隽藵M(mǎn)足規(guī)范要求的不發(fā)火混凝土,并對(duì)施工過(guò)程中需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了敘述.

近幾年一些建筑工程中,遇到不少膨脹土問(wèn)題。由于膨脹土的吸水膨脹和失水收縮的特征,造成土工建筑物的嚴(yán)重破壞,如富蘊(yùn)縣黃泥灘灌區(qū),福?？h黃化溝灌區(qū),阿克達(dá)拉灌區(qū)均遇到此類(lèi)現(xiàn)象。膨脹土的工程危害性已引起我區(qū)工程界的普遍重視。需針對(duì)研究、處理。

膨脹土作為一種特殊的黏性土引發(fā)了許多地基與邊坡方面的問(wèn)題。通過(guò)野外勘探及室內(nèi)外測(cè)試,揭示膨脹土的結(jié)構(gòu)和力學(xué)強(qiáng)度具有分帶性和時(shí)效性,依此提出了膨脹土邊坡設(shè)計(jì)中分帶取值和試驗(yàn)方法。并對(duì)渠坡表面采取置換措施后,土體參數(shù)取值作了探討。

文章結(jié)合物理力學(xué)性質(zhì)及膨脹性質(zhì)試驗(yàn),分析了引江濟(jì)淮工程沿線(xiàn)江淮分水嶺的膨脹土成因類(lèi)型、物質(zhì)成分,研究了膨脹土的強(qiáng)度指標(biāo)和脹縮性指標(biāo),對(duì)膨脹土提供了合理的強(qiáng)度參數(shù);在進(jìn)行渠道邊坡設(shè)計(jì)、核算其邊坡穩(wěn)定時(shí),應(yīng)根據(jù)膨脹土的工程特性合理地選擇抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

合肥至六安高速公路是上?！渫?guó)家重點(diǎn)公路的一段,限于環(huán)境條件,不得不采用膨脹土作為路基填料。為了保證該工程的質(zhì)量符合要求,對(duì)該地膨脹土的工程特性進(jìn)行了試驗(yàn)分析。試驗(yàn)表明,皖中膨脹土膨脹潛勢(shì)平均水平在弱—中分界附近,且具有近似正態(tài)分布的特性。從壓實(shí)的角度看,膨脹土的填筑含水量在最佳含水量±3.0%的范圍內(nèi),只要壓實(shí)功能得到保證,壓實(shí)度一般能滿(mǎn)足要求。在非飽和條件下,中膨脹土和弱膨脹土具有較高的抗剪強(qiáng)度,一旦浸水使其含水量增加到接近飽和,其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)會(huì)大幅降低,設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)采取有針對(duì)性的防、排水措施。

合六高速公路沿線(xiàn)膨脹土分布廣泛,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣和室內(nèi)試驗(yàn)分析,得到了膨脹土的礦物成分、基本物性指標(biāo)及壓實(shí)特性、膨脹特性及強(qiáng)度等反映其工程特性的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定了不同擊實(shí)功條件下弱膨脹土和中膨脹土的最佳含水量,為該地區(qū)膨脹土的科學(xué)治理提供了可靠的依據(jù).

通過(guò)對(duì)南友路寧明地段膨脹土的工程特性、室內(nèi)膨脹土試驗(yàn),揭示了寧明地段膨脹土的基本性質(zhì),這對(duì)于南友路寧明地段膨脹土的處治具有重要的意義。

為了研究膨脹土的特性,結(jié)合益婁高速公路的實(shí)例,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分析膨脹土的工程特性,然后判別膨脹土的強(qiáng)弱等級(jí),再確定處治方法。在益婁高速的施工中,為了充分利用當(dāng)?shù)嘏蛎浲?預(yù)防膨脹土發(fā)生濕脹干縮破壞,決定采用6%的石灰改良膨脹土的包邊法進(jìn)行處治。經(jīng)過(guò)離心機(jī)模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):路基包邊厚度為3.5m、填筑高度不超過(guò)6m時(shí),包邊法處治效果較好。

系統(tǒng)介紹了蒙內(nèi)鐵路沿線(xiàn)生活污水和生產(chǎn)廢水的處理工藝。分析了化糞池-厭氧處理工藝在站區(qū)生活污水處理中的優(yōu)勢(shì);針對(duì)機(jī)務(wù)段、機(jī)務(wù)折返段和車(chē)輛段的含油污水,采用隔油-破乳-氣浮-砂濾-炭濾處理工藝,能夠有效去除污水中的油污,在氣浮工藝前投加石灰乳破乳,一方面提高了氣浮對(duì)油污的去除率,另一面還減輕了后序砂濾和炭濾過(guò)程的負(fù)荷,提高了濾料的使用壽命,降低了運(yùn)營(yíng)成本。采用自控程度高、基建費(fèi)用低、處理效果好的sbr工藝作為深度處理工藝,使得出水能夠達(dá)標(biāo)排放或者用于站區(qū)回用。

以新建吉圖琿高速鐵路gdk275+470～gdk276+432段深路塹工程為依托,對(duì)邊坡膨脹土進(jìn)行了物理特性、脹縮特性、強(qiáng)度特性、凍融特性等試驗(yàn).研究結(jié)果表明:膨脹土具有高含水率、低密度的特征;膨脹土的膨脹率與含水率及上部垂直荷載呈負(fù)相關(guān),與壓實(shí)度呈正相關(guān),壓實(shí)越緊密,其膨脹率越高;在臨界含水率以?xún)?nèi)時(shí),膨脹土含水率與抗剪強(qiáng)度參數(shù)之間存在線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系;土體黏聚力隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,降低至初始值的80％左右,但凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)內(nèi)摩擦角的影響較小.

南寧膨脹土具有脹縮總率大、膨脹性強(qiáng)、水穩(wěn)定性差的特點(diǎn),不能直接用于公路路基填筑。文中采用石灰、離子型土固化材料對(duì)其進(jìn)行化學(xué)加固,通過(guò)一系列土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn),對(duì)比研究改良前后土的工程特性。試驗(yàn)結(jié)果表明:南寧膨脹土通過(guò)石灰、復(fù)合型土固化材料加固后,土的膨脹性減弱,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度增大,水穩(wěn)定性增強(qiáng),土的工程性質(zhì)得到明顯改善。

隨著鐵路建設(shè)逐漸向膨脹土地區(qū)延伸，膨脹土路基工程的穩(wěn)定性常常成為工程建設(shè)的瓶頸。本研究以吉圖琿客專(zhuān)膨脹土為背景，通過(guò)膨脹土的室內(nèi)工程特性試驗(yàn)研究，得出兩類(lèi)膨脹土的基本物理特性指標(biāo)，并且得出兩類(lèi)膨脹土的抗剪強(qiáng)度與垂直壓力呈正相關(guān)，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)均隨著含水率增加而降低，無(wú)荷膨脹率都是伴著含水量的增大而不斷減小，伴著壓實(shí)度的增大而逐漸增大。通過(guò)對(duì)其工程特性試驗(yàn)的研究，為膨脹土邊坡穩(wěn)定分析參數(shù)選取、膨脹土深路塹邊坡加固措施的選取以及加固措施的有效性評(píng)價(jià)提供依據(jù)。其研究方法可供類(lèi)似工程借鑒。

為改善由于城市大面積硬化而導(dǎo)致雨水自然循環(huán)減弱,進(jìn)而減輕城市熱島效應(yīng)的現(xiàn)象,越來(lái)越多的透水材料用于城市人行道、停車(chē)場(chǎng)。文章通過(guò)試驗(yàn)研究總結(jié)了中弱膨脹土浸水工程特性,并預(yù)估了膨脹土路基浸水后的變形量,給設(shè)計(jì)非行車(chē)道路基路面提供一定依據(jù)。

新建蒙巴薩至內(nèi)羅畢鐵路穿越膨脹土地段累計(jì)長(zhǎng)約95km。膨脹土含水率發(fā)生變化時(shí)脹縮變形大,強(qiáng)度低,不能直接應(yīng)用于工程建設(shè)。以石灰和火山灰為改良劑,對(duì)蒙內(nèi)鐵路相關(guān)區(qū)段和蒙巴薩鐵路樞紐路基工程膨脹土填料進(jìn)行改良,選擇不同的改良摻配比,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分析最佳摻配比,并對(duì)改良效果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:2%石灰+10%火山灰摻配比改良效果和經(jīng)濟(jì)性最好,養(yǎng)護(hù)時(shí)間為10～15天,此時(shí)改良膨脹土黏聚力和壓縮系數(shù)達(dá)到最優(yōu),改良后的膨脹土對(duì)干濕循環(huán)造成的裂隙發(fā)育抑制作用更為明顯,對(duì)水的敏感性明顯降低,滲透系數(shù)變小。

通過(guò)對(duì)滑坡形成過(guò)程及其危害分析,和對(duì)膨脹土的膨脹指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)研究,從而進(jìn)一步研究膨脹土的物理性質(zhì)、工程性質(zhì)和膨脹土滑坡的影響因素。從實(shí)驗(yàn)和資料分析得出膨脹土的不良地質(zhì)特性對(duì)滑坡的影響。

針對(duì)合六高速公路沿線(xiàn)膨脹土分布廣泛的現(xiàn)狀,通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn),獲得了膨脹土的基本物性指標(biāo)和工程特征參數(shù),結(jié)合國(guó)家技術(shù)規(guī)范對(duì)膨脹土路堤邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和計(jì)算,得到了不同坡比條件下邊坡的穩(wěn)定系數(shù),提出了路堤邊坡的處治措施,為護(hù)坡設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

半個(gè)多世紀(jì)來(lái),以中鐵西北院為代表鐵路系統(tǒng)科研人員,緊緊圍繞多年凍土區(qū)土凍結(jié)和融化過(guò)程特性研究、多年凍土工程地質(zhì)勘察和凍土地基與路基、重要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算方法等鐵路工程勘察、設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題開(kāi)展工作。所取得的成果均已納入我國(guó)多年凍土區(qū)鐵路勘察、設(shè)計(jì)和施丁的有關(guān)規(guī)程規(guī)范中,成為我國(guó)多年凍土區(qū)已有鐵路維修、養(yǎng)護(hù)和新線(xiàn)設(shè)計(jì)、施工的依據(jù),為我國(guó)多年凍土區(qū)鐵路建設(shè)作出了貢獻(xiàn)。本篇是這項(xiàng)工作的總結(jié)。

膨脹土災(zāi)害治理一直是巖土工程界的重要課題之一,摻加改性材料是改善膨脹土工程特性的重要方法。制作摻加不同比例的石灰、水泥以及砂的改性膨脹土試樣,通過(guò)物理性質(zhì)試驗(yàn)、膨脹性試驗(yàn)和強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的比較,確定三種改性材料的最佳摻比。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步比較三種改性材料最佳摻比下對(duì)膨脹土的改性效果。試驗(yàn)結(jié)果表明,水泥和石灰比砂能更好地減小膨脹土的膨脹率,提高膨脹土的強(qiáng)度。研究結(jié)果為工程實(shí)踐中改性材料的合理選擇提供了重要參考。

攀枝花地區(qū)冰期膨脹土生成于二冰期晚期中更新統(tǒng)冰期,通過(guò)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)物理力學(xué)試驗(yàn)和分析,揭示攀枝花地區(qū)冰期膨脹土的物理力學(xué)性質(zhì)具有很大的離散性,其性質(zhì)受土體的礦物成分、含水率、裂隙面、埋藏深度、級(jí)配、試驗(yàn)條件等因素、條件的影響。試驗(yàn)研究表明:膨脹土中的裂隙面按光滑程度不相同,可分為兩種類(lèi)型,即光滑裂隙面和光滑擦痕裂隙面;粗粒礦物對(duì)脹縮性影響不大,而細(xì)粒礦物對(duì)脹縮性影響較大;裸露或近地表,土層風(fēng)化劇烈,裂隙較發(fā)育,膨脹力度就稍大;同一地區(qū)的膨脹土,蒙脫石含量愈高,自由膨脹率愈大,其膨脹等級(jí)就愈高;不同場(chǎng)地內(nèi)的膨脹土其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)存在一些差異,但差異性較小;攀枝花冰期膨脹土層的黏粒含量并不大;不同場(chǎng)地內(nèi)的膨脹土抗剪強(qiáng)度值變化較大,同一場(chǎng)地內(nèi)的膨脹土抗剪強(qiáng)度值有起伏;攀枝花冰期膨脹土多數(shù)呈硬塑-堅(jiān)硬狀,自然狀態(tài)下其抗壓變形能力較好,在浸水飽和狀態(tài)下,膨脹土的承載力幾乎成倍數(shù)下降。