戈壁地区高速铁路粗粒土填料室内及现场试验研究

摘要

兰新铁路第二双线在新疆境内大范围穿越戈壁地区,主要以路基形式通过,如何选择技术可行、经济合理、符合环保的路基填料,是建设中面临的重要问题之一。论文以兰新铁路第二双线的路基试验段为研究目标,通过室内试验和现场试验相结合等技术手段,对戈壁地区粗粒土的基本工程特性及检测技术进行了研究。主要研究内容如下:
　　 (1)戈壁地区粗粒土的基本物理力学特性试验研究。通过两种典型粗粒土的颗粒分析试验得到:柴窝堡工点粗粒土属于浑圆状细圆砾土且为A组填料。红旗村工点粗粒土属于砾砂土且为B组填料,粗颗粒含量偏少,通过掺拌30％戈壁料来改良其级配。颗粒级配对填料最佳含水量和干密度的影响较大,粗颗粒含量越大,击实后干密度越大。由于粗粒土级配不同,造成填料最优含水量的差异较大。
　　 (2)戈壁地区粗粒土强度特性分析。柴窝堡工点土的结构明显呈密实一骨架型,红旗村工点土的结构基本呈悬浮一密实类型。通过室内大型直剪试验,发现填料中粗细料含量的比例对抗剪强度特性有较大的影响。颗粒组成是决定填料抗剪强度的主要因素,当粗粒土的结构类型呈密实一骨架类型时,其抗剪强度较高。
　　 (3)戈壁地区粗粒土压缩特性分析。通过室内大型压缩试验,可知在两种含水率状态下的压缩过程只有很少部分的弹性变形,大部分为塑性变形。相同荷载作用下饱和试样的压缩变形量明显大于最优含水率下试样的压缩变形量。压缩模量随压实系数增大而增大,说明提高压实系数,有利于提高压缩指标效果。A组填料比B组填料具有更好的水稳定性。
　　 (4)戈壁地区粗粒土现场压实检测试验研究。柴窝堡工点圆砾土较红旗村工点砾砂土压实效果好,级配良好的土比级配不良的土易压实。结合室内直剪试验和现场试验发现,在密实程度相同的情况下,随着粗颗粒含量增多,填料内摩擦角φ变大,Evd值随着填料内摩擦角φ的增大而增大,同时Evd值分布也越离散。因此红旗村工点的Evd值远远小于柴窝堡工点的Evd值。