炭质泥岩路用性能及填筑控制研究

摘要

炭质泥岩主要分布在我国西部省份，路基填筑材料较难找到，又因为作为路基填筑材料的炭质泥岩具有遇水快速崩解的特点，本着保护环境，节约成本的目的，需将炭质泥岩做好防水并进一步改良才可使用。
　　炭质泥岩属软质泥岩类，炭质泥岩被破坏后，含水量增大且常常会超过液限，岩样的强度也会完全消失，属极不稳定的膨胀软岩。文章通过击实试验测试其承载比CBR值与压实度的关系，通过大三轴剪切试验测定土的抗剪强度，找出土体被破坏原因，从而了解孔隙率及压实度对炭质泥岩的影响程度。在河池至六寨高速公路现场取炭质泥岩试样筛分进行粒度分析，找出炭质泥岩崩解后的分维数。
　　因理论计算方法的局限性，加之路堤沉降变形影响因素较多。因此通过在高速公路炭质泥岩路堤现场埋置监测工具观测路堤沉降，对路堤沉降进行远期预测，掌握到影响路堤沉降的因素，在施工时采取有效措施提高路堤填筑技术，加强路基压实度，设置路基排水措施，减少路基沉降。
　　得出主要结论如下:
　　1)炭质泥岩承载比CBR值与压实度是正比，膨胀率与压实度成反比，炭质泥岩符合高速公路路基填料的规范要求，可作为部分工区的填料，但具有明显的局限性。
　　2)在使用炭质泥岩作为高速公路路堤填料时应充分碾压，提高压实度，增强稳定性，并采取相应防水措施，防止地表水渗入。
　　3)炭质泥岩用于路堤填料成败的关键在于炭质泥岩必须完全崩解，其次充分压实，以减少炭质泥岩崩解和湿化带来的路堤变形。
　　4)路堤变形受内摩擦角影响，炭质泥岩完全分解才可减小路堤大空隙，另外注意加强排水，避免因雨影响造成路堤沉降。
　　5)炭质泥岩路基填筑应充分压实，压实度不小于93％，填料的填筑厚度不能大于30厘米，压碎粗粒填料，以减少湿变形，使用湿填充，保证填料含水量达到10％-12％。采用振动压路机，滚动5-6次。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的提出及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 软岩软化崩解特性研究

1．2．2 软岩水软化与微结构损伤演化规律研究

1．3 主要研究内容

2．1 引言

2．2 炭质泥岩物理性质及粒度分析

2．3 炭质泥岩室内承载比(CBR)试验

2．4 压缩试验

2．5 炭质泥岩大三轴剪切试验

2．6 炭质泥岩路堤填料三轴压缩试验

2．6．1 固结排水剪试验(CD)

2．6．2 固结不排水剪(CU)

2．7 本章小结

3．1 引言

3．2 炭质泥岩的崩解特性室内实验

3．3 炭质泥岩崩解分形分析

3．4 崩解破坏形式

3．5 炭质泥岩的吸水特性

3．6 本章小结

第四章 炭质泥岩路堤湿化变形试验与沉降规律研究

4．1 引言

4．2 复杂应力下炭质泥岩湿化变形试验

4．2．1 干、湿双线法试验

4．2．2 复杂应力条件下湿化变形试验

4．3 水浸条件下炭质泥岩路堤蠕变试验

4．4 炭质泥岩路堤沉降变形机理

4．5 现场沉降观测

4．5．1 仪器设备

4．5．2 沉降板的基本原理及布置观测方案

4．6 沉降观测结果的分析

4．7 路基沉降有限元数值的模拟分析

4．7．1 炭质泥岩路堤本构模型的确定

4．7．2 在ABAQUS中实现Duncan-Chang模型

4．7．3 有限元计算模型

4．7．4 有限元计算的结果分析

4．7．5 现场观测与数值模拟对比分析

4．7．6 炭质泥岩填料抗剪强度对路堤沉降的影响

4．8 本章小结

5．1 引言

5．3 炭质泥岩路堤填筑试验

5．3．1 主要施工机械

5．3．2 填料摊铺方法

5．3．3 碾压工艺

5．4 炭质泥岩路基填筑技术

5．4．1 路基上路床换填黏性土

5．4．2 提高路堤压实度

5．4．3 湿法填筑，充分碾压

5．5 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文目录