高速铁路软岩改良土试验及施工工艺研究

摘要

正在建设的武广客运专线途径大量的全风化及强风化泥质板岩、千枚状板岩等软岩地段。如果这些软岩用于路基基床以下部分填筑，则可节省工程投资超亿元，同时减少了弃方，保护了环境，经济及社会效益十分可观。本文基于国内外软岩弃碴作为路基填料问题的研究现状，结合铁道部科技攻关课题，通过理论分析和室内外试验研究，本文取得了以下几方面的研究成果： (1)室内外试验研究表明：弱风化泥质板岩在压实过程中容易破碎成细颗粒，不宜直接填筑；加入中粗沙进行物理改良，但是填筑后的强度和渗透性试验结果表明这种物理改良效果不明显。 (2)室内外试验表明：开采后的全～强风化的泥质板岩性质不稳定，其最大干密度与软岩级配、风化程度等因素密切相关，并随着填料储存时间的延长而发生变化。最大干密度的不确定性使得填筑后的压实度难以确定，本文建议以其他指标去评价压实效果。 (3)全～强风化泥质板岩分别掺加石灰与水泥的改良试验结果表明：水泥改良土的无侧限抗压强度明显优于石灰改良土。在此基础上，本文对两者改良机理进行进一步探讨。 (4)室内试验表明，适当放宽最大粒径的控制，有利于改善填料的级配，使其容易压实，同时降低了填料的空隙率。现场试验也证实，粗颗粒含量的增多，对软岩改良土的强度、水稳性影响并不大，能够满足高速铁路的技术要求。 (5)现场试验结果表明，现有规范中改良土化学分析的方法不适宜于软岩改良土的检验。本文基于室内外试验研究，提出了改进的化学分析方法并应用于现场检验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1高速铁路发展情况及对路基的要求

1.1.1高速铁路的定义

1.1.2我国高速铁路发展规划

1.1.3高速铁路路基的特点

1.1.4我国高速铁路对路基填料的要求及其压实标准

1.1.5.国外路基高速铁路路基填料要求

1.2软岩概念、工程特性及其路用特性

1.2.1软岩的概念

1.2.2软岩的工程力学性质

1.2.3软岩作为路基填料的可行性

1.2.4软岩作为路基填料的特殊性

1.3问题的提出和主要研究方法

1.4本章小节

第二章改良土的发展及其加固机理

2.1国外改良土的发展

2.2路基填料改良在我国中的应用

2.3改良土强度形成机理及特点

2.3.1石灰改良土的改良机理

2.3.2石灰改良土的的特点和适用条件

2.3.3水泥改良土的改良机理

2.3.4水泥改良土的的特点和适用条件

2.4本章小节

第三章弱风化泥质板岩的工程性状研究

3.1软岩天然状态和结构特征

3.2强～弱风化泥质板岩的基本性质

3.2.1矿物成分

3.2.2软岩的单轴抗压特性

3.2.3软岩的耐崩解性

3.3强～弱风化泥质板岩破碎料的室内试验

3.3.1机械碾压破碎料的颗粒分析

3.3.2破碎机破碎料颗粒分析

3.3.3破碎料的循环击实试验

3.4强～弱风化泥质板岩物理改良土室内试验研究

3.4.1掺合料中粗砂

3.4.2物理改良土的室内改良试验

3.5强～弱风化泥质板岩物理改良土现场填筑

3.5.1施工工艺流程

3.5.2施工质量控制措施

3.6试验段填筑施工的质量检测

3.6.1改良土的压实效果的检测指标

3.6.2改良土的压实效果检测

3.6.3下雨后路基松弛效应检测

3.6.4路基渗透性检测

3.7本章小节

第四章全～强风化泥质板岩改良土的室内试验研究

4.1试验材料的物理性质

4.1.1软岩

4.1.2水泥

4.1.3石灰

4.2改良土的物理性质试验

4.2.1界限含水率试验

4.2.2击实特性

4.2.3颗粒分析试验

4.3无侧限抗压强度试验

4.3.1高速铁路改良土路基无侧限抗压强度要求

4.3.2石灰、水泥改良土的无侧限抗压强度

4.4干湿循环试验

4.5湿化试验

4.6冲刷试验

4.7.压缩特性试验

4.8改良土的现场施工两个重要参数控制的室内试验研究

4.8.1软岩填料的最大粒径的控制

4.8.2水泥改良土施工时间的控制

4.9本章小节

第五章改良土的施工工艺与现场试验研究

5.1试验段简介

5.2机械配制

5.2.1拌制设备

5.2.2填筑设备

5.3改良土的厂拌法施工

5.4软岩改良土填料的现场试验

5.4.1化学分析

5.4.2改良土压实效果的检测

5.4.3改良土水稳定性试验以及现场取样强度验证

5.5本章小节

第六章结论与展望

6.1结论

6.2论文创新点

6.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及参与科研情况