粉细砂路基压实技术对比分析及压实质量检测技术研究

摘要

砂性土具有稳定性强、透水性好、沉降速度快等优点，在河滩和沙漠地带筑路时，常利用砂性土进行路基填筑，但因其颗粒之间黏聚力低，粒径均匀，不易压实，应用性受到制约。针对砂性土颗粒松散、可压实性差的技术问题，对取自辽河流域沈西工业走廊火石岗至渤海铁路沿线广泛分布的粉细砂填料，基于自行设计的小型砂箱模型，分别开展定点和步进式移动落锤冲击荷载下筒形、平面、凹形三种压板形式的模拟压实试验，获得了压实过程中土体位移、密实度和承载能力的演化特征，分析了压实机械-土接触形式对土体压密效果的影响及其随压实能量的变化趋势，为完善粉细砂填料压实工艺提供了试验依据。 地基系数K30试验是我国铁路路基填筑质量重要的控制参数和检测方法，全面研究粉细砂填筑铁路路基的K30检测试验，对合理、高效地进行压实质量检测，开展铁路工程建设有重要意义。针对粉细砂填料缺乏黏聚力，表层松散，压实性能差的情况，通过构筑单元结构填土模型，开展了不同约束条件下，粉细砂填筑路基精细的K30试验，分析了地基系数与不同约束状态之间关系，提出了一种与工作状态相适应的K30检测方法，为优化粉细砂填料K30检测技术提供了研究基础。研究主要工作和成果如下： （1）针对掺配不同细粒含量的粉细砂填料，开展了系列的物理力学性质土工试验，根据击实曲线特征提出了基于路基填筑施工压实性能的粉细砂填料分类方法； （2）针对施工压实性能不良的粉细砂填料，研制了一套反映现场施工机具碾压效果的室内模拟装置，构筑填土压实模拟模型，分析了压实机械-土接触形式对粉细砂填料压密效果的影响，结合现场路基填筑碾压试验成果，提出了增加粉细砂碾压质量的压实方法和施工工艺； （3）进行承压板在不同上覆荷载和侧向约束条件下的地基系数K30试验，研发了适用于粉细砂路基压实质量检测的配套设备，创新了适于粉细砂路基地基系数K30检测试验方法，形成了粉细砂路基压实控制及检测技术。 研究成果可广泛应用于我国优质填料缺乏、砂土分布广泛的地区，如辽河流域、长江和珠江三角洲、赣抚冲积平原等沿河、沿江、沿海地区的新建铁路工程建造中，可节省工程的施工成本，保证工程的质量，具有广阔的应用前景。

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