蒙华铁路全风化软质岩及改良土填料试验研究

摘要

蒙华铁路煤运通道岳阳至吉安段广泛分布有风化或易风化软质岩，若能用于路基填方，将显著节约路基工程的投资。然而，软质岩C、D组混合填料用于重载铁路路基填筑还缺乏系统性研究，国内外也缺少成熟经验可供参考。为此，结合蒙华铁路路基工程建设，开展了蒙华铁路全风化软质岩填料及其水泥、石灰改良的物理、化学分析试验及力学指标试验，全面系统地研究了全风化软质岩土及其水泥、石灰改良方案的基本物理力学特性。主要工作内容与基本结论如下:
　　(1)进行了蒙华铁路全风化软质岩的X射线衍射分析与X射线荧光光谱分析。得到填料所含矿物成分为石英、富铁白云母、冰长石、高岭石和绿泥石，其中石英含量最高，白云母次之，黏土矿物高岭石和绿泥石含量相对较少。含有24种化学成分，以SiO2、Al2O3、K2O和Fe最多。
　　(2)进行了蒙华铁路全风化软质岩填料及其水泥、石灰改良方案的基本物理性质试验研究。数据表明，全风化软质岩为高液限粉质黏土，属于D组填料，需改良方可用作重载铁路路基填料;不同掺配比的水泥及石灰改良土的击实试验得到水泥改良土的最大干密度较素土增大0.01～0.02g/cm3,石灰改良土的最大干密度较素土减小0.01～0.02g/cm3,最优含水率较素土均有所增大，掺入比对最大干密度和最优含水率的影响均不明显。
　　(3)进行了不同掺配比、不同压实度、不同养护龄期的水泥土和石灰土的无侧限抗压强度试验。数据表明，水泥改良土的强度是素土的3～4倍，石灰改良土的强度是素土的2～3倍，水泥改良较石灰改良效果更好;掺入量的变化对强度的影响显著，水泥土增加1％掺量，强度增长20％左右，石灰土增加1％掺量，强度增长30％左右;水泥土具有前期强度增长快后期强度增长较慢的特点;根据试验结果选定水泥掺入比3.5％为改良方案。
　　(4)完成了蒙华铁路全风化软质岩填料及其水泥改良方案的基本力学性质试验。试验表明，90％～95％压实度的全风化软质岩填料的渗透系数在1×10-5cm/s～3×10-5cm/s范围内，水泥掺量在3.0％～4.0％之间变化时，水泥土的渗透系数变化不大;水泥改良软质岩风化物效果明显，水泥改良土的抗剪强度与素土相比提高了2倍左右，最大干密度状态的CBR值由素土的6.3％提高到58.9％(7d)、83.3％(28d)，水泥改良土的压缩系数是素土的1/3左右，压缩模量是素土的3～6倍;龄期对改良土强度增长的影响明显，随养护时间的延长，改良土的黏聚力和内摩擦角均有所增长。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．2．1 软质岩研究现状

1．2．2 改良土研究现状

1．3 本文主要内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 全风化软质岩填料基本物理化学性质

2．1 矿物成分分析

2．1．1 X射线衍射分析方法

2．1．2 X射线衍射分析结果

2．2 化学成分分析

2．2．1 X射线荧光光谱分析方法

2．2．2 X射线荧光光谱分析结果

2．3 基本物理性质试验

2．3．1 颗粒密度试验

2．3．2 颗粒分析试验

2．3．3 界限含水率试验

2．3．4 击实试验

2．4 本章小结

第3章 全风化软质岩填料化学改良方案试验研究

3．1 改良方法及作用机理

3．1．1 水泥土改良机理

3．1．2 石灰土改良机理

3．2 改良土的击实试验

3．2．1 试验方案

3．2．2 试验数据及分析

3．3 改良土的无侧限抗压强度试验

3．3．1 试验方案

3．3．2 试验过程

3．3．3 试验数据及分析

3．4 本章小结

第4章 全风化软质岩填料及改良土的基本力学试验

4．1 渗透试验

4．1．1 试验方案

4．1．2 试验过程

4．1．3 试验数据及分析

4．2 压缩试验

4．2．1 试验方案

4．2．2 试验过程

4．2．3 全风化软岩填料压缩试验数据

4．2．4 全风化软岩填料压缩试验分析

4．2．5 改良土压缩试验数据

4．2．6 改良土压缩试验分析

4．3 直剪试验

4．3．1 试验方案

4．3．2 试验过程

4．3．3 试验数据及分析

4．4 三轴试验

4．4．1 试验方案

4．4．2 试验过程

4．4．3 试验数据及分析

4．5 CBR试验

4．5．1 试验方案

4．5．2 试验过程

4．5．3 试验数据及分析

4．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文、科研实践及成果