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天然砂砾改良重黏土试验研究及工程应用
| 论文题名： | 天然砂砾改良重黏土试验研究及工程应用 |
| 关键词： | 重黏土;改良处理;天然砂砾;胀缩特性;力学特性;公路建设 |
| 摘要： | “十二五”期间，交通运输体系进入新的发展时期，全国公路网逐渐完善。随着公路建设的迅猛发展，在修筑公路时不可避免的要穿越重黏土地区，由于重黏土为路基不良填土，必须进行换填或者改良。 本文以宜昌市机场路改建工程中出现的大面积重黏土为研究对象，提出利用天然砂砾进行改良的方案，并进行了一系列的室内试验。研究了天然砂砾掺量对改良重黏土的基本物理特性、胀缩特性以及强度特性的影响，并依据这些影响规律，确定了最佳天然砂砾掺量，并通过试验路段铺筑，确定了填筑最佳含水率、施工机械组合、松铺厚度、碾压遍数等相关路基填筑工艺参数，研究表明： 天然砂砾能够减小重黏土的液塑限及塑性指数，增强重黏土的渗透系数，减小毛细现象，改善原状重黏土的击实特性。同时天然砂砾能够减小重黏土的压缩系数，较好地解决了重黏土填筑路基时出现沉降量较大的问题。 天然砂砾能够较好地弱化重黏土的膨胀及收缩特性，对重黏土的自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率及膨胀力均有不同程度的降低，其中对自由膨胀率及膨胀力的弱化作用最为明显，当天然砂砾掺量为50％时，改良重黏土的自由膨胀率及膨胀力减小到了原状重黏土的一半。改良重黏土的线缩率、体缩率、收缩系数及胀缩总率均随天然砂砾掺量的递增而递减，仅缩限随着天然砂砾掺量的递增呈现递增的趋势，当天然砂砾掺量达到10%后，胀缩总率小于0.7%，改良效果较好。 天然砂砾能够有效地提高重黏土的回弹模量及CBR值，但对抗剪强度及无侧限抗压强度的影响因砂砾掺量的不同而存在不一致性。天然砂砾能够快速的提升重黏土的回弹模量，减小膨胀量，增强水稳定性。天然砂砾能够提高重黏土的摩擦角，却削弱粘聚力，对抗剪强度及无侧限抗压强度的影响均存在峰值。当上覆荷载为200~400kPa时，随着砂砾掺量的递增，土体抗剪强度先增后减，在掺量为30%时出现峰值。改良重黏土的无侧限抗压强度随着天然砂砾掺量的递增先增大后减小，在砂砾掺量为20%时出现峰值。 综合考虑机场路改建工程相关需求，确定天然砂砾的最佳掺量为30%。通过对K1+780~K1+980段试验路段的研究，确定了相关施工机械，确定施工最佳含水量为14%左右，96区松铺厚度为25cm，碾压6遍；94区松铺厚度30cm，碾压6遍，松铺系数为1.1-1.2。 本文通过对天然砂砾改良重黏土展开的一系列研究，一方面为实际工程中重黏土的改良提供了新的方法，达到了就地取材、绿色环保、节约造价的目的；另一方面相关研究手段及相关结论可为其它同类工程提供参考，具有很高的工程应用价值。 |
| 作者： | 朱昌威 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 杨俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 三峡大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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