膨脹土的改良技術與工程應用

前言

　　本書共分六章，第一章主要為國內公開出版物資料總結，介紹我國膨脹土的分布和地質成因，給讀者一個總體印象，了解我國膨脹土工程問題的廣泛性和危害的嚴重性；第二章主要介紹膨脹土的結構特征和膨脹土脹縮變形對高速公路工程產生的危害；第三章主要介紹膨脹土的改良機理，針對獲得工程實際應用的石灰改良方法，提出了合理適用的石灰改良膨脹土的施工工藝，改進了現(xiàn)行規(guī)范的石灰劑量檢測方法和標準擊實試驗方法，其成果已經列入江蘇省路基施工規(guī)范；第四章對石灰改良膨脹土的物理力學性質進行了較為系統(tǒng)的介紹，其中關于合理摻灰量的研究是本課題創(chuàng)造性的工作；第五章是作者課題組的發(fā)明專利介紹，結合膨脹土地基改良技術研究發(fā)明了一種膨脹土有機改良劑，室內試驗研究證明該發(fā)明對膨脹土改良有良好的效果；第六章提出了考慮土體初始含水率和不同工程填土和地基含水率變化范圍的膨脹土層脹縮變形計算方法，改計算方法的合理性與準確性已經得到施工工程觀測成果的檢驗。

內容概要

本書是作者及其課題組多年在膨脹土改良與工程應用方面進行的系統(tǒng)科研工作的總結。主要內容包括中國膨脹土的分布、結構特征和對交通工程的危險論述，系統(tǒng)總結了石灰改良膨脹土工程施工工藝、質量控制標準、現(xiàn)場質量檢測方法和室內物理力學性質試驗方法。其研究成果使得石灰改良膨脹土在高速公路路基施工中得到廣泛應用，形成的系統(tǒng)施工工藝已申報國家施工工法。書中系統(tǒng)介紹了作者提出的膨脹土化學改良發(fā)明專利的內容及改良膨脹土的物理力學性質和水穩(wěn)定性試驗成果，提出了考慮土體初始含水率和不同工程填土的平衡含水率的膨脹土層脹縮變形計算方法，該計算方法的合理性已經得到實際工程觀測成果的檢驗。    本書可供巖土工程領域的科學工作者和交通、水利行業(yè)的科學技術人員參考，也可作為高等院校巖土工程專業(yè)研究生和交通、水利學科本科生的教學參考書或教材。

書籍目錄

第一章  膨脹土的分布和地質成因  1.1  概論    1.1.1  膨脹土的定義    1.1.2  膨脹土的主要物理力學特征  1.2  工程建設中的膨脹土問題    1.2.1  膨脹土的分布及其地質成因    1.2.2  工程建設中的膨脹土問題    1.2.3  高速公路建設中需要解決的膨脹土問題  1.3  中國主要省區(qū)膨脹土分布與工程特性    1.3.1  廣西壯族自治區(qū)    1.3.2  云南省    1.3.3  湖北省    1.3.4  河南省    1.3.5  江蘇省    1.3.6  湖南省    1.3.7  四川省    1.3.8  陜西省  參考文獻第二章  膨脹土的性質及其對高速公路工程的危害性  2.1  膨脹土的脹縮機理  2.2  膨脹土的特性    2.2.1  膨脹土的結構特性    2.2.2  膨脹土的變形特性    2.2.3  膨脹土的強度特性  2.3  膨脹土的工程危害    2.3.1  概述    2.3.2  高速公路建設中的膨脹土問題  參考文獻第三章  石灰改良膨脹土的機理和施工工藝  3.1  常用的膨脹土地基處理方法    3.1.1  換土法    3.1.2  濕度控制法    3.1.3  樁基礎    3.1.4  化學改良  3.2  石灰改良膨脹土機理分析    3.2.1  離子交換    3.2.2  凝硬反應    3.2.3  碳化作用    3.2.4  膠結作用  3.3  石灰改良膨脹土施工工藝    3.3.1  概述    3.3.2  石灰與膨脹土的拌和方法    3.3.3  路拌法的“二次摻灰”工藝    3.3.4  影響石灰改良土壓實效果和強度的因素  3.4  石灰改良膨脹土碾壓質量控制標準研究    3.4.1  概述    3.4.2  室內擊實試驗簡介    3.4.3  不同擊實試驗方法取得的不同結果    3.4.4  寧淮高速公路石灰改良膨脹土碾壓質量控制標準    3.4.5  現(xiàn)場碾壓試驗成果    3.4.6  結論  3.5  石灰改良膨脹土灰劑量檢測標準研究    3.5.1  概述    3.5.2  規(guī)范灰劑量檢測方法介紹    3.5.3  灰劑量檢測方法存在的問題    3.5.4  石灰改良膨脹土灰劑量檢測方法的改進    3.5.5  現(xiàn)場試驗段路堤填土的灰劑量檢測成果    3.5.6  國內其他工程試驗資料分析  3.6  工程實例    3.6.1  兩次摻灰比例的優(yōu)化    3.6.2  碾壓前土塊大小控制標準    3.6.3  第一次摻灰到碾壓等待時間的長短對壓實效果的影響    3.6.4  填土含水率的控制標準    3.6.5  現(xiàn)場碾壓工藝研究  參考文獻第四章  石灰改良膨脹土的物理力學性質  4.1  石灰改良膨脹土的合理摻灰量研究    4.1.1  概述    4.1.2  合理灰劑量的確定方法    4.1.3  石灰改良膨脹土合理灰劑量的確定方法  4.2  動荷載作用下石灰改良膨脹土的強度特性    4.2.1  概述    4.2.2  動荷載作用下的強度試驗設計    4.2.3  試驗成果    4.2.4  結論  4.3  石灰改良膨脹土的微觀結構    4.3.1  概述    4.3.2  試驗方法    4.3.3  試驗結果分析  參考文獻第五章  有機化合物改良膨脹土的性質研究  5.1  有機化合物改良劑改良膨脹土的機理    5.1.1  概述    5.1.2  有機陽化學改良劑改良膨脹土機理  5.2  CTMAB改良膨脹土的試驗研究    5.2.1  概述    5.2.2  CTMAB改良膨脹土填料試驗方案    5.2.3  改良前后土體的膨脹性的對比分析    5.2.4  小結  5.3  CTMAB改良原狀膨脹土的模擬試驗研究    5.3.1  概述    5.3.2  試驗研究方案    5.3.3  試驗成果分析    5.3.4  試驗結論第六章  膨脹土路基脹縮變形計算  6.1  概述  6.2  膨脹土發(fā)生脹縮變形的力學條件    6.2.1  膨脹土膨脹變形計算的基本方程    6.2.2  高速公路膨脹土地基膨脹變形計算的邊界條件    6.2.3  高速公路膨脹土地基豎向膨脹變形計算公式    6.2.4  膨脹土地基應力各向異性膨脹變形規(guī)律討論  6.3  膨脹土地基的膨脹變形分析    6.3.1  現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的計算方法    6.3.2  改進的膨脹土膨脹變形計算方法    6.3.3  膨脹變形計算方法的適用性  6.4  高速公路膨脹土地基膨脹變形計算    6.4.1  計算剖面的基本情況    6.4.2  有荷膨脹率試驗    6.4.3  寧淮高速公路膨脹土地基膨脹變形量計算  6.5  寧淮高速公路膨脹土地基膨脹變形現(xiàn)場測量    6.5.1  沉降板埋設    6.5.2  膨脹土地基隆起變形分析    6.5.3  結論  6.6  膨脹土填筑路堤的膨脹變形分析    6.6.1  概述    6.6.2  采用壓實膨脹土填筑路堤時的路堤膨脹變形計算    6.6.3  結論參考文獻

章節(jié)摘錄

　　運行初期含水率有較大幅度增長。尤其是位于南方多雨水地區(qū)的路基，竣工后的路基含水率可達到高于最優(yōu)含水率7％以上。所以，結合重型擊實試驗、不同制樣含水率試樣的抗壓強度試驗和運行期填土含水率范圍等因素綜合分析，可以提出不同地區(qū)石灰改良土碾壓控制合理含水率，以保證填土的長期強度和降低填土的脹縮變形?！　?.6.5 現(xiàn)場碾壓工藝研究　　石灰改良土的壓實，不僅與壓實功有關，還與壓實機械類型和組合有關。為了提高填土壓實度，保證壓實效果和壓實土的強度，現(xiàn)場碾壓工藝研究的工作思路是在工程現(xiàn)場選一試驗地段，按設計要求和施工方法進行填土，并同時進行有關的測試工作，以查明填筑條件（如土料、堆填方法、壓實機械等）和填筑效果（如土的密實度）的關系。該方法最能反映施工的實際情況，但需時間和費用較多，只在重大工程中才進行。　　寧淮高速公路石灰改良膨脹土填筑路基施工前，先在樁號為K173+120－K173+300的第四試驗段進行了現(xiàn)場碾壓工藝研究試驗。當填土的含水率降低到訓W+3％的范圍內，同時填土灰劑量也滿足設計要求時，連續(xù)碾壓填土到規(guī)定的壓實度。每層土的碾壓時間不能超過一天。試驗成果表明：振動碾碾壓2遍與碾壓4遍后的平均干密度相近，即增加振動碾壓遍數(shù)對壓實度進一步提高的幫助不大。因此，5％的石灰改良土只需振動碾碾壓2遍后，即可上靜壓碾。對5％的石灰改良土，靜壓碾碾壓4遍后，干密度不再增加，再增加碾壓遍數(shù)對提高壓實度沒有作用，若碾壓持續(xù)遍數(shù)過多，干密度反而會降低。

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