强风-高温-干旱戈壁环境戈壁土填料含水率控制及现场压实试验探究

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1、强风高温干旱戈壁环境戈壁土填料含水率控制及现场压实试验探究摘要：在高速铁路进行基床表层及无祚轨道施工前，要求基床本体的沉降量达到“0”，而且，在高铁设计时，路基按照结构物考虑，因此，路基的填料含水率及压实质量要求极高，路基质量取决于两方面证明戈壁填料能满足路基填筑的质量要求。关键词：强风高温干旱戈壁土含水率压实中图分类号：S342.1文献标识码：A文章编号：0引言兰新铁路第二双线LXTJ7标段工程，地处“三十里风区”和“达坂城风区”，为大风易发区。风区最大风速达60m/s,风力强劲，大风频繁，大风区一年中大于8级的大风天数基本都超过百天，“三十里风区”

2、大陆性气候明显，干燥少雨，夏季酷热，最高温度达47.7°C,昼夜温差大，干旱缺水，年均降水量仅为16.2mmo水资源及其匮乏，施工要从仅有的白杨河取水，最远运距20公里以外，减少水分蒸发，最大限度确保戈壁填料的最优含水率，确保填料质量,提高施工工效、节约成本是一个现实问题来解决，同时路基结构施工、运营要经受上述特殊环境考验，需要通过较科学的试验研究来有效解决。1、试验研究分析1.1压实参数的分析路堤填筑压实是路堤施工的一个关键程序。在现场试验中，对影响压实质量的不同参数在路堤填筑中进行试验研究，分析比较不同参数对压实质量的影响程度，探索满足兰新铁路第二双线

3、高速铁路路堤压实标准的填筑碾压施工工艺。影响路堤压实的主要参数包括：填料的颗粒组成、填料的颗粒级配、填料含水率、摊铺厚度、碾压遍数、碾压机械等。试验段路堤填筑施工过程中选择了不同的碾压参数组合进行了综合试验比较。1.2±的类型及物理特性土的类型及物理特性主要包括填料的颗粒形状、颗粒粒径大小、颗粒级配、粗粒含量（）等。因此对于不同类型的填料的粒组所产生的孔隙率还有待实验分析与探讨。表1LXTJ7标段各试验点取土填料典型颗粒级配组成由表1可知，所取土样的含量均在30%〜70%之内。表2LXTJ7标段路基试验段工程填料t与统计表结合表1,表2中可以看出，填料的细

4、颗粒（粒径小于0.075mm）含量越多，填料的最优含水率越大。因为细颗粒的比表面积要远远大于粗颗粒，所以细颗粒含量是影响填料最优含水率的主要因素。1.3填料含水量控制一“综合含水率”应用根据新疆维吾尔自治区科学技术厅鉴定通过的"兰新铁路第二双线强风段戈壁路基填料特性、施工技术研究及应用”成果鉴定((2012)新科签字第233号)，首次提出用“综合含水率”来控制戈壁填料，所谓“综合含水率”是指可根据戈壁料中不同粒径组成情况快速确定戈壁土填料适宜施工措滋的含水量，即在该含水量下戈壁料在采用某种施工措施，做最少的功可以达到最大的密实程度。对于填筑路基的填料，当含

5、水率较小时，土颗粒间的摩擦较大;在适量含水率时能减小土颗粒间的摩擦,同时也能使细颗粒在碾压时处于流动状态，合理有效地充填粗颗粒产生的孔隙；当含水率继续增加后，在碾压到一定密实程度后因土孔隙中的水排不出去而出现承压水，由有效应力原理可知，承压水的出现必然要影响填料的进一步压实。1.4压实机械的选用对填料进行碾压就是克服颗粒间的摩擦力进行做功的过程。其中振动碾压就是在碾压层表面施加一个比静压时更大的应力同时向土体中传播动应力，被压土体中的土颗粒在动应力作用下处于受迫振动状态，此时颗粒间的摩擦力减小。因此不同性能压路机的选择对碾压质量及施工效率至关重要。当用重型

6、压路机时，在碾压层表面产生较大的压应力，对碾压层的底部压实较为有利，而且工作效率高。为此，试验段工程结合施工单位的具体情况选用了18T〜26T振动压路机。1.5分层摊铺及压实厚度因为压路机产生的附加应力在土中扩散，当摊铺厚度太大时，摊铺层的底部不能压实；当压路机振动时产生的动应力波在土中传播时，因为土体的阻尼作用，动应力波随着深度要衰减，当摊铺厚度太大时一样不利于摊铺层的底部的压实。当摊铺厚度太小时，路基填筑要增加层数，因而要降低施工效率。所以摊铺厚度与施工效率及工程经济相关。最佳的振幅设置取决于压实层的厚度。所以一般使用工艺组合为：1遍静压+强振+弱振+

7、静压。其中开始用一遍静压主要是让初步摊铺好的填土有一定的压实度，以免在接下来的振动压实过程中不发生或少发生大小粒径填料的离析现象；强振时主要对摊铺层的底部起到了压实作用，但由于填料粘性小，较为松散，因而强振时对表面一定深度范围内的填土的压实效果不会太好；弱振时由于振幅较小，对摊铺层压实作用深度要比强振时要小；最后对碾压层进行静压主要对其最表层起到压实与收光作用。1.6粒径控制《高速铁路设计规范》(试行)(TB10020—2009)规定,路基填料最大粒径在基床底层内应小于60mm,在基床以下路堤内应小于75mm。填料的颗粒组成对土体的结构有很大的影响。粒径越

8、大，所填路基的刚度越大，强度越高，且能显著提高抗永久变形能力，但最