摘要：为满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求,研制了一种具有轻质、高强并兼具一定渗透性的棉秆纤维EPS颗粒轻量土作为路基换填材料。该轻量土由棉秆纤维、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥、黄土和水混合而成。通过室内试验对不同棉秆纤维掺量及长度、不同EPS颗粒掺量及粒径、不同水泥掺量轻量土的密度、强度、变形和渗透性进行研究,进而设计棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比。结果表明:轻量土各成分中,EPS掺量和水泥掺量对轻量土密度的影响最大;水泥掺量与轻量土强度之间为正相关关系,与渗透系数之间为负相关关系;EPS掺量和粒径与轻量土强度之间为负相关关系,与渗透系数之间为正相关关系;棉秆纤维的加入改善了轻量土的塑性性能,并使轻量土的渗透性有一定程度的提高。各因素对轻量土强度影响的大小顺序为:水泥掺量>EPS掺量和粒径>棉秆纤维掺量和长度。满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求的棉秆纤维EPS颗粒轻量土最优配合比为:黄土∶棉秆纤维(长度9 mm)∶EPS颗粒(粒径0.5~1.0 mm)∶水泥∶水=1000∶4∶18∶35∶400。

摘要：湿陷性黄土地区海绵城市建设中存在路面透水要求与黄土湿陷的技术矛盾。现有的消除黄土湿陷方法不能同时满足适合线状工程、工程量小、允许雨水入渗等要求。从黄土湿陷是浸水与上覆压力共同作用、二者缺一不可的原理出发,在浸水不可避免的情况下,提出了采用轻量土换填减重、减轻上覆压力从而减小人行道与非机动车透水道路路基湿陷量的地基处理新方法,开展了室内湿陷试验及换填计算,并通过多地层离心模型试验进行了效果验证。研究表明:依据室内湿陷试验结果计算得出轻量土换填1.5 m前后,道路场地自重湿陷量减小了22.73%;依据离心模型试验得出换填前后道路场地自重湿陷量减小23.04%,两者相差0.31%。两种方法均证明轻量土减重换填可有效消减道路场地湿陷量,当场地自重湿陷等级为Ⅱ级,且自重湿陷土层分布在浅层时,该方法能够有效消除自重湿陷性,且具有操作简单、适合透水道路等线状工程和不阻断水分下渗的优势。

摘要：为了探索软夹杂土体压实机理,指导轻量土配方设计与压实施工,基于混合土物质结构组成及土体压缩变密的物理本质,建立了击实密度模型。试验发现模型预测值与实测湿密度基本一致,绝对误差仅有0.003~0.051 g/cm3,相对误差仅有0.282%~5.267%,证明击实密度模型可以准确预测混合土不同击实条件下的湿密度。EPS颗粒压缩率、混合土湿密度随击实次数增大而增大,增大趋势逐渐变缓;混合土孔隙比随击实次数增大而减小。在击实作用下,轻量土湿密度的提高是由土体的孔隙减少和EPS颗粒软夹杂的塑性压缩共同完成的。与砂土轻量土性质相似,粘土轻量土的湿密度、无侧限抗压强度随击实次数增大而增大。n=25击时,EPS颗粒压缩率范围6.13%~11.51%;n=94击时,EPS颗粒压缩率范围12.80%~14.87%。证明规范规定的击实次数与击实能量适合混合土的击实,不会导致EPS颗粒消泡。考虑到击实密度模型参数测定非常繁琐,根据工程实际情况,假设压实过程中土料含水量不变与压实后土颗粒-EPS颗粒之间的孔隙近似为0,进一步提出了简化击实密度模型,并且通过试验证明了简化模型完全适用于实际工程。

摘要：为研究击实试验类型对EPS颗粒轻量土击实特性的影响规律,阐明轻量土压缩密实的本质,对3种不同EPS颗粒掺量的轻量土开展标准轻型、标准重型、小型轻型、小型重型4类击实试验,并测量EPS颗粒体积压缩率。结果表明:3种配比轻量土在4类击实试验下,轻量土的干密度随含水率的增加均先增大后减小,曲线形态类似抛物线,所得最优含水率依次接近31%、35%、39%。同配比轻量土,以标准轻型击实试验的最大干密度为标准,其他3类击实试验最大干密度的绝对增长量为-0.014~0.072 g/cm^3,相对增长量为-2.647%~13.611%,4类击实试验所获得的最大干密度基本相同。受击实筒尺寸效应的影响,相同击实功时,小型击实试验的最大干密度大于标准击实试验,但差值较小。相同击实类型时,增加击实功对轻量土最大干密度提高不明显。在击实作用下,EPS颗粒具有明显的塑性压缩,压缩率随含水率和EPS颗粒掺量的增大而减小,其变化范围为0.955%~31.174%。EPS颗粒的塑性压缩和试样孔隙比的减小是轻量土压缩密实的本质,利用小型击实试验代替标准击实试验确定轻量土最优含水率和最大干密度的方法是可行的,可为轻量土工程设计和施工提供参考。

摘要：根据正交试验对轻量土的影响因素进行了试验分析,结果表明:EPS掺量对轻量土的湿密度影响较大;水泥掺量对轻量土的无侧限抗压强度影响较大;水用量对无侧限抗压强度和湿密度的影响均很小。采用正交设计进行分析研究方便、快捷。

摘要：公路工程病灾的防治对于保证公路的安全运行具有十分重要的意义,传统的防治方法存在其固有的缺陷。轻量土技术是近年来出现的一种新工法,在国内外公路工程病灾的防治中取得了良好的效果。本文介绍了轻量土特点及其应用历史,探讨了其在常见的公路病灾中的应用情况。研究结果表明,轻量土具有轻量性、耐久性、施工性、隔热性等优点,用轻量土技术可以有效地防治常见的公路工程灾害。

摘要：[目的]研制具有较强透水性、保水性和较高强度的棉秆纤维轻量土,为海绵城市建设提供支持.[方法]采用正交试验设计,将棉秆纤维含量、EPS颗粒含量、水泥含量、砂含量4个因素作为棉秆纤维轻量土的影响因素,每个因素取5个水平,通过L25 (54)正交试验,研究棉秆纤维轻量土在不同配合条件下的强度特性、渗透特性和密度特性,并分析棉秆纤维、EPS颗粒、水泥和砂含量对棉秆纤维轻量土性能的影响.[结果]当棉秆纤维含量、水泥含量、砂含量和EPS颗粒含量分别为4,25,120和12 g/kg时,所得棉秆纤维轻量土满足地基承载力要求且透水性能最好,其抗压强度为114.59 kPa,渗透系数为6.84×10-5 cm/s.棉秆纤维含量、EPS颗粒含量、水泥含量、砂含量4个因素对棉秆纤维轻量土抗压强度影响的权重依次为5.94%,16.91%,68.33%和8.82%,对渗透系数影响的大小顺序为水泥含量>EPS颗粒含量>砂含量>棉秆纤维含量,对密度影响的大小顺序为EPS颗粒含量>砂含量>水泥含量>棉秆纤维含量.棉秆纤维轻量土无侧限抗压强度与EPS颗粒含量呈负相关,与水泥含量呈正相关;棉秆纤维轻量土密度与EPS颗粒含量和砂含量呈幂函数相关.增加20~40 g/kg的水泥含量可使棉秆纤维轻量土渗透系数下降10~1 000倍,添加4 g/kg的棉秆纤维含量使轻量土的饱和含水率较原状黄土增大2%~4%,即可有效提高轻量土的持水性能.[结论]将4 g/kg棉秆纤维含量、25g/kg水泥含量、120 g/kg砂含量和12 g/kg EPS颗粒含量混合,可以配制出适合海绵城市建设的棉秆纤维轻量土.

摘要：为确定新型土工合成材料轻量土在不同发泡颗粒(EPS)粒径下的变形机理,通过三轴固结不排水试验系统研究其变形强度特性的影响规律。试验结果表明,轻量土应力-应变关系具有非线性、多阶段性、应变软化和应变硬化特性;抗剪强度破坏包络线有折线型与直线型两种,取决于自身结构强度与围压;粘聚力与内摩擦角均随EPS粒径的增大而递减。

摘要：就轻量土的水泥含量、水含量对无侧限抗压强度的关系进行了参数回归分析.以二次非线性回归分析方法对回归方案进行优化计算,选择优化方案.进行了回归假设前提相符性验证和内部交叉验证,观察方案的正确性和预测误差的大小,分析了拟合方程的可靠性.利用该拟合方程,初步分析出轻量土无侧限抗压强度参数关系.利用方程揭示的变量关系,可以从理化参数设计方面来指导商品轻量土的设计和生产,达到提高无侧限抗压强度的目的.

摘要：针对路面地基换填土层,设计掺棉杆纤维轻量土作为换填材料,开展离心吸力试验与冻融循环试验,研究了轻量土持水特性与抗冻特性。探讨了棉杆纤维轻量土持水特性受水泥含量、棉杆纤维含量的影响规律,全过程含水量随吸力呈"不变-快降"变化,吸力10 kPa为含水量变化拐点;对比得知轻量土与黄土在吸力40 kPa临界点前,黄土含水量高于轻量土,临界点后则相反。研究发现轻量土密度、强度和冻融循环次数呈递减至稳定变化;高冻融循次数下参数稳定,循环次数在前10次时,抗压强度降低幅度为34.2%,之后强度稳定在63.5 kPa。该研究成果可为棉杆纤维轻量土在路面地基中设计应用提供一定参考。