[发明专利]一种改良煤矸石-膨胀土的最佳掺石量快速确定方法

说明书

本发明提供一种改良煤矸石‑膨胀土的最佳掺石量快速确定方法，通过击实试验确定每一煤矸石掺入量下改良煤矸石‑膨胀土的最大干密度和最佳含水率，基于最大干密度和最佳含水率确定每一煤矸石掺入量所对应的承载比；通过动三轴试验分析不同围压、偏应力、大气压强、初始干密度以及煤矸石掺入量的改良煤矸石‑膨胀土的回弹模量特性，基于回弹模量特性拟合得到预估模型参数基于承载比和回弹模量特性确定改良煤矸石‑膨胀土的回弹模量预估模型；基于预估模型参数和回弹模量预估模型得到改良煤矸石‑膨胀土的回弹模量值；基于回弹模量确定改良煤矸石‑膨胀土的掺石量，模型物理意义明确、结构简单，为不具备三轴试验条件的单位提供了明显的工程便利。

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，涉及一种改良煤矸石-膨胀土的最佳掺石量快速确定方法。

背景技术

膨胀土在我国西南地区分布十分广泛，随着该地区交通基础设施建设的迅猛发展及施工成本的考虑，在筑路材料贫乏地区采用膨胀土作为路基填土势在必行。然而，膨胀土是一种典型的高塑性非饱和黏土，多裂隙、吸水膨胀、失水收缩等工程特性使得应用该填土的路基常在环境变动与车辆荷载综合作用下易出现不同程度的刚度衰减，给公路建设带来极大危害。

为保障膨胀土路基在运营过程中的稳定性，目前工程中常见处置方法多为添加外掺剂(如水泥、生石灰)对膨胀土进行改良，但该种改良方法类属于化学改良的范围，其往往具有一定的时效性，且对环境存在一定不利影响。因此，在保护环境、提高经济效率的前提下本发明应用煤矸石对膨胀土路基进行物理改良，从而达到抑制膨胀土不良特性并提高其稳定性的目的。然而，由于各个因素(物理因素、应力因素)的综合影响，改良煤矸石-膨胀土的最佳掺石量不易直接量化确定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改良煤矸石-膨胀土的最佳掺石量快速确定方法，从而精确、快速的对改良煤矸石-膨胀土的最佳掺石量进行确定。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种改良煤矸石-膨胀土的最佳掺石量快速确定方法，所述方法包括：

通过击实试验确定每一煤矸石掺入量下改良煤矸石-膨胀土的最大干密度和最佳含水率，基于所述最大干密度和所述最佳含水率确定每一煤矸石掺入量所对应的承载比；

通过动三轴试验分析不同围压、偏应力、大气压强、初始干密度以及煤矸石掺入量的所述改良煤矸石-膨胀土的回弹模量特性，基于所述回弹模量特性拟合得到预估模型参数；

基于所述承载比和所述回弹模量特性确定所述改良煤矸石-膨胀土的回弹模量预估模型；

基于所述预估模型参数和所述回弹模量预估模型得到所述改良煤矸石-膨胀土的回弹模量值；

基于所述回弹模量确定所述改良煤矸石-膨胀土的掺石量。

可选地，所述改良煤矸石-膨胀土的回弹模量预估模型为：

其中，M_R为回弹模量值，λ_CG为煤矸石掺入量，ε_CBR为煤矸石掺入量所对应的CBR值，ρ_ini为初始干密度，σ₃为围压，σ_d为偏应力，σ_atm为大气压强α₁α₂、α₃、α₄、α₅为预估模型参数。

可选地，所述通过击实试验确定每一煤矸石掺入量下改良煤矸石-膨胀土的最大干密度和最佳含水率，包括：