内马铁路沿线横穿东非大裂谷,以路基为主。沿线地区分布大量低液限粉质粘土和多孔、轻质的天然火山渣。符合规范规定的路基填料稀少,开展火山渣材料在铁路路基工程中的应用研究,为该区域的路基设计与施工提供参考具有十分重要的意义。基于东非肯尼亚境内“内罗毕-马拉巴”铁路科研项目,采取室内试验的方法,对火山渣的基本物理力学特性、改良利用等方面进行研究,主要研究内容如下:(1)对火山渣的化学特性、基本物理力学特性及强度特性进行试验研究分析,发现天然火山渣属于B组料,具有较好的水稳定性。主要化学成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO以及CaO,化学稳定性好,单颗粒强度低,易破碎,击实后的火山渣具有较高的强度。(2)将天然火山渣和粉质粘土根据不同的比例进行掺配,并对不同掺配比的混合料进行了击实试验、颗粒分析试验。发现与100%粉质黏土相比,一定比例的混合料可以减少路基填筑施工中的水消耗量,依据现有标准,本文进行试验的各个掺配比例的火山渣混合料,均初步符合我国级铁路基床底层对路基填料的要求,而50%火山渣掺配50%粉质粘土、40%火山渣掺配60%粉质粘土以及30%火山渣掺配70%粉质粘土的三种掺配比例较优。(3)开展火山渣与粉质粘土混合料在不同掺配比、不同压实度下进行大型直剪试验,得出其抗剪强度。发现火山渣混合料的抗剪强度包线呈线性形式,符合莫尔库伦准则。(4)对三种不同掺配比的火山渣混合料在不同频率下进行动力测试,并对试验前后混合料的颗粒进行筛分。试验结果表明:火山渣混合料颗粒破碎主要发生在制样击实的过程中间,粉质粘土的掺入对抑制火山渣颗粒的破碎具有较明显的积极作用,30%天然火山渣掺配70%粉质粘土的掺配比最佳。