红层缓倾岩质斜坡地下水作用机制及稳定性分析

强降雨条件下地下水作用对川东缓倾岩质滑坡大规模的爆发起到关键作用。以川东典型红层缓倾岩质斜坡为例,通过现场调查和数值模拟等方法分析地下水渗流规律,并从地下水的物理作用和力学作用两方面研究其变形破坏机制。研究结果表明:地下水在层状和块状岩体斜坡中主要是通过原生层面和节理裂隙运移,孔隙水压力主要集中在斜坡后缘,靠近前缘水压力逐渐降低。川东缓倾岩质滑坡是在地下水的静水压力和物理软化泥化共同作用的结果,降雨入渗形成的水平推力、扬压力及软弱结构面强度的降低导致滑坡的启动;其形成演化过程可分为:1结构面形成与贯通阶段;2泥岩夹层软化阶段;3强降雨启动破坏阶段。     

水作用下泥岩崩解过程与微观机理研究

为研究水作用下泥岩崩解的微观机理,利用X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜对泥岩的成分、饱水后试样表面三维形貌变化进行测试,揭示了水作用下泥岩形貌的变化规律,分析了泥岩崩解的微观机理。研究表明:试样表面的裂纹数目、宽度随饱水时间的增加而增加;泥岩的崩解主要受饱水过程中产生的次生孔隙和裂纹/孔隙表面受到的楔裂压力影响,总次生孔隙主要由水化学作用产生的次生孔隙和水的冲刷、运移物理作用产生的次生孔隙构成,孔隙在楔裂压力的作用下相互扩展形成裂纹,裂纹相互贯穿使试样崩解。     

高速铁路膨胀泥岩路基渗流及膨胀特性试验研究

以兰新高铁某典型膨胀泥岩路基段为研究对象，进行现场水平及竖向渗流试验，研究不同渗流方向下泥岩的膨胀及渗透特性。结果表明:水平及竖向渗流试验中，不同位置土样的体积含水率均经历前期快速增长、中期外凸弧线型缓慢增长和后期基本稳定这3个阶段。当泥岩发生水平渗流时，泥岩既发生膨胀，又发生软化，离注水管越近的土样膨胀量越大；离注水管远的土样朝已软化的泥岩方向释放膨胀能，导致其竖向膨胀量变小。影响水分在土样中渗透的因素主要有上部土样对下部土样的压密作用、基质吸力作用和重力作用。当泥岩发生自上而下竖向渗流时，土样最终体积含水率从上到下依次递减；泥岩膨胀会导致其渗透性减小；泥岩膨胀经历快速膨胀阶段、膨胀减缓阶段和膨胀稳定阶段。     

西部弱胶结泥岩的三轴压缩试验分析

为解决西部弱胶结软岩巷道支护难题,在内蒙古鲁新煤矿对典型弱胶结泥岩取样,并对其进行不同状态(天然状态、饱和状态和烘干状态)和不同围压水平的室内三轴压缩试验,分析其强度特征和基本力学指标与围压的变化关系。试验数据表明①自然状态下弱胶结泥岩峰值强度和残余强度非常低,随着围压的增加,泥岩的峰值强度和残余强度均有较大提高,且峰值强度与围压呈对数变化关系;②泥岩对水非常敏感,随着含水率的增加峰值强度和残余强度均降低,峰值强度降低幅度更明显;③通过引入三轴软化系数进行分析,结果表明泥岩的软化系数随围压增加而下降,泥岩3种状态下的弹性模量与围压增加呈线性增大变化。最后通过泥岩三轴压缩四阶段应力-应变曲线的拟合分析,建立了泥岩三轴压缩全应力-应变关系。     

泥岩三轴试验应力—应变特性论述

通过对松花江方通公路大桥地基泥岩三轴试验工作,分析了大桥地基的第四纪松散层的分布、厚度及埋深,并着重了解有无软弱夹层及分布规律,确定泥岩土体的主要物理力学性质。给出了泥岩的性质、产状及风化程度,对泥岩进行了应力——应变特性分析。     

沙坡头水利枢纽坝基软岩工程地质特性研究

沙坡头坝基岩体主要为石炭系泥岩和页岩。受区域多期构造运动影响,岩体中微结构面发育,泥岩和页岩干密度小、亲水性强、失水干裂、遇水软化、膨胀性,力学强度低,属极软岩。通过对泥岩、页岩物理力学特性、水理特性及变形特性研究,提出坝基软岩保护及处理措施,解决了工程设计和地基处理技术难题。     

西域砾岩高边坡坡脚侵蚀的破坏机理研究

西域砾岩中常常夹杂泥岩交互层,泥岩遇水软化易造成边坡失稳破坏。以分析西域砾岩高边坡破坏机制为目标,利用FLAC3D软件对西域砾岩高边坡坡脚软岩软化的破坏机理进行数值模拟试验研究,运用正交试验设计原理,制定9组试验方案,采用极差分析法分别对坡度、坡高、凝聚力、内摩擦角四个因素的敏感性做分析计算。结果表明:西域砾岩高边坡坡脚软岩软化造成的破坏由边坡潜在破裂面上部受拉破坏区和下部剪切破坏区共同组成,形成与坡脚呈45°的折线状滑裂面。4个因素中,凝聚力的变化使边坡的稳定性受软岩软化的影响最为显著,坡度和内摩擦角的变化产生的影响次之,且两者处于同一水平,而坡高变化产生的影响相对较弱。     

广西鹿寨磷石膏渣场筑坝方案技术论证

本文对鹿寨磷石膏、风化泥岩和土工合成材料经酸性磷石膏水浸泡后的物理力学性质进行了较为详细的试验研究。在此基础上，对设计部门提出的渣场工程设计方案进行了较为全面的技术论证，得出了若干有意义的结论和建议，为该工程的设计和施工提供了科学依据。     

特殊填土地基边坡在降雨条件下边坡稳定性研究

西南某机场的跑道南端止于汪家湾北部山坡上,平整后形成高填方边坡,受拦江背斜影响,该山坡岩层与坡向一致,形成顺向坡;区域内主要发育泥岩与粉砂质泥岩不等厚互层,出露于地表的岩层呈强~全风化,表面裂隙发育,质地松散。填筑后形成的高填方边坡在降雨条件下,雨水沿着优势通道入渗至泥岩风化层,在风化层形成积水带,泥岩遇水软化,抗剪强度降低,坡体在上部重力作用下易在风化泥岩层形成滑裂面,对坡体造成失稳现象,就这一问题用降雨入渗理论、软岩软化模型、黏土强度随含水量强度变化函数关系、Geostudio-slope模块对滑坡降雨前后的稳定性进行模拟分析,得出相关结论,提出相应解决办法。     

天生桥一级水电站泥岩工程地质特性

天生桥一级水电站坝区泥岩分布广泛，地下、地表工程的开挖都大量涉及到泥岩。本文对泥岩的矿化成分和力学性质进行了室内试验和现场测试成果分析。为设计支护和施工方法提供依据     

鄂西巴东组红层泥岩的水理性质研究

针对红层软岩遇水易软化、崩解的特点,以巴东组红层软岩为例,选取泥岩、粉砂岩进行浸水崩解试验、单轴抗压强度试验,分析红层软岩在不同含水率的情况下的崩解性、软化性。试验结果表明,泥岩水理性质与所含的黏土矿物有关,也与含水率的交替变化程度有关。在天然含水率状态下浸水的岩样,其水理性显现程度较小,而发生干湿交替循环的岩样再浸水后,其水理性就变得极其强烈。     

羊老蹄水库库坝区软弱夹层的工程地质特征

本文论述了西龙池抽水蓄能电站（１２０ 万 Ｋ Ｗ） 羊老蹄上水库泥灰岩软弱夹层的产状及矿物组成和化学成分，通过平硐揭露及野外原位变形试验和室内中型剪试验，论证了泥灰岩软弱夹层抗风化能力低及物理力学性质差，具有崩解、软化和泥化等工程地质特征，对水库库坝区岸坡稳定有一定影响。     

微生物胶结砂土三轴试验及微观结构研究

微生物固化(microbial-induced calcite precipitation,简称为MICP)技术是岩土工程领域新兴的一种地基处理技术。利用该技术可胶结松散土颗粒,改善土体的力学特性。基于一系列试验(X射线衍射、扫描电镜、CD剪切、碳酸钙定量化学试验)测试分析了胶结砂样微观结构与力学性能提高的联系、胶结物含量与砂样c'、φ'值之间的关系。研究结果表明:微生物诱导沉积产生的碳酸钙晶体主要粘附在骨架颗粒接触部位,并高度聚集封堵颗粒孔隙形成连接键,从而产生胶结作用提高试样的力学性能;菌液浓度、注液时间、营养盐浓度会影响碳酸钙的沉积量;碳酸钙含量与砂样的力学性能提高有较好关联性。试验中胶结砂样的碳酸钙含量达到5.39%时,其抗剪强度、凝聚力、内摩擦角可分别提高423%,333%,35.7%。     

黄河沙坡头水利枢纽坝基岩体工程地质特性研究

沙坡头坝基岩体以石炭系泥、页岩为主，具有亲水性强，遇水软化、崩解，失水干裂的特性，且具有膨胀性。泥、页岩中微结构面发育，力学强度极低，属极软岩。系统分析了泥、页岩物理力学特性、水理特性、地球物理特征及基坑变形特征，并对参数选取原则和基础处理措施进行了论述。     

第三系泥岩隧洞围岩大变形成因及应对措施

围岩大变形是软岩隧洞建设中危及隧洞施工及长期安全的重大工程灾害之一。结合第三系泥岩隧洞出现的显著围岩大变形及支护结构破坏等现象的工程现场调查,通过开展围岩监测、室内试验及数值模拟等工作,获得了第三系泥岩隧洞围岩大变形的主要成因和发生机理。研究表明:触发该隧洞围岩大变形的主要因素是低岩石强度条件下隧洞开挖卸荷引起的塑性变形以及地下水对围岩的软化作用,围岩挤压膨胀变形和不同岩层间的非一致变形共同主导了支护结构的破坏;围岩大变形的发生机理主要体现在第三系泥岩洞段横穿一条常年流水的冲沟,加之隧洞中部透水性良好的砂砾岩层,使得隧洞开挖后围岩含水率显著增加,第三系泥岩遇水泥化、软化,强度显著降低并呈现出一定的膨胀性,最终促使围岩产生显著的大变形。在此认识的基础上,提出了提高钢拱架型号、增强钢拱架之间的纵向连接、增设底拱外八字锁脚锚管、施加初期支护与二次衬砌之间的聚乙烯缓释消能层等应对措施,实施后的现场监测结果表明,所提出的控制措施有效解决了第三系泥岩洞段开挖过程中的软岩大变形难题。     

广西河池红层泥岩力学特性的纳米压痕试验研究

为了系统表征广西河池地区红层泥岩中各矿物组分的力学性质,采用纳米压痕测试技术,测试了红层泥岩样品在4种峰值荷载下的力学性能,并结合X射线衍射仪和光学显微镜等设备,将每个测点结果依次对应到各矿物组分上。结果表明：广西河池地区红层泥岩内部具有高度的非均质性,主要成分以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主,所含矿物组分主要包括石英、斜长石、白云母等。黏土矿物和各种矿物组分呈紧密、无规律排列。单次纳米压痕试验的泥岩荷载-压入深度曲线的离散化程度较高,但每组荷载下的12个测点的平均最大压入深度和塑性变形满足荷载越大则压痕深度越大的基本规律。当峰值荷载较小时,泥岩中各测点的弹性模量和硬度体现了良好的线性相关性。泥岩中的石英成分强度最高,力学性能最好,斜长石次之;白云母和黏土矿物的力学性能最差。同时,红层泥岩内部表现为多孔隙、多裂缝结构,导致黏土矿物的平均弹性模量低于其他类岩石的水平,这也是导致红层泥岩易开裂、遇水易崩解的原因。     

自然氧化弱膨胀土的剪切破坏特征试验研究

膨胀土体材料在大气环境下自然氧化,其黏粒的化学成分、矿物组分和颗粒结构将发生变化。通过XRF成分检测及室内土工试验方法,研究了不同围压条件下原状土样与氧化土样的剪切变形破坏规律,用硬化系数量化分析了土样从压缩硬化过渡到压剪混合破坏模态的非线性软化特征。结果表明:原状土样氧化后抗剪指标有所增强,内摩擦角变化是抗剪强度增加的关键因素。原状土样和氧化土样的剪切破坏机制较为复杂,在试验设定加载条件下,可能发生鼓曲状压缩、硬化压缩、压剪混合或剪切滑移等各类破坏模态。硬化系数可对土样加载过程中的剪切应力应变关系曲线进行量化,体现压缩硬化向压剪混合及剪切软化破坏模态过渡的非线性变化特征。可为膨胀土氧化效应研究及其土体稳定性分析提供一定的理论参考。     

Study of the chemical composition of suspended particles in Lake Baikal

Samples of suspended material (solid particles) from Lake Baikal were analysed by using X‐ray fluorescence elemental analysis with the excitation of monochromatized synchrotron radiation (SRXFA, Novosibirsk, Russia) and electron probe X‐ray microanalysis (EPXMA, Antwerp, Belgium). The chemical composition of particles in different depths and basins of the lake is discussed. The chemical composition of the central parts of the lake are stable, but concentrations are higher in the southern basin, which is liable to pollution.