东深供水工程高边坡结构特征及其膨胀性研究

通过对东深供水工程金湖高边坡泥质软岩的结构特征和膨胀性的研究,初步分析了泥质软岩的宏观和微观结构特征、矿物成分、膨胀特性,讨论了不同膨胀势的判别准则对泥质软岩膨胀性判别结果的影响.并通过分析岩土体结构面强度(残余强度)衰减和开挖卸荷膨胀引起的强度弱化,来反映土体结构和膨胀性对岩土体工程性质的影响.结果表明,这种分析方法能较好地体现风化泥质软岩结构特征和膨胀性对高边坡稳定的影响.     

南水北调中线工程河南段软岩工程地质特性

南水北调中线工程总干渠河南渠段黄河北上第三系软岩主要为泥灰岩,次为粘土岩、粉砂岩,本文针对泥上第三系软膨胀岩在河南渠段黄河北分布段,选代表性地点,取岩样试验,并对其工程地质特性进行分析,论述了岩石的强度与风化程度的关系、岩石的膨胀性对工程的危害,为南水北调中线工程总干渠河南渠段黄河北渠道及建筑物的设计、施工提供了地质依据。     

南水北调中线工程河南段软岩工程地质特性

南水北调中线工程总干渠河南渠段黄河北上第三系软岩主要为泥灰岩,次为粘土岩、粉砂岩,本文针对泥上第三系软膨胀岩在河南渠段黄河北分布段,选代表性地点,取岩样试验,并对其工程地质特性进行分析,论述了岩石的强度与风化程度的关系、岩石的膨胀性对工程的危害,为南水北调中线工程总干渠河南渠段黄河北渠道及建筑物的设计、施工提供了地质依...     

万家寨引黄入晋工程泥质膨胀岩工程地质研究

引黄入晋工程南干线7^#隧洞有33km长的碎屑岩洞段，其间的部分泥质岩夹层具有膨胀性。论述了影响泥质岩膨胀性的主要因素和泥质岩膨胀势的划分标准；分析和研究了引黄入晋工程区段泥质膨胀岩的工程特性及其分布规律，并讨论了泥质膨胀岩隧洞的工程对策。     

膨胀岩湿化崩解特性及膨胀性快速鉴别研究

湿化崩解是膨胀岩的一个重要特性,崩解性是由其膨胀性等级、含水率、结构特征以及矿物成分等决定的。为了解南水北调中线工程南阳地区膨胀岩湿化崩解特性,进行了现场取样和室内试验。介绍了膨胀岩湿化崩解特性的试验方法和试验过程,重点研究了膨胀性等级和含水率对膨胀岩湿化崩解特性的影响,讨论了不同膨胀性等级的膨胀岩湿化崩解特征。在大量试验分析、研究的基础上,提出了以湿化崩解特征作为初判指标,实现了对南阳地区膨胀岩膨胀性等级的快速鉴别。     

滇中红层软岩工程地质特性研究

文章对滇中红层软岩的地质特征、物质组成、物理力学特征、水理特性及变形特征等进行了深入研究,得出红层软岩抗压强度低,随着黏土矿物及泥质含量的增加,物理力学性质逐渐降低,滇中红层软岩以弱膨胀—中等膨胀为主,局部具有强膨胀性的结论。通过在不同荷载下进行的流变试验,建立了红层软岩在非变加速、变加速时期压缩蠕变位移量与时间的关系式,试验表明红层软岩蠕变效应明显,各项物理力学指标明显降低。根据以上一系列的试验分析研究,从整体上把握了滇中红层软岩的工程地质特性,为开展深埋长隧洞等地下工程的设计、施工及运营提供理论依据。     

降雨条件下膨胀岩边坡失稳数值模拟研究

为了揭示膨胀岩边坡破坏机理,采用流固耦合的非线性有限元分析方法,对膨胀岩边坡降雨失稳现场试验进行了数值模拟研究,改进了膨胀岩边坡稳定分析技术,使之能考虑膨胀岩的膨胀性、裂隙性,以及非饱和膨胀岩的吸湿软化特性。数值计算结果表明:非饱和膨胀岩的吸湿软化特性是膨胀岩边坡渐进性破坏的主要原因,膨胀性进一步加剧了这种影响;大气影响带膨胀岩的风化和干湿循环影响导致的浅层裂隙,是膨胀岩边坡浅层滑动的根源。     

青海省永丰水库大坝设计

由于前期工作特别是地质勘察工作精度不够,坝址比选不够充分,选定坝址区基岩主要为砂质泥岩板岩等软岩,抗风化能力很弱,风化残积层深厚,右坝肩有大规模的倾倒变形岩体,基岩十分破碎,施工过程中结合工程技施设计及设计变更,逐一解决了工程建设中出现的种种问题.     

构皮滩水电站坝址区软岩特性及处理技术

构皮滩水电站坝址区软岩分布范围较广。软岩段围岩不稳定或极不稳定,自稳时间短,成洞条件差。根据软岩特性与计算分析,提出了"短进尺、弱爆破、及时支护"的开挖与支护原则,在运用各种试验与监测手段查明软岩的特性、分布及变形规律的基础上,施工中采取分层开挖、多期支护等合理的开挖程序与工艺,以及支护措施,成功克服了软岩成洞条件差、安全风险大等工程难题。     

南水北调中线强膨胀土微观结构特征及工程特性

以南水北调中线工程河南南阳强膨胀土渠段为例,针对强膨胀土体开展了微观结构研究,并就土体微观结构对其工程特性的影响规律进行了探讨。研究结果表明,南阳段强膨胀土(岩)微观结构单元以扁平状颗粒聚集体和片状颗粒为主,多呈封闭式絮凝结构,蒙脱石聚合体是土体具有膨胀性的原因;强膨胀土中不规则片状黏土矿物含量及封闭式絮凝结构的强弱与膨胀性存在线性关系;强膨胀土(岩)中微裂隙、孔隙对孔隙率的影响是非线性的,但对宏观结构面有控制性作用。     

软岩与水相互作用研究综述

软岩是一类松散、破碎、软弱及风化膨胀性的强度较低的岩石,在水环境作用下软岩易产生大变形失稳破坏。大多数岩土工程事故都涉及到软岩与水的相互作用,研究软岩与水相互作用对于分析某些由软岩失稳引起的工程事故具有重要的理论和现实意义。针对软岩与水相互作用这一问题,从软岩与水相互作用的分类、软岩吸水特性的影响因素及其软岩吸水失稳机理等方面,对国内外具有代表性的研究成果进行了梳理。结果表明:软岩与水相互作用可分为力学作用、物理作用和化学作用。在各种影响软岩吸水特性的因素中,主要因素是黏土矿物的含量和种类、孔隙结构,其他影响因素有水压变化、软岩的干湿循环次数、软岩的块体尺度(尺度效应)和吸水时间等。软岩吸水失稳的根本原因是吸水后黏土矿物微观结构发生变化,而是否含蒙脱石等吸水性极强的黏土矿物并非直接原因;后者只是对软岩吸水过程起到促进作用。     

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口软岩高边坡稳定设计

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口高边坡最大高度为113 m,边坡岩体易风化、遇水软化,岩石饱和抗压强度仅0.8 MPa。在经常遭遇高烈度地震、常年受水体淹没浸泡且每年都经历水位大幅升降的情况下保证百米级软岩边坡稳定,是设计中的难题。考虑左侧边坡开口线附近是阶地,边坡设计采取以开挖为主的"强开挖、弱支护"设计原则,即用缓于岩石水下稳定边坡坡比开挖,确保边坡在地震、岩石饱和状态及水位降落工况下均不会整体失稳。针对岩石易风化软化特点,要求开挖后立即素喷混凝土保护岩石,减少岩石暴露时间,随后挂网喷锚支护控制边坡局部掉块和表层滑动,运行时控制水库水位消落,以保障边坡安全。研究结果为其他强震区临水软岩高边坡设计提供了参考。     

卡里巴电站南岸扩机工程岩体特性综合测井试验

利用测井技术研究水电工程岩体结构和质量已被证明为一种可靠的方法。为评价卡里巴电站南岸扩机工程Sd01部位、进水口闸门井和进水口上游围堰岩体地质条件和结构特性,基于声学与光学测井技术开展了相关部位的现场试验研究,获得了上述部位的覆盖层厚度、基岩风化特征、基岩裂隙发育情况和基岩波速分布特性。试验结果表明:上述部位的水位分别为11.7,13.1,14.1~16.5 m;平均波速分别为3 200,3 500,2 000 m/s;覆盖层厚度分别为21,26,>30 m;Sd01部位和闸门井岩体较完整,主要裂隙统计分别为12条和11条;上游围堰岩体较破碎,强风化。     

南水北调中线膨胀岩膨胀特性试验研究

南水北调工程中经常遇到膨胀岩,膨胀岩的膨胀性对膨胀岩开挖料的循环再利用以及膨胀岩地区换填土的施工都有很大的影响。针对这个问题,对南水北调中线膨胀岩进行了膨胀性试验研究。试验结果表明:存在一含水率拐点,当膨胀岩的初始含水率小于拐点含水率时,其膨胀率随时间的关系曲线分为4个阶段:直线匀速膨胀阶段、直线快速膨胀阶段、减速膨胀阶段、膨胀缓慢稳定阶段。其中直线快速膨胀阶段其膨胀速度大于直线匀速膨胀阶段膨胀岩的膨胀速度。当膨胀岩的起始含水率大于拐点含水率时,其膨胀率随时间的关系曲线将没有直线匀速膨胀阶段,只有后面3个阶段。随着初始含水率的增加,膨胀岩的膨胀率逐渐减小。但是不同的膨胀岩试样初始含水率与膨胀率之间的关系曲线不同。随着上覆压力的增大,膨胀岩膨胀率逐渐减小。当超过某一压力时,岩样不但不会膨胀,反而会被压缩。这一试验结果,可为对膨胀岩地区的施工提供一定参考依据。     

水岩作用下裂隙岩体变形特性试验研究

为了解水岩作用对完整岩体及损伤裂隙岩体变形特性的影响,在一定应力状态下将岩样预压损伤后,分别在0 MPa、0.4 MPa、0.8 MPa的水压力缸中密封浸泡30 d再进行重复加载破坏试验。试验结果表明:经预压破坏后,未浸水的裂隙岩样在不同围压下再次加载至完全破坏时,极限应变变化幅度较小,低于7%,弹性模量降低12%~23%,变形模量降低3%~5%,极限应变、模量变化与围压之间没有明显关系;压力水浸泡对岩体软化作用明显,经预压破坏含有裂隙的岩体,浸泡后再次加载时,极限应变增加0%~37%,弹性模量降低28%~61%,变形模量降低32%~57%。相同围压下,含预压裂隙岩样在浸泡后的强度相比完整岩样未浸水时有较大幅度的下降。比较不同水压浸泡后裂隙岩样,随着浸泡水压的增大,岩样强度降低程度越大;随着围压的增大,岩样强度随水压增大降低的程度逐渐减小。含预压裂隙岩样若不考虑压力水浸泡作用,第二次加载强度与第一次加载相比亦有所降低,围压越大,降低程度越小,裂纹对岩体强度的影响越小。与"完整"岩体相比,裂隙岩体对水软化作用更加敏感,长期浸泡后岩体力学性质弱化明显,更易产生不稳定问题。     

大地电磁测深法在深埋隧洞勘察中的应用

针对大深埋超长越岭隧洞埋深大、地质与水文地质条件复杂、地面自然条件复杂严苛等问题,为了在隧洞建设中现场勘察隧洞沿线的工程地质条件和水文地质特征,选择对地形适应性较强、探测深度大、具有一定探测精度的大地电磁测深法,结合部分隧洞工程勘察实例分析了不同岩性、断裂构造特征、岩体富水性和围岩类别的电磁特性,并利用施工开挖和钻探等方法对勘察精度和可靠性进行比较。据此,总结提出了判别标准,同时也分析了该方法的适用条件和局限。结果表明:电阻率很低的软岩岩体富水性一般较强,硬岩地下水活动强烈的岩体电阻率主要受地下水性质控制,岩石强度和完整性的影响微弱。随着埋深加大地应力会逐渐提高,岩体压密导致电阻率逐渐提高,不宜采用浅部的电阻率指标判断深部岩体的富水性。软岩Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩按电阻率分类标准分别为200Ω·m、50~200Ω·m、50Ω·m;硬岩优于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩按电阻率分类标准分别为5 000Ω·m、1 000~5 000Ω·m、100~1 000Ω·m、100Ω·m。大地电磁测深法是深埋地下工程较为有效的勘察手段,可供类似隧洞工程参考借鉴。     

纪村水电站坝基水质特征分析

库水在向坝基运移的过程中，所产生的水与坝基岩石之间，水与帷幕及混凝土之间的物理化学作用，导致形成不同的坝基水质特征，依据多年来的水质分析资料，深入地论证纪村大坝坝基水化学特征，得出的结论是；多次工程处理效果明显；酸性库水对坝基岩层已不具侵蚀性，但要防治坝前淤泥层水及两侧土坝坝体水对岩层的侵蚀。     

岩体裂隙网络非线性渗流分析

裂隙中水流为紊流状态时，流量与水力坡度呈非线性关系，不再满足线性的立方定律，以岩体裂隙网络中结点的水量平衡来建立岩体裂缝网络非线性渗流控制方程式，提出矩阵求解方法和迭代运算步骤，并给出应用算例与验证。算例结果表明，不能采用岩体裂隙网络线性渗流规律来代替岩体裂隙网络非线性渗流规律。     

软岩料填筑面板堆石坝的流变和湿化效应研究

为了研究不同时期下软岩料流变及湿化效应对面板堆石坝的应力及变形影响。对比软岩料的流变和湿化模型,分析已有的软岩料流变、湿化效应的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按大坝的不同时期和是否考虑流变、湿化效应制定了4种计算工况,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,通过对比分析4种工况的计算结果,系统总结了软岩料的流变、湿化效应对软岩料填筑面板坝在竣工期和蓄水期应力变形的影响规律。结果表明:无论是竣工期还是蓄水期,在考虑流变和湿化后,大坝横断面最大垂直位移、水平位移、大主应力均有显著的增加,但相对而言在蓄水期增加的更多。可见软岩料的流变和湿化效应对软岩料填筑面板坝应力变形有较大的影响,且在蓄水期影响更加明显。     

基于强度折减法的花石崖危岩体稳定因素数值分析

危岩体一般处于非稳定或极限平衡状态,影响危岩体稳定的因素很多,而地质勘探往往难以给出危岩体的准确参数。以金沙江花石崖危岩体为例,主要考虑了危岩体裂缝位置和深度、裂缝中水压力大小、危岩体强度参数以及危岩体下部软弱岩层参数等因素。使用FLAC~(3D)软件基于强度折减法计算分析各因素变化对危岩体安全系数的影响。对比计算分析结果表明,裂隙水压力和危岩体下部软弱岩层参数对危岩体稳定影响较大,在危岩体治理中应加固下部软弱岩层以及封闭上部裂缝,防止雨水汇集。