南水北调中线工程渠道膨胀岩塌滑体施工技术

南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩（土）试验段工程（潞王坟段）,位于南水北调中线工程总干渠第Ⅳ渠段,在新乡市潞王坟乡,长1．50km。膨胀岩（土）试验段工程（潞王坟段）渠道塌滑体施工在南水北调中线工程中具有一定代表性,其施工方法、质量和安全较难控制,文章以潞王坟试验段工程塌滑体为对象进行施工技术论述。     

土工格栅加筋结构处理膨胀岩渠道边坡施工技术

南水北调中线工程选取潞王坟试验段进行现场原型试验,针对中、弱性膨胀岩渠道边坡,采取了不同处理措施。土工格栅+膨胀岩开挖料换填处理措施是试验段应用的主要处理措施之一。探索和总结土工格栅加筋结构处理膨胀岩渠道边坡施工技术,对于指导和优化膨胀岩段渠道的设计和施工有重要意义。     

土工袋处理膨胀岩(土)渠道边坡施工技术

南水北调中线工程选取潞王坟试验段进行现场原型试验,针对中、弱性膨胀岩(土)渠道边坡,采取了不同处理技术。土工袋+膨胀岩(土)开挖料换填处理措施是试验段应用的主要处理措施之一。文章探索和总结了土工袋处理膨胀岩(土)渠道边坡施工技术,对于指导和优化膨胀岩(土)段渠道的设计和施工有重要意义。     

南水北调中线工程膨胀岩试验研究

在南水北调中线工程新乡潞王坟试验段内选取代表性岩层--强风化粘土岩和泥灰岩的原状样和扰动样,通过一系列土工试验,较全面地研究了膨胀岩的物理力学特性,为南水北调中线工程膨胀岩渠坡段的设计施工提供了科学依据.     

膨胀岩渠坡的变形破坏特点与稳定分析

在南水北调中线工程中,膨胀岩渠坡处理是总干渠的关键技术问题之一,现以潞王坟试验段滑坡为例,对膨胀岩的破坏模式进行了分析总结,指出膨胀岩渠坡受胀缩特性的影响普遍具有浅层性、渐近性、牵引性,同一位置多次滑动的特点。膨胀岩渠坡的稳定与岩性组合、地质构造、膨胀潜势等级等自然因素有关外,与开挖的边坡高度、边坡走向、岩体含水率的变化、卸荷后裂隙开展等边界条件密切相关,不利的组合为渠道边坡滑动创造了空间地质环境。对裸坡区的破坏进行模拟计算时,是否采用按大气影响带进行参数取值以及施加膨胀力等边界条件的设定,对膨胀岩渠坡稳定计算方法进行了探讨,为工程建设领域同类条件下的分析计算提供参考。     

土工格栅+膨胀岩开挖料处理措施施工成本分析

潞王坟试验段承担着南水北调工程膨胀岩(土)试验研究任务,目的是提供安全可靠、经济合理和有利于环保的技术措施,指导总干渠膨胀岩(土)段的大面积施工。对土工格栅+膨胀岩开挖料处理措施投入的人、材、机消耗量进行现场测算,真实分析施工成本情况,为优化技术方案提供依据。     

土工格栅在工程中的应用

文章以南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩(土)试验段工程(潞王坟段)土工格栅应用实例为主,重点介绍土工格栅应用原理、原材料指标的选择、施工工艺流程及设计施工控制重点。     

潞王坟膨胀岩试验段工程设计与施工研究

文章介绍了南水北调中线一期工程新乡潞王坟膨胀岩试验段工程设计与试验研究的重点内容,重点论述了膨胀岩不同渠坡处理措施的施工要点,指出了不同处理措施的适用条件,为南水北调中线工程膨胀岩渠坡处理措施的可靠性、经济合理性以及施工工艺控制等方面提供了依据和技术指导。     

南水北调中线混凝土滑模法人工衬砌施工浅议

渠道混凝土滑模法人工衬砌具有施工工艺简便,便于操作的特点。同时施工内在质量和混凝土衬砌外观质量也较易控制,是适用于渠道不连续断面、跨渠桥梁占压和圆弧段的一种施工方法。文章结合南水北调中线总干渠膨胀岩（土）潞王坟试验段第IV渠段施工布置、渠道混凝土滑模法衬砌施工方法,论述了渠道混凝土滑模法人工衬砌配合渠道机械化衬砌,既可加快工程进度又可以保证工程质量,具有类似工程的推广应用价值。     

南水北调膨胀岩(土)试验段回填处理施工成本分析

潞王坟试验段承担着南水北调工程膨胀岩(土)试验研究的任务,目的是提供安全可靠、经济合理和有利于环保的措施,指导总干渠膨胀岩(土)渠段的大面积施工。对由于实验需要造成的超常规、超定额工序的人、材、机消耗量进行现场测算,真实反映施工成本情况,方能为决策提供依据。     

李家坪隧道膨胀性围岩力学特性试验及塌方原因分析

为研究三淅高速公路李家坪隧道膨胀土软弱围岩性质,通过三轴强度试验和膨胀特性实验等室内试验研究了含水率、干密度对膨胀土三轴强度的影响。试验结果表明:含水率和干密度对膨胀土强度影响较大,对黏聚力的影响尤为显著,但在膨胀土的干密度较大时,干密度对内摩擦角的影响不明显。较小初始含水率的膨胀土吸水膨胀时将产生非常大的膨胀率和膨胀力,因此,工程上应对膨胀土区域采取防渗措施。此外,根据收敛约束法的理念推导了膨胀土围岩特征曲线,结果表明含水率的变化会使围岩压力发生很大变化。基于此,进一步分析了李家坪隧道塌方冒顶的原因,雨季施工造成膨胀土含水量增大,产生巨大的膨胀力,而支护体系薄弱,造成隧道冒顶塌方。     

膨胀岩渠坡变形和破坏特征研究

膨胀岩的边坡稳定主要受地层岩性、地质结构和构造、膨胀等级、地下水环境等因素控制,由于岩和土的生成历史不同,导致它们的矿物成分、胶结强度也有所不同。根据南水北调中线工程新乡潞王坟膨胀岩现场试验段裸坡试验区的人工降雨试验,分析了膨胀岩渠坡的变形和滑动特征。试验成果显示：膨胀岩渠坡的变形和破坏特征主要表现为雨淋沟、坡面隆起和局部浅层滑动;造成破坏的主要外在因素是施工卸荷、干旱 半干旱气候和降雨。研究成果为膨胀岩渠坡设计和破坏机理的分析提供了基础。     

土工合成材料在南水北调膨胀岩渠坡加固中的应用

重点介绍了土工格栅、土工袋 2 种土工合成材料在南水北调中线工程膨胀岩渠段渠坡处理工程中的应用情况、施工工艺等,结合现场原位试验对 2 种工程处理措施的效果进行了初步的探讨。研究结果认为, 2 种处理措施均对膨胀岩渠坡有一定的保护作用,土工格栅加筋处理措施的防渗性能和抑制膨胀变形的效果更好。     

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。     

膨胀岩处理措施合理性研究

为研究换填黏土处理措施抑制膨胀岩膨胀的作用,采用英国GDS公司的动三轴试验系统进行了邯郸膨胀岩吸湿膨胀的三轴试验,在试验结果的基础上提出了膨胀岩三轴非线性膨胀本构的具体公式,并采用有限元法对膨胀岩渠道处理措施换填黏土的厚度进行了探讨,结果表明,对于邯郸强膨胀岩来说,2m的处理层厚度是比较合适的,能够有效抑制膨胀岩膨胀,满足实际工程的需要。     

水泥改性土削坡弃料利用问题研究

水泥改性土换填处理膨胀土边坡施工时,需要超填形成台阶状边坡再按照一定坡比削坡成型,由此,将产生大量的水泥改性土削坡料,如果直接废弃,既会造成浪费又会大量占地。为解决水泥改性土削坡弃料的再利用的问题,在南水北调中线工程水泥改性土填筑施工现场,分别对中膨胀改性土料(水泥掺量6%)和弱膨胀土改性土料(水泥掺量3%)的削坡弃料进行取样试验,通过测试改性土弃料的压实、强度、胀缩和渗透特性等,分析改性土弃料再次作为填料的可能性。研究结果表明,水泥改性土削坡弃料膨胀性、物理特性、强度和变形性能均满足填筑土料要求,仅需要更大的压实功即能达到预期的效果,水泥改性土削坡弃料可以作为改性填料使用。     

饱和与非饱和膨胀岩剪切特性试验研究

为了研究膨胀岩的剪切强度特性,通过直剪与三轴试验对新疆某地区典型膨胀岩分别在非饱和状态与饱和状态下的强度参数进行研究,并对其在重塑后饱和状态下经不同剪切次数下的残余强度以及在不同干湿循环次数下的裂隙强度进行研究,研究发现小型直剪的摩擦角比中型直剪的摩擦角大,而粘聚力变化不大。饱和状态下的残余强度与裂隙充分饱和强度相差不大,故也可用其作为裂隙发育区的强度指标近似值。更多还原     

红层软岩膨胀力学特性试验研究

红层地区岩体膨胀变形现象显著。为研究红层软岩膨胀力学性能,采用YYP-50型岩石膨胀压力试验仪和岩石自由膨胀率试验仪对某隧洞区5种不同岩性的红层软岩进行室内膨胀特性试验,并通过pH计测定了膨胀压力试验前后水溶液的pH值。试验结果表明:该隧洞区5种红层软岩的平均膨胀压力差异明显,最低为175.13 kPa,最高可达2 080.16 kPa,膨胀力的对数与膨胀应变呈线性增长关系,膨胀压力与干密度、吸水率皆呈正相关,与初始含水率呈负相关;膨胀压力试验后5种软岩的水溶液pH值均大于7,且不同地层水溶液pH值变化率不同,膨胀压力的大小与pH值及其变化率呈正相关;5种软岩的平均自由膨胀率相对较大,纵向、径向最高可达40.8%和32.4%,平均膨胀压力与平均自由膨胀率表现出指数增长趋势。研究成果可为今后膨胀岩地区工程建设提供一定的理论支撑。     

膨胀岩本构关系及其参数研究

为研究膨胀岩的本构关系及其参数,选取南水北调中线工程新乡段泥灰岩和黏土岩 2 种代表性的膨胀岩,进行了三轴饱和固结排水剪切试验。通过邓肯非线性弹性模型,即 E- μ模型与 E-B 模型,对膨胀岩本构关系进行参数计算及曲线拟合对比,评价不同本构模型在膨胀岩本构关系研究中的优劣及适用性;并对新乡膨胀岩提出科学的本构参数推荐值,为该地区膨胀岩渠坡或类似的膨胀岩工程施工设计提供基本依据。     

南水北调中线工程中的膨胀土研究

The main canal of the Middle Route Project of South-to-North Water Transfer totals more than 1 240 km in length. In Henan Province and Hebei Province, there will be a section of more than 120 km passing through an expansive soils area. Expansive soils is a special kind of tenacious clay, which swells when meeting with water and shrinks when losing water. With complicated mechanical properties, it changes with the variation of water content. As a result, expansive soils become the key object of study on unsaturated soils mechanics for the project. From the status of study on unsaturated soils at home and abroad, this paper covers an analysis on stability analysis method of expansive soils slope, determination of expansive soils strength, rational design of canal slope ratio and support, and forecast of landslide for the Middle Route Project of South-to-North Water Transfer.