酸对云冈石窟砂岩的劣化作用试验研究

云冈石窟所处的山西省大同市是我国重要的产煤区和煤化工基地,空气污染导致窟区内SO₂浓度超标。云冈石窟砂岩主要成分中的长石及钙质胶结物,对酸的作用极其敏感。为模拟硫酸对云冈石窟洞窟岩石的劣化作用,设计了硫酸浸泡劣化试验。通过测量不同pH值硫酸溶液浸泡的砂岩岩样的质量、波速以及溶液的pH值,并对比腐蚀前后岩样的抗压强度、物质结构,来研究硫酸对石窟岩石的破坏机理及其规律。结果表明:酸对此类钙质胶结砂岩的破坏非常迅速,且主要破坏岩石的钙质胶结物;随着反应次数的增加,波速明显降低;酸对岩样表层的作用特别严重;随着胶结物的丧失,岩石强度降低明显。     

玛纳斯河一级水电站引水隧洞的设计与施工

在第四纪弱胶结地层中建造较大断面的无压隧洞,国内的工程实践经验并不多.建造在第四纪西域砾岩(Q1)地层中的新疆玛纳斯河一级水电站引水隧洞,在勘测、设计、施工等方面的经验,可供类似工程参考.     

榆神工业园区引水工程黄河万镇断面的泥沙特征分析

通过水文比拟法、插值法等方法,分析黄河万镇断面的年输沙总量、含沙量等泥沙特征,根据计算分析得出:吴堡站水文比拟法计算结果最大,取水口万镇断面多年平均年输沙量为23605万t,多年平均含沙量为10.9 kg/m3;以温家川站分析结果作为取水口断面的设计值,即多年平均的小于0.05 mm的泥沙含量为83%,中值粒径为0.01 mm,平均粒径为0.027 mm;春汛、伏汛中值粒径分别为0.033 mm、0.015 mm,平均粒径分别为0.059 mm、0.030 mm;径流泥沙资料序列的长短对设计流量过程的影响小于设计泥沙过程。在工程设计中,应根据各个系列的优缺点,在工程调节时使用10年、20年、37年三个系列分别调节。     

颗粒粒径对微生物固化珊瑚砂的影响

为了确定微生物固化珊瑚砂的最佳粒径范围,提高固化效果,选取5组不同单一粒径的珊瑚砂试样进行微生物固化试验,通过固化后珊瑚砂试样的表观特征分析、渗透性改变对比,以及利用环境扫描电镜对固化后的珊瑚砂颗粒进行微观扫描,以此综合分析颗粒粒径对微生物固化珊瑚砂的影响。试验表明,中等粒径（0．075mm～2mm）的珊瑚砂试样固化效果较好,特别是中砂（0．25mm～0．5mm）试样,经固化后整体性最好,无侧限抗压强度达到2．61 MPa ,经微观照片显示,珊瑚砂颗粒表面被一层形状不规则且带棱角的碳酸钙结晶包裹,这些结晶填充了颗粒之间的部分孔隙;粗粒径（大于2 mm）和细粒径（小于0．075 mm ）的珊瑚砂试样,由于其颗粒间孔隙和渗透性等因素导致固化效果较差。     

渭河临潼河段河床物质层理淤积结构分析

在分析渭河临潼河段渭淤20—27断面河床组成特点的基础上,对典型断面河床物质的层理结构特征、层理淤积结构的成因进行了分析。结果表明:①1960—2009年河段累计淤积泥沙0.728 7亿m3,其中汛期淤积0.838 7亿m3,非汛期冲刷0.110 0亿m3,河槽淤积0.214 0亿m3,滩地淤积0.514 7亿m3;②河槽部分多年平均河床质中值粒径为0.098 1～1.252 8 mm,滩地部分为0.036 8～0.079 7 mm;③渭河高漫滩从上至下呈上粗下细的二元结构特征,按沉积相可分为漫滩相沉积物与主槽沉积物,渭淤24—26断面河床物质主要为粉土、粉质黏土、沙砾石、圆砾,粉质黏土层中0.010 mm以下的细颗粒含量为20.0%～42.5%;④临潼、咸阳、张家山三站悬移质年均中值粒径均呈细化趋势,悬移质0.025、0.010 mm以下沙重百分数明显增大;⑤临潼河段河床物质层理结构是来沙级配差异并产生淤积而形成的,形成粉质黏土层的泥沙可能来源于渭河咸阳或泾河张家山以上的不同区域。     

砂土体微生物固结的微观及力学特性研究

渗漏和坡岸崩塌是水利工程中常见病害,直接威胁工程运行安全。通过对4种不同粒径砂柱进行生物固结试验表明,生物固结方法能快速大幅度降低多孔介质渗透性,粒径较大的砂柱内部具有良好的营养物质输送通道,渗透系数下降速率相对较高。剪切试验结果表明,经生物固结处理后砂柱的抗剪强度有了明显提升,但未发现强度变化与砂样粒径之间存在任何明显的内在联系。由此可见,砂样强度的提高与钙质沉积的个体差异有关,同时强度的提高不仅和钙质沉积量有关,也与砂粒之间的胶结形式相关。微观研究结果表明,小粒径砂柱与大粒径砂柱内部钙质沉积形式有着显著差异,相对小粒径砂柱而言,钙质沉积在大粒径砂柱表面的分布较为凌乱,并非均匀附着。EDS能谱仪分析结果表明,砂柱内部固结物质主要成分为碳酸钙,并附有少量其他杂质。     

酸雨对滑坡土体抗剪强度参数影响试验研究

以三峡库区酸雨对滑坡土体抗剪强度参数的影响为背景,阐述了国内特别是三峡库区酸雨特 性,并配置一定pH值的盐酸溶液浸泡滑坡土体模拟酸雨对土体的作用,采用室内直接剪切试验,研 究了饱和重塑滑坡体土体经历不同浸泡酸化时间的抗剪强度参数变化规律。     

低渗灰岩水井常规酸酸化增产工作液的实验研究

利用有机酸缓速、低腐蚀的优点,与盐酸配合形成主酸,结合缓蚀剂等添加剂形成了一套适合于低渗灰岩水井的常规酸酸化工作液体系。通过对秭归县宝塔组灰岩的物化性能分析、静态溶蚀率、岩心酸化流动和静态腐蚀等实验,对该工作液体系进行了综合评价。结果表明:盐酸对岩粉0. 5、1. 0和1. 5 h的平均溶蚀率为95. 1%,乙酸对岩粉1. 5、3. 0和4. 5 h的平均溶蚀率为83. 5%,"8%盐酸+6%乙酸"在4. 5 h后对岩粉的溶蚀率为97. 0%;经"8%盐酸+6%乙酸"酸化后,宝塔组灰岩的岩心渗透率增加了270～1300倍;当酸液注入速度为1 m L/min时,酸液突破体积最小,为343. 6 PV(孔隙体积倍数);咪唑啉类缓蚀剂可同时作为缓速剂和缓蚀剂使用,能减缓酸液与灰岩的反应速度,并减少对钻具的腐蚀。该工作液体系可有效增大灰岩含水层的渗透率,从而提高水井产量,有助于解决部分缺水地区的民生地质问题。     

小净距隧道施工顺序FLAC3D模拟分析

第三系灵山组砾岩胶结程度较差,且软硬不均,该地层中修建水工隧洞难度颇大.保定市大水系湾子隧洞主洞全长4468m,在第三系地层中修建如此规模的隧洞在河北省尚属首例.煤矿悬臂式非全断面掘进机在该工程中的应用.为水工隧洞施工提供了新思路和成功范例.以此为例,说明在第三系砾岩等类似特殊地质条件下修建水工隧洞,在满足相关规范的基...     

软硬不均砾岩水工隧洞项目若干问题分析

第三系灵山组砾岩胶结程度较差,且软硬不均,该地层中修建水工隧洞难度颇大.保定市大水系湾子隧洞主洞全长4468m,在第三系地层中修建如此规模的隧洞在河北省尚属首例.煤矿悬臂式非全断面掘进机在该工程中的应用.为水工隧洞施工提供了新思路和成功范例.以此为例,说明在第三系砾岩等类似特殊地质条件下修建水工隧洞,在满足相关规范的基...     

棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计

为满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求,研制了一种具有轻质、高强并兼具一定渗透性的棉秆纤维EPS颗粒轻量土作为路基换填材料。该轻量土由棉秆纤维、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥、黄土和水混合而成。通过室内试验对不同棉秆纤维掺量及长度、不同EPS颗粒掺量及粒径、不同水泥掺量轻量土的密度、强度、变形和渗透性进行研究,进而设计棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比。结果表明:轻量土各成分中,EPS掺量和水泥掺量对轻量土密度的影响最大;水泥掺量与轻量土强度之间为正相关关系,与渗透系数之间为负相关关系;EPS掺量和粒径与轻量土强度之间为负相关关系,与渗透系数之间为正相关关系;棉秆纤维的加入改善了轻量土的塑性性能,并使轻量土的渗透性有一定程度的提高。各因素对轻量土强度影响的大小顺序为:水泥掺量>EPS掺量和粒径>棉秆纤维掺量和长度。满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求的棉秆纤维EPS颗粒轻量土最优配合比为:黄土∶棉秆纤维(长度9 mm)∶EPS颗粒(粒径0.5～1.0 mm)∶水泥∶水=1 000∶4∶18∶35∶400。     

胶粒混凝土耐久性试验研究

胶粒混凝土作为新型材料有着广阔应用前景,但由于对其耐久性研究不足,在很多工程中难以推广应用。本试验以C20普通混凝土为基准,采用三因素(水灰比、胶粒掺量、胶粒粒径)三水平正交设计试验,通过相对性抗渗和冻融试验试验,研究三因素对混凝土抗渗性和抗冻性的影响规律。试验结果表明:胶粒粒径对混凝土抗渗性影响最大,且随着胶粒粒径增大,抗渗性呈间歇性变化,粒径为1.18~2.36 mm时抗渗性最好。加入胶粒对动弹性模量有一定影响,但不会影响其抗冻等级。动弹模量随着胶粒掺量增大而减小,随着胶粒粒径的增大呈先增后减的趋势,最佳水平为1.18~2.36 mm。加入胶粒能明显改善其冻融质量损失率,质量损失率随着胶粒掺量的增大呈间歇性变化,掺量为15%时,质量损失率明显优于基准混凝土。胶粒掺量对混凝土抗冻性影响最大,最优掺量值大约在15%~30%。     

粒径对膨胀土无荷膨胀率的影响研究

为了研究粒径大小对重塑土无荷膨胀率试验结果的影响,在符合现有规范的试验条件下,将某地基泥岩碾碎成1~2 mm、0.1~1 mm、0.1 mm的三种不同粒径,进行不同比例组合搭配的重塑土无荷膨胀率试验。试验结果表明:不同粒径大小的膨胀土样的无荷膨胀率试验结果有很大差异,并且不同粒径组合下的无荷膨胀率试验结果呈正态分布趋势,且峰值处的无荷膨胀率值为该重塑土稳定、可靠的无荷膨胀率值,无荷膨胀率试验结果接近峰值处无荷膨胀率值的粒径级配为该重塑土的最佳级配。经过分析得到使重塑土无荷膨胀率结果稳定、可靠的粒径级配是1~2 mm、0.1~1 mm、0.1 mm的土粒质量比为0∶100∶0,即使重塑土无荷膨胀率试验结果稳定可靠的粒径范围为0.1~1 mm。在该粒径范围内的重塑土无荷膨胀率试验结果最为真实、准确。     

低黏土矿物含量泥岩的自由膨胀率试验研究

针对现有规范中自由膨胀率试验方法存在的不足之处,为了在规范基础之上得到更为精准且具有代表性的自由膨胀率试验结果,在满足规范试验要求的基础之上,将某工程地基中的低黏土矿物泥岩碾碎,把0.5~0.25 mm、0.25~0.1 mm、0.1 mm三种粒径范围的碾碎泥岩按照不同的质量比例组合搭配完成自由膨胀率试验。结果表明:对于同一种土样,依据规范完成的自由膨胀率试验可能会因为试验人员、操作过程等原因导致级配不同,进而出现千差万别的试验结果,且结果符合正态分布。通过分析建议使用以上三种粒径范围质量比为60∶40∶0、40∶20∶40、20∶20∶60的级配进行自由膨胀率试验。验证发现,建议级配的试验结果能够与各指标更加同步、准确地判别膨胀土。试验成果可为进一步完善工程地质相关规范提供借鉴。     

考虑颗粒破碎的钙质砂压缩特性试验研究

针对钙质砂的颗粒破碎与压缩变形问题,开展了不同含水率条件下的钙质砂侧限压缩试验,分析了粒径、含水率对颗粒破碎和压缩变形的影响规律。试验结果表明:粒径越大,钙质砂颗粒越容易破碎,由此引发的形变越大;不同含水率条件下,颗粒破碎机制不同,当处于低含水率条件下时,颗粒破碎随含水率的增加而加剧,当处于高含水率条件下时,颗粒破碎随含水率的增加而减弱;含水率对压缩变形影响显著,不同含水率条件下的钙质砂压缩性不同。     

苗尾水电站砾质土心墙堆石坝反滤Ⅰ料静力特性试验研究

从优化苗尾水电站砾质土心墙堆石坝反滤Ⅰ料中小于0.075 mm颗粒含量控制指标的工程需要出发,开展了关于反滤Ⅰ料中小于0.075 mm颗粒含量控制指标的系列静力特性试验,分析了将小于0.075 mm颗粒含量控制指标从5%优化至8%以后的渗透特性、固结特性、三轴静力剪切特性和反滤协调特性。结果表明:反滤Ⅰ料渗透系数可满足设计要求,应力~应变曲线具有非线性、压硬性和弹塑性等一般规律,基本符合邓肯—张模型;优化反滤Ⅰ料中小于0.075 mm细料含量对于提高反滤料与心墙及堆石料的变形协调能力是有利的;在坝体填筑期间适量洒水能够提高反滤Ⅰ料的压实干密度,减少浸润线以下的坝体由于浸水引起的附加变形,且反滤Ⅱ料能够对反滤Ⅰ料起到明显的反滤保护作用;将反滤Ⅰ料中小于0.075 mm细料含量控制指标从5%优化至8%从静力力学特性分析是完全可行的,但是对于其动力及震动液化特性还需要进一步深入研究。     

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。     

硅藻土对上海潮土和黄泥土耕作性能改良的试验研究

采用硅藻土对上海两种农业土进行改良试验研究,分析了不同硅藻土体积比对上海潮土和黄泥土稠度指标、水稳定性大团聚体含量和击实性能的影响。试验表明:塑、液限值与硅藻土含量相关系数为0.981*、0.971*,并且硅藻土对塑、液限的影响与土的粘性聚合体含量成反比;硅藻土可以明显增加两种土中粒径大于0.25 mm的大团聚体的含量;硅藻土可以显著提高两种土的最优含水率并降低最大干密度,且相关性系数分别为0.993*、-0.999**。由此说明,硅藻土可以提高上海农业土的疏松度和保水性能。     

近松散层突水涌砂诱发的沉降试验研究

针对近松散层突水、涌砂诱发的沉降问题,设计了一套可以改变涌口直径模拟砂、水涌出的可视化试验装置,对粒径0.075 mm~2 mm标准砂、5 mm~10 mm粗砂构成的砂体,在不同涌口尺寸及不同水力比降下突水、涌砂诱发的沉降规律进行了研究。试验结果表明:细颗粒含量87%、粗颗粒含量13%组成的砂体,当涌口直径大于8 mm时,砂体会发生沉降;继续增大涌口直径,大于16 mm后,砂体会发生溃砂;细颗粒含量60%、粗颗粒含量40%组成的砂体,当水力比降为3.5时,砂体会发生溃砂;当水力比降在6.0~7.5时,细颗粒在渗流力的作用下会在涌口上方形成土拱和滤层,阻止颗粒流失,砂体不会发生沉降。砂体发生沉降时,沉降影响半径和沉降中心深度与涌口直径和水力比降呈线性关系。