南水北调中线一期工程膨胀土渠坡处理措施

根据南水北调中线工程南阳段膨胀土的工程地质特性,对膨胀土渠坡的运行环境、处理措施、处理厚度及应注意的问题进行了现场试验研究。研究成果表明:采用换填非膨胀土或水泥改性土是处理膨胀土边坡行之有效的方法;弱膨胀土渠坡的换填厚度0.6~1.0 m、中膨胀土换填厚度1.0~1.5 m、强膨胀土换填厚度1.5~2.0 m。研究成果可用于南水北调中线工程膨胀土渠段的设计与施工。经处理的膨胀土边坡可以较大程度减轻其工程危害。     

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。     

弱膨胀土三轴膨胀模型及其应用

膨胀土渠坡往往因吸湿膨胀而发生浅层失稳，上覆压重换填水泥改性土成为处理浅层失稳的常用手段。以引江济淮工程弱膨胀土为研究对象，采用GDS三轴仪开展初始含水率为20%,压实度为96%的弱膨胀三轴膨胀试验，获得体应变和吸湿终了含水率随平均主应力变化关系式，建立了考虑含水率增量的三轴膨胀模型并探讨其工程应用，分析了引江济淮弱膨胀土渠坡稳定性及处理措施。研究结果表明：渠坡浅层吸湿膨胀引起一定深度范围内的土体发生非均匀膨胀变形是引起边坡失稳的主要因素。对于弱膨胀土低渠坡段(深度H≤8.7 m),采用0.3 m的压重荷载即可保障工程运行期安全。研究成果为优化工程设计、节省工程投资提供理论和设计依据。     

膨胀土渠坡处理效果的离心模型试验研究

 南水北调中线工程是解决华北水资源危机的一项重大基础设施,全长 1 400 余 km ,穿越膨胀土 ( 岩 ) 渠段长约 340 km 。为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡处理方案的处理效果,在总结已有研究成果的基础上,采用离心模型试验方法,开展了衬砌、换填黏性土＋衬砌、土工格栅回填弱膨胀岩＋衬砌 3 种处理方案的离心模型试验,并比较了换填黏性土方案中不同厚度的影响。试验研究中,模拟了衬砌失效的漏水工况、渠道长年输水工况及快速疏干的检修工况。观测了垂向变形、孔隙水压力和土压力变化,并采用图像处理技术,分析了试验过程中渠坡的变形,比较了各处理方案的处理效果。     

南水北调中线总干渠膨胀岩渗透性状试验研究

为了解南水北调中线总干渠膨胀岩渠坡在处理和未处理条件下的渗透性状,分别开展了现场双环、 GUELPH 仪以及室内渗透试验。原位试验结果表明：泥灰岩的稳态渗透系数及入渗深度均大于黏土岩;格栅加筋处理场地的稳态渗透系数和入渗深度分别约为土袋处理场地的 1/4 , 1/2 。格栅加筋处理可作为一种十分有效的膨胀岩边坡处理措施。室内重塑渗透试验结果表明：天然含水率下相同干密度的重塑泥灰岩的渗透系数大于黏土岩,其渗透系数随干密度的增大而减小的速率小于黏土岩,且测得重塑膨胀岩样渗透系数均小于场地的原位渗透系数。     

南水北调工程膨胀岩渠坡换填改性土现场掺量试验研究

南水北调禹州长葛段工程膨胀岩渠坡挟填改性土掺量试验,通过开展室内试验、现场碾压试验及试验后的成果总结,获得改性土处理措施的施工碾压参数、施工压实质量控制指标,为南水北调工程禹州长葛段膨胀岩渠坡踟陛土处理换填施工提供教术支持。     

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。     

南水北调中线干线工程河南段抗滑桩变更处理相关问题研究

膨胀土(岩)处理是南水北调中线干线工程总干渠的关键技术问题之一。初设阶段,对膨胀土(岩)渠段采用了以放缓渠坡和对膨胀性渠床进行换填措施为主的处理方案。工程实施阶段,根据试验段的膨胀土试验情况,确定增设抗滑桩措施进行加强处理,弱膨胀土渠段采取适当加厚换填土,填方渠段包边厚度适当加厚,换填土采用水泥改性土的方案较为适宜。新增方案产生大量的设计变更,怎么样在"依法合规、实事求是、公平合理、风险共担"的原则下处理好抗滑桩变更成为重中之重。     

南水北调中线禹长段膨胀岩渠坡处理技术分析

南水北调中线禹州至长葛段长53.7 km,其中膨胀岩渠段长31.43 km,占该渠段总长度的58.5%。为了增强膨胀岩渠段边坡的稳定性,施工中采取了放缓边坡、换填水泥土渠床及边坡、增加排水设施和设置抗滑桩等处理措施。本文分析了禹州—长葛段膨胀岩土的分布特征、膨胀性和危害性,介绍了膨胀岩土边坡处理中采用的预留保护层、放缓边坡、换填、增加排水设施、设置抗滑桩等技术措施。建成5 a来的通水运行情况和监测结果表明,该段渠道工程始终处于安全运行状态,说明上述膨胀岩土边坡处理措施是有效的。     

南水北调中线工程总干渠潞王坟试验段膨胀岩工程地质特性研究

 从工程地质的角度对南水北调中线工程总干渠潞王坟试验段膨胀岩工程地质特性开展了分析研究 : 结合潞王坟试验段详细勘察和现场开挖过程的施工地质资料,分析了试验段膨胀岩的成因及宏观分布特征,研究了膨胀岩的矿物化学成分、膨胀性、天然含水量及密度、强度特性等。试验结果显示,泥灰岩一般具有弱膨胀潜势,黏土岩具有弱 中等膨胀潜势,其中个别具有强膨胀潜势;膨胀岩在干湿交替、胀缩变形条件下强度降低,岩体吸水后膨胀,在膨胀力的作用下,渠道衬砌将会被破坏。因此,渠道施工时对膨胀岩应采取相应的处理措施。     

膨胀岩击实样胀缩特性试验研究

选取泥灰岩和黏土岩 2 种代表性的膨胀岩,通过大尺寸的胀缩特性试验,研究了膨胀岩击实样的胀缩特性,及其与起始含水率、压实度的关系。成果表明：随起始含水率增大,膨胀岩的无荷膨胀率呈较好的线性递减关系;压实度越大,无荷膨胀率越大,且随起始含水率的减小,压实度对膨胀率的影响呈增强的趋势;在相同压实度下,起始含水率低于塑限值时,起始含水率变化对线缩率的影响很小,随起始含水率增大,线缩率开始呈较平缓的线性增大;当起始含水率达到塑限值附近后,起始含水率变化对线缩率的影响开始显著增强;在相同起始含水率下,起始含水率低于塑限值时,压实度对线缩率的影响很小,随压实度增大,线缩率呈较好的线性递减;当起始含水率达到塑限值附近后,压实度对线缩率的影响略微增强。膨胀岩的收缩系数和体缩率与线缩率的规律基本一致。     

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。     

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     

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。     

邯郸击实膨胀土的胀缩特性研究

基于室内膨胀土测试试验,对邯郸膨胀土的击实土样的胀缩特性进行了研究。分析了膨胀力与初始含水量、初始干密度及膨胀率与压力、初始含水量及初始干密度的定量关系,并根据膨胀土胀缩变形的物理机制对各因素对膨胀土的影响机制进行了分析。     

聚合氯化铝(PAC)改性膨胀土的胀缩特性试验研究

膨胀土具有吸水膨胀和失水收缩的特性,容易引起上覆构筑物的破坏。通过颗粒分析试验、界限含水率试验、自由膨胀率试验、膨胀率试验、收缩试验和扫描电镜试验,对聚合氯化铝(PAC)改性膨胀土的物理与胀缩特性进行了研究,并与硅酸钠改性土对比。结果表明:掺入PAC的膨胀土,黏粒含量降低,亲水性减弱,液限降低,塑性指数显著下降;在一定掺量范围内,PAC改性后膨胀土的自由膨胀率、无荷膨胀率、有荷膨胀率、线缩率、体缩率等胀缩性指标降低;大量的絮状物通过填充土体中的孔隙与胶结土颗粒,使土体结构性得以改善。PAC改性膨胀土的机理在于其在水介质中可电离产生大量高价[Al]^m+和[Al_m(OH)_n]^3m-n絮凝物,这些生成物通过离子交换、电中和、架桥吸附和絮凝网捕作用,降低表面电荷,使黏土颗粒相互聚集,降低膨胀土的胀缩性。     

南水北调中线工程膨胀土初步判定试验研究

膨胀土作为一种特殊土,其胀缩特性所带来的危害受到工程界普遍关注。自由膨胀率是反映粘性土的膨胀性的指标之一,对初步判定膨胀土有较大参考价值。该文主要以南水北调中线一期工程总干渠河北邯郸段所取膨胀土样为例,通过室内试验,得到了膨胀土自由膨胀率,从而为膨胀土的初步判定提供依据。     

南水北调中线膨胀岩非饱和剪切特性

 针对南水北调工程膨胀岩,选取典型的河南新乡黏土岩,采用 GDS 非饱和直剪仪进行控制吸力条件下的非饱和直剪试验。试验结果表明：非饱和黏土岩的强度随着基质吸力的增加而增大,基质吸力对抗剪强度的贡献率随着净法向应力的增大而增加。黏土岩在剪切过程中存在着剪胀现象,由于原生裂隙、软弱面和铁锰氧化物胶结的影响,黏土岩的剪胀性随基质吸力而增加的规律性不明显。