考虑渗流参数相关性的边坡可靠度研究

对香港全风化花岗岩土的土水特征曲线和渗透系数实测数据进行统计分析,研究参数的变异性和相关性. 以一个全风化花岗岩土坡为算例,采用拉丁超立方抽样法研究常年平均降水和强降雨两种条件下边坡稳定可靠度,并讨论渗流参数的相关性对边坡稳定可靠度的影响.研究结果表明,渗流参数的相关性假定对边坡稳定可靠度有较大影响.渗流参数完全不相关时,边坡稳定可靠度指标计算值偏小;完全相关时,可靠度指标偏大.在非饱和土边坡的可靠度分析中应考虑渗流参数的相关性,并采用合理的相关系数计算.     

非饱和堆积土边坡降雨-渗流潜蚀耦合过程模拟

西部山区的松散堆积土是一种宽级配弱固结土,其内部细小颗粒易随降雨入渗在粗颗粒土骨架间孔隙发生迁移,改变土体水力特性,诱发堆积土边坡降雨失稳。为定量研究降雨作用下堆积体内在的渗流潜蚀耦合演进规律及其斜坡失稳机理,本文对降雨作用下非饱和堆积土边坡中坡体及孔隙尺寸的细颗粒迁移现象进行了分析概化,并基于多孔介质力学及混合物理论构建了描述非饱和堆积土中细颗粒侵蚀-运移-沉积全过程的渗流潜蚀模型。该模型被植入有限元程序,模拟了降雨作用下一维非饱和堆积土柱内部的渗流潜蚀耦合响应过程,并结合无限边坡模型定量分析了细颗粒迁移引发的土体渗透性、持水性及强度演化对非饱和堆积土边坡降雨入渗过程及稳定性的影响。通过数值模拟,本研究阐释了松散堆积土边坡中细颗粒迁移引发边坡局部土体渗透性变化,形成相对不透水层,诱发浅层坡体失稳现象的内在机理;并指出堆积土中细颗粒的侵蚀流失将减弱土体持水性及抗剪强度,加速边坡内的降雨-渗流潜蚀进程,加速边坡的浅层失稳。鉴于由降雨-渗流潜蚀过程引发的土体渗透性、持水性及强度演化均会对堆积土边坡稳定性造成不利影响,对松散堆积土边坡进行降雨稳定性分析时应充分考虑其内在的细颗粒迁移效应。     

非饱和堆积土边坡降雨–渗流潜蚀耦合过程模拟

西部山区的松散堆积土是一种宽级配弱固结土,其内部细小颗粒易随降雨入渗在粗颗粒土骨架间孔隙发生迁移,改变土体水力特性,诱发堆积土边坡降雨失稳。为定量研究降雨作用下堆积体内在的渗流潜蚀耦合演进规律及其斜坡失稳机理,对降雨作用下非饱和堆积土边坡中坡体及孔隙尺寸的细颗粒迁移现象进行了分析概化,并基于多孔介质力学及混合物理论构建了描述非饱和堆积土中细颗粒侵蚀—运移—沉积全过程的渗流潜蚀模型。该模型被植入有限元程序,模拟了降雨作用下1维非饱和堆积土柱内部的渗流潜蚀耦合响应过程,并结合无限边坡模型定量分析了细颗粒迁移引发的土体渗透性、持水性及强度演化对非饱和堆积土边坡降雨入渗过程及稳定性的影响。通过数值模拟,阐释了松散堆积土边坡中细颗粒迁移引发边坡局部土体渗透性变化,形成相对不透水层,诱发浅层坡体失稳现象的内在机理;并指出堆积土中细颗粒的侵蚀流失将减弱土体持水性及抗剪强度,加速边坡内的降雨–渗流潜蚀进程,加速边坡的浅层失稳。鉴于由降雨–渗流潜蚀过程引发的土体渗透性、持水性及强度演化均会对堆积土边坡稳定性造成不利影响,对松散堆积土边坡进行降雨稳定性分析时应充分考虑其内在的细颗粒迁移效应。     

植物根系固土护坡抗剪强度试验研究

以全风化花岗岩残积土为研究对象,通过对加入狗牙根根系形成的根土复合体在不同含水率条件的室内直剪试验,研究了土壤含水率及含根量对抗剪强度的影响,用以评价植物根系对全风化花岗岩残积土坡的加筋效应及固坡效果.结果表明:植物根系可以显著增强土体的抗剪强度,促进边坡的稳定;根土复合体的抗剪强度随着含水率的增加而降低;随着含根量的增加,根土复合体的抗剪强度增强,主要表现在粘聚力c随含根量增加而显著增大,内摩擦角φ值几乎不变;当含根量达到0.3%及以上时根土复合体的抗剪强度增幅有所减缓,即存在最优含根量区域;根系对25%含水率的土体加筋效果最显著.     

广西合浦县耀康高岭土矿地质特征和矿床成因

广西合浦县耀康高岭土矿是一个探明资源量达１.９７７亿ｔ、淘洗精矿量达７５００万ｔ的超大型矿床,延展面积约１６ｋｍ²,矿体平均厚度１２.８６ｍ;矿石的矿物成分以石英（３０％ ～４８％）、高岭石（２０％ ～３５％）、云母类矿物（１４％ ～３５％）为主,副矿物＜１％。该高岭土矿赋存于加里东晚期钾长花岗岩风化壳内,矿体呈层状、似层状产出,顶底板呈缓波状起伏,覆盖于花岗岩之上。该矿床是一个典型的花岗岩风化残余型矿床,风化作用是其主要的成矿机理。成矿原岩那车垌钾长花岗岩体,其长石含量高（＞６０％）而含铁钛量低（＜１．５％）;区域内多期次断裂活动造成矿区韧性变形构造发育,湿热多雨的气候条件等加速了岩石的风化分解;该区长石蚀变为高岭石主要有两种途径,即长石-绢云母-高岭石和长石-高岭石     

考虑干湿循环影响的残积土μ–CT扫描与渗流模拟

花岗岩残积土广泛分布于中国东南沿海地区,其孔隙结构常因炎热多雨环境引起的干湿循环而发生扩张,改变土体的渗透性能,诱发工程事故。为了揭示干湿循环作用下花岗岩残积土细微观结构与渗透特性的演变规律,对原状样进行0到8次的脱湿–吸湿处理,开展微米计算机层析（μ–CT）扫描试验以获取土体的3维数字化模型,并结合扫描结果与AVIZO软件进行多通道渗流模拟,最后根据试验结果分别从定性和定量角度探究了土体孔隙体积分布与渗透系数的演化规律。结果表明：根据μ–CT扫描的图像结果,花岗岩残积土内部结构被划分为赤铁矿、石英、黏土和孔隙;3维重构模型反映了孔隙结构的扩张与连通模式,孔隙数量和尺寸在干湿循环过程中明显提高,孔隙率和孔隙连通率均与循环次数呈正相关;根据孔隙体积分布曲线可将土中孔隙分为微孔、中孔、大孔和裂隙4种类别,小体积微孔在干湿循环过程中逐渐转化为大体积的连通裂隙;3维渗流模型中的流线数量和分布密度随干湿循环次数增加而明显提高,由渗流模拟计算得到的绝对渗透率和渗透系数也不断增大;渗透系数的计算值总体上与实测值的演化规律相符,说明基于μ–CT扫描结果的渗流模拟可作为评价土体渗透特性的一种辅助手段。研...     

掺砂处理全风化花岗岩路基填料室内CBR试验研究

加州承载比试验是评价路基土和路面材料强度及稳定性的重要技术指标,对于路基填筑材料的合理选择具有重要的参考意义。全风化花岗岩残坡积土是工程建设中常碰到的土体类型,如何能更好的利用其力学性质指标,对于公路建设具有重要的意义。文章结合广东某高速公路项目,研究了全风化花岗岩路基填料掺砂后的CBR性质,并探讨了掺砂影响CBR值的机理。     

强降雨条件下含软弱夹层粘性土坡稳定性分析

为了分析含软弱夹层粘性土坡在强降雨条件下的稳定性,结合某失稳边坡工程现场实际调研资料,基于饱和非饱和渗流与非饱和抗剪强度理论,提出了一种新的含软弱夹层粘性土坡稳定性分析方法,并利用该方法分析了强降雨条件下边坡的渗流特性及安全系数变化规律。分析结果表明：降雨入渗先在边坡软弱夹层内形成暂态饱和区,且当坡顶入渗的雨水未渗流至软弱夹层时,夹层内暂态饱和区中的雨水会沿夹层上表面向着坡顶方向渗流;降雨入渗过程中,边坡基质吸力与铅直有效应力之间存在严格的正相关变化关系;随着降雨历时的增加,塑性区首先在软弱夹层内部贯通,然后向坡顶扩展,边坡安全系数逐渐降低;降雨停止一段时间后,由于坡顶入渗雨水的补给,软弱夹层内局部将仍存在暂态饱和区,此时,塑性区面积会由坡顶向软弱夹层内部减小,再由夹层内部至坡面逐渐缩减,但边坡安全系数并未明显上升;根据数值计算结果可将粘性土坡失稳过程分为夹层软化、夹层挤压、拉伸裂缝、坡顶沉降和断裂滑移等5个阶段。因此,为了降低强降雨对边坡稳定性的影响,在含软弱夹层粘性土坡支护设计时应着重考虑边坡排水系统的合理布设。     

含大尺寸块石岩土材料土水特征曲线的试验

利用压力板法对乐昌峡坝肩边坡岩土材料的土水特性进行了室内试验研究,测量并分析了含大尺寸块石的强风化岩层的土水特征曲线.首先,对于含大尺寸块石的强风化岩层,本试验依据颗粒级配配比原料,按照一定的干密度制备试样,测量了强风化重塑试样的土水特征曲线,比较了左、右岸强风化岩层的土水特性;其次,测量了全风化原状土和重塑土的土水特征曲线,对比分析了强风化岩层与全风化岩层的土水特性差异,总结了含大尺寸块石强风化材料土水特性的特点,并就试验合理性展开相关讨论;最后,拟合了各种材料的土水特征曲线,得到相关表征各材料土水特性的参数.试验研究表明:影响含大尺寸块石岩土材料土水特性的因素中,颗粒级配的影响明显强于矿物成分的影响;与全风化土质材料相比,含大尺寸块石强风化岩层试样含水量较低,残余含水率偏小,持水能力较弱,且相对于全风化岩层原状试样和重塑试样,强风化岩层重塑试样的土水特性更接近于全风化岩层重塑试样.该试验对含大尺寸块石岩土材料土水特性的试验研究进行了初步探索,试验结果对乐昌峡工程具有一定的指导意义.     

降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定性研究进展

降雨,特别是强度大、历时长的暴雨,是引起边坡失稳破坏的主要因素。降雨期间,雨水的大量入渗使边坡土体的饱和度增加,非饱和区基质吸力降低,土体抗剪强度下降。当降雨的强度和持续时间超过一定程度时,便可能导致边坡失稳。在讨论非饱和土强度理论和渗流理论的基础上,探讨了近年来关于非饱和土边坡稳定性研究的进展。     

一种新型矿泉水——天津市蓟县麦饭石矿泉水的初步研究

蓟县麦饭石矿泉水主要有麦饭石(风化)裂隙水与花岗岩裂隙水两种类型。由于岩石的微孔结构的滤水作用,深层麦饭石水优于表层风化潜水、更优于人工浸泡制成的人工矿泉水。该矿泉水具有偏硅酸矿泉水及氡矿泉水的双重特点。地质研究表明:蓟县麦饭石是内生变质成因,其地下水活动及水质除受岩体风化作用影响外,更与岩体中的裂隙及微孔结构密切相关。     

花岗岩差异性风化层的大地电磁法EH-4勘察效果研究

花岗岩地区的高速公路隧道开挖过程中,因岩体特有的差异性风化导致全、强风化层向下深切,这些岩体完整性差,裂隙发育、富水性强,存在施工安全隐患,深切的全、强风化层底界面起伏范围大且无规律,勘察难度较大。结合隧道工程勘察案例总结大地电磁法EH-4在探测花岗岩差异性风化形成的全、强风化层下切界面的效果,探索了利用物探解释划分围岩级别的可行性。最终经过工程验证,取得了较好的效果,在相似地质条件地区,值得推广。     

基于有限元修正节理岩质边坡稳定性计算的解析解

采用有限元方法探讨在人工开挖或自然侵蚀环境下,岩质边坡体内应力场的变化及节理发育形成机理,并采用有限元强度折减法对后缘具有张节理边坡的稳定性影响因素进行敏感性对比分析,进而得出具有非贯通节理边坡稳定性计算的修正解析解。结果表明:卸荷及风化作用导致边坡体由表及里出现应力重分布及应力集中的现象,使边坡后缘由顶部向下发育一簇竖直向下或略向临空面倾斜的张节理,当张节理与下部的缓倾剪节理贯通时,边坡发生破坏;边坡稳定性最敏感的影响因素为受剪节理的倾角及贯通度,其次是节理的强度参数;可将工程中较难调查的节理贯通度转化为节理的强度参数来等效表达,并根据Mohr-Coulomb强度准则推导得到适用于具有非贯通节理的岩质边坡稳定性的修正解析解。     

微生物固化花岗岩残积土耐崩解性能及抗冲刷性能研究

采用喷洒方式对花岗岩残积土进行表面处理并进行耐崩解试验和抗冲刷模型试验.结合扫描电镜观测和颗粒粒度分析等微观测试技术,研究了喷洒式微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially?Induced?Calcium?Carbonate?Precipitation?,MICP)表面处理对花岗岩残积土的耐崩解性和抗冲刷性的改善效果...     

中国北方某些地区煤系中软质粘土矿床的成因

中国北方石炭二叠纪和侏罗纪煤系中普遍产出一种可塑性极高的软质粘土,又称木节土,其矿物组成以高岭石为主。作者认为这类粘土是由煤层风化形成的。其形成过程可分为三个阶段:(1)煤层因风化而破碎、分解,为淋滤作用创造条件;(2)地下水淋滤去有机质,并形成埃洛石等自生矿物;(3)高岭石富集形成木节土。     

Influences of different modifiers on the disintegration of improved granite residual soil under wet and dry cycles

The disintegration of granite residual soil is especially affected by variations in physical and chemical properties. Serious geologic hazards or engineering problems are closely related to the disintegration of granite residual soil in certain areas. Research on the mechanical properties and controlling mechanisms of disintegration has become a hot issue in practical engineering. In this paper, the disintegration characteristics of improved granite residual soil are studied by using a wet and dry cycle disintegration instrument, and the improvement mechanism is analyzed. The results show that the disintegration amounts and disintegration ratios of soil samples treated with different curing agents are obviously different. The disintegration process of improved granite residual soil can be roughly divided into 5 stages: the forcible water intrusion stage, microcrack and fissure development stage, curing and strengthening stage, stable stage, and sudden disintegration stage. The disintegration of granite residual soil is caused by the weakening of the cementation between soil particles under the action of water. When the disintegration force is greater than the anti-disintegration force of soil, the soil will disintegrate. Cement and lime mainly rely on ion exchange agglomeration, the inclusion effect of curing agents on soil particles, the hard coagulation reaction and carbonation to strengthen granite residual soil. Kaolinite mainly depends on the reversibility of its own cementation to improve and strengthen granite residual soil. The reversibility of kaolinite cementation is verified by investigating pure kaolinite with a tensile, soaking, drying and tensile test cycle. Research on the disintegration characteristics and disintegration mechanism of improved granite residual soil is of certain reference value for soil modification.     

广东某地稀土矿床地质特征及成因探讨

本文通过对广东某稀土矿床的花岗岩体地质特征、矿床地质地貌条件、矿体特征及稀土元素存在形式、稀土矿床形成过程的研究和分析,认为本矿床成因类型属“花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床”。指出控制本矿床的主要因素是:①富含稀土的中粒黑云母花岗岩和角闪石黑云母二长花岗岩;②湿热的气候条件;③有利的地形地貌。     

石质古建筑风化深度确定方法

在古建筑石构件不同深度岩样化学成分和矿物成分测试的基础上,对根据不同深度岩样化学成分及矿物 成分的变化来确定风化深度的方法进行了深入研究。结果表明:由于岩石成岩之初其矿物成分和化学成分在不 同部位存在差异,风化后矿物成分和化学成分随深度的变化不具规律性,提出根据化学风化指数沿深度的变化 来确定石构件化学风化深度的方法。实践证明这一方法能较准确地获得石构件的化学风化深度。