南水北调中线工程膨胀岩一维膨胀力试验研究

用平衡加压法在三联中低压固结仪上进行控制竖向变形的膨胀力试验,并通过改变试样初始含水量、干密度,研究了膨胀力随初始含水量、干密度的变化规律。试验结果表明,膨胀应变略微增加,膨胀力大幅降低;膨胀力与干密度、初始含水量及膨胀应变成指数关系。基于这些试验成果,采用多元回归分析,求得膨胀力的拟合式。     

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。     

南水北调中线工程膨胀岩现场大型直剪试验

为了全面准确地反映南水北调中线工程膨胀岩的原位特性,对其总干渠沙河南—漳河南渠段的两处典型地段,在地质勘探和室内中型直剪试验的基础上,进行了现场膨胀岩大型直剪试验,对试验成果进行了分析论证,认为现场大型直剪试验试样尺寸小、扰动性小、所代表的岩体范围广,其成果能反映岩体的原位特性。建议:禹州太和渠段抗剪强度指标取c=20 kPa、φ=22.7°;宝丰岭湾渠段抗剪强度指标取c=10 kPa、φ=15.6°。     

南水北调中线工程河南段膨胀岩抗剪强度试验成果分析

南水北调中线工程河南段上第三系软岩大部分具有膨胀性,通过对室内中型剪切及现场大型剪切试验方法所取得的成果进行对比分析,二者抗剪强度值接近,均能较真实地反映试验岩体的强度状况。由于影响其抗剪强度的因素多而复杂,既要考虑岩体岩性差异、试验方法、工程条件,又要结合工程实践借鉴以往的成功经验,在全面系统综合分析论证基础上确定膨胀岩的抗剪强度设计参数。     

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。     

卢氏膨胀岩膨胀力特性试验研究

通过对卢氏膨胀岩试样开展物理成分、微观结构和膨胀率等试验,研究了岩样泡水后膨胀力的特性及其变化的微观机理。通过X射线衍射试验发现卢氏膨胀岩的矿物成分中黏土含量约占49.1%,其中伊利石、蒙脱石的相对含量近90%,使其表现为较强的亲水性。基于加压膨胀法,设计了4种不同的初始含水率和4种不同干密度,共16组96个试样的膨胀力测试方案,探究了初始含水率和干密度对卢氏膨胀岩膨胀力的影响规律。通过多因素耦合分析方法,采用幂函数拟合初始含水率,指数函数拟合干密度,并给出了双因素膨胀力的拟合公式。通过电镜试验研究了初始含水率对膨胀力影响的微观机理,结果表明:当初始含水率较低时,黏土颗粒遇水膨胀后出现微小裂隙,导致膨胀力急剧增加;随着初始含水率增加,黏土颗粒的粒径由大变小,粗颗粒崩解,细粒含量增加,出现泥化现象,膨胀力缓慢减小。     

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。     

南水北调中线工程膨胀土渠道保护层厚度研究

为有效确定膨胀土渠道保护层厚度,以南水北调中线工程河南南阳境内膨胀土渠道为例,从平衡膨胀力和维持膨胀土含水率相对稳定两个方面,对中、强膨胀土进行了研究。结果表明：平衡膨胀力时所需的膨胀土保护层厚度,可根据膨胀土的膨胀率、天然密度和保护层填筑施工前的初始含水率,通过K0应力状态下膨胀土的有荷膨胀率模型计算;根据现场试验数据的分析结果,水泥改性土的渗透系数不大于10-5 cm/s时,埋深1 m以下的膨胀土含水率已基本不受外部环境影响。     

南水北调中线工程土工格栅——膨胀岩的拉拔试验研究

针对南水北调中线工程河南新乡段膨胀岩渠段的中-弱膨胀岩,采用改造的叠环剪切试验仪进行了不同上覆荷载条件下两种土工格栅的拉拔试验,对格栅与膨胀岩的界面相互作用机理进行了初步研究,得到界面似摩擦角和似黏聚力参数,分析格栅不同埋深处界面摩阻力的分布规律,并对由于界面摩阻力作用而引起的土体附加剪应力分布进行初步的探讨.     

膨胀岩工程特性试验研究

为研究南水北调中线工程膨胀岩的工程特性,选取新乡潞王坟段的代表性岩层——强风化黏土岩和泥灰岩的原状样及扰动样,进行了物理性质试验、击实试验、力学性质试验以及膨胀特性试验。试验成果表明:对扰动样的标准击实基本上很难达到天然状态下的干密度状态,土体的结构性在击实过程中不能得到较好的恢复;初始含水率越小,吸湿能力越大,其强度降低程度越大,饱和强度参数越小;含水率低的试样,其破坏强度大,但破坏应变小;相同的压实度下,含水率越低试样的软化现象越明显;相同压实度的土样,含水率越大,其初始切线模量越小;压实度在90%~98%,压实度越大,膨胀力与膨胀率越大;随着压实度超过98%,膨胀率与压实度关系曲线存在一峰值转折点,而且此峰值点出现在压实度为98%~100%。压力与膨胀率关系曲线分两直线段:一陡降段和一平缓段,各曲线之间近似平行,曲线截距为无荷膨胀率数值。该成果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。     

南水北调中线总干渠新乡潞王坟段膨胀岩渗透性研究

为了解南水北调中线一期工程总干渠试验段膨胀岩的基本特性,开展了膨胀岩的现场渗透试验.对比分析采用Guelph渗透仪和双套环对黏土岩和泥灰岩测得渗透系数.结果表明,泥灰岩渗透系数范围在10-4～10-6 cm/s 之间,黏土岩渗透系数范围在10-5～10-6 cm/s之间,测试结果基本反映了岩体渗透性能.     

纤维改性膨胀岩加筋作用试验研究

对掺改性聚丙烯单丝纤维改性后的膨胀岩进行了力学特性研究,通过不同纤维掺量、不同压密度等的无侧限抗压强度试验进行对比分析,研究了纤维改性膨胀岩的加筋作用、破坏模式,试验结果表明膨胀岩掺改性聚丙烯单丝纤维改性后,本构关系呈双折线硬化型,其转折点为纤维发挥作用的临界应变点。     

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。     

南水北调中线穿漳工程模型试验研究

漳河洪水峰高量大水流湍急,穿漳工程河段滩地宽阔无堤防,为保证工程安全并减少工程对防洪及河势影响,在河势分析基础上,进行了定床模型方案试验,研究比较了涵洞式渡槽和倒虹吸两类5个方案,根据无工程河段水流特点以及工程的影响确定了工程控制点,并通过倒虹吸工程壅水程度与跨度敏感性分析,对工程方案以及工程跨度提出了建议,试验结果表明,工程后断面净河宽达到470 m以上时,对设计洪水以及下游河势影响有限.     

南水北调中线水源工程丹江口水力发电厂机电设备改造

南水北调中线水源工程丹江口水力发电厂机电设备改造项目已进入实施阶段。对电厂机电设备改造的范围、内容、进度安排进行了介绍，对直接指定汉江集团作为安装单位的原因进行了阐述，对设备改造过程中存在的工作难点和技术难题进行了分析。     

膨胀岩渠坡不同处理措施压实效果研究

将开挖的膨胀岩作为回填料是南水北调中线一期工程总干渠新乡潞王坟膨胀岩试验段渠坡处理措施中的大胆尝试。比选、研究了在不同碾压机具、铺土层厚、碾压遍数等条件下,土工格栅＋泥灰岩开挖料、换填黏性土料、土工袋＋泥灰岩开挖料等三种不同处理措施的压实效果。研究表明,开挖出来的泥灰岩膨胀岩用作回填材料时,压实度宜控制在90%左右,并根据不同处理措施现场碾压的压实效果,提出了相应处理措施的施工碾压参数及施工质量控制标准建议值。     

南水北调土石方平衡分析与调运

结合南水北调第二建设部管理范围内实际土石方平衡调运与设计规划的土石方平衡调运的变化,通过对实施土石方平衡情况和调用平衡原因进行分析,阐明土石方平衡调运可以减少弃土弃渣场占地,减少大量改变,并能使各项工作变被动为主动。为南水北调其他段和其他线性工程的土石方平衡与相互间的调运,提供借鉴和参考。     

南水北调顺平段石方爆破扰民问题研究与对策

南水北调顺平县境内石方爆破方量大，而且部分石方爆破距离村庄很近。本文主要从施工过程中如何减少杨尘、振动，波速以及组织当地群众进行避炮等方面进行了研究和提出了相应对策。     

膨胀岩渠坡处理措施施工工艺研究

南水北调中线一期工程总干渠新乡潞王坟膨胀岩试验段渠坡主要采用换填黏性土料、土工格栅、土工袋这 3 种不同处理措施。针对这 3 种处理措施,比选、研究了在不同碾压机具、铺土层厚、碾压遍数等条件下的压实效果。结合室内试验分析,提出了不同处理措施的施工碾压参数和施工压实质量控制指标。试验成果为合理制订设计方案,施工单位选取施工机具、碾压施工参数,以及施工质量控制等工作提供了有效的依据。