上第三系膨胀岩膨胀性特征判别简析

上第三系膨胀岩在南水北调中线工程总干渠黄羑段沿线的累计分布长度约36km,其胀缩变形、崩解等特性影响总干渠渠基和渠道衬砌的稳定,且其膨胀潜势的不均匀性、无规律性给工程设计和工程处理造成了不便。文章通过对沿线上第三系膨胀岩的野外分布特征及室内试验资料分析,对膨胀岩的膨胀潜势强弱进行划分,为工程设计和处理提供参考依据。     

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。     

水泥改性弱膨胀土填筑碾压试验研究

南水北调中线总干渠穿越膨胀土（岩）渠段累计约387 km,为控制工程投资,部分渠段采用水泥改性弱膨胀土进行填筑。填筑施工前,选取南阳地区膨胀土作为研究对象,开展了一系列膨胀土碾压试验以确定合理的填筑施工参数。试验分析结果表明,不同地区水泥改性弱膨胀土的填筑施工参数略有差别;铺土厚度取30 cm,使用20~25 t振动凸块碾碾压6~12遍时,压实效果较好。     

南水北调中线膨胀土渠段填筑质量控制与管理

膨胀土地区高填方段渠堤施工是南水北调中线工程质量管理的关键环节和难点。针对高填方段渠堤“金包银”（渠堤内部采用弱膨胀土填筑,外部采取一定厚度的水泥改性土包边）结构型式和施工工法,提出了高填方渠堤填筑准备阶段、施工阶段和完工后的质量控制与管理程序、措施和方法。从土料制备、碎土、改性土拌和、渠堤填筑等方面提出工序与质量控制要点,并对影响填筑质量的土料含水量调整、填筑结合面处理、施工沉降期预留等施工难点作了探讨。     

南水北调中线工程膨胀土渠坡柔性衬砌技术探讨

膨胀土是一个世界范围内的问题，其危害性大，工程建设中应采取有效的工程措施对其进行处理。结合南水北调中线工程输水干渠膨胀土的工程特性深入论证了进行渠坡柔性衬砌的必要性，并提出了系统的设计思路。重点论证膨润土防水毯作为防渗垫层的技术可行性和优越性。对于衬砌面层，重点探讨了混凝土模袋，特别是新型带种植孔混凝土模袋的技术可行性以及使用方法。     

膨胀土渠道边坡稳定性离心模型试验及有限元分析

采用离心模型试验和有限元分析方法对南阳膨胀土渠道边坡稳定性进行分析研究,研究表明,对于南阳弱膨胀土渠道边坡,坡高在35 m以内,采用坡比1∶2.4,边坡是稳定的.     

改性土在渠道膨胀土处理中的应用

渠道改性土处理是用弱膨胀土添加水泥对渠道上膨胀土进行改性,使其自由膨胀率20%。文章结合工程实际具体介绍了改性土的工作原理、方案设计、施工工艺流程、施工注意事项和质量控制措施等。南水北调中线一期工程膨胀土段实践表明,膨胀土改性在处理膨胀土中,既能保证工程质量,又能提高施工效率,是一种处理渠道膨胀土的有效工程措施。     

降雨入渗对膨胀土渠坡稳定性的影响研究

膨胀土是一种遇水膨胀,失水收缩的特殊岩土,水对其力学特性影响显著。以南水北调工程中线河南境内某膨胀岩渠坡为例,考虑渗流场与应力场的双向耦合作用,采用有限元强度折减法,研究降雨入渗对膨胀土渠坡的抗滑稳定性影响。计算表明,随着降雨强度和降雨历时的增加,渠坡抗滑稳定安全系数所有减小。考虑降雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响后,渠坡安全系数显著下降。     

南水北调中线工程膨胀土渠段边坡变形研究

南水北调中线工程干渠渠坡或渠底涉及膨胀土(岩)的渠段约占明渠段的1/3,工程地质条件复杂。膨胀土渠道工程最重要的是边坡稳定问题,如果发生边坡滑塌影响到南水北调中线工程正常通水运行,则社会影响巨大,因此需要开展膨胀土边坡变形控制研究。通过对一般边坡变形控制要求的分析,结合南水北调中线膨胀岩土渠道的特点提出南水北调中线工程膨胀土边坡变形控制要求以及监测数据异常风险研判标准。分析表明:提出的南水北调中线膨胀土边坡变形控制要求及风险预警标准基本合理,可对边坡的变形过程进行合理把控;累计位移速度法能全面反映边坡变形的整个过程,可判断边坡所处的变形阶段,在膨胀土边坡预警中有很强的实用性。对监测资料进行分析可以推断出边坡的变形趋势和变形规律,据之对边坡的变形进行预报,为南水北调中线渠道正常通水运行提供保障。     

南阳盆地膨胀土大气影响深度及其工程意义

南水北调中线总干渠南阳盆地段膨胀土边坡的主要破坏形式为浅层滑坡及冲蚀雨淋沟,其破坏深度与大气影响带深度密切相关.通过现场调查、工程地质勘察,对南阳盆地不同地形条件下膨胀土的大气影响带深度作了分析,并据此提出了膨胀土边坡的处理深度的建议,希望对膨胀土边坡处理提供帮助.     

膨胀土渠坡兼有排水功能的双层结构防护方案

渠坡防护对于南水北调膨胀土渠坡变形控制和稳定是非常必要的。通过工程背景和膨胀土特性的分析,认为膨胀土渠坡防护的目标是控制膨胀土的含水量变化,从而抑制膨胀土的裂隙性;指出仅考虑防渗功能的防护方案存在局限性。基于饱和非饱和渗流理论,提出了兼有排水功能的双层结构防护方案;并充分利用非饱和粗、细粒土之间渗透性对比关系随着吸力的变化可以转变的规律,从多种途径实现控制膨胀土边坡含水量变化的目标,从而保证防护方案的长期有效性。     

南阳压实膨胀土膨胀变形规律研究

以南水北调中线一期工程南阳陶岔-沙河南渠段中等膨胀土为研究对象,对压实膨胀土的膨胀变形进行了研究探讨,并对不同初始含水率、压实度和上部荷载的线胀率进行了拟合分析,得到压实膨胀土在有侧限约束条件下的有荷膨胀率与上部荷载之间呈半对数关系,在此基础上,提出了同时考虑压实度、含水率和上部荷载的拟合方程,并可用此方程对实际工程的膨胀变形量进行简单计算.结果表明:用一定厚度的非膨胀土填盖中等膨胀土渠坡,可以有效抑制渠坡的膨胀变形.     

膨胀土裂隙、强度及其与边坡稳定的关系

以南水北调中线工程、鄂北调水、引江济淮等大型调水工程中的膨胀土问题为研究对象,从膨胀土裂隙性、强度特性和破坏特征等方面,论述了膨胀土边坡稳定的影响因素、边坡破坏机理和强度特性。研究表明,膨胀土的裂隙为胀缩裂隙和非胀缩裂隙两类,非胀缩裂隙是地层中的“原生裂隙”,胀缩裂隙是干湿循环引起的“次生裂隙”。降雨和强度衰减是大多数膨胀土边坡浅层滑动的主要因素,而非胀缩裂隙面的倾向、倾角及强度是控制膨胀土边坡整体稳定的主要因素。膨胀土边坡的失稳,可归纳为“膨胀变形引起的浅层滑动”和“裂隙强度控制的整体滑动”两种破坏模式,膨胀土的边坡稳定分析也应充分考虑膨胀变形和裂隙分布状态的影响;膨胀土的强度指标不能简单地用土体的“综合强度”,而应根据实际地层情况,分别以土块强度和裂隙面强度进行描述。在此基础上,应针对不同的破坏机理进行膨胀土边坡的处治。     

南水北调中线工程中的膨胀土研究

南水北调中线工程总干渠全长1240余公里，其中，在河南、河北等地有120余公里的渠线经过膨胀土地区。膨胀土是一种十分特殊的粘性土，它遇水膨胀，失水收缩，力学性质随含水量的变化极为复杂，是非饱和土力学的主要研究对象。近十余年来，随着科学技术的发展，尤其是量测技术的发展，非饱和土研究呈现了蓬勃发展的趋势。从国内外非饱和土研究现状出发，对南水北调中线工程膨胀土渠坡的稳定分析方法、膨胀土强度取值、渠坡坡比和支护的合理设计以及滑坡预报问题进行了分析。     

南水北调中线工程陶岔膨胀土滑坡稳定性研究

南水北调膨胀土渠道在设计施工前,均须对渠坡土体的强度和变形性质进行研究,以便提供合理的计算参数.由于膨胀土的性质很复杂,地层中地应力场及其影响难以估计,水作用下土体的变化趋势不好预测.对渠首陶岔膨胀土大型滑坡的稳定性进行了分析与评价,结果表明:在现状正常情况下,陶岔滑坡整体稳定性较好,在充分饱水条件下,滑坡段上游处于极限平衡状态,中间及滑坡段下游存在滑移变形问题,同时提出了膨胀土滑坡的具体防治建议,可为类似工程地质条件的渠道提供设计参考数据.     

南水北调中线工程陶岔膨胀土滑坡稳定性研究

南水北调膨胀土渠道在设计施工前,均须对渠坡土体的强度和变形性质进行研究,以便提供合理的计算参数。由于膨胀土的性质很复杂,地层中地应力场及其影响难以估计,水作用下土体的变化趋势不好预测。对渠首陶岔膨胀土大型滑坡的稳定性进行了分析与评价,结果表明:在现状正常情况下,陶岔滑坡整体稳定性较好,在充分饱水条件下,滑坡段上游处于极限平衡状态,中间及滑坡段下游存在滑移变形问题,同时提出了膨胀土滑坡的具体防治建议,可为类似工程地质条件的渠道提供设计参考数据。     

南水北调中线工程渠坡膨胀土含水率监测及分析

为了分析渠坡膨胀土含水率变化对渠坡稳定性的影响,对现场自动采集的含水率、吸力、降雨量、土温和气温等数据进行初步分析和灰关联分析。初步认为强膨胀土含水率变化的主要影响因素依次为温度、降雨量、蒸发量和吸力等。现场监测结果和灰关联分析得到:受降雨入渗过程滞后影响,大气降雨3 d后,才能渗入到1.6 m深的强膨胀土中,影响深度＜6.1 m;渗入到1.4 m深的强膨胀岩中需要4～7 d时间,影响深度＜5.1 m。对渠坡膨胀土含水率变化的长期监测及其数据分析,为南水北调工程渠坡膨胀土胀缩变形的分析及渠道安全运行提供了依据。     

膨胀土渠道边坡稳定性研究

边坡稳定性是岩土工程中的一个难点,其中膨胀土渠道边坡稳定性更是一个世界公认的难题。膨胀土在我国的分布范围十分广泛,许多工程建设项目都需要涉及到膨胀土的处理,膨胀土具有吸水膨胀失水缩小的特性,在经过反复干湿循环后会导致膨胀土内部出现裂隙,进而造成膨胀土强度降低,引起失稳现象。对此,文章分析了膨胀土的特性,阐述了膨胀土边坡失稳机理,最后对膨胀土边坡稳定性进行了实验分析。     

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。