不同环境下凝灰岩石板的相对风化速度研究

岩石由于所处朝向、环境不同,岩石的风化剥落深度不完全相同。岩石风化的程度在某种程度上可用其风化速度来表示。作者利用精度较高的仪器,对位于浙江温岭新河镇的张元勋故居不同朝向所用凝灰岩石板进行了风化剥落深度量测,得出东西南北四个朝向的5个测区9块凝灰岩石板的平均风化剥落深度和最大风化剥落深度分别为1.56~6.86mm和3.48~20.49mm,并以此计算出平均和最大的相应风化速度分别为0.003594~0.015806mm/a和0.008018~0.047212mm/a。研究发现,朝西的石板风化速度最大,朝南的石板风化速度最小。结合被测对象现场温湿度、照度和紫外线辐射强弱的测量值及被遮挡情况分析,笔者认为岩石所处环境的不同造成了相同石板风化速度的差异。     

平遥古城墙基外侧砂岩的风化速度研究

岩石风化的研究一直受到地貌学家、地质学家和岩土工程学家的关注。暴露于自然环境下的石质文物(特别是不可移动文物)可认为是在当地环境下经历了一段较长时间的风化试验。作者利用自行研制的、具有较高精度的仪器,量测了平遥古城墙基底部的砂岩经过638 a自然风化后的风化丧失深度,得其风化丧失深度和最大风化丧失深度分别为8.03～32.30 mm和11.80～46.97 mm,并以此计算出相应风化速度分别为0.0125～0.0506 mm.a-1和0.0185～0.0737 mm.a-1。比较砂岩的风化速度,发现其受朝向控制:朝南、朝西、朝东和朝北的砂岩的平均风化速度值分别为0.0481,0.0377,0.0286和0.0220 mm.a-1。笔者认为上述风化速度的差异是由不同朝向的砂岩受到的太阳辐射不同造成的。     

考虑时间和深度效应的岩体强度影响因素分析

基于岩石风化的深度效应和时间效应,根据岩体风化特点和考虑深度效应的岩体风化Boltzmann曲线模型的基础上,引入表层岩石风化的时间效应,提出考虑时间、深度效应的岩体风化模型,并对影响岩体强度分布的因素展开了分析,研究表明:最大影响深度h_m与形状函数系数b、表层岩体强度S_0和强度分布影响区域中心点对应的深度H_0成正比例关系,与岩石风化影响下限强度值S_H成反比例关系。最后统计分析了不同因素在不同位置对岩体强度参数的影响程度,确定了浅层岩石风化的时间效应为影响岩石强度分布的主要因素,进而说明以此引入时间因子是可行的,为进一步认识岩体强度在时间和空间上的分布情况提供了一定依据。     

山海关古长城整体分析及加固对策

古城墙是中国古代防御的主要建筑,也是世界文化遗产。主要分布在中国的北方,作为国家一级保护文物,具有很大的考古价值。近些年来古长城风化和破坏严重,为了更好地对古城墙进行保护和修复,就需要对古城墙稳定性进行分析和评价。数值模拟是非常得力的分析工具,本文通过对山海关古城墙实际踏勘,现场采集岩土参数,采用数值模拟的方法,以莫尔–库仑破坏准则作为屈服函数,对山海关古城墙整体现状建模并对其各种状况下应力、应变进行分析,分析其破坏现象的原因,提出针对加固对策。     

混凝土喷射器简介

混凝土喷射器是支护工程的主要设备,这种新的喷射工艺六十年代初期才在世界各国广泛应用。喷射混凝土具有较高的强度和粘结力,可以防止岩石的风化和剥落,提高岩层的整体性和承载能力,把“岩石载荷”转化为“岩石承载”的结构。并且,采用这种施工方法,可以     

蒸压加气混凝土砌块用高性能薄层干粉砂浆的研究

加气混凝土砌块砌筑和抹灰沿用传统施工方法,致使墙体产生开裂、渗漏,抹灰层空鼓、剥落等质量通病,影响着加气混凝土砌块的推广应用。根据加气混凝土砌块的性能特点,结合薄层砂浆干法施工方法,研制出一种加气混凝土砌块用高性能薄层干粉砂浆。该砂浆具有优异的流动性、保水性、力学性能及施工性能,解决了加气混凝土砌块墙体开裂、渗漏,抹灰层空鼓、剥落等问题。本文对其高性能作用机理进行了分析。     

输电铁塔岩石锚杆基础承载性能及影响因素试验研究

岩石锚杆基础是近期送电线路基建推广应用的主要基础型式之一,针对某500kV送电线路途径的强风化、中风化岩层广泛分布的地质条件,选取典型场地分别进行了单锚、直锚和承台式群锚等三种型式的岩石锚杆基础的现场真型试验,得到了试验基础的位移随荷载变化关系和极限承载力,其承载力满足该500kV送电线路基础承载设计要求.基于荷载与位移关系曲线,分析了岩石锚杆基础承载特征,及锚杆尺寸、基岩风化程度和群锚效应对基础承载力的影响规律,研究表明:承载力随锚杆和锚筋直径的增大而增大;锚杆存在有效抗拔锚固深度,超过该深度时增加锚杆埋深对提高承载力效果不明显、岩石风化程度对锚杆承载力影响较小、群锚效应对群锚基础无影响.     

红层泥岩边坡快速风化特性研究

红层泥岩边坡的快速风化是一个普遍存在而又未完全解决好的问题。选择典型工点，对红层泥岩边坡的快速风化进行原位监测试验，结果表明：红层泥岩边坡的快速风化是从表面向内进行的，且集中在表层10cm的深度内，气温的变化和降雨对泥岩边坡表层的快速风化有重要的影响。对泥岩岩块进行长时间的风化崩解试验，结果也证实日气温和含水量基本恒定时泥岩岩块的风化速度缓慢。采用泥岩岩块温度变化试验和有限元分析方法得出：红层泥岩表层处于高温状态时的降雨是其快速风化剥落的主要外因，这为红层泥岩边坡的生态治理提供了理论依据。     

两种岩石材料表面剥落特征及形成机制差异性的研究

 针对两种不同岩性的岩石材料——灰色中粒黏土质长石砂岩和微晶白云石大理岩,通过表面回弹测试、X射线衍射、扫描电镜等测试手段,对材料表面常见的一种破坏现象——剥落的形成机制及其对岩石表面力学性能影响的基本规律进行分析。研究结果表明：表面剥落对岩石材料表面力学性能影响极大,不同岩性岩石材料和不同剥落形式表面力学性能的改变存在较大的差异性,其中黏土质砂岩表面片状和鳞片状剥落、微晶白云石大理岩表面鳞片状剥落比微晶白云石大理岩表面粒状剥落对表面力学性能的影响更大,这主要是由不同岩性岩石的矿物成分和结构特点上的差异性导致的。     

岩石风化程度特征指标的分析研究

岩石风化程度的划分及工程特性研究，对于工程基础面高程的选择以及工程环境或工程材料的利用具有重要意义。关于岩石风化程度划分目前多是采用工程地质定性评价方法，依赖定性的不确定判据进行岩石风化程度划分带有很大随意性。因此，研究和发展定量分析评价方法是必要的。岩石经过风化作用，形成的风化裂隙具有无方向性、不规则发育等特点，与构造作用形成的微裂隙有着本质区别；风化作用改变了岩石的矿物成分，岩石在风化过程中表现出来的阶段性，反映了岩石的不同风化程度。基于对风化岩石显微裂隙的发育状况及其次生充填特点、长石蚀变性质、粘土矿物成分变化等定性资料的分析研究，给出了定量化的统计，建立了岩石风化程度划分的判据。给出的定量指标很好地反映了风化岩石质量，且与反映岩石风化程度的一些物理力学指标存在良好相关性。     

包山式古城墙土坡稳定性分析

南京古城墙文物价值非凡,滑坡是古城墙的典型损伤,对包山式城墙危害巨大。以狮子山段城墙历史滑坡勘察资料为背景,对砖砌体与土体的复合结构进行分析并适当简化。采用GEO-SLOPE软件中的瑞典法、简化Bishop法、Janbu法、Spencer四种极限平衡分析方法,对考虑自然情况、不同浸润深度、施加锚杆三种工况下的土坡稳定性进行分析。结果表明：各种方法对浸润深度的敏感程度很接近,评价土坡稳定性时以简化Bishop法得出的结果最安全;对于常见浸润深度2～4m,四种方法所得边坡安全系数为1.5～1.6;增加锚固长度比增加锚杆预加力对提高边坡安全系数效果更为明显。     

由桩的嵌岩深度取值引发的岩石软硬程度分类思考

嵌岩桩在我国许多地区得到广泛应用。嵌岩深度与基岩的性质密切相关,但现行规范中对硬质岩石和软质岩石的划分不够明确,有些分类名称容易混淆,使得风化岩中桩的入岩深度的取值不统一。通过对比分析我国现行几本规范,明确了《建筑地基基础设计规范》和《建筑桩基技术规范》中硬岩和软岩的划分标准,有助于合理地确定风化岩地基中桩基的嵌岩深度。     

基于纵波波速的块状岩体GSI系统

 为减少目前GSI系统对现场地质观察的依赖程度,降低其应用难度,且使其能更加准确地反映一定深度范围内的岩体特性,根据现有研究成果与GSI系统输入参数的定性、定量对应关系,建立基于纵波波速的GSI系统,据此获得大岗山坝区岩体的GSI,通过对比分析此结果与经验公式的结果及基于GSI的岩体变形模量的预测值与实测值的分布规律及其相关性,探讨了将岩体完整系数和岩石风化程度系数作为GSI系统输入参数的可行性。结果表明：基于岩体完整系数和岩石风化程度系数的GSI系统基本可行;风化程度输入参数采用风化岩石与未风化岩石的波速比平方较为合理;岩体完整系数和岩石风化程度系数丰富了GSI系统的输入参数。     

浅议挖孔桩桩端阻力qp的确定

本文提出了挖孔桩桩端阻力确定存在的问题，论述了非岩石类土的桩端阻力可采用地基承载力设计值的理论依据和工程实践的经验，同时对地基承载力深度修正系数及桩端阻力的深度效应，临界深度等问题也进行了分析，还就武汉地区风化岩石的桩端阻力给了了取值范围。     

风化岩石的破碎分形及其工程地质意义

利用分形统计的方法,对风化花岗岩矿物成分的粒度分布特征进行了分析和统计,并根据分析的结果指出,岩石的风化破碎过程具有分形特征。其粒度分布的双对数曲线为多段折线,不同斜率的折线段对应不同的分形维。因此,分形维至少有2个数值,一为结晶颗粒粒度分形维,一为碎裂颗粒粒度分形维。同时,根据试验结果和理论分析得到,碎裂粒子的累积频率分布也符合指数分布,并给出了用指数分布系数求解碎块的碎裂概率的理论计算公式。随后,讨论了碎裂分形维和岩石强度与颗粒结构的关系,并以岩石的降维碎裂演化,得到以分形维描述的岩石风化速率。     

岩石化学风化及其对滑坡孕育的贡献

介绍了岩石化学风化是岩石在地下水溶液和生物化学作用下引起岩石损伤的过程,论述了岩石化学风化对岩石的损伤,并初步探讨了其在滑坡孕育过程中的作用,指出岩石化学风化是滑坡孕育的关键因素。     

论公路路基岩石风化及边坡防护

以笔者的工作实践基础，对岩石风化的类型与特点、促进岩石风化的丰要因素、风化村公路路基边坡的危害、防治坡面风化的措施四大点进行阐述。     

谈潭衡西高速公路白垩系粉砂质泥岩风化特性

针对不同风化程度的粉砂质泥岩岩体进行了工程特性、风化耐久性和风化速度试验,试验结果表明：随着岩体风化程度的加深,岩石中黏土矿物含量增加,岩石中碱和碱土金属氧化物含量相对减少,岩石干密度降低、总孔隙度和吸水率增大,力学性能降低,岩体更容易软化崩解。岩石的风化速率与自身的风化状态和暴露的面积有关。     

山海关东罗城古城墙文物保护加固研究

山海关东罗城是国家重点文物保护单位,其现存的特色古建筑是古城墙,具有较高的历史、文化、教育、艺术与研究的价值.本文以文物保护原则为指导,结合现代工艺,在对山海关东罗城南段古城墙的稳定性分析的基础上进行了防护对策设计研究,以期对类似古城墙建筑的保护设计有借鉴意义.     

河道用混凝土连锁护坡砌块短期内腐蚀破坏的原因及预防措施

针对江苏省海门市滨海工业园区河道铺设的混凝土连锁护坡砌块在短期内出现十分严重的表面腐蚀剥落现象,通过对被破坏连锁护坡砌块的"浸水—干燥"过程的观察、使用现场的水质分析,以及对混凝土内部水化产物的XRD图谱分析,解释了腐蚀剥落的内在原因,并提出了预防混凝土连锁护坡砌块出现化学侵蚀破坏的可操作性措施。