土-结构接触面剪切试验与应力-位移模型

为研究土-结构接触面的力学特性,进行了4个不同含水率的土-结构接触面改进直剪试验,并结合数学特征对接触面的应力-位移模型进行研究。试验结果表明：① 土-岩石接触面、土体内部的抗剪强度均随含水率的增大而减小,而土-砖接触面的抗剪强度随含水率增大基本上先增大后减小;② 土-岩石接触面的抗剪强度总小于土体内部抗剪强度;③ 土-砖接触面的抗剪强度与土体内部抗剪强度的大小关系随含水率增大而变化。提出了一个新的接触面应力-位移复合指数模型,新模型对硬化型和软化型曲线都适用,克服了传统模型的缺陷。对比分析表明,新模型拟合结果与实测数据吻合良好。     

黄土地区土与混凝土接触界面大型直剪试验研究

通过改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土4个含水率3个密度共64个试样的剪切试验.研究黄土地区土与混凝土接触界面抗剪强度随土体含水率以及土体密度变化规律,得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线.由曲线可知土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势,表明土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关.     

离子型稀土矿山堆浸场地土体加固材料强度特性研究

采用堆浸工艺开采稀土的离子型废弃稀土矿山植被生长稀疏,水土流失等地质灾害现象较为严重,为了改良稀土矿山土体性质,提高土体的强度,以定南县大塘尾废弃稀土矿山为研究示范区,采用膨润土、碳酸氢钠、水性聚氨酯、水泥和水按照一定比例制成土体加固材料,对离子型稀土矿山堆浸场地进行土体强化,采用直剪试验测试土体抗剪强度。试验结果表明：土体的抗剪强度显著提高,其中黏聚力提高了145.55%,内摩擦角增幅不明显;在较低的竖向应力作用下,加固土体的应力“硬化”潜力降低,剪切破坏类型向应力“软化”转变。研究成果为类似场地的生态修复以及水土保持工作提供了理论依据。     

离子型稀土矿山堆浸场地土体物理力学性质研究

采用堆浸工艺开采离子型稀土会破坏矿山地表的植物和污染土壤。露天开采使得土体完全裸露在外,容易发生水土流失、滑坡等地质灾害,土质类型也逐渐向砂类土转变。以定南县离子型稀土矿山大塘尾堆浸场地为研究区域,研究了该堆浸场地废弃矿渣土体的物理力学性质,分别进行了土体的含水率,密度、液塑限和抗剪强度等物理力学性质试验。为进一步阐明不同含水率条件下土体抗剪强度及其指标的变化规律,设置土体含水率分别为9%、12%、15%、18%、21%五种不同梯度条件,制备重塑扰动土样并进行直剪试验。试验结果表明：随着含水率的增高,土样的黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角变化不大,而土样的抗剪强度逐渐降低。研究结果可为类似场地的生态修复和治理提供理论依据。     

含水量对昆明非饱和土抗剪强度影响的试验研究

在岩土工程领域,绝大多数土体位于地下水位以上,处于非饱和土状态,尤其是公路、坝体、浅层边坡等工程。非饱和土的抗剪强度与其含水量(饱和度)或基质吸力关系密切。利用改进的直剪仪,对不同初始含水量状态下的昆明地区非饱和土体进行抗剪强度试验,获得了含水量与非饱和土体抗剪强度及其指标参数之间的关系,结果表明,在相同试验条件下土体的抗剪强度随着含水量的减小而不断增大。     

根系固土作用及植物护坡稳定性分析

对植被边坡中根系固土的力学效应进行了分析,将深粗根系视为锚杆,将浅细根系和周围的土体看作均匀复合介质,建立了有限元计算模型,以一个算例分析了根土复合介质的强度参数对边坡整体稳定性的影响。     

不同堆置状态粗粒土剪切强度试验研究

为研究不同堆置条件下排土场粗粒土的力学响应规律, 开展了终排土体固结排水三轴压缩试验和在排土体快剪试验。研究结果表明, 土体固结排水三轴压缩应力-应变曲线呈现先弹性后屈服再弱硬化的规律, 体积-应变曲线有拐点, 低围压时先剪缩后剪胀, 高围压时以剪缩为主。在排土体快剪试验具有峰值强度, 100~400 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移20%~30%之间, 且剪应力-位移曲线呈弱化趋势; 600~1 200 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移30%~40%, 随剪切位移增加, 土体抗剪强度基本保持恒定或略有增大。不同堆置状态排土体抗剪强度参数取值各不相同。     

平推法抗剪强度试验在工程中的应用

通过工程实例,应用土体平推法直剪试验确定土体抗剪强度指标,该现场试验确定的抗剪强度指标较稳定。该法有局限,仅适用于塑性较大的坚硬粘性土,但该试验及计算方法均较简单,成本也较低,在地质灾害评价中有一定的应用价值。     

残积土及全风化层土原位水平推剪试验研究

水平推剪试验是测定土的抗剪强度指标的大型原位试验,以厄瓜多尔德尔西水电站工程区广泛分布的残积土及全风化层土为研究对象,通过开展大型原位水平推剪试验,取得该类土石混合体的抗剪强度参数c、φ值,并对其变形破坏特征进行研究。试验结果表明,土石混合体的抗剪强度指标与其含石率、材料强度、结构联接强度均有一定程度的关系,其力学特性介于土体和岩体之间,试验后推剪应力—应变曲线有明显的阶段性,能反映土石混合体的变形特征。相比于室内试验,在原位进行水平推剪试验取得的成果更能代表残积土及全风化片麻岩的抗剪强度特性。     

土工格栅加筋黏土抗剪强度三轴试验

通过土体三轴受压条件下的无侧向静止土压力系数和摩尔-库仑定理,将加筋黏土体在三轴受压条件下的总体抗剪强度分为加筋土体发生侧向变形前的强度和与土工格栅密切相关的土体发生侧向变形后的强度两部分进行研究.在不同含水量下加筋黏土的三轴试验及其所得相关数据分析的基础上,提出利用加筋土体发生侧向变形后的抗剪强度与极限抗剪强度的比值P2随加筋层数的变化情况作为评价加筋效果的重要指标.试验结果表明,当黏土在最优含水量状态下时,其加筋效果最为显著.     

废弃露天矿山生态保护修复治理技术研究

为了修复矿区地形地貌景观,减少水土流失,提高废弃矿区林草覆盖率,有效消除地质灾害隐患。研究了废弃露天矿山生态保护修复治理施工技术,分析了研究区的主要地质环境问题,涉及图斑数14个,图斑总面积85.96 hm²。基于此,研究了生态保护修复治理技术,主要为坡顶或坡面上的悬挂岩块、松动岩石进行清除,边坡整理,清理危岩体和采坑回填。然后分析了各个工程的准备工作、施工方法以及质量控制。研究为矿山生态环境治理探索新路,积累经验。     

栾川县百炉沟废弃露天矿山地质环境特征及生态环境修复治理研究

矿区经过多年的露天粗放式开采,形成了12处边坡及相对应的采矿平台,对原有地质环境条件造成了极大的破坏,共计损毁土地面积11.860 9 hm2。为了实现资源可持续发展,保护自然生态环境,通过对栾川县历史遗留露天矿山地质环境问题调查,讨论了治理区生态恢复治理方法,采取坡修整工程、场地平整工程、挡土保水岸墙工程、排水沟工程、垫渣和覆土工程、生物工程及后期养护等最优的生态恢复工程,达到改善治理区生态环境和消除地质灾害隐患目的,缓解矿业开发与环境保护之间的矛盾。同时,可取得较好的环境、经济和社会效益,有利于人民群众安居乐业和社会稳定。     

矿山生态保护修复治理技术研究

为了改善当地居民生态环境质量,研究了矿山生态保护修复治理技术,分析了矿山地质环境主要问题,主要包括矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏、土壤污染及土地资源破坏,分析了设计条件和有关参数选取。基于此,研究了矿山生态保护修复治理技术,主要分为工程修复分区、自然修复单元及治理单元,根据不同单元特性,采用了不同的技术措施。研究使当地生态环境与地貌景观得以改善,促进了人与自然的和谐发展。     

引江济淮膨胀土边坡强度特性和稳定性研究

膨胀土边坡常常发生失稳破坏,其强度和稳定特性一直是膨胀土研究领域的重要课题。以引江济淮试验段工程为研究背景,通过室内往复干湿循环试验,开展膨胀土强度特性研究,探索膨胀土边坡失稳原因,并利用Geo-Studio仿真软件进行算例验证。在上述研究的基础上,继续进行膨胀土边坡防裂隙加固法的有效性验证。研究结果表明,膨胀土的抗剪强度（内聚力、内摩擦角）随着干湿循环次数的增加而逐渐减小。内聚力c的衰减主要发生在第1～2次干湿循环过程中,随后c值逐渐趋于稳定。内摩擦角φ受干湿循环的影响没有明显规律性,其衰减幅度要小于内聚力c;随着干湿循环的进行,土体裂隙不断开展,而裂隙开展才是膨胀土强度降低继而引起边坡失稳的重要原因;通过对换土及土工膜覆盖2种加固工法的算例验证,表明防裂隙法能对膨胀土边坡的加固起到良好作用。     

高坡石料厂主要矿山地质环境问题及恢复治理技术

为了使矿区生态环境得到进一步改善,破坏土地得到恢复,确保矿区人民生命财产安全,进一步促进矿山经济可持续发展,研究了高坡石料厂主要矿山地质环境问题,主要为崩塌、滑坡、含水层破坏、地形地貌景观破坏以及土地资源破坏。针对上述问题,采取边坡清理、土地整治、挡水墙、排水工程以及生物绿化等措施。通过矿山地质环境恢复治理工程的研究,可以有效防止水土流失,提高植被覆盖率,改善生态环境和周围生态景观,使矿山生态环境得到一定程度的恢复和保护。     

风电场生态环境评价及其恢复治理技术研究

针对风电场不同程度的粗放施工、过度开挖、渣土随意倾倒、环境恢复工程滞后等问题,评价了响屏山风电场生态环境,治理区存在的主要生态环境问题为渣坡带来的植被破坏问题,并进行了恢复治理技术研究;综合运用渣坡整理工程、挡墙工程、排水沟工程、覆土工程、绿化工程等技术手段,对渣坡堆放形成的生态环境问题进行综合治理,并分析了施工对环境的影响。研究实现了响屏山风电场周边地质环境进入良性循环,不仅提高人民生活环境质量、改善生态环境、调节气候、美化环境,而且对风电场生态环境恢复治理具有示范及指导意义,具有良好的经济、社会和环境效益。     

关闭矿山生态修复植物选择与施工技术

矿山的过度开采会加速水土流失、降低植被存活率,导致矿山区域生态环境变差,急需进行矿山区域生态环境修复。提出了关闭矿山生态修复植被选择与施工技术,分析矿山区域的地层岩性及水文地质,获取土壤有机物质的性质指标,分析了土壤物质的总体含量会对生态环境修复效果的影响。根据分析结果,选取不同种类的植物指进行调查、筛选测试,得到适应力强、成活率高、覆盖率广的植被,实现生态修复植物的选择。以修复植物选取结果为基础,对矿区的道路、边坡、生产环境等进行治理防护,完成关闭矿山生态修复植物的选择与施工技术研究,改善了矿区生态环境。     

边坡生态恢复技术及综合评价研究

针对矿山废弃地造成土地荒漠化、水土流失和环境污染等问题,研究了边坡生态恢复技术,主要分析了植生袋技术、穴植灌木技术、轮胎固土技术、草棍客土技术、客土喷播技术的施工技术及工艺,然后从施工季节、适用坡度、适应地区、施工造价、技术特点和恢复效果等角度对其技术进行了综合评价。研究成果为矿井废弃地生态恢复提供了技术支持。     

塑料含量对MSW强度特性影响及边坡稳定性分析

参考国内典型垃圾填埋场中城市固体废弃物主要成分,通过人工配制垃圾土样（MSW）,利用GDS三轴仪开展固结排水剪切试验,研究了不同塑料含量对垃圾土样强度特性的影响。试验结果表明,不同塑料含量垃圾土试样的应力—应变曲线全部呈现应变—硬化特性。随着塑料含量的增加,垃圾土的强度减小;垃圾土中塑料含量的增加对垃圾土试样黏聚力影响较为显著,表现为塑料含量增加,垃圾土的黏聚力呈明显的下降趋势,而对其内摩擦角的影响并不明显。同时,基于Geo-slope软件采用Morgenstern-Price方法开展了填埋场边坡稳定性分析,计算结果表明,垃圾土的塑料含量、渗滤液水位过高以及垃圾土自身抗剪强度较低,都会直接降低垃圾填埋场的安全系数以及稳定性,增加填埋场失稳的风险。     

河北省士元水泥灰岩矿矿山地质环境恢复治理研究

士元水泥灰岩矿位于燕山山脉的东部的河北省境内,长时间的矿石开采造成了当地生态环境的严重破坏。经过勘查,发现矿区内存在4个采坑,对各个采坑进行了稳定性评价。矿山治理主要为采坑边坡顶部防护及植被恢复,并对采坑平台的破坏区域进行重点治理,主要范围分2个平台及3、4号采坑底部进行治理,治理对象包括渣堆、采面、平台等。通过清除危岩、修筑挡土墙以及覆土绿化,消除了地质灾害隐患,极大地改善了矿区的生态环境和空气质量,提升了人们的生活质量和政府的对外形象。