娄衡高速公路白垩系泥质粉砂岩崩解特性研究

为了研究娄衡高速公路白垩系泥质粉砂岩的崩解特性,对不同风化程度的泥质粉砂岩进行了静态崩解试验、室内环境崩解试验和耐崩解试验。试验结果表明:岩石风化程度越高,崩解越剧烈;强风化状态的泥质粉砂岩在第四次循环后基本崩解完全,耐崩解系数Id2为46.2～61.8;弱风化和微风化泥质粉砂岩在第二、第三次循环崩解开始加剧,耐崩解系数Id2分别为61.1～73.6和79.5～85.4;崩解物以0.5～2mm和小于0.25mm颗粒物为主。泥质粉砂岩的崩解是由岩石浸水膨胀、胶结物溶解和干湿循环产生的拉应力与张应力共同引起的。     

江西白垩系泥质粉砂岩崩解试验研究

对南昌地区泥质粉砂岩典型出露地段开展现场调研并取样测试其基本物理力学性质,同时进行了静态崩解试验和岩石的耐崩解试验,从能量耗散原理的角度分析了泥质粉砂岩静态崩解过程中吸收的能量向表面能转化的规律。试验结果表明:水和温度—岩的相互作用是加快泥质粉砂岩风化的主要外部营力;泥质粉砂岩的静态崩解由碎块状过渡到粒渣状、泥糊状,可按崩解物形态划分为剧烈崩解、细微崩解和崩解稳定三个阶段,崩解过程中其表面能累计增加量随崩解次数增加而增加,而单次表面能增量趋于减小;耐崩解试验中,泥质粉砂岩耐崩解性指数随循环次数的增大呈负指数关系递减。试验结果对于工程实践中如何抑制红层软岩崩解并保持其完整承载能力、或对其预崩解处理促进其快速崩解达到稳定的颗粒级配状态具有一定的参考价值。     

泥质粉砂岩崩解特性的试验研究

为了研究泥质粉砂岩的崩解特性,本文采用将中风化程度的泥质粉砂岩置于充满不同PH溶液的耐崩解性试验仪中进行外动力作用下的崩解试验,对比并分析不同PH溶液对泥质粉砂岩崩解特性的影响,以及泥质粉砂岩在崩解试验过程中颗粒级配变化情况。试验结果表明:酸性环境对泥质粉砂岩的崩解性影响较碱性环境大;泥质粉砂岩的崩解性随着酸性的增强而逐渐增强,随着碱性的增强而逐渐减弱。     

循环荷载作用下岩石阻尼特性的试验研究

对2组红层泥质粉砂岩在MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统上进行单轴4级循环加卸载试验.试验加载波形采用正弦波,频率3 Hz,循环应力幅值小于其平均抗压强度,单级应力幅值为30个振动循环,得到动弹性模量和阻尼比随动应变的变化规律.通过试验发现,泥质粉砂岩在循环荷载作用下的加卸载应力-应变曲线并不重合,而是形成一个封闭的滞回环,动应变相位始终滞后于动应力相位;滞回环在荷载反转处并非椭圆形,而是尖叶状,在该处岩石的塑性变形小,弹性变形响应迅速.随动应力幅值增加,泥质粉砂岩的动应变增加,动弹性模量随动应变增加线性递减,而阻尼比则线性递增.得到2组泥质粉砂岩的平均动弹性模量和阻尼比与动应变的相关表达式,其相关系数的平方R2均超过98%.岩石的不可逆塑性变形随动应变增加而增大,同时由循环荷载引起的损伤变形也逐渐增加.     

湘北泥质粉砂岩旁压试验及其应用

长沙白垩系-第三系泥质粉砂岩为软质岩石，具有成岩差，易风化崩解等特点。按现行规范评价的承载力同原位测试结果有较大的差异。本文利用旁压试验同岩石单轴抗压强度试验对比，对该类岩石地基承载力的确定进行了研究。     

娄底市经开区白垩系泥质粉砂岩钻探工艺、风化分带与地基承载力的确定

以娄底市经开区白垩系泥质粉砂岩为基础,通过大量的工程经验和试验结果,对泥质粉砂岩的钻探工艺、风化带的划分以及对该岩石地基承载力计算时的折减系数进行了探讨,对娄底市经开区各地层的钻进工艺提出了合理建议,相关研究可为类似工程提供参考。     

高应力泥质粉砂岩蠕变特性及长期强度研究

岩石在高应力状态下呈现蠕变特性是深埋硐室稳定性研究的热点问题之一。为研究高应力泥质粉砂岩蠕变特性及长期强度,采用分级增量加载方式,对泥质粉砂岩试样进行三轴压缩流变试验,试验表明:泥质粉砂岩在低应力状态下表现为黏弹性蠕变特征,高应力状态下呈现黏弹塑性蠕变特征。通过将高应力岩石蠕变的瞬弹、黏弹、黏塑性蠕变进行分离,建立稳态黏塑性蠕变速率与应力的函数关系,提出以稳态黏塑性蠕变速率的阈值应力作为高应力泥质粉砂岩的长期强度。研究表明,基于稳态黏塑性蠕变速率与应力的函数关系确定的高应力泥质粉砂岩的长期强度为单轴抗压强度的70.5%,该方法可以较好地解决高应力岩石长期强度求解的问题。     

白垩系泥质粉砂岩岩基强度试验研究

白垩系泥质粉砂岩是一种极软质岩石，具有成岩差、易风化、易崩解等特性。该类岩石以中-微风化为主，软化系数小于0．75，孔隙率、吸水率低，裂隙贯通性差，具有较大的地基潜力。针对长沙地区泥质粉砂岩的这一特殊性，进行了室内单轴抗压试验、岩基载荷试验和高压旁压试验的对比研究。通过试验发现，按现行的《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)确定的地基承载力往往偏低，并对不同规范在该类岩石地基嵌岩桩的设计取值上的差异进行了分析。当采用岩石单轴抗压强度确定地基承载力设计值时，应根据不同嵌岩深径比(hr／d)乘以相应的发挥系数，给出了嵌岩段总阻力的修正公式，得出了比较符合当地实际的结论，给出了工程实例。对同类地区相同桩基的设计、研究具有指导意义。     

红层砂岩与砾岩差异风化的湿度应力效应研究

目前针对红层砂岩与砾岩差异风化的研究主要集中于二者物理力学性质的对比,而对差异风化的外动力因素研究较少。通过对浙江省红层盆地中的12个拱形岩穴和1个天然石拱的现场调查,结合砂岩、砾岩的室内干湿循环实验,以及砂岩、砾岩水分运移和湿度应力分布的数值模拟研究,分析了红层砂岩与砾岩岩层在风化速率、风化特征等方面的差异。结果表明,砂岩与砾岩的崩解实验破坏特征与现场调查的结果相吻合,砂岩风化主要表现为沿球面状裂隙剥落或沿层面剥落,砾岩风化主要表现为砾石从基质中脱落。砂岩的崩解速率远大于砾岩,砂岩变形量为0.15～0.18 mm,而砾岩仅有0.001～0.002 mm的变形量。数值模拟结果也揭示了砂岩和砾岩差异风化的内在机制,在吸水过程中均质砂岩产生了球面状分布的湿度应力,砂岩在球面状拉应力作用下呈洋葱式剥落;砾岩则在砾石与基质的接触面具有湿度突变与拉应力集中,导致砾石在拉应力作用下从基质中脱落。上述研究成果充分揭示了湿度应力是控制红层砂岩与砾岩差异风化的外动力因素。     

水温对泥质粉砂岩物理力学性质的影响

通过对不同水温浸泡至饱和状态下的泥质粉砂岩开展单轴压缩破坏试验,获取岩石破裂全过程的力学参数,分别从宏观破裂图像、岩渣SEM微观观测图像出发,研究了含水及不同水温浸泡对岩石破裂的物理力学行为、微观与宏观破裂形态的影响。研究表明,泥质粉砂岩含水后,泥质粉砂岩的峰值强度、弹性模量、软化系数、微观结构等出现明显变化;当水温从常温(25 ℃)提高到50 ℃和100 ℃,泥质粉砂岩的微观结构变化较为明显,主要体现在随浸泡水温的提高,岩石微观颗粒饱满度增大、孔隙变小,岩石含水能力降低;随着浸泡水温的提高,峰值强度、弹性模量、软化系数等物理力学参数逐渐提高。     

福建上杭地区泥质粉砂岩风化壳的工程性质探讨

在收集、分析上杭地区白垩系沙县组（K2s）泥质粉砂岩分布区有关岩土工程勘察、设计、施工资料的基础上,分析、研究了泥质粉砂岩残积土和全风化岩层的工程性质,建立了泥质粉砂岩残积土和全风化岩层的变形模量（E0）与标准贯入试验击数（N）的经验公式,为类似岩层分布区的工程建设提供借鉴.     

水温耦合作用下风化砂岩崩解和质量流失研究

随着公路建设向山岭重丘区的转移,如何就地取材,利用风化岩进行路基填筑,以弥补山区路基填料的不足,已成为亟待解决的问题。为确保风化砂岩填筑路基长期使用性能,提出水温耦合作用下风化砂岩崩解和质量流失的试验测定方法,并将材料的干湿循环崩解率和质量流失率与风化程度进行了相关性分析。     

泥质粉砂岩隧道变形及长期稳定性研究

以广东省惠清高速太和洞隧道工程为依托,通过室内试验和数值模拟,对典型软岩隧道大变形问题进行了研究.首先通过FLAC3D数值模拟软件对隧道开挖阶段的受力特征、施工变形进行计算;其次考虑了流变效应,通过单轴压缩流变试验得到泥质粉砂岩的应变-时间曲线,选取伯格斯黏弹性模型拟合出相关流变参数并运用于隧道长期变形的模拟计算中,对...     

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。     

长江小南海水利枢纽坝基弱风化岩体 工程力学性质研究及可利用探讨

 小南海水利枢纽为长江上第三座大I型水电工程,坝基为典型的红层软岩,岩体风化层次分明。坝基覆盖层及强弱风化带平均厚约18 m,其中弱风化带平均厚约6 m,若全部挖除,相当于总开挖深度的1/3,开挖工程量巨大。从坝区大范围岩体波速的分布、工程岩体质量分级、岩体变形特性及强度特性等方面对比研究弱风化岩体与微风化岩体的差别,探讨弱风化岩体作为建基面的可能性。本阶段的试验研究结果说明,弱风化与微风化岩体均为IV级,弱风化岩体的岩石力学参数与微风化岩体差别不大,具备作为建基面的工程力学条件。     

广州地铁隧道施工中的盾构选型及盾构改进应用

 分析了盾构选型需考虑的因素,提出了盾构选型的流程,阐述了刀盘刀具对不同地层的切削机理。然后结合广州地铁二号线某区间隧道盾构施工实际情况,发现全断面滚刀设置不适合强度较低及粘性较强的的全风化地层,而适合强度较高的地层,其掘进速率分别为0.5 mm/d和2～4 mm/d;而全断面先行刀设置适合6#及8#岩层,不太适合9#微风化岩层,其掘进速率分别为8～10 mm/d和4～7 mm/d。     

不同含水率泥质粉砂岩破裂声发射特性试验研究

以干燥、自然和饱和含水3种典型状态的泥质粉砂岩为研究对象,进行单轴压缩破坏全程声发射检测试验,研究了3种状态下岩石破裂的力学和声发射特性的不同。研究结果表明:含水使得泥质粉砂岩软化,且峰值应力和弹性模量均随含水率的增加而减小,变形特征由脆性逐渐向延性转化;声发射累计事件数、声发射事件率峰值、声发射累计绝对能量、声发射绝对能率峰值等声发射参数均随含水率的增加而减少,即含水使得泥质粉砂岩损伤破裂程度减小,破裂全程能量释放水平降低;根据试验所得声发射累计事件数和累计绝对能量随时间变化曲线,得出含水率使得泥质粉砂岩由“突发型”的脆性破坏向“平稳型”的延性破坏过渡。     

干湿循环作用下泥质白云岩能量机制试验研究

为研究干湿循环作用下泥质白云岩力学特性和能量机制,利用MTS851.03岩石力学试验系统分别对干湿循环0次、40次及60次试样进行三轴压缩试验,分析了3种状态下泥质白云岩损伤破坏过程中的能量演化规律,并以可释放弹性应变能为统计分布变量,基于Weibull分布建立泥质白云岩的损伤统计本构模型。结果表明：3种状态下试样峰值强度与围压的回归关系符合主应力表达的Mohr-Coulomb准则特征;泥质白云岩试样能量实时演化过程具有阶段性;干湿循环作用使泥质白云岩的内部损伤和塑性变形加强;峰值点处试样各应变能随围压线性增大,储能极限随干湿循环次数逐步减小;以可释放弹性应变能为统计分布变量建立的损伤统计本构模型能较好模拟试样三维条件下的应力-应变关系。