灰质泥岩蠕变特性试验研究

为了研究灰质泥岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对灰质泥岩进行了分级加载三轴压缩蠕变试验。试验结果显示,随偏应力增大,灰质泥岩瞬时应变、蠕变应变及稳态蠕变率等均随之增大,且稳态蠕变率和偏应力的关系可用幂函数描述,但蠕变应变占总应变的比重增幅却非常缓慢;灰质泥岩蠕变过程具有非线性特征,其弹性模量随蠕变时间增加而逐渐减小,该变化过程可用Logistic函数反映。利用6元件扩展Burgers模型对试验结果进行了拟合,结果表明:拟合曲线和试验结果吻合良好,误差较小,说明该模型能够准确反映灰质泥岩的蠕变特性。     

西北地区红层泥岩崩解特性试验研究

针对西北地区红层泥岩设计了一套自由浸水崩解装置,对不同质量的红层泥岩试块进行自由浸水试验。考虑试块的吸水过程,将试块吸水率作为崩解试验结果的补偿,研究不同质量红层泥岩试块的崩解率、崩解速率随时间变化规律。结果表明,测试红层泥岩膨胀性矿物含量较少,其崩解的前30%时间内崩解率可达45%~75%,前50%时间内崩解率可达68%~90%,崩解总时间T与试块质量m满足关系。随着试块质量增加,试块崩解速率越大,且崩解的前50%时间内崩解率增加显著。     

泥岩蠕变损伤试验研究

 在岩石蠕变过程中,施加载荷超过某个应力水平后,其强度会随着时间和应力逐渐降低,这种损伤规律可以定量地用岩石基本力学参数如弹性模量E、黏聚力c和内摩擦角j 降低的多少来反映。对宝鸡市秦源煤矿泥岩进行8个不同应力水平、3个不同时间段蠕变试验,采用单试件法测得泥岩蠕变过程中各力学参数E,c,j的变化值,对试验数据进行分析,建立该泥岩E,c,j随应力水平、长期强度及时间的耦合函数关系,它们之间呈指数衰减变化。分析耦合函数中各个系数的特点,得到泥岩力学参数损伤规律的通用表达式,式中各参数物理意义明确,测试简单。其研究结果为建立岩石损伤流变本构模型奠定基础。     

饱和破碎泥岩蠕变过程中孔隙变化规律的试验研究

 破碎岩石具有显著的蠕变特性,可引起孔隙连续变化,从而导致渗透特性的连续变化。利用自制的破碎岩体多相耦合蠕变试验装置,研究饱和破碎泥岩蠕变过程中孔隙的变化规律。结果表明,破碎泥岩蠕变过程中孔隙率与时间呈负指数关系,整个过程具有明显的阶段性;荷载相同时,破碎泥岩粒径越小,孔隙率变化也越小,最终稳定下来的孔隙率越大;随着荷载的增大,这种因粒径不同而产生的孔隙率大小差异逐渐缩小;相同粒径下,荷载越大,孔隙率变化越快。     

红层泥岩改良土特性室内试验研究

宜巴高速公路穿越巴东组紫红色泥岩地层。直接将泥岩风化物作为路基填料填筑,产生了路面鼓包,翻浆冒泥和路基不均匀沉降、承载力不足等工程问题。为了消除泥岩路基土不良特性,采用石灰、水泥、粉煤灰对泥岩风化物进行改良试验研究。开展击实、承载比、无侧限抗压强度试验,利用自制崩解仪、大环刀进行改良土崩解试验及土水特性测试,利用环境电镜扫描改良土微观结构,研究分析泥岩改良土的工程特性及改良机制。在综合评价改良效果及分析膨胀指标、承载比、无侧限抗压强度等常规改良效果评价指标基础上,尝试结合耐崩解性、土水特性指标全面对比分析改良效果。结果表明：改良剂消除泥岩路基土的膨胀特性,大幅提高其承载力及抗压强度指标,其耐崩解性及水稳定性也得到提高和改善;水泥改良路基土效果最佳,掺比5%为最优;石灰改良效果次之,最佳掺比为7%;粉煤灰改良效果最差,掺比11%为最优,适当提高粉煤灰掺量改良效果会更佳。     

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。     

南宁地区红层泥岩膨胀性对工程的影响分析

通过分析南宁地区红层泥岩在干湿交替环境下表现出的膨胀性,对比分析风化前后泥岩层膨胀性变化,依托南宁轨道交通工程,选取古近系、白垩系等不同时代的弱风化红层泥岩、风化层作为研究对象,对南宁地区红层泥岩及风化物膨胀性对基坑、边坡、道路工程的稳定性和安全性影响进行研究。     

红层泥岩边坡生态防护机制研究

生态防护已较广泛地应用于红层边坡，但红层边坡生态防护的理论尚未进行系统研究。选择典型工点，对红层泥岩边坡进行生态防护前后的现场降雨试验和边坡浅层的温度场、含水量的长期监测试验，研究红层泥岩边坡生态防护控制表层快速风化的机制。总结出生态防护主要通过消除红层泥岩风化碎屑的冲蚀、改变红层泥岩坡体浅层的温度场和含水量三方面的功能来控制红层泥岩边坡的快速风化。更为重要的足，高温季节时生态防护避免了雨水与红层泥岩边坡表面的直接接触，使浅层坡体不会产生过高的温差，从而消除了泥岩表层因热应力引发的快速风化。     

饱和红层泥岩填料动力及耗散能特性试验研究

路基基床变形控制是保证高速铁路线路平顺性的重要前提之一,基床变形由外部荷载和路基填料动力特性决定。通过不同围压和动应力下的动三轴试验研究了饱和红层泥岩填料动力及能量耗散特性,结果表明：饱和红层泥岩填料的累积变形、应变速率和等效模量具有内在相关性,可通过状态边界面表征。围压变化将引起状态边界面形状和大小的改变,动应力则决定了填料动力响应在状态边界面中的位置。填料耗散能具有两阶段特征,先随振次增加而衰减随后到达稳定状态。填料的累积变形、变形速率和等效模量与耗散能大小有关,同样可通过状态边界面表征,耗散能则受动应力水平影响。当相对能量水平低于20%,填料累积变形最终能够稳定,处于动力稳定状态;当相对能量水平位于20%～60%,填料处于动力临界状态;而当相对能量水平高于60%,填料的长期稳定性无法保证,处于动力失稳状态。     

红层泥岩生态加筋土挡墙施工技术应用

采用土工格栅与钢筋网片组合式加筋土挡墙,相比传统土工格栅加筋土挡墙,更有助于提升边坡挡墙整体稳定性;通过施工前人工干湿循环和填筑时加入生石灰,可进一步抑制红层泥岩崩解性;泥岩土石混合体虚铺层厚度控制在60～72 cm,每层填料摊铺平整后应及时采用振动压路机碾压密实,压实度应达到94％.     

昆明泥炭土直剪蠕变特性及长期强度试验研究

昆明泥炭土的蠕变特性影响着该地区各类建（构）筑物的长期稳定性和结构安全。采用改进的应力控制式直剪仪,以分级加载方式开展一系列的直剪蠕变试验,研究不同固结压力下剪应变随剪应力与时间的变化规律,以及长期强度与短期强度间的关系。结果表明：昆明泥炭土具有显著的非线性蠕变特性,当剪应力较低时,直剪蠕变曲线表现为衰减稳定蠕变;随着剪应力增大,蠕变曲线会同时出现衰减稳定蠕变和非稳定等速蠕变;当剪应力较大时,则会呈现出加速蠕变现象,并快速发生破坏。在施加水平剪应力的瞬间,泥炭土即产生较大的剪切应变,且瞬时应变随着剪应力的增加而加大,而瞬时应变占总应变的比例逐渐降低,表明泥炭土在高剪应力水平下,蠕变现象加剧。与短期强度相比,泥炭土长期强度的黏聚力和内摩擦角均有一定程度的下降。当固结压力为50~400kPa时,长期强度约为短期强度的57%~70%。     

岩石拉剪流变特性的试验研究

根据岩石受拉及拉剪流变试验结果 ,研究了岩石受拉、拉剪流变特性 ,以及岩石受拉及拉剪强度。给出了岩石流变破坏曲线、拉剪破坏强度曲线 ,研究了岩石受拉强度、岩石流变等效抗拉强度和等效变形模量等 ,得出了几点有意义的结论     

红层嵌岩桩嵌岩段侧阻力试验研究

应用剪切试验、基岩内桩侧摩阻力试验和高压旁压试验及桩身应力测试,对湘浏盆地内泥质粉砂岩的嵌岩段桩侧阻力的研究表明,按《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)确定的侧阻力偏低,分析了不同方法确定的结果差异的根源,提出了以单轴天然抗压强度标准值为基础,按0.15~0.30系数折减计算嵌岩段极限侧阻力的取值标准,对类似地区桩基设计有一定的参考价值。     

全风化灰绿色及红色泥岩物理力学性质对比研究

 灰绿色、红色泥岩在干旱或半干旱气候条件下形成,富含黏土矿物,遇水后物理力学性质发生显著变化,对工程建设的安全有重要影响,对其物理力学特性开展研究在地质灾害防治和工程设计施工中都具有重要意义。不同泥岩具有不同的物理力学性质,为进一步研究其差异,对甘肃省天水秦州区西河乡灰绿色泥岩以及天水花南村滑坡(310国道K1428+200段)滑带处红色泥岩进行了基本土工试验、矿物成分分析、易溶盐成分分析以及高含水率下的直接剪切试验。研究发现灰绿色泥岩级配更好,且含有较多的黏土矿物,而红色泥岩则含有较多的石英及原生矿物,二者的黏土矿物都以伊利石为主,高岭石次之,蒙脱石含量较少。2种泥岩遇水后都溶解出较多的Na+,K+, 以及少量的Ca2+,使土体颗粒水膜增厚,带电分子间的引力减弱,黏结力降低,并使矿物更易遭受破坏,灰绿色泥岩溶于水后的易溶盐总量相对较多。在高含水率情况下,2种泥岩的抗剪强度参数都随含水率及干密度发生变化,灰绿色泥岩的抗剪性能明显优于红色泥岩。当含水率达到25%时,红色泥岩抗剪强度较绿色泥岩显著降低,含水率超过30%后,二者都基本丧失抗剪能力。     

达成线红层泥岩路基循环加载试验研究

我国西南、西北、中南及东南等地区均有较广泛的红层泥岩分布。为研究红层泥岩用作客运专线或客货共线铁路基床底层及路堤本体填料的适应性,进一步扩展红层泥岩在铁路路基工程中的应用,在掌握了达成线红层泥岩物理力学性质的基础上,使用ZSS50循环加载设备对达成线红层泥岩基床及路堤进行了现场循环加载试验研究,模拟分析了不同轴重列车荷载作用下降雨前、后红层泥岩路基的动态特性及沉降规律。试验结果表明,红层泥岩路基的动态指标及工后沉降等均满足设计要求,红层泥岩可以用作客运专线或客货共线铁路的基床底层及路堤本体填料。     

关于滇西红层地质的几点认识

对滇西红层地质进行了分析,对红层地质特性进行了论述,提出用于施工需要重点解决的问题,从而解决红层作为不良填料易产生路基病害的问题。     

混凝土普通砖砌体受压及受剪性能的试验研究

通过改变混凝土普通砖和砂浆的强度等级,研究了混凝土普通砖砌体的轴心抗压和双面抗剪的力学性能和破坏特征,分析了混凝土普通砖砌体的抗压和抗剪强度及其影响因素。根据试验数据回归得出了混凝土普通砖砌体的抗压强度和抗剪强度的建议计算公式,并绘制了混凝土普通砖砌体的抗压应力-应变关系曲线。试验结果表明,混凝土普通砖砌体的抗压强度及抗剪强度均高于同强度等级的实心黏土砖,其受力特点与破坏形态与实心黏土砖相近,可以作为替代实心黏土砖的新型承重墙体材料之一。     

重庆红砂岩单轴直接拉伸特性试验研究

为探讨重庆市分布较为广泛的红砂岩直接拉伸力学特性,了解其直接拉伸的变形破坏规律,本文设计研制了岩石直接拉伸试验装置,并详细介绍了该装置的工作原理及其使用范围.利用该装置进行了红砂岩的直接拉伸特性试验,从抗拉强度、杨氏模量、泊松比等指标与压缩情况下的比较以及红砂岩拉伸变形破坏规律等方面对其直接拉伸力学特性进行了分析,获得...     

高温作用下花岗岩三轴蠕变特征的实验研究

采用中国矿业大学的"20MN高温高压岩体三轴试验机",对Φ200mm×400mm大尺寸花岗岩试件在高温下的蠕变特征进行了试验研究。介绍了三维应力作用下花岗岩在高温条件下的蠕变试验方法和结果,结合理论与试验结果分析,发现了花岗岩在300℃时轴压94MPa围压75MPa时花岗岩经历蠕变的第一阶段和第二阶段,蠕变变形逐渐停滞,呈现明显的稳态蠕变的特征;在400℃,轴压125MPa围压100MPa时,呈现明显的非稳态蠕变特征。试验还揭示了花岗岩的蠕变性随温度和应力的升高而增强,蠕变性态转变的温度门槛值为300℃～400℃。试验结果对核废料的深埋处置长久安全性,地热能的长期稳定开发都有重要的指导意义。     

砂性土的蠕变性质影响试验研究

采用改进的直剪蠕变仪,在相同试验条件下分别测试了不同粒径和含水率的砂试样。试验结果表明：砂性土也具有一定的蠕变性质,其变形随时间的增加而增加,经过一段时间后才能达到稳定,且随砂土颗粒粒径的不同而不同,其中天然砂、粗砂的蠕变现象较其它颗粒的砂明显,同时含水率对砂土的蠕变特性影响不大。试验结果有助于进一步认识砂性土蠕变的特性及其影响因素。