膨胀土(岩)渠道破坏机理和处理技术研究

通过多种研究手段综合研究了南水北调中线工程总干渠膨胀土（岩）渠坡破坏机理,提出了适合的膨胀土（岩）渠坡稳定性分析方法;针对性地研究了膨胀土（岩）渠道的处理措施,主要措施在试验渠段进行了现场验证比较,提出了经济可行的处理方案。研究成果不仅为南水北调中线工程膨胀土（岩）渠坡处理提出更为可靠合理的解决方案,其研究思路和成果也可供类似研究和工程应用参考。     

输水明渠膨胀土(岩)渠段渠坡处理措施有关问题的探讨

输水明渠膨胀土(岩)渠坡处理是南水北调中线一期工程总干渠的关键技术问题之一。施工开挖揭示,膨胀土(岩)渠段存在着不同程度的裂隙、软弱结构面以及高地下水位等,对渠坡稳定性产生极为不利的影响。本文介绍了针对南水北调中线一期工程总干渠膨胀土(岩)渠段渠坡处理中存在的这些不利因素进行研究和探讨的主要成果,并概要介绍了在原初设渠坡处理方案基础上所需调整的处理措施。     

南水北调中线膨胀土（岩）地段渠道破坏机理和处理技术研究

南水北调中线工程总干渠穿越膨胀土（岩）地段累计长约 386.8 km ,膨胀土（岩）的处理是南水北调中线工程的主要技术问题之一。国家“十一五”科技支撑计划课题“膨胀土地段渠道破坏机理和处理技术研究”项目,通过多种研究手段综合研究了膨胀土（岩）渠坡破坏机理,提出了适合的膨胀土（岩）渠坡稳定性分析方法,并针对性地研究了膨胀土（岩）渠道的处理措施,在试验渠段进行了现场验证比较,提出了经济可行的处理方案。较为系统地综述介绍了该课题的研究内容、技术路线、取得进展和主要结论,研究成果不仅为南水北调中线工程膨胀土（岩）渠坡处理提出更为可靠合理的解决方案,其研究思路和成果也可供类似研究和工程应用参考。     

膨胀岩渠坡处理措施现场试验研究

文章详细介绍了南水北调中线一期工程总干渠潞王坟膨胀岩试验的地质条件、模拟工况以及现场开展的试验研究工作。通过开展现场碾压试验、现场仪器埋设和监测、局部破坏试验、人工降雨试验以及原位渗透试验,获得了不同处理措施的施工碾压参数、施工压实质量控制指标;建立了一套较为完善的膨胀岩渠坡现场仪器埋设流程和监测系统,通过该监测系统,可以获取较为详细的气象资料及膨胀岩渠坡力学特性参数的变化规律,验证了不同处理措施的加固效果。研究成果为膨胀岩渠坡处理措施的选择提供了科学依据,也为膨胀岩地区类似工程提供了经验。     

土工合成材料在南水北调膨胀岩渠坡加固中的应用

重点介绍了土工格栅、土工袋 2 种土工合成材料在南水北调中线工程膨胀岩渠段渠坡处理工程中的应用情况、施工工艺等,结合现场原位试验对 2 种工程处理措施的效果进行了初步的探讨。研究结果认为, 2 种处理措施均对膨胀岩渠坡有一定的保护作用,土工格栅加筋处理措施的防渗性能和抑制膨胀变形的效果更好。     

膨胀岩(土)渠道边坡施工技术探讨

针对我国土地资源紧张的现状,大量先进的工程技术逐步应用于膨胀岩(土)项目,以保证工程建设尽量少占用土地资源。结合南水北调中线工程河南新乡某渠坡试验段实际情况,重点介绍了土工格栅、复合土工膜、水泥改性土3种处理措施在膨胀岩(土)边坡处理中的应用。现场试验的结果表明,这3种处理措施在膨胀岩(土)边坡的处理中取得了良好的效果,其经验可供类似的工程借鉴。     

南水北调工程膨胀岩渠坡换填改性土现场掺量试验研究

南水北调禹州长葛段工程膨胀岩渠坡挟填改性土掺量试验,通过开展室内试验、现场碾压试验及试验后的成果总结,获得改性土处理措施的施工碾压参数、施工压实质量控制指标,为南水北调工程禹州长葛段膨胀岩渠坡踟陛土处理换填施工提供教术支持。     

非饱和土力学理论在南水北调工程中的应用

简要回顾了非饱和土力学的研究历史及研究意义.结合南水北调中线工程中的膨胀土问题,探讨了非饱和土理论在渠道工程设计中的应用前景,重点论述了非饱和土抗剪强度理论及其简化计算方法,并从膨胀土的破坏机理、变形特点和强度特征出发,探讨了膨胀土渠坡工程处理措施和处理原则,为南水北调中线工程膨胀土渠段的设计和施工开拓了新的思路.     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡处理措施

根据南水北调中线工程南阳段膨胀土的工程地质特性,对膨胀土渠坡的运行环境、处理措施、处理厚度及应注意的问题进行了现场试验研究。研究成果表明:采用换填非膨胀土或水泥改性土是处理膨胀土边坡行之有效的方法;弱膨胀土渠坡的换填厚度0.6~1.0 m、中膨胀土换填厚度1.0~1.5 m、强膨胀土换填厚度1.5~2.0 m。研究成果可用于南水北调中线工程膨胀土渠段的设计与施工。经处理的膨胀土边坡可以较大程度减轻其工程危害。     

新乡膨胀岩试验段渠坡处理现场监测研究

为研究南水北调工程关键技术“膨胀土地段渠道破坏机理及处理技术”问题,开展了膨胀岩试验段工程（潞王坟段）现场试验。根据现场试验成果,从渠坡稳定性监测、防护监测两方面,提出了膨胀岩土渠坡失稳 2 种破坏模式,综合评价渠坡处理措施防护效果,推荐渠坡处理方案。建议膨胀岩渠坡处理应优选土工格栅加筋处理措施;对于处理断面为出口段、扭曲面等适宜点状作业的施工面,可采用土工袋处理措施;土工膜处理措施由于没有压重效果,可用于低地下水位且侧向补给较差的一级马道以上渠坡处理。     

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。     

南水北调中线工程若干土力学问题研究

介绍了长江科学院为南水北调中线工程所开展的土力学问题研究工作,重点阐述了大型穿黄隧洞土力学问题和膨胀土渠坡稳定问题及处理技术的研究情况和成果.这些成果不仅对南水北调中线工程的顺利建设和可靠运用十分重要,而且对其它类似工程也有重要参考价值.     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡稳定分析

膨胀土渠坡由于膨胀土的胀缩性、裂隙性、超固结性,渠坡滑动破坏模式与一般土质边坡有很大差别。膨胀土渠坡的滑动通常沿结构面发生,并且大多为浅层滑动,采用常规的土质渠坡稳定分析方法不能完全反映膨胀土渠坡破坏的特性。根据膨胀土的工程特性,并针对南水北调中线工程膨胀土渠坡的8种典型工况,分析了其破坏模式。对常规分析方法进行改进,提出了适合膨胀土渠坡稳定分析的方法,计算结果有助于南水北调中线工程膨胀土渠段的边坡设计。     

南水北调中线工程总干渠岩石力学与工程问题

根据南水北调中线工程总干渠通过软岩区和采煤区的工程地质条件,提出了软岩特别是膨胀软岩的渠坡稳定性及支护措施、软岩地基承载力以及采煤区地表变形塌陷对渠道的影响等主要岩石力学与工程问题,以及为解决这些岩石力学问题所需要采取的研究途径和研究方法.     

南水北调中线工程膨胀岩土渠坡处理措施探讨

1前言南水北调中线工程是缓解河南、河北和京津地区水资源危机的特大型跨流域调水工程,该工程线路长1427.17km,渠道沿线地质条件复杂,其中穿越膨胀岩土渠段累计长约340km,膨胀岩土因其特殊的工程性质,易造成渠道边坡失稳,对工程的安全运行产生严重危害,而且其处理难度大、处理措施投资费用高。膨胀岩土的渠坡处理是南水北调中线工程     

膨胀岩渠坡的变形破坏特点与稳定分析

在南水北调中线工程中,膨胀岩渠坡处理是总干渠的关键技术问题之一,现以潞王坟试验段滑坡为例,对膨胀岩的破坏模式进行了分析总结,指出膨胀岩渠坡受胀缩特性的影响普遍具有浅层性、渐近性、牵引性,同一位置多次滑动的特点。膨胀岩渠坡的稳定与岩性组合、地质构造、膨胀潜势等级等自然因素有关外,与开挖的边坡高度、边坡走向、岩体含水率的变化、卸荷后裂隙开展等边界条件密切相关,不利的组合为渠道边坡滑动创造了空间地质环境。对裸坡区的破坏进行模拟计算时,是否采用按大气影响带进行参数取值以及施加膨胀力等边界条件的设定,对膨胀岩渠坡稳定计算方法进行了探讨,为工程建设领域同类条件下的分析计算提供参考。     

膨胀土渠坡破坏机理及处理措施研究

膨胀土渠坡失稳破坏频率大,是渠道运行的最大安全隐患。通过对膨胀土渠坡破坏机理深入分析认为,土体膨胀性及结构面发育程度是控制渠坡稳定的内因,雨水、地表水、渠水入渗是引起渠坡失稳的主要外因。结合国内外大量工程实例分析,特别是南水北调中线南阳段膨胀土试验成果,指出了针对膨胀土渠坡不同的破坏机理与地质环境条件,所采取的坡面防护、工程抗滑、坡顶防渗等综合措施,以及加强观测与反馈分析,深入进行工程研究的建议。     

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。     

"动态设计"是提高膨胀土(岩)段明渠渠坡处理措施设计质量的关键

中线总干渠膨胀土(岩)段渠坡处理措施设计研究是正在建设中的南水北调工程的重大关键技术之一.中线总干渠初步设计阶段膨胀土(岩)段渠坡处理方案充分借鉴国内外已有工程经验和新乡潞王坟膨胀岩、南阳靳岗膨胀土两试验段的试验成果,因国内外类似已有工程经验不多,且新乡和南阳两试验段地下水位相对较低、并且无强膨胀土(岩)渠坡,对于地下水位或上层滞水高于渠底以及强膨胀土(岩)渠段渠坡情况,初步设计阶段膨胀土(岩)段渠坡处理设计方案是否可保证渠坡的稳定是关注的问题.2010年汛期,正在施工中的安阳膨胀岩渠段出现了换填土体的失稳现象等表明,确保中线总干渠膨胀土(岩)段渠坡处理设计质量的关键是在施工过程中实行"动态设计","动态设计"可有效保证因地制宜实施适合于膨胀土(岩)段开挖渠坡的处理方案.     

非饱和膨胀土边坡破坏机理与稳定性分析

膨胀土具有胀缩性、裂隙性、超固结性,其工程性质特殊,即使很缓的边坡也可能失稳,南水北调中线工程膨胀岩土渠段长达340 km,渠坡的处理技术、分析方法与长期稳定性是关键问题.分析了非饱和膨胀土边坡的破坏特点、破坏机理与影响因素,并对处理措施的作用机理与模拟方法进行了分析,在此基础上探讨了非饱和膨胀土边坡稳定性的分析方法,并对南水北调中线工程新乡段膨胀岩土渠坡进行了分析,得到了初步成果.