冻结法在含水疏松砂岩地层隧洞施工中的应用

针对TBM在含水疏松砂岩地质地段施工中发生的TBM卡机、突泥涌砂、TBM低头等不良现象,对不良地层中采用冻结法加固土体的施工特点、冻结参数以及冻结效果进行了分析,并介绍了冻结加固的施工方法,以供参考。     

遇含水率极低采用疏松桩孔注水法施工的探索

结合工程实例,对含水率极低的地基地质采用疏松桩孔注水法的施工技术进行了探讨,阐述了该工法的施工工艺流程及优缺点,并对桩基进行了检测,通过检测结果表明该工法满足设计要求,可推广应用。     

富水疏松砂岩段水平旋喷桩超前支护施工技术分析

文中结合兰临高速齐家庄隧道富水疏松砂岩段超前支护施工项目,对水疏松砂岩条件下水平旋喷桩超前支护施工展开论述,以期进一步提高相关技术水平。     

基于ABAQUS非饱和膨胀土边坡降雨入渗分析

降雨是诱发边坡失稳的主要原因之一,研究降雨引发滑坡机理分析具有重大现实意义。文章基于ABAQUS有限元软件模拟非饱和土边坡降雨入渗分析,结合滤纸法试验推导出适用于贵州省某区域非饱和膨胀土的土水特征曲线拟合公式;结合流固耦合理论和强度折减理论探究了降雨入渗下非饱和土边坡渗流场、位移场及稳定性的变化规律。结果表明:非饱和土基质吸力与含水率呈负相关;降雨入渗过程边坡地下水位差异抬升产生水平渗流力作用以及土体吸力减小强度降低是引发边坡失稳的主要原因。     

崩解性砂岩改良膨胀土的裂隙发育规律研究

文章以引江济淮项目膨胀土、崩解性砂岩为研究对象,利用崩解性砂岩对膨胀土进行改良,通过室内干湿循环试验研究干湿循环对砂岩改良土的裂隙宽度发展情况的影响。试验结果表明：在持续的水分蒸发过程中,砂岩改良土的裂隙宽度发展较均匀,持续的水分蒸发对砂岩改良土的影响较小;随着干湿循环次数的增加,砂岩改良土的蒸发速率和残余含水率变化幅度较小,改良后土体水分蒸发受干湿循环的影响减小;随着干湿循环次数的增加,砂岩改良土裂隙最大宽度、裂隙平均宽度、宽度峰值差的变化幅度较纯膨胀土平缓,掺入砂岩后,膨胀土裂隙发育受干湿循环影响减小。     

合肥膨胀土吸湿膨胀特性数值模拟研究

膨胀土地层含水量变化会引起膨胀应力场,继而对隧道、基坑支护结构产生影响。基于温度场与湿度场相关理论表达式的相似性分析,明确了采用吸热膨胀模拟吸湿膨胀的关键是通过对土工试验数据进行反演确定热分析所需的热膨胀系数α和导热系数λ。以合肥地区三类典型膨胀土样为例,开展室内膨胀力试验和表面浸润试验,分别获得三类膨胀土样的膨胀力﹣初始含水量关系曲线和含水量﹣浸润时间关系曲线。采用PLAXIS程序构建与土工试验对应的轴对称数值模型,通过热﹣力耦合模拟一系列膨胀力试验和表面浸润试验,最终反演出与吸湿膨胀过程相对应的热膨胀系数和导热系数值。结果表明,通过本文方法可以方便、准确地反演出吸湿(吸热)膨胀计算关键参数,可用于膨胀土地区隧道和基坑工程在土体吸湿条件下的计算分析。     

干湿循环对不同粒径组崩解性砂岩改良膨胀土的影响

基于引江济淮工程研究利用河道开挖弃料崩解性砂岩改良膨胀土的长期效果.试验结果表明:①崩解性砂岩改善膨胀土的压实性和强度特性,岩屑粒径小于2 mm时改良土的压实性最优,砂岩物理改良土的直剪指标与岩屑粒径正相关,砂岩水泥复合改良土的直剪指标主要受水泥改良作用控制,岩屑粒径的影响不明显;②崩解性砂岩对改良土干湿循环过程中的开...     

膨胀土路堑施工及改良工艺研究

通过介绍膨胀土路堑基床底层土质改良施工工艺及特点。对改良土的施工工艺进行分析,把目前的改良工艺用到膨胀土路堑的施工中,并在实践中进行完善,希望能够对膨胀土改良施工起到技术交流和推广的作用。     

射孔参数对非均质砂岩水力压裂裂缝扩展规律的影响

射孔参数对非常规油气资源储层压裂改造具有重要影响.目前人们对不同射孔参数条件下非均质储层岩石压裂裂缝的扩展机理认识不足,很大程度地制约了水力压裂技术的现场实施.以天然非均质砂岩为对象,运用CT成像、X射线衍射、电子探针等方法,分析天然砂岩内部矿物颗粒的成份、尺寸和空间位置等分布情况,建立砂岩矿物颗粒成分与尺寸和空间位置...     

冻融循环作用下饱和砂岩损伤扩展模型研究

首先分析饱和砂岩所经历的冻融作用的特点,认为冻融作用是一种低周疲劳荷载,且砂岩冻融循环作用下的受力状态可简化为单向拉伸荷载的循环作用。基于以上分析,在疲劳损伤理论的基础上,建立砂岩在冻融循环作用下的损伤演化方程。同时,通过对饱和砂岩冻融循环过程中的物理性质的观测,及对砂岩自身结构特点的分析,选取砂岩的开孔隙率作为损伤变量。之后通过试验数据对所建立的损伤模型进行验证,并探讨损伤方程中各参数的确定方法。经过验证,该损伤模型能较好地反映饱和砂岩在冻融循环作用下的损伤扩展规律,可以为相关的研究提供参考。     

冻融循环作用下砂岩三点弯曲断裂性能试验及其破坏形态研究

针对不同初始缝高比砂岩试样的三点弯断裂性能展开冻融循环试验研究,分析砂岩试样断裂破坏面的三维形貌随冻融循环作用的变化规律;同时,探讨试样破坏面的三维粗糙度系数与其起裂荷载、峰值荷载、断裂韧度、断裂能等参数的关系。研究结果表明:冻融循环作用对砂岩试样起裂荷载、峰值荷载、断裂韧度和断裂能有不同程度的劣化作用,其劣化作用的程度又受试样初始缝高比的影响。砂岩试样断裂面的粗糙度系数随冻融循环次数、初始缝高比的增大呈增大的趋势。当初始缝高比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较为明显的指数函数关系。冻融循环作用下,砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量有着较为显著的线性递增关系。     

Fracture propagation in sandstone and slateeLaboratory experiments,acoustic emissions and fracture mechanics

Fracturing of highly anisotropic rocks is a problem often encountered in the stimulation of unconventional hydrocarbon or geothermal reservoirs by hydraulic fracturing. Fracture propagation in isotropic material is well understood but strictly isotropic rocks are rarely found in nature. This study aims at the examination of fracture initiation and propagation processes in a highly anisotropic rock, specifically slate. We performed a series of tensile fracturing laboratory experiments under uniaxial as well as triaxial loading. Cubic specimens with edge lengths of 150 mm and a central borehole with a diameter of13 mm were prepared from Fredeburg slate. An experiment using the rather isotropic Bebertal sandstone as a rather isotropic rock was also performed for comparison. Tensile fractures were generated using the sleeve fracturing technique, in which a polymer tube placed inside the borehole is pressurized to generate tensile fractures emanating from the borehole. In the uniaxial test series, the loading was varied in order to observe the transition from strength-dominated fracture propagation at low loading magnitudes to stress-dominated fracture propagation at high loading magnitudes.     

轴向静载对红砂岩中应力波传播特性的影响试验研究

由于开挖卸荷效应以及原岩应力的复杂性,围岩体承受的静应力大小具有动态变化特点。为了研究静应力大小对岩石应力波传播的影响,利用动静组合加载试验装置,对红砂岩长试件进行小扰动的应力波传播试验,试件轴向静应力分别设置为13个等级。通过应力波传播速度和幅值随传播距离、传播时间以及静应力的衰减规律,研究不同静应力条件下应力波的传播衰减特性。结果表明,相同轴压下,不同测点处应力波形状基本相同;不同轴压下,相同测点处应力形状变化较大,轴压越大,应力波尾部出现的拉伸波越大。随着轴向静应力的增加,岩石纵波波速呈"快速增加–平缓发展–急剧减小"的趋势,轴向静应力与单轴抗压强度之比?s/?c=30%和?s/?c=55%是其2个应力分界点。相同轴压下,应力波幅值随传播距离及传播时间都具有良好的指数关系;随着轴压的增加,空间和时间响应强度逐渐减小,幅值空间衰减系数和时间衰减系数呈"快速减小–平稳发展–急剧增大"的趋势。随轴压增加,相同测点处幅值随轴压衰减系数??s先减小后增大,离冲击端越近测点处的??s变化越敏感。     

基于CT扫描的砂岩主次裂纹扩展特征及影响因素研究

为了研究岩石在压应力条件下主次裂纹的萌生及扩展规律,对砂岩在单轴压缩条件下的破裂过程进行CT扫描试验,分析了砂岩中主次裂纹的形貌特征;同时,定量探讨了砂岩在不同变形阶段主裂纹的表面积和体积以及次生裂纹的分形维数,并运用Image pro plus 6.0和Image J软件计算了砂岩在不同高度位置主次裂纹的长度和数量,...     

松散地层井筒工程中地面预注浆工艺设计与施工

根据竖井深度、断面直径、地层岩性等条件,介绍了松散地层井筒工程中地面预注浆的施工工艺及质量要求,并对其注浆效果进行了总结,提出了改进方案和存在的不足,以供类似工程参考。     

松散层水下隧道岩土参数的获取

根据现行《城市轨道交通岩土工程勘察规范》,围堰明挖法施工的第四系松散层水下隧道需要提供密度、黏聚力、内摩擦角、水平抗力系数的比例系数等岩土参数。针对场地地层以粉质土和砂性土为主的特点,采用标贯、双桥静力触探、旁压试验、扁铲侧胀试验等原位测试结合室内试验的手段,通过直接测取或经验公式计算,获取相关岩土参数,并对这几种方法获取的参数进行对比验证,为设计提供可靠的岩土参数。     

Laboratory model tests and FE analyses on tunneling in the unconsolidated ground with inclined layers

Tunneling model tests are performed in an unconsolidated ground with inclined artificial layers. In order to simulate the model ground with inclined layers, aluminum rods and aluminum blocks are used. Three kinds of formations are introduced for the inclined-layer ground, namely, the 30° formation simulates a ground with lowly inclined layers, the 60° formation with highly inclined layers and the 90° formation simulates a ground with vertical layers. Tunneling process is simulated with a two-dimensional trapdoor apparatus. The 60° formation shows the most significant feature on the non-symmetrical distribution of the earth pressure. For this formation, the outer right part shows a greater concentration of earth pressure than the outer left part of the trapdoor. Simultaneously, the upper left part, for which lateral earth pressure is reduced, shows greater loads than the upper right part of the trapdoor. A numerical simulation by the FE analysis is conducted, using joint elements, to portray the discontinuous behaviors of the model ground, in order to verify the experimental results. By calculating the distributions of earth pressure and surface profiles with the trapdoor displacement, it is confirmed that the calculated results can reasonably portray the experimental results within lower displacements of approximately 1.00 mm.     

砂石垫层在软弱地基处理中的应用

当建筑物的地基土为软弱土或湿陷性、膨胀土、冻胀土等，不能满足上部结构对地基强度和变形的要求，而软弱土层的厚度又不是很大时（如不大于3m），常采用砂石垫层法处理，只要在设计和施工中严格控制，可得到较好的处理效果。