红层软岩崩解性室内试验研究

针对红层软岩遇水易软化、崩解的特点,以铜陵-黄山高速公路汤口-屯溪段沿线的红层软岩为例,选取该路段沿线具有代表性的2类岩样(砂岩和泥岩)进行室内浸水崩解试验,分析2类软岩崩解过程的颗粒级配变化情况,并对比分析其崩解性能,将崩解性由强至弱划分为强崩解、中崩解、弱崩解和不崩解4个等级.试验结果表明:红层软岩的类型、胶结物类别以及岩石中黏土矿物的含量等是决定红层软岩崩解性强弱的主要内在因素;崩解物颗粒由大到小变化时,崩解物的崩解性逐渐减弱甚至消失;为更清楚地反映各岩样崩解速度的快慢及崩解程度的强弱,可选取崩解物中粒径大于5 mm及小于0.25 mm的颗粒含量的变化为评价对象.最后,对红层软岩的崩解机制进行较为深入的研究.     

含崩解软岩红层材料路用工程特性试验研究

红层软岩成分复杂而且部分岩类具有崩解特性,导致其工程性质复杂和不稳定。对组成红层软岩的各种岩类进行的化学成分、物理性质、耐崩解性等试验表明:组成红层软岩的各种岩石化学成分、矿物含量、物理力学性质、水理性质等差异较大,因各种岩类混杂,工程中很难区别对待。通过对试验结果的深入分析,给出了崩解后红层软岩路用工程特性指标间的相互关系式,并指出完全崩解后的红层材料性质稳定,压实度达到95%的崩解后红层材料填筑体的物理力学指标可满足其作为路基填料的要求。某高速公路工程应用及现场试验和工后观测结果表明,经一定程序处理后的红层软岩可作为路基填料,若采取适当的施工工艺可大大缩短工期。     

颗粒级配对残积土MICP灌浆效果的影响评价

微生物诱导碳酸钙沉淀加固砂性土的试验研究较为丰富,但在固化崩解性软岩残积土的可行性及效果评价方面目前仍未涉及。考虑到崩解性软岩残积土与砂性土颗粒的诸多不同以及自身颗粒级配产生的差异,选用4种不同粒径范围的松散泥质软岩残积土颗粒进行微生物灌浆试验研究,并通过渗透性能、无侧限抗压强度(UCS)试验、碳酸钙生成量及孔隙率测试,分析颗粒级配对残积土MICP灌浆效果的影响;再借助于扫描电镜(SEM),观测全级配残积土颗粒表面的MICP反应效果。结果表明:不同粒径级配的崩解性软岩残积土在经过微生物灌浆处理后,其胶结效果差异明显。全级配崩解性软岩残积土灌浆过程中更易沉积具有胶结作用的碳酸钙晶体,其胶结试样力学性能较间断级配提升显著,且其孔隙率降幅和单位质量碳酸钙生成量也较大,胶结效果更佳。研究成果可为软岩弃渣填方路堤的微生物加固工程提供借鉴。     

不同块度煤系软岩崩解性室内试验研究

煤系软岩遇水易软化崩解,基于不同块度煤系软岩的崩解性室内试验,探讨了干湿循环作用下煤系软岩耐崩解性指数和崩解物粒径分布的变化规律,并分析了产生崩解的原因。试验结果表明:(1)随着干湿循环次数的增加,煤系软岩耐崩解性指数呈指数关系降低,且降幅主要发生于前3次循环,并以第一次干湿循环所致降幅最大;(2)不同块度煤系软岩的崩解物均可定名为级配不良砂,其中0.5~5 mm粒径的颗粒含量能较为清楚地反映煤系软岩崩解进程,故建议该粒径范围作为评定煤系软岩崩解稳定的标准之一。     

软土地基上路堤沉降变形特征分析

在软土地基上修筑高速公路 ,不同地基处理方法、不同填土高度下 ,硬壳层和软土层厚度对路基沉降的影响不同。通过对某高速公路采用粉喷桩和砂垫层预压法两种方法加固软基后 ,路基填筑过程中实测路堤沉降资料的深入分析 ,总结出在该地区硬壳层和软土层厚度对路堤沉降变形的影响规律 ,并提出了相应的填土临界高度 (约 2 .5m)。     

皖南红层软岩崩解特性试验分析

采用皖南地区3种红层软岩开展了室内"饱水-干燥"循环(湿-干循环)条件下的崩解试验.研究了不同湿-干循环次数下岩石的崩解现象和特征;分析崩解物的颗粒粒径分布随湿-干循环次数的变化规律;对浸泡岩样的水溶液离子浓度进行测试,同时对经历不同湿-干循环次数的岩样开展扫描电镜(SEM)试验;探讨软岩的崩解机理,比较分析不同岩石崩...     

红层软岩路基施工技术研究

红层软岩在我国分布较广,是一种特殊的岩土。该文通过了解红层软岩的特性,分析红层软岩引发的常见路基病害,并对红层软岩路基进行现场试验、理论分析、填筑检测以及工后沉降观测,研究总结出一套红层软岩路基施工技术。红层软岩可以作为路基填料,只要采取有效的施工方案,做好过程控制,是完全可以保证路基质量的。     

软岩崩解特性试验研究

本文首先对软岩矿物成分进行分析,并通过耐崩解试验与室内静态崩解试验,对石林隧道软岩的崩解特性与机理进行分析。研究表明:石林隧道软岩具有极强的崩解性,软岩完全崩解时间随初始含水量的增大呈指数衰减趋势,同时观察发现软岩的崩解过程可划分为崩离、迸裂和解离三个阶段。同时研究得出石林隧道软岩崩解的机理为粘土矿物的膨胀,表面吸附的楔裂以及矿物胶结的弱化。     

掺土煤矸石的路用工程力学特性及其填筑技术研究

针对采用煤矸石作路基填料可能存在的路基病害,采用筛分试验、击实试验、固结试验、渗透试验、承载比试验和直剪试验,深人研究了掺土对煤矸石工程力学特性的影响.在煤矸石中掺入一定比例的黏土,煤矸石在细小颗粒含量增加的同时,粒组不连续分布程度不同程度地存在加剧;击实曲线变得相对平缓,最优含水量增大;煤矸石的渗透系数随之减小;在同等压实状态下,煤矸石的压缩模量、CBR值及其抗剪强度均有不同程度的增加.采用掺土煤矸石作路基填料,其强度完全满足路基设计要求.在此基础上,结合济东高速公路大型模拟试验路堤及实体工程试验路段试验研究,研究了煤矸石路基的填筑工艺,提出了相应合理的路基填筑质量控制标准及其检测方法,为煤矸石在高速公路工程中的应用提供了可靠的技术保证.     

强夯法在公路软基路堤工程中的应用探讨

在软土路基上修建公路,尤其高等级公路,其使用性能直接受到软土路基的影响,因此掌握影响软土路基变形规律和沉降因素,找到合适的处理方法,成为公路工程建设中亟待解决的问题。论文主要结合某高速公路软基路堤工程的应用,对强夯法在软基路堤处理中的应用做了探讨和阐述。     

秦巴山区软弱变质岩路基填料浸水前后的变形特性

 为研究秦巴山区软弱变质岩路基填料浸水前后的变形特性,选用大型压缩仪对3种不同岩性的软弱变质岩路基填料进行浸水前后的常规压缩试验、循环荷载下的压缩试验与不同浸水荷载下的压缩试验。研究结果表明：水的浸入及循环荷载的施加加大软弱变质岩填料变形,但不同岩性的软弱变质岩填料由浸水及循环荷载引起的变形具有一定差异性;另外,随着浸水荷载的增大,软弱变质岩填料的湿化变形量增大,而总的压缩变形量却减小。通过常规压缩试验结果与循环荷载下的压缩试验结果对比分析可得：循环荷载加剧软弱变质岩路基填料的变形。因此,路基浸水与行车荷载是影响软弱变质岩路基变形不可忽视的2个重要因素。以上结论对采用软弱变质岩作为路基填料的秦巴山区公路建设具有一定的指导意义。     

不同破坏类型岩石的声发射及分形特征研究

为了研究在单轴压缩下不同破坏类型岩石的声发射及分形特征,利用声发射监测仪和岩石力学伺服试验系统对砂岩和泥岩试样进行了实验研究。并且对砂岩、泥岩的力学特性、声发射计数和累计计数以及声发射序列的分形特征进行了对比研究。研究结果表明:砂岩发生的是脆性破坏,泥岩发生的是塑性破坏。脆性破坏岩石的应力-应变过程可分为三个阶段:初始压密阶段、线弹性阶段和塑性破坏阶段,塑性破坏岩石可分为四个阶段:初始压密阶段、线弹性阶段、塑性破坏阶段和残余应力阶段。在初始压密阶段、线弹性阶段和塑性破坏阶段中脆性破坏岩石的声发射累计计数平均增长率要比塑性破坏的高。脆性破坏和塑性破坏岩石的声发射序列都具有分形特征,分形维值在岩石破坏前会出现突降现象,但是塑性破坏岩石出现突降现象的时间要比脆性破坏的长很多。     

软岩与水相互作用的非线性动力学过程分析

软岩与水相互作用的非线性动力学过程的研究不仅对软岩软化的研究方法具有探索价值,而且对于合理确定软化的参数及其应用具有重要的实践意义。结合东深供水改造工程中灰白色泥质粉砂岩不同饱水时间后的试验数据分析,发现该类软岩的软化具有非线性特点。将时间序列的分维分析方法应用于软岩与水相互作用系统中,通过重建相空间,确定了描述该系统所需的最少变量数。试验中发现,软岩的微观结构、力学参数是反映软岩软化的控制性因素,因而取微结构孔隙分布分维值Ds、粘聚力c和内摩擦角?值作为描述该系统的3个变量。在此基础上,应用反演分析理论,确定了软岩软化的非线性动力学模型,再将以上3个变量的时间序列值通过求残差平方和极小值的方法与模型进行逼近,得到模型中各个未确定的参数,从而对软岩与水相互作用过程进行非线性动力学分析。结果表明:所给出的非线性动力学模型计算得到的微结构孔隙分布分维值Ds、粘聚力c和内摩擦角?值与试验获得的相应参数值的分布曲线非常接近,说明软岩与水相互作用具有显著的非线性动力学特点;同时,利用所建立的模型可较好地预测软岩在饱水条件下,一定时间后的微观结构参数和力学性质变化规律。     

深埋硬岩隧洞复杂岩性挤压破碎带塌方过程及机制分析——以锦屏地下实验室为例

 深埋大断面隧洞开挖同时揭露多种不同岩性的岩体,各岩体之间物理力学性质差异大,其破坏规律也不相同。深入研究复杂岩性挤压破碎带的塌方演化过程及机制,对于防塌和治塌具有重要作用。针对锦屏地下实验室二期中3#实验室的复杂岩性挤压破碎带区塌方,通过现场地质调查及矿物分析,发现该处破碎带本身岩性复杂、地应力高是影响这次塌方的关键因素。同时结合现场录像观察的塌落岩体破坏形态、室内电镜扫描结果和不同岩性岩体的空间分布特点,认为此次塌方具有明显的渐进性破坏特征;不同岩性岩体具有不同的破坏机制：南侧边墙和掌子面分布的花斑角砾状大理岩、溶蚀状大理岩为剪切滑移型破坏,北侧边墙方解石化大理岩为节理张开倾倒破坏,顶拱镶嵌组合胶结状大理岩、花斑角砾状大理岩和溶蚀状大理岩为重力型塌落破坏。基于现场录像观察到塌方发生时间的先后顺序和电镜扫描不同岩性岩体的破坏机制,归纳其演化过程为：开挖卸荷→隧洞周边薄层岩体松散垮落→南侧边墙岩体剪切滑移破坏→北侧边墙岩体节理张开倾倒破坏→在两侧边墙卸荷作用下顶拱岩体发生卸荷回弹→重力坍塌破坏。根据岩体破坏机制和塌方演化过程,建议采用围岩表面和内部综合治理的支护措施(初喷不少于10 cm厚的混凝土+带锚垫板的注浆锚杆+挂网+复喷混凝土)。该研究成果可为深埋隧洞穿越复杂 岩性挤压破碎带的类似设计、施工、支护提供参考。     

过湿土路基填料高速公路中应用试验

为了能够保护环境,节省投资,使过湿土能作为路基填料,以高速公路施工为依托,对过湿土作为路基填料进行一些处治试验研究,大量的试验证明过湿土进行处治后可以作为路基填料,解决了高速公路路基填料土缺乏的问题。     

沪宁高速公路(江苏段)软土地基沉降观测方法

根据公路软土地基路堤设计与施工技术的有关规定,提出了沪宁高速公路软土地基沉降观测的作业方法,以此检验设计地基的加固及拼接效果,对于控制工程施工质量,确保高速公路的正常安全运营都具有重要的工程实际意义。     

真空-堆载联合预压软基加固技术的应用

结合甬台温高速公路真空预压加固软土路基工程实例,介绍了真空-堆载联合预压的施工工序、方法,以及施工的成果,对真空-堆载联合预压加固高速公路软基的特点进行了分析,对高速公路路基施工有积极作用.     

岩石损伤破坏过程中分形与逾渗演化特征

通过细观非均匀单元破坏事件的累积来反映岩石宏观上的逐渐损伤,而通过分析破坏单元的三维空间位置来建立岩石破坏过程中的分形和逾渗模型,并采用RFPA3D软件来模拟不同随机分布的岩石在单轴加载条件下的破裂过程,研究岩石在逐渐损伤破裂过程中的微破裂的分形与逾渗演化特征。微破裂的分形和逾渗特征反映了岩石的非均匀程度,岩石损伤破裂分形维数随着均质度和单轴抗压强度的增加而变小。逾渗分析也表明,在非均匀程度较高的岩石中破坏单元分布更为弥散。当外加载荷逐渐增加时,破裂集团和分形维数都表现出逐渐增加的趋势,但外载达到临界值时,应力突然下降的同时伴随着破裂单元急剧增多、破裂集团合并减少以及微破裂、分形维数增加等突变行为。模拟结果表明,岩石破裂过程中的分形和逾渗变化的规律性并不是偶然的,不同层次(不同尺寸)的岩石材料其力学行为具有的自相似性才是问题的本质。     

红层软岩填料的工程特性与填筑施工控制

红层软岩广泛分布于我国西南、西北、华中及华南地区,其具有易崩解、易风化、遇水易软化等特点。其作为地基填料,若未经科学合理处理,往往容易引发不同程度的开裂、沉陷甚至滑塌等病害。以中-贵联络线广元分输压气站填方工程为例,在对场地内红层软岩崩解性、压实性以及压实体水稳定性和膨胀性充分试验研究的基础上,结合场地试验段工程实践,提出了一整套红层软岩填料的合理填筑施工工艺,最终取得了良好应用效果。     

灌浆技术在岩溶路基塌陷防治中的应用

结合莱新高速公路莱钢水源地岩溶路基塌陷情况,提出了应用灌浆新技术加固地基的合理方案,并进行了现场试验,总结出了灌浆技术的工艺参数、施工流程以及质量检测手段,可在类似工程中推广应用.