内马铁路残坡积土石混合体含石量对抗剪强度影响分析

针对内马铁路二标大量分布的残坡积土石混合体材料抗剪强度易受含石量影响的问题，选取了具有代表性的圆砾和角砾，并配置成不同含石量的试样进行不排水三轴剪切试验，系统研究了砾石含量和形状对土石混合体强度特性的影响规律。试验结果表明:土石混合体砾石含量阈值分别为40%和80%，即含石量小于40%时，土石混合体峰值内摩擦角基本不变，且不受砾石形状影响；含石量由40%增至80%时，土石混合体试样峰值内摩擦角逐渐增大，且角砾试样的大于圆砾；含石量超过80%时，试样峰值内摩擦角缓慢增加，并发现试样峰值抗剪强度有相似的变化规律。     

土石混合体路基填料分形特性与压实破碎特征试验研究

山区高速公路土石混合体路基填料组成与来源复杂,研究其物理力学性质对路基沉降预测及边坡安全性评定具有重要意义。针对土石混合体路基填料,运用分形几何理论,进行5种不同含石量填料颗粒级配设计,分析颗粒级配评价指标与分维数的相关关系,并对击实后的填料进行破碎率与分维数变化规律研究。结果表明:评价土石混合体填料级配良好与否的两个指标可简化为分维数一个指标,填料级配良好的分维数区间为(2.22,2.631];在含石量相同的情况下,颗粒破碎率随着含水率的增大而增大,对应的分维数也随之增加;当含水率相同时,含石量高的土石混合体填料对应的破碎率更大,含石量大于50%时,填料破碎率与分维数的增加更为显著;破碎率对含水率与含石量变化较为敏感,但含石量的影响程度更大。     

块石含量对土石混合体抗剪强度特性的影响

土石混合体是中巴友谊公路建设堆积体滑坡的主要组成部分,其宏观力学性质与其块石含量密切相关。为得到此类滑坡合理计算参数,基于颗粒流理论及程序,对不同含石量土石混合体进行大型直剪试验研究,揭示土石混合料的强度指标随各主要影响因素的变化规律。研究结果表明,土石混合体剪切特性与相应的土体有很大的差别,均质土剪切过程中表现为剪胀特性并产生应变软化现象,剪切破坏面基本与直剪仪剪切滑动方向相一致;而土石混合体在达到强度极限之前经历一段较长的屈服和应力硬化阶段,剪胀特性不仅与法向应力有关,还与含石量有关,由于块石的存在使得土石混合体的剪切破坏带极不规则,具有分叉及多滑面现象。土石混合体力学特性明显区别于土体的含石量阈值大致为40%,当块石含量小于40%时,土石混合体的内摩擦角及黏聚力随含石量变化不大,且与相应土体强度参数相近;当含石量大于40%时,土石混合体的内摩擦角随含石量的增加近线性增大,黏聚力较相应土体有很大程度的降低;但当块石含量大于60%时黏聚力随着块石含量的增加变化较小。     

正交设计下同性岩土石混合体变形破坏特征研究

利用正交设计组合的方法,采用由同性岩组成的土石混合体,考虑粒度特征、土性、岩石形状在最佳含水率情况下对土石混合体变形破坏特征的影响,进行室内直剪试验。试验结果表明,土的粘性越强,在同条件下抗剪强度越大且破坏时的剪切位移越大;小颗粒的存在对剪切过程弹塑性阶段的影响显著,土石混合体易出现应变软化;以块石为骨架元素的土石混合体抗剪强度大于以卵石为骨架元素的同类土石混合体的抗剪强度,块石较卵石更有利于土石混合体抗剪强度的发挥;岩石形状不同时,以卵石作为骨架元素的土石混合体的破坏面比块石的破坏面平整,带宽相对较窄,影响深度相对较浅;残余抗剪强度-法向应力近似呈线性关系,随着法向应力的增加而增加;土石混合体的最佳含水率与含石量近似呈线性关系,且随着含石量的增加逐渐减小。     

含石量对大浏高速土石混合体强度影响研究

目前国内外公路建设中出现了大量土石混填路基,土石混合体的强度特性成为大家密切关注和亟待解决的难点问题。文中以大浏[大围山（湘赣界）—浏阳]高速公路土石混填路基建设项目为依托,选取含石量（粒径大于5mm的粗粒料含量）分别为0%、30%、50%、70%和100%的5组试件,采用室内大型三轴试验进行含石量对土石混合体强度特性影响的试验研究。试验结果表明,含石量对土石混合体强度特性的影响显著。     

不同含石量下土石混合体的剪切特性研究

土石混合体作为一种优良的填料被广泛应用于路基填筑。为研究含石量对土石混合体抗剪强度的影响，利用大型直剪试验，分析不同含石量下土石混合体剪应力-剪切位移曲线及抗剪强度的变化规律。结果表明:当含石量≤20 %，试样为密实悬浮结构时，剪切过程呈应变硬化，抗剪强度随含石量增加变化不明显；当20 %＜含石量≤50 %，试样为密实骨架结构时，剪切过程呈应变硬化-应变软化，粗粒土之间的咬合逐渐增强，内摩擦角和黏聚力增加较大，含石量在50 %左右，抗剪强度达到最大；当含石量＞50 %，试样为骨架空隙结构时，剪切过程呈应变硬化-应变软化-应变硬化，内摩擦角和黏聚力均出现下降。     

土石混合料工程特性试验研究

以土石混合料为研究对象，由于组成土石混合料的粗颗粒和细颗粒自身性质差异较大，还存在含石量、粒径和级配等因素的影响，导致其力学性能更为复杂。为了对其基本特性进行把控，使得土石混合料的路用性能达到最佳状态，对其进行力学特性和抗压强度试验研究。试验结果表明：含石量对土石混合料结构组成影响较为关键，粒径大小决定着土石混合料内部孔隙的大小，从而对其力学性能产生影响；土石混合料的含水率与颗粒粒径有关，随着粒径的增加，含水率逐渐减小；又根据土石混合料无侧限抗压强度试验，在击实功较小时，土石混合料的无侧限抗压强度随击实功增加有明显的增大趋势，含水率对试样的无侧限抗压强度影响很明显，其中最优含水率所对应的无侧限抗压强度最大。     

含石量对千枚岩土石混合体剪切特性影响的颗粒流数值模拟

以湖北宜巴高速咸池沟大桥下游处渣场中的千枚岩弃渣为研究对象，结合室内大型三轴试验，基于离散元软件PFC 3D,建立了大型三轴剪切试验数值模型，从宏观和细观角度分析了含石量对土石混合体剪切特性的影响以及试样变形破坏的机理。试验结果表明：试样的内摩擦角随含石量的增加而增加，黏聚力则随着含石量的增加呈现出先增加后减小的趋势，在50%含石量处取得最大黏聚力；剪切过程中试样的体应变表现为先剪缩后剪胀，含石量越高，剪胀性越强；从细观尺度上揭示了土石混合体在剪切中变形破坏的机理，初期的剪缩是由于加载板向下移动，试样被压密、高度减小所致，剪切中后期试样中部的颗粒朝向与竖直方向呈约45°的方向向两侧运动，形成两个共轭剪切带，试样在宏观上表现剪胀，随着含石量的增加，试样中部颗粒运动的速度更快，宏观表现出的剪胀性越显著。     

高填方土石混合材料剪切波速含石量因素分析

采用室内重型击实试验的方法,分别对砂土、粉质黏土、低液限黏性土3种土样的纯土试件和土石混合试件进行了不同含水量、不同含石量情况下试件剪切波速对比试验,研究了土石混合试件在密度一定条件下混合料宏观剪切波速及石料间隙土表征剪切波速随含石量的变化规律,分析了含石量对剪切波速影响的机理。大量试验结果表明,含石量与土石混合介质的剪切波速存在显著的相关性。同时这种相关性随含水率的变化而波动,含水率对混合料剪切波速的影响随含石量的增大而减小。研究结果将为土石混合料间隙土剪切波速测试模型提供依据。     

细粒土液化对土石混合料剪切波速的影响研究

设计室内大型振动击实仪,对砂土、含砂粉土、低液限黏性土3种土样的纯土试件和土石混合试件进行了不同含水量、不同含石量情况下试件剪切波速对比试验。建立细粒土随含水率增大至液化过程中,细粒土干密度与剪切波速相关模型。研究不同含水率细粒土对同性质土体土石混填料剪切波速的影响规律。结果表明：干密度一定时,细粒土剪切波速随含水率的增大而减小。含水率相同,当含水率较小时,细粒土剪切波速随干密度的增大而增大,混合料剪切波速增大;当含水率较大且趋于液化时,细粒土剪切波速随干密度增大呈凸形类抛物线变化,混合料剪切波速变化趋势一致,但转折点略滞后于细粒土。含水率引发的混合料剪切波速变化随含石量增大而减小。研究结果将为土石混合料压实质量剪切波速测试分析技术提供依据。     

细粒土液化对土石混合料剪切波速的影响研究

设计室内大型振动击实仪,对砂土、含砂粉土、低液限黏性土3种土样的纯土试件和土石混合试件进行了不同含水量、不同含石量情况下试件剪切波速对比试验.建立细粒土随含水率增大至液化过程中,细粒土干密度与剪切波速相关模型.研究不同含水率细粒土对同性质土体土石混填料剪切波速的影响规律.结果表明:干密度一定时,细粒土剪切波速随含水率的增大而减小.含水率相同,当含水率较小时,细粒土剪切波速随干密度的增大而增大,混合料剪切波速增大;当含水率较大且趋于液化时,细粒土剪切波速随干密度增大呈凸形类抛物线变化,混合料剪切波速变化趋势一致,但转折点略滞后于细粒土.含水率引发的混合料剪切波速变化随含石量增大而减小.研究结果将为土石混合料压实质量剪切波速测试分析技术提供依据.     

含水率对坡积体路基填料剪切特性影响试验研究

坡积体是由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用形成的一种土石混合体，含水率对其力学强度特性有重要影响。以陕西汉中略阳坡积体为研究对象，通过大型直剪试验分析坡积体重塑样在不同含水率条件下的应力应变特性、剪切"跳跃"特性、体积应变特性及抗剪强度参数变化规律。调研结果表明：略阳地区坡积体具有分布广、规模大、成因和结构构造复杂等分布特征，物质组成、结构构造和降雨是影响其工程特性的主要因素。室内大型直剪试验结果表明：含水率较低试样的应力-应变曲线可分为线弹性、局部剪切和剪切破坏3个阶段，而含水率较高试样只有前2个剪切阶段；低含水率试样的剪切"跳跃"现象主要发生在剪切初期，高含水率试样主要发生在剪切后期；低含水率试样在低应力下整体表现为剪胀，随着正应力的增加，剪胀量变小，而高含水率试样则表现为剪缩；高应力条件下试样全部表现为剪缩，且剪缩量随着含水率的增加而增大；剪切试样的抗剪强度整体上都是随着含水率的增大而降低，但降低幅度不大；试样的抗剪强度参数用内摩擦角和"等效黏聚力"表征，"等效黏聚力"随着含水率的增加先增大后减小，而内摩擦角则先减小后增大；土石混合填料抗剪强度曲线呈双线性变化。     

基于颗粒流程序的土石混合料振动压实特性数值分析

基于PFC2D颗粒流程序，建立考虑块石破碎的土石混合料振动压实模型，进行了不同含石量、不同泥岩砂岩块石混合比例的土石混合料振动压实试验模拟研究。结果表明:土石混合料试样的最大干密度随泥岩砂岩块石混合比的增大逐渐增大，随含石量的增加先增大后减小，60%含石量为其最优含石量；试样上部的块石受振动锤的影响较大，发生高度破碎，试样下部的块石主要发生高应力下的拉张破坏，破碎程度较低；块石的破碎率随含石量的增加而增大，随泥岩砂岩混合比的增大而增大。     

土石混合体的力学性能影响因素研究

土石混合体由粗料和细料两部分组成,目前作为路基填筑材料被广泛使用在国内外的公路建设上,其力学性能一直受到广大研究者的关注,土石混合料的抗剪强度组成以及剪切变形机理,是关注的重点。该文采用大型三轴试验的手段研究土石混合料的强度特性,着重考虑含石量、密度和围压这一系列因素对土石混合体强度特征的影响,通过改变这些指标研究土石混合体抗剪强度的衰变规律。     

含水量对土石混合介质剪切波传播速度的影响分析

采用室内重型击实试验的方法,分别对低液限粘土、粉质粘土、砂土的纯土试件和土石混合试件进行了不同含水量、不同含石量情况下的剪切波速对比试验。研究了纯土试件在密度一定的条件下试件剪切波速随含水率的变化规律,同时分析了纯土试件含水量对剪切波速影响的机理。大量试验结果表明,土体的含水量与土石混合介质的剪切波速存在显著的相关性,即剪切波速随含水量的增加而减少,同时在土石混合料中这种相关性随着含石量的增大而逐步减弱。研究结果将为土石混合料压实质量剪切波速测试分析技术提供理论依据。     

铁路隧道软弱围岩大断面机械化施工经济性研究与分析

为分析铁路隧道软弱围岩大断面机械化施工经济性的影响因素，以及各因素的影响程度，依据郑万高铁软弱围岩大断面机械化施工和普通机械化施工（台阶法）2套设计图的工程量，结合现行铁路造价标准与部分软弱围岩大断面机械化配套工艺单价分析，编制3套概算方案从工程量优化和工艺工法变化2个方面进行对比研究。研究结果表明： 1）影响大断面机械化施工经济性的主要因素是超前加固； 2）Ⅳa、Ⅳb、Ⅴa级围岩大断面机械化施工较普通机械化施工延米概算指标分别增长了-9.41%、10.81%和6.24%； 3）Ⅳ、Ⅴ级围岩大断面机械化施工较普通机械化施工月进尺分别提高了9.33%和22.22%，体现出一定的综合经济性。     

堆积体边坡碎石土抗剪强度试验研究

基于大型室内直剪试验结果,对含石量及含水量分别与堆积体边坡碎石土黏聚力及内摩擦角的关系进行了深入研究。结果表明：碎石土黏聚力的大小随着含石量的增加,表现出先逐渐增大后减小的趋势,内摩擦角随着含石量的增大表现出逐渐增大的趋势;黏聚力随含水量的增大有一定程度的增大,超过碎石土中细粒土塑限含水量后逐渐减小。基于试验结果,将碎石土的黏聚力表示为含水量与含石量的二元函数,并提出了考虑饱和度与基质吸力影响的碎石土的抗剪强度公式,将有助于准确评估降雨作用下碎石土边坡的稳定性。     

考虑水影响的关角隧道断层区围岩亚分级研究

在断裂构造发育区段围岩情况变化频繁,如何根据现场揭露的围岩情况采取相应的支护措施防止坍塌和大变形是这类区段施工的难点。以关角隧道断层区隧道施工为研究对象,对有水和无水条件下的支护结构受力进行了计算。计算结果表明围岩越差,在有水和无水时,衬砌内力相差越大,即恶化越严重。结合该工区围岩特征、受断层影响情况和地下水发育情况将关角隧道断层区围岩等级划分为Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅴ1、Ⅴ2级,提出了相应的现场定性判别标准。为了应对断层区围岩可能发生坍塌、大变形,同时应对的工法转换带来的设备、工序变化,加快断层破碎带区段的施工进度,结合断层区围岩亚分级提出对应的开挖方法为上下台阶和上下台阶预留核心土法。     

土石混合体地层中基坑开挖对邻近既有隧道影响模型试验研究

为解决土石混合体地层中基坑开挖引起的隧道响应问题,采用非相似试验方法展开研究,土石混合体地层不连续的特性导致其中进行的基坑开挖对邻近既有隧道的影响更为复杂。针对土石混合体地层中基坑开挖对邻近既有隧道的影响问题,采用自主设计的非相似性模型试验模拟隧道旁基坑开挖过程,研究地层含石率w 对基坑开挖引起的隧道结构响应的影响规律。研究结果表明: 含石率w 的上升使得受开挖引起的隧道弯矩变化量的逐步下降;含石率在w<60%、w =60%及w =90%时,隧道管片周围土压力受开挖引起的变化呈现不同规律;当0%     

土石混合料的工程分类研究

现行工程土石混合料多从颗粒粒径和各粒组含量进行分类,无法从分类上判断其强度指标。结合室内击实试验和剪切试验,以岩性、含石量和混合料颗粒组成的分形指标,将土石混合料按不同层次分为不同的类别,并由试验指出各类别土石混合料的强度差异,其综合分类法指标简单,易于应用,并可根据分类预测混合料的强度指标。