泥岩路基填料膨胀工程特性研究

马巢高速公路沿线分布的软岩、泥岩较多,为了合理利用资源,减少工程造价,需对泥岩填料膨胀等工程特性进行分析。若该泥岩符合高速公路设计规范要求,则可以直接将其作为路基填料使用。系统分析膨胀性和非膨胀性泥岩的物理力学特性:物质组成和结构、物理性质、强度特性入手,通过自由膨胀率试验,研究不同风化程度和种类的泥岩膨胀特性,实验结果表明:马巢高速沿线泥岩大都属于非膨胀性土,且随着泥岩风化程度的减弱,泥岩自由膨胀率呈现递减规律,但数值差别很小,故马巢高速泥岩可作为路基填料。     

南昆铁路膨胀泥岩路堑边坡工程试验

南昆铁路膨胀泥岩是集胀缩性、碎裂性和低强度于一体的极软岩，建路先期在林逢膨胀泥岩路基试验工点对路堑边坡进行了多种组合的支挡、防护工程试验，重点试验工程是土钉墙类。由于事前对该膨胀泥岩的特性缺乏全面认识，工程试验历经曲折，从而对膨胀泥岩的危害有全新认识，积累了各类堑坡支护工程的适用性和结构设计的复杂经验教训。     

周期性饱水砂泥岩混合料剪切特性三轴试验研究

砂泥岩混合料在三峡库区常作为工程填料,对其材料性能的研究在涉水工程中具有广阔的利用前景,因此本文通过三轴试验研究了不同围压下周期性饱水作用对饱和砂泥岩混合料抗剪特性的影响,研究结果表明:随着围压的增大砂泥岩混合料的偏应力峰值、周期性饱水阶段试样的轴向应变以及三轴剪切试验后颗粒破碎率都相应增大。同种围压状态下,砂岩料比掺入20%泥岩颗粒的砂泥岩混合料的强度高,变形小。这为砂泥岩混合填料在涉水工程中的利用提供一定的参考价值。     

分级加载条件下紫红色泥岩蠕变特性试验研究

蠕变特性是岩石类材料的重要力学性质之一,与岩石工程的长期稳定和安全密切相关。本文采用RLJW-2000微机控制岩石三轴流变仪,在分级加载条件下对杭兰高速公路巫山至奉节段中三叠统巴东组二段(T2b2)干燥状态下的紫红色粉砂质泥岩进行了三轴压缩蠕变试验。在蠕变试验的基础上,分析了泥岩轴向蠕变变形与径向蠕变变形特征。通过对试验数据的整理与分析,发现泥岩存在显著的蠕变特性,符合Burgers模型,并求取了不同应力水平下的蠕变参数。试验结果表明,紫红色泥岩蠕变试验曲线与理论曲线吻合较好,Burgers模型能较好的描述T2b2紫红色泥岩的蠕变特性,研究成果可为进一步研究该地层中滑坡的蠕变特性提供模型和参数。     

达成铁路红层泥岩改良土路基激振试验研究

为研究红层泥岩改良土作为达成铁路路基基床底层填料的适应性,进一步扩展红层泥岩在铁路路基工程中的应用,在掌握达成铁路红层泥岩改良土物理力学性质的基础上,使用ZSS50循环加载设备对红层泥岩改良土路基进行了现场激振试验研究,模拟分析了不同轴重列车荷载作用下降雨前、后基床的动态特性及沉降规律.试验结果表明,红层泥岩改良土路基的动态指标及工后沉降等均满足设计要求.     

红层泥岩路堤离心模型试验研究

红层泥岩其工程性质不能满足客运专线路堤填料要求。结合遂渝铁路无碴轨道综合试验段建设，以离心模型试验为手段，进行了三组不同状态红层泥岩填筑的路堤试验，研究比较了路堤沉降特性，为利用红层泥岩填筑客运专线路堤提供了重要参考。     

干湿循环效应对风化泥岩性质影响的试验研究

风化泥岩除了一般泥岩的崩解性质以外还受季节性气候的影响,其强度具有明显的变动特性。如果能够得到风化泥岩的强度随干湿循环的变化规律,可为实际工程需要提供可靠的数据,具有重要的理论意义和工程意义。因此对广西南宁柳南路段高速公路的风化泥岩进行干湿循环的试验研究,包括干湿循环条件下的直剪试验和CBR强度试验,实验结果表明：由于干湿循环破坏了土的原有结构,使泥岩结构崩解,凝聚力减小,从而导致风化泥岩的抗剪强度和CBR强度逐渐减小,并且减小趋势随循环次数的增多而减小,内摩擦角也会稍微减小,抗剪强度的衰减主要体现在前两次干湿循环过程中,其粘聚力和内摩擦角在前两次循环中递减的厉害,但是在后几次循环中变化不大;干湿循环过程中风化泥岩的膨胀率随循环次数逐渐减小,这点是因为风化泥岩结构在崩解的过程中趋于稳定,而且如果有上覆压力的作用时,膨胀率会更小。     

砂泥岩混填力学特性试验分析

砂泥岩混合料是砂岩颗粒和泥岩颗粒按一定比例混合的一种常见的填筑土体,因其取材方便而经常被用于水库、路堤、基坑开挖、渠道等实际工程中。本文通过GDS三轴试验系统,对砂泥岩混合土体在不同的砂泥岩颗粒比例、干密度和含水率情况下的强度和变形特性进行了分析。结果表明：低围压时,砂泥岩混合料应力-应变关系曲线表现为应变软化型,随着围压的增加曲线表现为应变硬化型;含水率对砂泥岩混合料应力-应变关系曲线的形态影响不大,偏应力峰值强度随着含水率的增大先增加后减小;干密度较小时,砂泥岩混合料应力-应变曲线表现为应变硬化型,随着干密度的增加,应力-应变曲线形态向应变软化型转变;砂泥岩混合料抗剪强度参数均随干密度的增加而增大;土体抗剪强度参数随砂岩颗粒含量的增加而增加。     

某大桥泥岩地质条件桩基静载试验分析

贵州地区泥岩分布较广,相当一部分公路桥梁桩基以泥岩作为持力层。为了保证桩基的安全,采用自平衡试桩法对某大桥泥岩桩基的承载特性及设计参数进行实测。结果表明:泥岩平均侧阻力实测值达398.7kPa,大于地勘提供取值150kPa,地勘提供取值偏于保守,建议后续工程适当提高侧摩阻力对桩长进行优化设计。通过有限元模拟整个桩基试验过程,桩身的位移、轴力分布曲线与实测值规律一致,验证了该次试验结果的可靠性。     

基于FLAC3D的返包式砂泥岩加筋挡墙稳定性分析

在对砂泥岩混合料工程特性进行试验的基础上,运用FLAC3D数值模拟和现场变形监测相结合的方法,对南充高坪机场跑道东侧一段两级砂泥岩加筋挡墙的稳定性进行了分析。得出其在快速施工加载过程中及竣工后的变形发展规律,从模拟结果可以看出,砂泥岩混合料填筑的加筋挡墙经过合理科学的填筑压实后,具有强度高、变形小、变形稳定速度较快的优点。竣工后现场变形监测曲线发散趋势不明显,挡墙目前处于较稳定状态。     

某高速公路路基红色泥岩微观结构试验研究

对某高速公路路基红色泥岩细观结构进行了试验研究。首先，利用X射线衍射对不同风化程度的红色泥岩、泥岩残积土进行图谱分析，得到泥质粉砂岩、紫红色泥岩和红色粉砂质泥岩中黏土矿物含量分别为45%，64%和50%，不同类型泥岩的黏土矿物在种类和数量上差别很大，由此引起工程性质差异明显。然后，利用电子显微镜扫描仪对紫红色泥岩、泥质粉砂岩及泥岩残积土进行微观结构测试，结果表明:红色泥岩的风化程度与矿物成分、微观结构密切相关，岩石风化改变了微观结构，进而影响岩石的宏观物理力学性质。     

考虑荷载及干湿循环作用的炭质泥岩崩解特征试验

针对炭质泥岩遇水易软化、破碎及崩解的特点，以广西六寨-河池高速公路沿线的炭质泥岩为例，开展荷载及干湿循环共同作用下炭质泥岩崩解特征试验，并采用扫描电镜、X线衍射等方法系统研究炭质泥岩崩解过程中颗粒的形态、质量、粒径分布特征，进而探讨炭质泥岩崩解机理。试验结果表明：随着干湿循环次数的增加，炭质泥岩崩解宏观上表现为大粒径崩解物逐渐消失，小粒径崩解物的含量逐渐增大，微观上表现为黏粒逐渐脱落并流失，片状结构逐渐转化为细长针状结构，同时孔隙不断扩大，直至贯通；炭质泥岩第1次干湿循环过程崩解最为强烈，5次干湿循环后崩解趋于稳定，试样的不均匀系数及曲率系数均随循环次数的增加呈先上升随后逐渐稳定的趋势，相同循环次数下，荷载越大，不均匀系数及曲率系数越大；炭质泥岩崩解程度高，最终崩解率均大于30%，荷载越大，最终稳定时的崩解比越低，分别为50.68%、50.07%、41.09%及35.95%；炭质泥岩崩解具有分形特征，分形维数在前5次干湿循环过程中不断增长，之后逐渐趋于稳定，干湿循环次数相同时，分形维数随荷载的增加而增大。研究成果可为炭质泥岩路堤稳定性分析及工程实践提供参考。     

蒙华铁路中条山隧道第三系地层工程地质特征研究

由于对第三系地层的工程性质认识不足,国内经验表明在第三系地层中修建隧道具有很高的风险。结合蒙华铁路中条山隧道勘察设计实践,利用勘探、室内试验和原位测试等手段获取原始数据,总结研究认为中条山南麓第三系地层岩性可划分为中等胶结砾岩、弱胶结砾岩、弱成岩砂岩、半成岩泥岩和半成岩砂质泥岩,地层成岩程度低,暴露易风化,遇水易软化,泥岩和砂质泥岩具膨胀性,水文地质特征因岩性而异,隧道施工中容易出现塌方、大变形和突水涌砂,基底需慎重处理,否则在铁路运营期容易出现翻浆冒泥。     

泥岩填石路堤施工技术应用

泥岩本身为泥质结构,在饱水状态下3～4 h即刻崩解。用于路基填料,泥岩变形大,造成路基不稳定,易诱发路基沉陷、变形等病害。文章结合工程实例,分析了泥岩填石路堤施工技术方案的可行性及可操作性。     

泥岩扫描电子显微镜图像的微观参数特征

岩石的工程性质大多取决于岩石的微观结构。在使用扫描电子显微镜（SEM）获得泥岩微观图像基础上，将图像进行灰度化和二值化处理，使用Canny边缘检测技术得到了泥岩微观图像中颗粒的分布情况，获得了扁圆度、圆形度、离散指数、内切圆半径等泥岩颗粒形状特征参数，并进行了相关性分析。计算过程通过编译MATLAB应用程序实现。结果表明:泥岩面积和短轴长度等参数之间具有很好的相关性；圆形度和等效直径等参数之间具有较好的相关性；而其它一些参数之间则不具有相关性。     

干湿循环作用下炭质泥岩溶蚀孔隙度的化学计量方法

为建立干湿循环作用下炭质泥岩溶蚀孔隙度的化学计量方法,对干湿循环作用后的炭质泥岩试样进行X射线衍射试验,测试干湿循环作用下炭质泥岩的矿物成份演变;同时,采用电感耦合等离子发射光谱测试技术,研究干湿循环作用下炭质泥岩浸泡溶液的离子浓度变化规律;基于离子守恒定律,推断干湿循环作用下炭质泥岩矿物发生的化学反应;在此基础上,建立浸泡溶液离子浓度与炭质泥岩矿物反应量的定量关系,并计算炭质泥岩各矿物反应的体积;基于唯象理论,提出以反应物与生成物的体积差为溶蚀孔隙体积增量,构建炭质泥岩溶蚀孔隙度的化学计量方法;最后,利用比重瓶法和核磁共振法对炭质泥岩溶蚀孔隙度的计算结果进行验证。结果表明：干湿循环作用下炭质泥岩的方解石、钾长石和钠长石含量减小,高岭石含量增加;随干湿循环次数增加,浸泡溶液中Ca²⁺、K⁺、Na⁺、Fe²⁺和Al³⁺离子浓度均增加,其中Ca²⁺离子浓度增长速率是其他阳离子的数十倍;经化学分析发现,方解石溶蚀和长石水解生成高岭石是干湿循环作用下炭质泥岩孔隙演...     

剑斗互通路堑边坡变形失稳机制分析及治理措施

针对剑斗互通路堑边坡滑坡，通过工程地质调绘，滑坡变形迹象分析、地表监测、深孔位移监测等方法，分析了滑坡变形机制，并对滑坡稳定性进行计算。结果表明:①碎石土与炭质泥岩组合为易滑地层，泥岩遇水软化，易形成软弱滑动带，经边坡开挖后导致边坡失稳；②地表裂缝主要为平行设计公路走向的拉张裂缝；③滑坡体中部地表垂直位移在变形滑动后并经过反压护坡后的规律主要呈一阶指数衰减函数变化。根据滑坡稳定性计算结果，采取刷坡卸载、预应力锚索抗滑桩（圆桩）、预应力锚索地梁、挡土墙及截排水等综合治理措施，滑坡变形得到有效控制，确保高速公路运营期间的安全。     

基于灰色聚类法的西南红层泥岩填料判别应用研究

以四川各地红层泥岩为依托,采用灰色聚类法对红层泥岩填料进行分级评判,研究西南红层泥岩作为高速铁路路基填料的适用性。结果表明:四川大部分红层泥岩属于优质填料;四川盆中区红层泥岩属于T3级填料,无法作为高速铁路路基填料使用,需进行换填;遂渝及达成铁路的红层泥岩填料均达到了T1级,可作为路基填料直接使用。     

甘肃天水地区新近系泥岩工程特性试验研究

宝(鸡)兰(州)客运专线渭河隧道在甘肃天水地区藉河河谷区长距离穿越新近系泥岩,岩层强度低、稳定性差,且河水下渗对隧道的施工和运营影响极大。为提出合理的隧道施工对策,采用室内试验方法,针对甘肃天水地区新近系泥岩的抗压强度、压缩变形、膨胀性、崩解性以及渗透性开展全面试验。试验结果表明:1)新近系泥岩属于极软岩,不具有膨胀性,但吸水后显现出一定的崩解性;2)新近系泥岩渗透系数很小,属于微透水岩层,隔水效果较好。隧道施工过程中建议采用非爆破的方法进行开挖并严格控制地层位移,遵循"强支护、早封闭"的原则,尽量避免施工用水浸泡围岩。