钻孔千斤顶确定岩体变形参数试验

岩体变形参数是进行岩体工程结构设计的重要指标,介绍了用钻孔膨胀计确定原位岩体变形性质的新方法,应用弹性理论分析了岩体的原位变形模量和泊松比,通过与实验室内的试验结果的比较表明,采用钻孔膨胀计测定的岩体的变形模量包含了岩石节理对岩体的影响,完整岩石变形模量是现场测得的岩体变形模量的2～5倍.     

广义HOEK-BROWN经验准则在边坡岩体力学参数估计的应用研究

岩体因结构面切割作用而具有非均质、各向异性和不连续性的特性,这使得岩体强度与普通均质材料强度有所区别。工程实践中,岩体力学参数只能通过原位试验或经验公式进行估计。原位试验费钱费力且部分地区无法进行试验,因此通过经验公式获取岩体力学参数是很好的选择。广义Hoek-Brown强度准则考虑岩体结构、岩块强度、岩体扰动等多方面因素,能够很好反映岩体非线性破坏特征,利用该准则可对边坡岩体力学参数进行估计。通过量化GSI的广义Hoek-Brown强度准则估算吉尔木隧道出口边坡岩体力学参数,结果表明:该方法估计获得的参数是合理的。通过计算表明边坡主体部分岩体单轴抗压强度为1.5 MPa,变形模量为4 GPa,抗剪强度指标C=0.6 MPa,φ=32°。广义Hoek-Brown强度准则在高陡边坡岩体参数的估计中能更加方便、及时、准确地反映岩体的实际情况,在工程实践中具有很好可操作性。     

静力触探测试土的压缩模量在岩溶地区中的应用研究

压缩模量是软弱粘性土地基变形计算中的重要参数。通过对杭长客运专线灰岩地区粘性土静力触探原位测试的压缩模量与土工试验得出压缩模量进行统计对比分析,计算出适合该岩溶地区粘性土的压缩模量的合理取值。     

围压作用下裂隙岩体变形破坏及碎胀特性研究

巷道等围岩常存在裂隙,其支护问题一直是岩石力学研究领域的重难点。为了深入研究裂隙岩体变形破坏的特性,开展了不同围压条件下不同裂隙倾角砂岩常规三轴压缩试验,探讨了围压及裂隙倾角对裂隙岩石强度的共同影响,获得了裂隙岩石强度与围压及裂隙倾角之间的关系,分析了不同围压条件下裂隙岩石的碎胀变形特性,建立了考虑裂隙倾角及围压的裂隙岩体碎胀变形模型,最后结合数值模拟试验对模型进行了验证与分析。研究表明:一定围压条件下裂隙倾角越大岩石强度越小,一定裂隙倾角下围压越大岩石强度越大,裂隙岩石强度受围压与裂隙倾角的共同影响;裂隙岩石的峰后碎胀变形远大于峰前弹塑性变形,围压主要影响裂隙岩石的碎胀变形,对峰前弹塑性变形的影响较小;而裂隙倾角对岩石峰前弹塑性变形及峰后碎胀变形均有影响,但由于破坏模式的不同,裂隙倾角对岩石峰后碎胀变形的影响规律不明显。     

基于数字钻孔成像技术的岩石锚杆基础设计研究

某钢筋混凝土框架结构教学楼处于风化页岩地基上,采用岩石锚杆基础,通过数字钻孔成像技术查明了工程场地的主要岩层完整性.实践证明,基于数字钻孔成像技术,选用岩石锚杆基础可充分发挥原状岩体的力学性能,避免土石方大开挖,使得建筑物周围植被免遭破坏,取得了良好的社会和经济效益.     

基于Hoek-Brown方程的边坡光面爆破参数设计方法

针对目前边坡光面爆破参数设计中经验方法未能反映边坡岩体强度特性的问题,引入岩石点荷载强度试验指标,并基于Hoek-Brown的岩体强度经验方程,得到岩体单轴抗压和抗拉强度的计算公式;进而推导岩体边坡光面爆破钻孔的孔间距、光面爆破钻孔距主爆孔孔底的垂直距离(最小抵抗线)、钻孔装药不耦合系数和钻孔线装药密度的计算公式。在肯尼亚的内罗毕至马拉巴新建标轨铁路工程中,应用这些计算公式进行岩体路堑边坡光面爆破参数的设计,工程的实施结果表明:强风化和弱风化段岩体边坡炮眼痕迹率分别约为56%和85%,坡面超欠挖量最大值约为16cm,整个开挖轮廓线型流畅,爆破效果十分理想,验证了这些计算公式的正确性。     

岩体变形参数的应力状态效应研究

岩体力学参数存在随应力状态不同而变化的特性,称为应力状态效应。岩体力学特性的实测值具有空间场分布特征,分析表明地应力(或围压)的有规律变化是造成岩体力学参数空间变化的主要原因。考虑到实测地应力多具有较大的离散型,尝试利用反演方法获取地应力场信息,通过多元回归分析得到实测岩体变形参数与地应力的经验关系,以研究岩体变形参数的应力状态效应。通过一工程实例研究:得到地下厂房区域的岩体变形模量为16 GPa左右,与反演分析结果也比较符合;通过应力状态效应研究得到的岩体变形参数物理场,是一个渐变的物理场模型,是更为符合工程实际的;主要考虑了岩体力学参数的应力状态影响,通过一系列的计算得到,人为因素少,计算结果可供工程实践参考。     

挤压性围岩隧道变形潜势的判定

研究目的:挤压性围岩隧道的工程难点主要是变形潜势的判定,以往主要利用岩石(岩体)的强度应力比来评价围岩的变形潜势,理论上概念明确,但在挤压影响严重段,围岩地应力和岩体强度很难实测,且受构造作用影响,岩体的强度时高时低、变化频繁,具有很大的不确定性,现场难以据此进行变形潜势判定。因此,有必要进一步研究变形潜势的判定方法,便于施工现场操作。研究结论:(1)勘察阶段可按岩石单轴抗压强度和最大初始地应力值之比对挤压性围岩变形潜势进行宏观预判;(2)设计阶段可按岩石(岩体)的强度应力比来评价围岩的变形潜势,划分变形等级,进行预设计;(3)施工阶段可按围岩完整程度和开挖后变形速率对变形潜势进一步进行判定;(4)变形速率可作为主要评价指标,对支护参数与围岩的适应性进行评价,动态调整支护参数;(5)本研究结论可为铁路挤压性围岩隧道的设计与施工提供思路和方法。     

东莞至惠州城际轨道交通东江隧道主要工程地质问题研究

东莞至惠州城际轨道交通东江隧道下穿东江,为极高风险隧道。采用地质调绘、钻探、一孔多用(数字式全景钻孔摄像、声波测井)、水文地质试验、土工试验等综合勘察方法,运用岩体完整性系数定量分析岩体的完整性,采用水文地质试验测试含水层的渗透系数,利用裘布依理论公式定量计算隧道涌水量,采用室内试验测试软土力学指标,利用岩石抗压试验定量计算泥岩和泥质粉砂岩的软化系数。依据上述测试成果,研究了东江隧道突涌水、软土大变形、软岩变形、流砂、基坑开挖引发周边地面及建筑物变形、惠州断裂等主要工程地质问题,提出了相应的防治措施建议。研究结论为:东江隧道主要工程地质问题突出,但是可以采取相应的工程措施进行处理。     

近水平软岩边坡楔裂扩张力致滑机理研究实例

研究目的:在近水平非膨胀软岩地区,经常发生滑坡,给工程建设以及人类活动带来危害。本文结合兰渝铁路D1K641路堑工程滑坡勘察,从岩石(体)水理特性试验着手,研究非膨胀软岩遇水产生裂缝的机理,以及近水平软岩边坡变形破坏的力学机制,这对整治或预防近水平软岩边坡变形破坏具有重要实际意义。研究结论:(1)软岩遇水产生楔裂扩张力,在楔裂扩张力作用下岩体发生楔裂性崩解,强度显著降低。(2)近水平软岩边坡变形破坏模式:岩体遇水首先在楔裂扩张力作用下发生垂向楔裂破坏并向深部发展,遇到特殊层间时在楔裂扩张力、裂缝静水压力、重力、沿层面渗流水的扬压力,以及强度大大降低的综合作用下沿层间发生剪裂破坏,致使岩体失稳并向临空面滑移形成滑坡。(3)楔裂扩张力在边坡变形破坏、滑移过程中起着关键作用。     

膨胀土地层地铁车站基坑围护结构稳定性探讨

在膨胀土地区修建地铁车站,基坑的开挖、围护是一项工程难题。受基坑开挖对膨胀土的扰动影响,地表水渗入后,丰富的裂隙吸水膨胀,导致膨胀土的压缩模量、抗剪强度等力学指标降低,造成围护桩桩体变形增大、横撑轴力增加。本文采用有限差分软件FLAC模拟分析膨胀土的压缩模量、抗剪强度指标降低时围护桩体水平位移的变化规律,并分析地铁车站施工监测得到的实测桩体水平位移、横撑轴力的数据,结合工程实践提出控制围护结构稳定性的措施。     

三维结构面网络模拟在岩体变形特性中的应用

本文根据概率论方法对岩体结构面空间几何特征的统计分析结果，利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法进行了岩体结构面的三维网络模拟。在此基础上研究了岩体的变形特性，建立了包含随机非贯穿结构面网络系统的岩体本构关系和岩体弹性变形常数的估算公式，并分析影响岩体弹性变形状态的因素，最后是实例分析。     

岩石含水状态对岩石膨胀力影响的研究

岩石膨胀力试验是测定膨胀岩在水环境下所产生膨胀应力的试验方法。岩石的含水状态对膨胀力测试值具有重要影响。本文通过对岩石试样进行不同含水状态的膨胀力试验,研究了含水状态对岩石膨胀力试验结果的影响程度和规律。结果表明:含水状态对膨胀力测试值的影响显著,风干状态下的膨胀力平均值是饱和状态的83.0倍,烘干状态下的膨胀力平均值是饱和状态的77.6倍,烘干或风干状态的岩石再次遇水后,会出现持续膨胀的趋势,长期干燥环境使岩石内部毛细水充分排出,当岩石再次吸水膨胀时其更具危害性。对于材质均匀,一致性较好的膨胀岩,膨胀力测试值随含水比的增大而减小,随空孔率的增大而增大,且相关性较好。     

地基系数K30与变形模量Ev及动态变形模量Evd的对比试验研究

系统介绍了地基系数如与变形模量Ev及动态变形模量Evd三种测试方法，通过对三种测试方法的对比分析，总结了各自的特点和影响因素。     

日照地区花岗岩风化带的划分及工程评价

总结了日照地区花岗岩风化带的基本特征及目前国内花岗岩风化带划分的基本方法,结合本地区花岗岩的特点及某铁路工程勘察经验,通过分析对比大量钻孔岩芯的原位测试、室内试验、物探等指标与岩石的野外特征之间的关系,对钻孔岩芯风化程度进行了重新判别和确认,提出了更为合理的划分标准,并对其进行了简要评价。     

中-强膨胀土竖向膨胀力原位试验

利用平衡加压法在云桂高速铁路典型中-强膨胀土路段进行竖向膨胀力原位试验,研究竖向膨胀力随时间、含水率增量、卸荷回弹量的变化规律,并对试验过程中试验体周边地表的变形进行了监测。结果表明:竖向膨胀力随时间的变化规律与膨胀土中渗水通道的畅通情况密切相关;竖向膨胀力随含水率增量的变化规律可分为4个阶段,即初始线性增长阶段→过渡阶段→二次线性增长阶段→稳定阶段;卸荷时,膨胀土竖向回弹变形增加,竖向膨胀力不断减小,二者呈线性或二次曲线性变化;试体周边地表的隆起规律与竖向膨胀力随含水率增量的变化规律相一致。     

铁路路基动态变形模量的数值模拟分析

介绍铁路路基动态变形模量理论计算公式的推导及动态变形模量的测试原理,采用有限元软件模拟动态变形模量的测试过程,分析承载板与土体接触压力、路基动态变形模量的影响因素,并计算动态变形模量的有效测试深度.结果表明:在承载板中心一定范围内,接触压力模拟结果较理论计算值大;土体的动弹性模量对接触压力影响很小,可以忽略;路基动态变形模量测试冲击荷载作用下,土体只发生弹性变形;动态变形模量与土体动弹性模量呈线性关系,路基动态变形模量的模拟结果大于理论计算值;土体的泊松比对动态变形模量影响较小;动态变形模量有效测试深度建议取0.5~0.6 m.     

客运专线地基沉降计算模量的确定

客运专线的建设需要高度平顺和稳定的轨下基础,控制变形是客运专线路基设计的关键.在保证路基本体施工可靠性的前提下,客运专线的沉降变形主要由地基沉降确定.地基沉降的计算方法有很多种,相关理论计算方法主要区别在于计算土体的应力-应变关系不同,即压缩性指标不同,而压缩性指标主要指土体模量.针对常规计算统一选定室内试验100～200 kPa应力间变形所得出的压缩模量,其前提明显偏离实际情况,相对来说,具有其不舍理之处.通过对比分析室内土工试验及现场原位试验,最终建议采用室内固结试验拟合结论进行沉降计算.     

高速铁路地基泥岩膨胀变形计算方法及应用研究

泥岩地区高铁地基膨胀变形病害问题突出，而目前针对结构的膨胀变形计算分析方法相对匮乏，为此提出基于热力学理论的泥岩膨胀变形湿度场理论。以西北某高速铁路地基膨胀病害工点处泥岩为研究对象，在明确泥岩吸水膨胀体变与吸水率线性关系的基础上，以热力学中吸热膨胀方程为原型，将泥岩的吸水率、线膨胀系数及渗透系数类比为稳态分析中物体的温度、热膨胀系数及导热系数，同时对泥岩中水的渗透方程和吸水膨胀方程进行推导，提出适用于高速铁路泥岩地基的膨胀变形计算方法，并通过室内试验和典型工点处长期变形监测数据对计算方法进行验证。结果表明：该方法充分考虑了泥岩的吸水膨胀特性，室内试验获得的标准样膨胀体变与计算值最大误差仅为4.3%。结合确定的渗透系数、渗透深度以及降水情况，运用该方法能够预测膨胀岩地区高速铁路地基的膨胀变形趋势，明确轨道结构的上拱变形量，可为泥岩地区高速铁路前期设计以及后期养护维修提供依据。     

西安地铁典型地层隧道地表沉降计算方法探讨

针对西安地铁1号线某区间隧道典型性黄土地层和上下台阶施工方法,通过数值计算和解析计算两种方法,并结合地表沉降监测,分析了数值计算中变形模量的合理取值范围,以及Peck公式中参数取值范围.研究结果表明:利用数值方法计算地表沉降最为关键的影响因素是变形模量.结合实测监测数据,西安地铁典型地层土的变形模量取1倍压缩模量较为合...