砂泥岩互层边坡膨胀性泥岩力学性能试验研究

泥岩和砂岩互层边坡中的泥岩吸水时将受到泥岩膨胀致其应力σ增加和抗剪强度参数（c，φ）降低双重作用影响。随着含水率的增加，σ增大，c，φ值减小，τ的变化情况及这一规律的含水率阈值的确定是要着重解决的问题。基于室内有侧限膨胀试验及直剪试验，研究了十八里堡水库段泥岩膨胀率与上部荷载、时间、初始含水率及自然膨胀力关系，以及黏聚力和内摩擦角与含水率的关系，据此推导出了以吸水率（含水率变化）为自变量的泥岩抗剪强度公式。研究结果表明:该处泥岩含水率阈值为13.5%，在含水率阈值以内抗剪强度随着含水率的增加而增大；当含水率继续增大，超过含水率阈值，则抗剪强度随着含水率的增加而减小。     

不同含水率下石灰改良红层泥岩土的力学特性试验研究

为掌握不同含水率下石灰改良黔张常高铁地区红层泥岩的力学特性,对红层泥岩及其石灰改良土进行了击实试验,随后考虑最优含水率和饱和含水率进行了无侧限抗压,CBR,直剪等力学试验,结果表明:随石灰掺量增加,改良红层泥岩的最优含水率逐渐增大,而最大干密度则逐渐减小.石灰对红层泥岩土的强度和承载力有显著改善,但改善效果与红层泥岩土自身的含水率有关.饱和状态下,石灰掺量增加,对CBR值和黏聚力改善的效果越好,但对无侧限抗压强度和内摩擦角改善效果的增幅不如前者明显;最优含水率下,石灰掺量越高,无侧限抗压强度、黏聚力和CBR值逐渐增加,但对内摩擦角的改善效果并不明显,且当石灰掺量超过6％时,其内摩擦角略有减小.最终推荐利用石灰改良黔张常地区红层泥岩时最优掺比为6％.     

点荷载仪在优化红层隧道围岩级别中的应用

目前，在划分隧道围岩级别时，多是采用岩石饱和抗压强度来计算围岩BQ值，致使红层地区的隧道Ⅴ级围岩偏长，PPP高速公路项目的投资压力偏大。按照岩石中“砂质含量”从低到高的顺序，将红层岩石主要分为“泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩”四类，分析红层隧道的工程地质特征，判断出“岩石强度Rc是影响红层隧道围岩BQ值的关键因子”；分析了“样品失真”是导致常规抗压试验数据偏于保守的根本原因；归纳了点荷载试验具备“设备轻便、取样快捷、离散性小”等优点，阐明采用天然状态下的岩石点荷载强度来计算BQ值更贴合红层隧道实际水文地质条件的原理；建立了采用“点荷载强度”来优化红层隧道围岩的方法。     

考虑泥皮厚度的红层泥岩桩基承载力计算公式修正

通过室内桩-岩剪切试验、数值模拟及桩基模型试验,研究了泥皮厚度对红层泥岩桩基承载力的影响,提出了不同泥皮厚度下的红层泥岩桩基承载力修正系数,对红层泥岩桩基承载力计算公式进行了修正。为建立泥皮作用下的桩-岩接触面本构模型,进行了室内试验并发现:红层泥岩桩-岩接触面力学性状呈现应变软化特征;泥皮存在降低接触面峰残强度,峰值摩擦角和黏聚力分别降低47.7%和53.4%,残余摩擦角和黏聚力分别降低39.5%和34.4%。基于试验结果,建立桩-岩接触面应变软化本构模型,将其植入FLAC3D模拟不同泥皮厚度对桩基承载力的影响,结果表明:桩基承载力随泥皮厚度增加而减小,泥皮厚度超过50 mm时桩-岩相互作用由泥皮自身强度决定。根据计算结果分析桩基承载比与泥皮厚度关系,提出了承载力修正系数。在此基础上设计了一套室内桩基模型试验装置,验证了修正系数的合理性。     

风化花岗岩矿物演化机理及工程特性研究

本文基于不同风化程度下花岗岩矿物成分研究,得到花岗岩在不同风化程度下的矿物成分含量,发现花岗岩在花岗岩不同矿物抗风化能力不一,花岗岩在风化早期阶段是碱金属和碱土金属的水解水化和脱硅作用,后期阶段主要是富铁铝化过程,且各类碱金属及碱土金属淋失速率不一,淋失速率呈CaONa_2OMgOK_2O,结合矿物浸泡试验发现,中风化前大部分矿物离子分解速率较快,其后分解速率大幅下降,基于风化作用下矿物成分演化特征,重点阐述了不同风化程度花岗岩基本特征和风化作用机理。分析花岗岩的孔隙率、干密度和强度物理力学特性随风化程度的影响,发现干密度和强度随着风化程度越高,衰减越大,孔隙率随风化程度增加呈先增加后减小变化规律,全风化花岗岩孔隙率达到峰值。     

西南地区全-强风化红层砂岩工程特性试验研究

全-强风化红层砂岩作为工程地基或填筑体材料，由于其特殊的工程特性已造成了众多房屋倾斜、边坡失稳和填筑地基垮塌等工程事故。结合多个机场的大型工程建设，通过大量的室内试验及现场大型试验，系统地研究了西南地区全-强风化红层砂岩原岩和填筑体的工程特性。结果表明:原岩和填筑体均具有较高的地基承载力、变形模量和良好的抗剪性能，但均存在遇水后软化、崩解，物理力学性能急剧降低，对工程影响极大等问题，并针对性地提出了处理措施和建议。     

四川盆地红层路堑岩质边坡天然单轴抗压强度和软化性的对比分析

本文通过室内物理力学性质试验对四川盆地红层岩石的强度特点进行对比分析。采用数据对比、曲线拟合等方法分析了岩性、地层形成年代和天然含水率等自然因素对红层岩石天然单轴抗压强度的影响。并以饱和单轴抗压强度相较于天然单轴抗压强度的降低比例作为红层岩石软化性的衡量因素,分析了岩性、地层形成年代和天然含水率等对红层岩石软化性的影响。最后结合红层岩石的强度特点,提出红层岩质路堑边坡的防治措施。     

鄂尔多斯地区强风化砂岩桥基承载力的测试与评价

内蒙古鄂尔多斯地区风化砂岩广布,现行规范中没有风化砂岩的承载力数据,通过载荷试验,取得了风化砂岩承载力的实测数据,为今后在风化砂岩修建基础提供了可靠的数据。     

考虑风化与非饱和效应的残积土边坡稳定性分析

为了研究风化程度与非饱和效应对残积土边坡渗流特征及稳定性的影响,该文基于非饱和土抗剪强度数学表达式及考虑时间与深度效应的土体渗流和强度指标数学模型,提出了一种能同时考虑风化与非饱和效应的边坡稳定性极限平衡分析方法,并结合饱和-非饱和渗流计算理论对残积土边坡渗流特征及稳定性进行了分析。得出如下结论:(1)降雨过程中,坡面附近土体体积含水率逐渐升高,其升高幅度、升高速率与降雨强度成正比,进入暂态饱和区的时间与降雨强度成反比;(2)降雨期间,坡面附近土体体积含水率升高幅度、升高速率及进入暂态饱和区的时间受风化程度的影响较小;(3)降雨条件下,边坡暂态饱和区空间分布面积及深度与降雨强度、风化程度及降雨时间成正比,出现暂态饱和区的时间与降雨强度成反比;(4)降雨期间,边坡安全系数下降幅度与降雨强度、风化程度及降雨时间成正比。     

富水全风化花岗岩地层隧道开挖稳定性分析

隧道穿越富水全风化花岗岩地层时，隧道开挖会引起地下水径流改变，洞内掌子面附近渗流会引起围岩中细颗粒物质流失，改变围岩土体的组成并降低其力学性能，影响围岩整体稳定性，极易诱发其失稳坍塌。基于室内三轴CD试验获取全风化花岗岩内摩擦角、粘聚力及抗剪强度等指标，采用强度折减法对隧道稳定性进行定量分析，并研究了降水措施对隧道稳定性的影响。研究结果表明：1)开挖后全风化花岗岩中细颗粒逐渐流失，引起干密度、粘聚力及内摩擦角降低，进而降低围岩抗剪强度及自稳性，诱发隧道失稳坍塌；2)隧道稳定性安全系数随着渗流导致围岩软化发展而减小，拱顶沉降及仰拱回弹变形则随之显著增加，开挖后塑性区范围逐渐增大，从拱脚向拱腰发展，并逐步向地表扩展；3)洞周采取降水措施可降低洞周含水率，能提高隧道开挖稳定性，可直接提高围岩的安全系数。     

云母类中高级变质岩风化料的压实性能研究

在分析云母类中高级变质岩风化料组成特性和级配的基础上,通过试验得到了云母类中高级变质岩风化料的击实特性、水稳定性、强度特性和必须通过改性才能提高此类风化料承载力的结论。通过在风化料中掺入粘土的对比试验,研究风化料加入掺加剂后的水稳定性和强度增长机理,得出掺入粘土后风化料最佳含水量、最大干密度、强度的变化趋势和程度。上述研究成果,对此类风化料填筑路基的设计和施工控制方法,提供了理论和试验依据。     

红砂岩力学性能室内大型直剪试验研究

红砂岩在风化崩解过程中,抗剪强度大幅降低,易引起红砂岩质边坡顺层坍滑。为研究其边坡滑塌的力学机制,采用单点法在边坡软弱岩层位置取样、制样,并通过室内大型直剪试验来模拟红砂岩岩层结构面的摩擦剪切情况。试验结果表明：未风化崩解的红砂岩块经历多次干湿循环,其岩层界面的力学性能显著下降,并由此导致其边坡失稳。     

怀芷高速公路红砂岩路基填料改良试验研究

通过对红砂岩矿物成分分析、土工试验、崩解及CBR试验，结合怀芷高速公路红砂岩路基填筑，发现红砂岩若直接填筑路基，会造成路基不均匀沉陷或塌方。为消除红砂岩作为路基填料的不良特性，采用水泥和石灰分别作为改良剂对红砂岩风化产物进行改良试验。结果表明:掺入4%的水泥可使红砂岩路基的强度达到要求。     

有机质污染下红黏土物理力学特性变化规律分析

桂林地区分布的红黏土,具有高液塑限、高含水率和较高承载力等特点。通过有机质影响红黏土的作用机理进行分析,采用室内试验的手段和单因子的试验方法,改变有机质的掺量和含水率,来研究有机质红黏土的物理力学性质指标的变化规律。结果表明:随着有机质含量的增加,试样的液限、塑限、塑性指数呈现出一定的增长规律。随着有机质含量的增加,在一定范围内,试样的抗剪强度不断减少而压缩性不断的增加。随着含水率的增加,试样的抗剪强度不断减少而压缩性不断的增加。     

新型固化云母片岩稳定土路基填料特性研究

依托枣阳至潜江高速公路路基工程，研发一种铁矿废石渣、粉煤灰和生石灰按一定比例掺配的新型固化剂，对不同含水率的强风化云母片岩路基填料进行固化；测试固化后云母片岩稳定土无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角及承载比变化情况。结果表明:随新型固化剂掺量增加，无侧限抗压强度得到提高，黏聚力呈上凸型抛物线变化，内摩擦角小幅增加，承载比得到增强；建立固化稳定土无侧限抗压强度、黏聚力及内摩擦角随初始含水率和固化剂掺量变化的数学模型，固化后的强风化云母片岩稳定土路基填料能满足高速公路路堤填料填筑性能要求。     

桥梁勘察中红砂岩单轴抗压强度标准值的计算方法探讨

岩石单轴抗压强度标准值,是桥梁桩基工程设计中的重要指标。在桥梁工程地质勘察过程中,由于红砂岩是一种软岩,计算红砂岩石的单轴抗压强度标准值时,其单轴抗压强度的离散性大,这直接关系着单轴抗压强度标准值,其值的大小将直接影响桥梁桩基的桩径大小和长短。对此,以江西境内红砂岩为例,分析了红砂岩的单轴抗压强度值变化大的原因,通过实例,探讨在对红砂岩的试验数据进行统计计算时采用的方法和原则,使其单轴抗压强度标准值较为合理。     

西堠门大桥锚碇岩基原位试验

西堠门大桥是舟山大陆连岛工程的第4座桥,为非对称结构形式的悬索桥.该桥南北锚碇均采用重力式锚,锚碇处地质结构复杂.对南锚碇基坑底面岩基进行承载能力原位试验及摩阻系数原位试验.试验结果表明,锚碇基坑岩基承载力满足设计取值要求.在各级设计正应力下,混凝土试件与岩基接触面的剪切破坏不是发生在两者的胶结面,而是试件区域的岩基首先被剪坏,地基岩石全部碎裂,试验确定的摩阻系数允许值为0.61.     

重载铁路路基软质岩填料及改良土工程性质试验研究

以蒙华重载铁路岳阳至吉安段软质岩填料为研究对象，通过一系列室内试验，对其作为重载铁路基床以下路堤填料的工程性质进行了研究。结果表明:软质岩的矿物成分主要为石英，含有较多次生矿物，使其具有一定黏聚性，全风化软质岩属于D组填料；增加软质岩填料的压实度或进行水泥改良能有效提高其抗剪强度和抗渗透能力，并降低压缩性；对软质岩进行3.0%的水泥改良或4.5%的石灰改良后，其无侧限抗压强度能够满足规范对于重载铁路基床以下路堤的强度要求。