公路岩土区划方法与区划指标的研究

岩土区划是中国公路自然区划的基础性工作之一。结合公路工程实际,在已有研究的基础上,提出系统方法、图层叠置与指标划分相结合和分形方法等区划方法,以及主导指标和辅助指标相结合的类型-区域双系列区划指标体系,包括岩土复杂指数、平均强度指数等区划指标,通过GIS空间分析计算,编制了《中国公路岩土区划图》,将全国分为12个一级岩土区、42个二级岩土区。公路岩土区划可为公路建设乃至公路自然区划的研究提供依据。     

中国极软岩石的分布及对公路建设的影响

从公路工程的角度出发,研究中国极软岩石的分布及对公路建设的影响。以岩石的单轴抗压强度为标准对极软岩石进行定义,在归纳和总结极软岩石成因、分类、组成及工程力学特性的基础上,进一步介绍了中国极软岩石的分布状况。在分析、归纳中国极软岩石分布规律的基础上,从极软岩石对公路工程建设影响的严重程度出发,主要分析了极软岩石对公路路基和边坡工程两方面的影响。     

新疆公路三级自然区划

为了使新疆公路自然区划的分区更加符合实际,以满足不同地域的公路建设需要。根据新疆地貌、气候、水文、水文地质、岩土类型等自然条件的基本特征及对公路建设的影响,提出了新疆公路三级自然区划应遵循公路自然条件的异同性、综合性和主导因素相结合、地方性和实用性的区划原则,以及采用自上而下的顺序划分和自下而上的合并法、公路工程地理相关分析基础上的主导标志法、部门区划和类型图叠置法的3种区划方法,确定了以地貌类型、地貌外动力作用、岩土类型为主导标志的区划标志,建立了新疆公路三级自然区划的划分体系。     

本期导读

在分析、归纳中国极软岩石分布规律的基础上，从极软岩石对公路工程建没影响的严重程度出发，主要分析了极软岩石对公路路基和边坡工程两方面的影响中国极软岩石的分布及对公路建设的影响(齐洪亮等，P1)将混凝土芯砂石桩与其他竖向排水体的排水同结特性进行理论计算对比分析，并根据混凝土芯砂石桩加固某高速公路深厚软基的现场测试资料，对其排水固结性状和加固作用进行研究和验证混凝土芯砂石桩复合地基排水固结特性及试验研究(唐彤芝等，P4)针对高填方路基拓宽中采用元砂混凝土小桩处理控制差异沉降的情况，进行有限元模拟，较系统地研…     

中国岩土分异规律及其对公路建设的影响

岩土条件对公路路基路面、桥涵、隧道等各类构造物的稳定性、耐久性、安全性、经济性影响显著。从公路工程角度提出了新的岩土类型划分,并在整理和参考大量相关图件的基础上,利用ArcGIS9.1编制了《中国公路岩土类型分布图》;进行了初步的公路岩土分区,运用大地构造学、公路工程地质等方面原理分析了中国公路岩土分异规律,并以黄土高原岩土区为例,阐述了岩土分异规律对公路建设的影响。认识公路岩土的分异规律,对公路建设乃至公路自然区划的研究具有一定的指导意义。     

基于ArcGIS的山东省公路岩土区划研究

区域内岩土条件的差异性影响着公路建设项目技术标准的确定和投资规模,现有的公路自然区划多以气候为指标划分,在实际公路建设中的实用性和针对性不强,因此研究省级公路岩土区划显得十分必要。在充分考虑山东省公路网规划目标及经济发展需要的基础上,确定了山东省公路岩土区划研究框架及指标体系,利用 ArcGIS 技术平台,将山东省按其岩土条件进行区划分区,完成了“山东省1∶200万 km岩土区划图”并对各个分区的岩土工程特性进行了说明。研究成果可为山东省公路工程的规划设计、建设施工及运营养护等的趋利避害及材料的合理有效使用提供科学依据,为山东省公路综合自然区划图的编制提供基础资料,对我国其他省、区、市开展公路自然区划的相关研究具有重要参考价值。     

基于坡面径流强度的中国公路水文区划研究

根据自然区划的原则和方法,选择坡面径流强度作为中国公路水文二级区划的主导指标,以降雨、地形坡度、岩土类型和植被覆盖度作为坡面径流强度的主要影响因素,建立了坡面径流强度计算模型。在综合考虑公路工程实际情况的基础上,参考专家意见,建立了影响因素的等级划分体系和影响度值。应用层次分析法计算得到各影响因素的权重值。利用GIS系统计算坡面径流强度指数。在中国公路水文一级区划的基础上,按照坡面径流强度指数等级划分体系,将全国分为32个水文二级区,分区结果与我国实际情况基本相符。     

Study of Ecological Impact Regionalization of Expressway Construction in Guangxi

在综合分析广西公路建设生态影响特点的基础上,探讨了生态影响区划的原则和依据,建立了各级生态影响区单元划分的指标体系.本区划采用二级区划,即地貌侵蚀动力大区和生态敏感区.其中各级区划指标包括:海拔高度、年暴雨天数、年干旱天数、公路隔离效应指数、植被类型、土地石漠化程度和自然保护区分布等.本区划共分为4个一级区和11个二级区,便于在公路设计、建设和营运管理中采取目标明确的影响抑制措施.     

甘肃省公路地质灾害区划分区指标研究与实践

甘肃省是中国地质灾害特别发育的省份之一,地质灾害对公路建设或各类构造物造成严重危害和影响。根据自然区划的一般理论,对甘肃省主要地质灾害类型和分布规律研究,结合甘肃省公路建设的实际,提出甘肃省公路地质灾害区划的原则、等级和指标体系。提出公路地质灾害群聚程度指数和发育强度指数等分区定量指标并在甘肃省公路地质灾害区划中加以实践。甘肃省公路地质灾害区划分为4个区,20个亚区。     

新疆公路三级自然区划的原则和方法探讨

在分析研究我国公路自然区划的基础上,提出了新疆公路三级自然区划应遵循公路自然条件的相对一致性原则、综合性和主导性相结合的原则、地方性原则和实用性原则,采用自上而下的顺序划分和自下而上的合并法、公路工程地理相关分析基础上的主导标志法、部门区划和类型图叠置法等3种区划方法,并简述了新疆公路三级区划的标志和划分体系。     

隧道进口危岩体滚落特征分析及防护措施

通过软件计算，对某隧道进口危岩体滚落运动速度、运动轨迹等进行分析，提出针对性防护措施。结果表明:隧道进口段滚石滚落至B点的速度约为45 m/s，滚落至C点的速度约为25 m/s。假设每块滚石的重量达到100 kg时，滚石滚落的总动能最大值达到120 kJ，在BC段上滚动的总动能最大值为80 kJ。处治方案主要在危岩体下设置拦石（水）沟、堆积缓坡设置被动防护网、两隧道洞门上垫层和端墙加厚、两隧道洞门前设置柔性棚洞共4部分防护工程对危岩体进行防护，保证隧道施工及运营安全。     

三臂凿岩台车与手持凿岩机在大相岭隧道应用中的比较

介绍了三臂凿岩台车在雅泸高速公路大相岭隧道施工中的应用,并与手持风动式凿岩机在钻孔速度、能耗、安全性、施工成本及适用范围等方面进行了比较,指出三臂凿岩台车在特长隧道较硬或坚硬围岩施工中具有优势。     

软硬岩互层式复合岩层边坡稳定性分析及其加固技术研究

复合岩层边坡稳定性一直是土木工程建设者所关注的热点问题。文章以软硬岩互层式复合岩层边坡为研究对象,对其变形破坏机理、破坏模式进行了研究,并分析了边坡稳定性影响因素;采用大型通用有限元软件 ABAQUS 对垄茶高速公路典型复合岩层边坡进行了稳定性分析计算;最后针对复合岩层边坡特点,提出了“基脚挡墙、深层锚固、浅层防护”的加固方案。研究结果表明,软硬岩互层式复合岩层边坡变形破坏模式可分为滑移-拉裂-剪断破坏、平面旋转式的滑移-拉裂破坏、弯曲-倾倒破坏及块体滑移破坏四种类型;影响边坡稳定性的因素主要包括结构面、地层岩层、水及风化作用;复合岩层边坡综合加固方案能有效地提高边坡的稳定性,确保边坡在运营过程中的稳定性。文章的结论对以后类似工程的建设具有较好的指导意义和应用价值。     

黄铁矿岩石微生物风化作用的试验研究

岩石风化会造成岩体结构改变和物理力学性质恶化,造成工程失效和地质灾害。岩石风化尽管受到了岩土工程学家的关注,但对岩石生物-化学作用仍是需要关注的重要内容,特别是对富含硫化物的黑色岩石和煤系地层。以黄铁矿岩石为研究对象,通过微生物风化作用试验研究结果表明:微生物作用可使黄铁矿岩石的风化速率提高1个数量级,形成酸度更低,腐蚀性更强的水环境;在微生物作用下,黄铁矿硫化物等会加速风化,造成岩体结构破坏;黄铁矿风化形成的酸性水环境会腐蚀长石等岩石骨架矿物,恶化岩体完整性,降低岩体强度,从而导致很多工程事故和地质灾害     

基于离散单元法的软岩隧道施工过程数值模拟与围岩变形分析

以震后重建工程S302线大马庄隧道为工程实例,采用通用离散元程序UDEC建立平面弹塑性模型,进行了隧道施工过程数值模拟,得到了某一指定横断面上各监控点的全断面开挖围岩变形量及其变化规律,并与实际现场量测数据对比,发现模型计算所得量值与实测量值能较好地吻合。同时采用UDEC程序对该断面进行了台阶法开挖模拟,模拟结果表明分部开挖可有效减小拱顶沉降量和水平位移量,抑制底拱部隆起,且围岩变形主要发生在上台阶开挖阶段,及早闭合临时仰拱可有效减少围岩变形。离散元程序可根据现场情况模拟围岩变形规律,并可结合实测数据对施工提出修改和指导意见。     

管式锚杆提高破碎软弱围岩支护效果的理论与实践

在管式锚杆注浆对破碎、软弱围岩力学性质改善及提高锚杆锚固力分析的基础上,建立管式锚杆支护条件下的力学模型,通过管式锚杆支护与普通喷锚支护塑性区范围大小的对比分析,揭示了管式锚杆提高破碎、软弱围岩支护效果的机理。理论分析及工程实践表明,管式锚杆对提高破碎、软弱围岩支护效果,控制围岩变形有十分明显的作用,是一种特别适宜于破碎、软弱围岩洞室支护的有效方法。此外,文章还对管式锚杆的特点及施工要点进行了分析和论述。     

不同土质围岩条件下隧底围岩脱空规律与结构受力特征研究

针对铁路隧道隧底围岩脱空病害问题,采用室内试验与数值模拟方法,探明不同土质围岩类型、隧底结构形式条件下隧底围 岩脱空演变规律,给出不同土质围岩类型条件下隧底围岩脱空类型;进而,明确不同脱空类型条件下隧底结构受力特征。研究结果 表明: 1)在相同隧底围岩类型条件下,底板结构形式比仰拱结构形式更易发生围岩脱空现象;相同隧底结构条件下,黏性土、卵石 土、砂质土3 种隧底围岩的脱空程度依次降低。2)隧底围岩脱空类型主要与围岩类型有关;卵石土、黏性土和砂质土围岩最终脱空 类型依次为多处小范围局部脱空、整体性脱空、隧底中心区域大范围脱空。3)在相同围岩脱空类型条件下,底板结构受力特征变化 比仰拱结构更为剧烈,应力集中现象更为明显,更易引发隧底结构损坏。4)随着脱空范围增大,隧底结构弯矩变化量、轴力减小量 均呈增大趋势,轴力分布逐渐呈“中间大,两端小”的不均匀分布形态。     

砂板互层岩体中隧道围岩力学特性研究

通过建立可反映互层岩体中砂岩与板岩组成、岩层倾角、岩层走向等因素变化对岩体变形影响的互层岩体本构模型,研究了砂板互层岩体中隧道围岩的力学特性。研究结果表明:岩体中板岩体积含量越高,围岩最大变形及破坏范围越大,隧道周边围岩变形不对称性也越明显,板岩结构面的内摩擦角大小对岩体变形及破坏范围影响很大,板岩沿结构面破坏为砂板互层岩体的主要破坏形式之一;砂板互层岩体的倾角变化将影响隧道周边围岩变形的对称性及破坏区域的分布,倾角在40°～60°时,围岩变形的不对称性最明显,板岩含量较高时,砂板互层岩体的最大变形随倾角的增大而降低;岩层的走向与洞轴线交角越大,围岩变形越小,隧道周边围岩变形也越趋于对称,在陡倾砂板互层岩体中,洞轴线应尽可能沿与岩层走向大角度相交的方向布置以利于围岩的稳定;随着埋深的增加,围岩变形及破坏范围均增长,因岩层倾角、走向变化引起的隧道周边围岩变形不对称性也越明显。     

节理密集带地质硬岩TBM刀盘损坏形式及对策

为解决硬岩TBM在硬岩节理密集带地质段施工时,刀盘刀具损坏严重、施工效率低下、施工成本增加问题,针对中天山铁路工程硬岩TBM节理密集段现场施工情况,分析刀盘刀具的主要损坏形式及主要原因,并采取相应的改进措施,使硬岩TBM在节理密集带地质段掘进顺利进行,保证了施工进度,降低了施工成本,对类似工程具有一定的借鉴作用。     

基于地应力测试的高地压硬质围岩隧道岩爆分析研究

初始应力场对高地压隧道围岩变形和岩爆分析有着重要的控制作用.采用了目前技术较为成熟的空心包体应变计法,成功测量出高黎贡山隧道的原岩地应力,并将该地应力测试成果应用于隧道岩爆预测数值模型中.有限元计算表明：该隧道埋深在400～480 m时有轻微岩爆发生,埋深大于480 m有中等岩爆发生;拱顶是岩爆的危险区域,施工时需格外注意.计算结果和现场岩爆发生位置具有较好的相似性.最后针对该隧道岩爆状况提出了相应的防治对策.