公路边坡岩体的软化时效特性研究

在对岩体软化试验资料进行统计分析的基础上,首次提出了将软岩强度指标的变化按照饱和状态与非饱和状态分别采用不同的数学关系式进行描述的方法,其结果更能客观反映软岩的浸水或饱水软化特性.从工程岩体稳定性分析角度出发,非饱和状态下重点考察软岩强度与含水率关系;饱和状态下主要考虑软岩强度与饱水时间之间的数学关系.提出了应用Hoek-Brown准则推求软岩岩体浸水或饱水条件下的抗剪强度参数软化规律.在汝郴高速公路沿线某软岩边坡软化试验成果基础上研究了边坡岩体的抗剪强度软化关系;利用数值分析方法研究降雨软化条件下的稳定性,结果表明岩体软化效应对边坡稳定性评价有至关重要的影响.     

导水夹泥断裂破碎岩内在结构与渗透性（双语出版）

造成深长隧道开挖过程中涌突水危害的主要灾害源为导水夹泥构造。研究断裂破碎岩体内在结构特征与不同构造单元渗透特性可以在一定程度上规避工程施工过程中事故的发生。以甘肃典型导水夹泥断裂带为背景,针对典型断裂破碎岩样进行XRD矿物分析、SEM岩体裂隙内在结构表征、不同构造单元原位压水试验及室内典型破碎岩体渗透试验,分析导水夹泥断裂破碎岩矿物成分、内在结构及渗透系数。研究结果表明：岩样裂隙内的充填物随次生矿物比升高,渗透系数增大;断层核部渗透系数较破碎带与完整花岗岩体大,断层核部粒径浅部比深部大,岩体浅部变质程度比深部破碎,有效孔隙度核部深部比浅部大,比表面积值核部也比影响损伤带及母岩大;横向上,断层核部裂隙密集带具有较高渗透性,随着裂隙密度的降低渗透系数明显降低,且距断层核部越远,渗透系数越低;纵向上,断层带不同构造单元的岩体,其渗透系数由小到大的分布规律为断层泥（<10^-9 m·s^-1）、碎砾、角砾岩（10^-5~10^-7 m·s^-1）、碎裂岩（10^-4~10^-7 m·s^-1）,完整围岩部分（<10^-9 m·s^-1）渗透系数又变小。研究结果可为隧道涌突水防治提供理论与工程指导。     

导水夹泥断裂破碎岩内在结构与渗透性

造成深长隧道开挖过程中涌突水危害的主要灾害源为导水夹泥构造。研究断裂破碎岩体内在结构特征与不同构造单元渗透特性可以在一定程度上规避工程施工过程中事故的发生。以甘肃典型导水夹泥断裂带为背景,针对典型断裂破碎岩样进行XRD矿物分析、SEM岩体裂隙内在结构表征、不同构造单元原位压水试验及室内典型破碎岩体渗透试验,分析导水夹泥断裂破碎岩矿物成分、内在结构及渗透系数。研究结果表明:岩样裂隙内的充填物随次生矿物比升高,渗透系数增大;断层核部渗透系数较破碎带与完整花岗岩体大,断层核部粒径浅部比深部大,岩体浅部变质程度比深部破碎,有效孔隙度核部深部比浅部大,比表面积值核部也比影响损伤带及母岩大;横向上,断层核部裂隙密集带具有较高渗透性,随着裂隙密度的降低渗透系数明显降低,且距断层核部越远,渗透系数越低;纵向上,断层带不同构造单元的岩体,其渗透系数由小到大的分布规律为断层泥(10~(-9) m·s~(-1))、碎砾、角砾岩(10~(-5)～10~(-7) m·s~(-1))、碎裂岩(10~(-4)～10~(-7) m·s~(-1)),完整围岩部分(10~(-9) m·s~(-1))渗透系数又变小。研究结果可为隧道涌突水防治提供理论与工程指导。     

新型聚合物固化剂工程防护性能试验研究

为防止或者减少水对软岩边坡的软化作用,提出了利用新型聚合物固化剂将边坡固化,然后在固化剂处治的软岩上进行客土植草,系统开展了软岩边坡新型聚合物固化剂的工程防护性能研究。通过新型聚合物固化剂工作性、黏结强度、防水性和疏水性等一系列固化剂工程防护性能试验,初步获得了依托工程采用的新型聚合物固化剂的配合比。试验研究表明,采用新型聚合物固化剂处理软岩边坡坡面,能有效防止软岩边坡在水的作用下发生体积膨胀、强度降低、刚度下降而导致边坡失稳的情况。     

聚合物固化剂在边坡防护工程中应用研究

结合浙江某公路深挖路堑软岩边坡应用SEAL-100R改性水泥复合材料进行坡面防护工程项目,通过室内室外试验,测定了SEAL-100R改性水泥复合材料的涂层粘结性和疏水性性能。试验研究表明,用SEAL-100R改性的水泥复合材料处理软岩边坡坡面,能有效防止软岩边坡在水的作用下发生体积膨胀,强度降低,刚度下降而导致边坡失稳的情况。在边坡防护工程中应用,能增大边坡稳定性,减少边坡后期养护的费用,保证道路畅通。     

基于FLAC^3D的软岩高边坡稳定性分析

以广西某高速公路软岩高边坡开挖为例,针对软岩高边坡工程地质、岩体结构特征、水文地质等,初步判断开挖过程中可能出现的破坏模式,并采用FLAC3D对开挖过程进行数值模拟,分析开挖过程中边坡的稳定性,提出适合软岩应变软化理论的岩土体力学参数,为安全开挖软岩高边坡提供理论依据。     

聚合物水泥基固化剂配合比设计试验研究

针对浙江某高速公路深挖路堑软岩边坡防护工程,通过室内室外试验,研制了一种聚合物水泥基固化剂。试验研究表明,采用本文研制的聚合物水泥基固化剂处理软岩边坡坡面,能防止软岩边坡坡面渗水,延缓和防止软岩边坡的剥蚀软化和整体结构失稳。有关聚合物水泥浆固化剂配合比研制与应用试验研究可供同类工程参考。     

非饱和黄土渗透系数对其强度的影响

基于非饱和土渗透系数与其强度相关的特性,将黄土视为非饱和土,分析研究不同压密状况对其渗透系数的影响规律。在试样土体初始含水量相同的情况下,采用水气运动联合测试仪进行渗透试验,测定5种不同干密度试样土体的渗透系数。试验研究证明,试样土体干密度不同,其渗气系数变化趋势相同;干密度的变化对土体渗气、渗水系数的影响较大,土体渗气系数和渗水系数均随干密度增大而减小;土体干密度减小,渗水系数随渗气系数的增大而增大。     

炭质泥岩软岩基座路堑边坡开挖过程稳定性分析

炭质泥岩软岩基座路堑边坡在开挖过程中的变形及稳定性变化规律研究旨在为该类型岩体结构的边坡支护设计与施工技术提供理论依据。运用FLAC~(3D)软件,采用强度折减法对软岩基座路堑边坡开挖过程中的变形、塑性区分布、安全系数变化进行了分析。研究表明:边坡水平位移与竖直位移随开挖步数增加而增大,上部灰岩位移变化速率明显比其下伏炭质泥岩大,且竖直位移明显大于水平位移;边坡开挖过程中塑性区主要集中在灰岩与炭质泥岩的接触面;边坡安全系数随开挖步数增加而降低。因此,可以通过降低坡比、开挖步数来实现边坡开挖过程的稳定性。     

压力分散型锚索在膨胀性软岩边坡中的应用

通过对江密峰至延吉高速公路膨胀性软岩边坡稳定性的研究,分析了膨胀性软岩的物理力学性能及物质成分;对压力分散型锚索加固边坡进行了力学分析,并提出其作为高速公路路堑边坡的工程措施.     

灰水-土体长期相互作用诱发地面塌陷机理

通过以灰水为渗透液进行溶滤试验,测试和分析了土样的渗透系数、含水量的变化规律;同时进行渗透破坏试验测试了不同密实程度土样经灰水浸泡后的临界坡降;运用土力学原理,分析了土样含水量、渗透性和水压力变化引起地面塌陷的机理。结果表明：溶滤后土体的含水量明显增大,且其渗透系数随溶滤次数的增加呈增大趋势;当溶滤次数超过4次后,渗透系数的增大变缓;当土样含水量相同时,临界坡降随着土样密度增大而明显增大;灰水将从减小土体的抗剪强度、增大土体的重度等方面引起地表塌陷,此外,土体中动水压和渗流引起土中的空洞也诱发了地表塌陷的形成。     

坡顶建筑与顺层软岩共同作用的滑坡机制及抢险处治研究

该文以某在建公路坡顶超高压电塔顺层软岩滑坡为例,采用现场调查、勘察、室内试验及边坡监测等手段对滑坡形成机制进行研究,采用极限平衡法对滑坡进行计算分析。在此基础上,为了保证电塔安全运营,采用电塔自身刚度加固、边坡排水、反压、微型桩+注浆+锚拉等方法对滑坡进行抢险处治,同时对边坡位移进行不间断监测,结果表明:滑坡内因是软岩特性及岩土结构,外因是上部转角电塔、多雨气候,诱因是路堑开挖。滑坡机制概况为塔基推移-开挖应力释放-边坡滑动,边坡处于不稳定状态,抢险处治措施采取及时得当,滑坡位移得到了根本控制。     

红层软岩的岩体结构及边坡变形特征探讨

结合安楚公路工程实际,对工程沿线红层沉积建造环境,红层与红层软岩地层的特性,地质构造的基本规律,红层软岩岩体结构特征,以及通过调查分析,对挖方边坡变形失稳破坏机制进行探讨。     

充填裂缝岩体渗透特性分析与试验研究

为研究含充填裂缝岩体的渗透特性,基于充填裂缝岩体特征概化出周期性互层状介质的渗透计算模型,引入了描述多孔介质中流体的运动方程和连续性方程,根据Neal和Nader提出的不同介质界面速度与剪应力连续的边界条件,求解出充填裂缝岩体渗流流速表达式。参照Darcy定律,推求出含充填裂缝岩体等效渗透系数k_e的表达式,从理论上验证了裂缝岩体渗透特性受到裂缝开度等参数的影响。为验证k_e表达式的有效性,自行设计制作渗透试验装置,用浇筑混凝土块模拟岩石基质,河砂模拟充填介质,进行了充填裂缝岩体等效渗透试验,获得试验值;同时,通过试验获取了不同材料渗透参数,将这些参数与几何参数代入等效渗透系数表达式可得理论值。结果得到:试验值k_(试验)略大于理论值k_e,但两个处于同一量级,误差在10%以内,很好地验证了k_e的正确性和可靠性。     

考虑不同拉压特性的边坡岩体结构稳定性位移判据

岩体顺层边坡破坏主要表现为剪切滑动和溃屈破坏等形式，而溃屈破坏常具有以板或梁的形式发生屈曲破坏的特征，其是否发生屈曲破坏与岩体力学性状有很大的关系，在已有研究成果的基础上，针对岩体拉压特性不同的特点，探讨了顺层边坡岩体结构的屈曲稳定性态，并对岩梁模型进行了合理修正，给出了顺层边坡岩体结构稳定性位移判据。     

考虑围岩应变强化及扩容的深埋软岩隧洞时变位移解

为描述深埋软岩隧洞围岩时变位移受岩石应变强化与扩容协同影响的复杂力学过程,假设岩体为符合Burgers体与Drucker-Prager屈服准则组合的黏弹塑性模型,在考虑应变强化及扩容效应影响的初始应力场下,推导得到深埋软岩隧洞的黏弹塑性时变位移解析解并进行分析。结果表明:该解析解能较好地描述软岩隧洞蠕变位移受岩体应变强化和扩容的影响。随着幂强化指数或剪胀角的增大,隧洞围岩的时效变形逐渐增大,且发展变快。隧洞围岩在应变强化和扩容效应的共同影响下,幂强化指数与剪胀角越大,其位移越敏感,且幂强化指数对围岩位移的敏感性更高。为验证该解析解的实用价值,与工程实测数据进行对比,结果显示计算值与实测值吻合较好,表明该解析解对深埋软岩隧洞时变位移预测具有一定的借鉴意义。     

考虑长期强度衰减的软岩路堤边坡稳定性分析

以某炭质页岩高路堤为例，考虑填料强度衰减特性，分析了不同降雨工况下易风化软岩路堤边坡稳定性。结果显示:降雨影响深度小于5 m的软岩常规高路堤，采用有限深度饱水参数计算的边坡稳定性系数比全断面饱水工况的高11.5%～17.4%；边坡稳定性系数随软岩强度衰减系数基本呈等比例线性递减，常规坡高坡率条件下设计的软岩高路堤边坡，考虑填料强度衰减后，安全系数很可能不满足要求，当炭质页岩强度衰减系数低于0.7时，应慎重采用20 m以上高路堤边坡方案，综合坡率不宜陡于1∶1.75。     

支护阻力抑制围岩饱水软化作用研究

常规三轴压缩试验一直是认识岩石在复杂环境(如地下水丰富)下力学性质的主要手段,因此,利用XTR01-01型微机控制电液伺服岩石三轴试验仪研究在不同围压条件下饱水时间对软岩强度的影响规律,对于隧道工程的设计、施工和安全运营具有重要意义。就梅(州)～大(埔)高速昆仑隧道出口右线软岩大变形段中所揭示的风化变质砂岩设计了不同饱水状态下的三轴试验方案,并进行了三轴力学性质测试,描述了软岩在饱水时间为1个月的全应力—应变曲线特征,重点探讨了围压和饱水状态对软岩强度的影响规律,详细分析了二者对软岩强度变化的作用机理及特点。最后,根据围岩动态演化规律,结合试验研究结论,提出高地应力软弱围岩的支护原则。     

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。     

苏丹Dagash大坝地质勘察岩体压水试验研究

在大坝地质勘察中,检测岩体的渗透性至关重要,压水试验是检测岩体渗透性的关键。文中通过压水试验的仪器安装、理论计算和对Dagash大坝032号钻孔岩体的压水试验结果进行分析,总结了压水试验数据处理方法和试验结果与岩体渗透性的关系。