岩石里氏硬度值与单轴饱和抗压强度相关性分析初步探讨

隧道施工期关于岩石坚硬程度指标的准确获取，是隧道围岩快速分级面临的实际问题，现行规范要求采用岩石单轴饱和抗压强度作为岩石坚硬程度的定量指标。为寻求关于岩石单轴饱和抗压强度最优的替代方案，对岩石单轴饱和抗压强度的不同替代方案和指标的优缺点进行分析比较，并通过使用里氏硬度计对不同岩性的岩石进行室内试验分析，研究泥岩类岩石和砂岩类岩石里氏硬度值与单轴饱和抗压强度之间的关系。利用数理统计软件SPSS24.0对岩石的里氏硬度值及单轴饱和抗压强度值进行回归分析，指出里氏硬度值与岩石单轴饱和抗压强度二者存在相关关系，且相关性较强，并构建不同岩性的岩石在饱和状态下单轴抗压强度与里氏硬度值的回归预测方程。     

含溶洞地基变截面桩承载机理与设计方法研究

通过分析含溶洞地基中变截面桩基荷载传递机理,认为变截面处承载力的取值是桩基设计中的关键问题。基于有限差分法分别建立不同岩石的单轴抗压及中部端承面模型,引入实际工程中的岩石参数开展对比计算分析,分析结果表明,桩基中部端承面极限承载力高于单轴抗压强度,可以沿用规范中的桩端岩石承载力计算公式确定。最后,对桥梁规范中嵌岩桩极限承载力计算公式进行修正,结合张花(张家界—花垣)高速公路某标段工程地质资料对常规桩基和变截面桩的极限承载力进行对比计算,由计算结果可知,当桩基下伏持力岩层性状不良时,变截面桩可以有效提高单桩承载力。     

嵌岩桩桩端极限阻力分析与设计研究

现行嵌岩桩设计规范只考虑桩端岩石的单向受力状态,而实际桩端岩石的压缩变形受到横向约束的作用而处于三向受压状态。试验证明,其三轴抗压强度远高于单轴抗压强度。文中应用材料力学强度理论对桩端岩石三轴抗压强度进行了分析,并提出了嵌岩桩极限承载力标准值新的计算方法。     

硬石膏岩浸水后单轴抗压强度变化规律试验研究

硬石膏质岩浸水后生成二水石膏,岩石内部孔隙被结晶水填充导致强度发生变化。为研究硬石膏质岩浸水后抗压强度与硬石膏含量、硬石膏水化率的关系,在实验室内对106块不同含量的硬石膏岩试件进行了浸水后的室内单轴抗压强度试验,试验结果揭示:在不同水化率条件下,岩石试件的单轴抗压强度与试件硬石膏含量的关系不能用统一的函数形式进行描述,其中,岩石的水化率0.65～0.7,0.8～0.84的前后其单轴抗压强度函数曲线发生较大变化;不同硬石膏含量时,岩石单轴抗压强度与硬石膏水化率的函数曲线呈下凹曲与上凹两种形态,这两种形态曲线的变化拐点出现在石膏含量0.64～0.78间;岩石单轴抗压强度与硬石膏含量、硬石膏水化率三者在空间上呈现"飞鱼"状的不规则曲面关系,其中在水化率为0、水化率大于0.8和石膏含量大于0.7、水化率为0.5～0.7和硬石膏含量0.6～0.65这3处位置的岩石单轴抗压强度属于高势区;岩石水化率为0.35～0.45和水化率0.2～0.6,石膏含量0.7～1及水化率大于0.75,石膏含量小于0.6,这3处位置的单轴抗压强度为低势区。硬石膏岩水化反应是一项十分复杂过程,水化后的岩石强度受控于水化程度和石膏含量两因素。     

干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验

为探究库水位周期性涨落条件下,库岸边坡消落区岩体的强度劣化特性及损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,通过干湿循环试验模拟库岸边坡岩体的实际赋存环境,以常规单轴、三轴试验为手段,开展干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验研究,分析干湿循环作用下红砂岩波速等特性的演化规律,定量分析了干湿循环作用对红砂岩强度主要力学参数的影响,并提出了基于黏聚力的损伤变量。结果表明：随干湿循环作用次数的增多,红砂岩的波速逐渐减小,孔隙率逐渐增大,减小和增大的趋势呈现出明显的三阶段特征,红砂岩单轴强度也逐渐减小,对应的峰值应变逐渐增大,其破坏形式为脆性破坏;以波速计算的红砂岩损伤变量表明,损伤变量随干湿循环次数的增多呈非线性增大趋势,可采用幂函数拟合;干湿循环作用下红砂岩黏聚力显著减小,而摩擦角变化不明显,干湿循环作用主要通过弱化黏聚力造成红砂岩单轴强度的降低,单轴抗压强度降低百分比η_1N与黏聚力降低百分比η_2N呈显著非线性对应关系;提出了基于黏聚力衰减的新损伤变量,并通过与波速损伤变量的计算值和试验值的对比验证了该损伤变量指标的合理性。     

TBM施工超硬岩分类指标和确定方法研究

超硬岩分类指标和确定方法是TBM施工围岩分类需要关注的重要问题。完整岩体中隧洞施工，岩石坚硬程度和摩擦性是影响TBM掘进状态的主因。基于国内外TBM掘进预测模型和典型工程实测数据，重点分析岩石单轴抗压强度与TBM净掘进速度、现场贯入度指数的关系和敏感性，分析岩石摩擦性和TBM刀具磨损程度，讨论适用于划分超硬岩类别的阈值。综合分析岩石坚硬程度和摩擦性对TBM施工的影响，提出2类超硬岩划分标准： 一类是单独由岩石坚硬程度决定的超硬岩（H₁），建议按单轴抗压强度UCS>200 MPa确定； 另一类是由岩石坚硬程度和摩擦性共同决定的超硬岩（H₂），建议按单轴抗压强度UCS>150 MPa且摩擦性指数CAI>4.0确定。     

红层单轴抗压强度与回弹强度相关关系研究

单轴抗压强度与回弹强度之间已有较多学者提出了不同的经验关系,但是针对具体红层的单轴抗压强度与回弹强度之间的相关关系尚未建立。文中通过大量的红层单轴抗压强度试验与回弹强度试验,研究其间的关系并建立了经验公式,与其他经验公式比较结果,验证了其正确性。     

大兴安岭人工冻土抗压抗剪强度试验研究

冻土的抗压强度与抗剪强度是计算多年冻土区冻土地基的极限强度以及计算受外界荷载作用时冻土体稳定性的依据。为研究中国大兴安岭多年冻土区典型土样在负温条件下的力学性质,通过对大兴安岭多年冻土区典型土样在不同负温、不同含水率条件下进行抗压强度和抗剪强度试验,基于试验结果进行分析得到:冻结土体抗压强度随含水率的增加呈现出先增大后降低的变化规律,随着温度的下降而增大;冻结土体的粘聚力c和内摩擦角φ随着含水率的增加而减小,随着冻结温度的降低而增大;在相同负温条件下,大兴安岭多年冻土区低液限粉土的抗压强度与抗剪强度大于低液限粘土,低液限粉土单轴抗压强度在含水率为19%左右时达到最大,低液限粘土单轴抗压强度在含水率为22%左右时达到最大,且其二者的内摩擦角均小于25°。     

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。     

干湿循环作用下白云岩强度损伤试验研究

白云岩在干湿循作用下,其强度的损伤受到所处环境地下水pH值、白云岩内部构造(岩层层厚、颗粒大小、岩层产状)等多种因素的影响,其影响程度可用岩石饱和单轴极限抗压强度变化量作为判定标准。根据不同pH值环境、不同层厚、不同粒径、不同产状分组试验,将测试值与干湿循环次数进行拟合分析,呈现出一定相关性。研究表明:随地下水pH值的降低,其强度衰减速度加快;岩石层理越厚,其强度衰减速度越快;岩石颗粒越细,其强度衰减速度越快;岩层倾角越大,其强度衰减速度越快。     

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。     

某机场红层强-全风化砂岩的力学特性大型原位试验研究

我国西南地区广泛分布有厚度较大的红层风化砂岩，修建高填方机场工程时，能否以其作为填料成为亟待解决的问题。通过浅层平板载荷和原位大型浸水剪切试验，研究了风化程度和含水率对风化红层砂岩的力学强度的影响。结果表明:强-全风化红层砂岩地基承载力特征值小，沉降量大，且强风化红层砂岩的承载力特征值和变形模量约为全风化红层砂岩的2倍；强-全风化红层砂岩抗剪强度参数（c，φ）随含水率的增加而不断降低，尤其是黏聚力c对含水率的变化极为敏感；随着风化程度的增加，水对其强度特性影响越来越弱。总之，风     

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。     

岩溶地区嵌岩桩安全性理论分析与应用

在岩溶地区进行嵌岩桩设计时,应选择具有一定安全厚度的基岩作持力层。基于溶洞顶板均质、各项同性等基本假定,根据桩端直径与桩底溶洞大小、类型,模拟外荷载作用下混凝土板受力变形破坏特征,并对溶洞基岩顶板进行简化分析,得到各种状况下的岩溶顶板安全厚度与桩端应力值、岩石单轴抗压强度、溶洞类型与大小等相关数学表达式。该式简单、直观,较全面反映了影响溶洞顶板安全厚度的各种因素,并得到实际工程验证。     

并桥位新建桥梁对既有桥梁桩基的影响分析

以某新建黄河公路大桥为工程背景,针对新建桥梁与既有桥梁并桥位建设,新旧桥梁桩基距离近的结构特点,采用岩土数值模拟方法对新建桥梁施工及运营期既有桥梁基础变形及受力的影响规律进行分析研究。结果表明,新建桥梁建成后,既有桥在运营荷载作用下基础平均沉降值为2.7 cm,最大横桥向变形值1.2 cm。施工期不均匀沉降值1.4 cm,桩基受力增大10%,桩身最大压应力为8.68 MPa,承台最大拉应力为1.18 MPa,既有桥桩基变形量及桩基承载力满足设计及规范限值要求。     

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。     

点荷载强度试验经验公式影响因素分析

岩石点荷载强度试验作为一种常见的岩石强度试验测试方法，应用越来越广泛。国内外学者在实践中总结出了大量的经验公式，证明饱和单轴极限抗压强度与岩石点荷载强度指数之间具有线性关系，但由于采取试样受地域、岩性、强度、结构构造的不同，其经验公式有一定的差异。在实践中发现，其相关性受岩石坚硬程度、岩体完整程度、岩层产状等多因素影响，通过采取一定量的岩石试样分别从岩石坚硬程度、岩体完整程度、岩层产状等方面分组对其统计分析，得出各因素对岩石点荷载强度指数和饱和单轴极限抗压强度相关性的影响程度，为工程实践提供参考。