Karawang地区全风化泥岩抗剪强度及膨胀特性研究

研究目的:雅万高铁沿线属热带雨林气候,丘前缓坡与丘陵区以路基工程为主。表层为火山灰形成的黏性土,其下为第三系全～强风化的泥岩,黏土及泥岩均具有膨胀性。膨胀岩土具有强胀缩性、强裂隙性的特点,在大气影响下强度剧烈衰减容易造成路堑边坡失稳,对铁路的安全运营产生较大影响。因此,有必要对沿线膨胀岩土的膨胀和强度特性进行研究,从而为路堑边坡的防护与治理提供依据。研究结论:(1)全风化泥岩具有中等膨胀、液限高的特点,天然含水率31.3%,饱和度92%,液限56.2%,压缩系数0.313 MPa~(-1),自由膨胀率67%;(2)试样含水率和试验过程中的边界条件对抗剪强度影响较大,干湿循环次数对饱和抗剪强度影响较小;(3)失水后试样膨胀率显著增大,有荷膨胀试验应提供有荷膨胀率(δ_(ep))和有荷压缩膨胀率(δ_(avp))两个指标,δ_(ep)用于求膨胀力,δ_(avp)用于求膨胀变形;(4)本研究成果可作为雅万高铁膨胀岩土路基设计及膨胀性试验规程修编的依据。     

典型顺层岩石滑坡发生机理与防治对策

顺层高边坡是万梁高速公路沿线最主要的失稳边坡类型,本文选取具有代表性的安龙顺层路堑高边坡工点,对顺层岩石滑坡的发生机理以及病害的加固对策等进行了分析.安龙滑坡的病害机理表现为破碎砂岩依附层状泥岩夹层产生的顺层滑动,病害类型为多层、多级滑动的顺层破碎岩石滑坡.项目贯彻“治坡先治水”、“固脚强腰”、“环境友好”的防治思想,采取以锚固工程为主,同时结合刷方减重和截排水工程等措施对边坡病害进行综合治理,工程治理效果较为理想.     

非开挖支挡结构在高铁路堑变形治理中的应用

研究目的:高速铁路无砟轨道路基工程变形控制要求极为严格,为保证列车运营的舒适性、安全性,运营高速铁路几乎不允许路基出现任何变形。某高速铁路在运营过程中一段路堑边坡坍滑变形,严重影响其运营安全,针对该段高速铁路行车密度大、行车时速高、施工风险大的特点,提出微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的处理方案。研究结论:(1)采用钢管微型桩跟管钻进潜孔钻施工后再通过锁口梁连成整体,可以有效遏制边坡变形、提高边坡稳定性,施工过程中对路基边坡扰动小,是高铁变形病害整治的一个重要原则和思路;(2)运营高速铁路变形病害整治施工风险安全等级高,将风险管理理念纳入工程设计领域,对治理方案风险因素进行了识别,并制定了详实的风险处理对策,是确保高铁变形病害整治成功的关键措施;(3)整治工程实施后路堑边坡变形得到了有效遏制,至今路堑变形稳定,实现了行车条件下高速铁路无砟轨道路堑边坡变形病害的整治,微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的高铁变形病害整治技术可为今后高铁路堑变形病害治理提供参考和借鉴。     

顺层路堑边坡处理方案的探讨

结合渝怀铁路路堑顺层工程施工实例,介绍顺层路堑边坡的处理原则及具体采取的措施。     

蒙巴萨膨胀土抗剪强度衰减特性研究

研究目的:蒙内铁路在蒙巴萨地区以深路堑形式穿越大面积的膨胀土地段,由于膨胀土具有强胀缩性、裂缝性、强度衰减等特殊工程性质,对铁路的安全运营产生较大影响。蒙巴萨地区为热带草原气候,雨量充沛,光照充足,膨胀土易在大气干湿循环作用下发生抗剪强度的衰减,造成路堑边坡的失稳。因此,有必要对膨胀土在干湿循环作用下抗剪强度的衰减特性进行研究,从而为路堑边坡的防护与治理提供参考和借鉴。研究结论:(1)干湿循环效应使土体抗剪强度降低,其中黏聚力随干湿循环次数和含水率变化范围的增加而降低,黏聚力和内摩擦角均随试样含水率的增加而降低;(2)膨胀土的黏聚力随干湿循环次数的增加而降低并逐渐达到稳定值,稳定值大小和达到稳定时的干湿循环次数与含水率的变化范围相关;(3)膨胀土抗剪强度衰减主要是由于土体内部裂缝发育和土颗粒间相互作用减弱;(4)本研究成果对肯尼亚膨胀土路堑边坡的防护和治理具有一定的参考意义。     

桩墙复合结构在顺层岩质边坡治理中的应用与研究

山区铁路穿越多种地貌单元,涉及不同性质岩土体较多,给路基、桥梁及隧道工点的边坡治理工程带来了很大的难处,而合理选取顺层岩质边坡支挡防护措施更是重点问题,直接影响着工程的稳定性、安全性以及工程造价。顺层岩质边坡的治理方法,一直以来都是一个值得探讨的问题,通过现场的地质测绘调查以及室内试验,在了解掌握了所涉及的岩土体的工程性质之后,有针对性的进行了岩土体稳定性检算、抗滑桩的内力检算以及重力式挡墙的稳定性检算,综合分析检算成果后进行了结构及构造设计。通过检算及强度校核验证,论述了桩墙复合结构在顺层岩质边坡治理中的应用方法,以及其安全性及适用性。     

路堑边坡滑坡成因机制浅析及防治对策

研究目的:针对云桂铁路大菠萝黑路堑边坡滑坡,在现场地质调绘、钻探、物探及工程测试等综合勘探的基础上,从工程地质环境、采空区影响、降水及施工影响等几方面对该滑坡的成因机制进行分析研究,并提出防治对策,为类似工程提供借鉴。研究结论:(1)路堑工程边坡滑坡的产生主要受地层岩性及采空区的影响,特殊沉积环境下形成的砂岩、泥岩等膨胀岩,成岩作用差,力学强度低,受人为洞采影响形成扰动圈进一步降低了该区域地层的力学强度;(2)现场岩土体力学参数较施工图指标降低较多,岩体下滑力大于抗滑桩的抗滑力,造成第一排桩倾覆变形,第一级边坡滑动后,使第二排桩锚固段减小,致使第二排桩倾斜变形,最终形成工程边坡滑坡;(3)该工程边坡滑坡的破坏形式,下部表现为推移式破坏,而上部呈现为拉裂式破坏;(4)对该工程滑坡的整治,应在滑坡体上部清方减载的基础上根据力学指标合理布设抗滑桩,并辅以地表水及地下水的疏排措施的综合方案;(5)本研究结论对类似地质条件下的铁路及公路工程深路堑地段的勘察和施工具有借鉴意义。     

贵州省赤水丹霞地貌岩层边坡处治技术研究

丹霞地貌发育的物质基础是红层。红层岩体具有强度低、易风化崩解、遇水易软化等特点,是一种具有特殊工程特性的岩体。红层地区开挖边坡浅层稳定性较差,若未及时采取防护,极易造成边坡水土流失及风化剥落、崩塌、浅层滑坡等灾害。本文通过现场调查、理论分析等多种方法,对赤水丹霞地貌区红层岩体基本性质、风化特性、边坡变形破坏方式及防护技术进行了分析和研究,提出了红层边坡的防护设计思路,介绍了不同形式的防护及加固技术。     

钙质页岩路堑边坡顺层滑坡分析与防治

合福铁路某区段钙质页岩边坡顺层滑坡,经过对顺层滑坡工点钙质页岩地貌、构造、岩性、风化、水文特征及施工影响等方面的综合分析,得出滑坡形成原因,并据此对其采用综合防治措施。通过施工后长期的变形监测及季节考验,该区段边坡稳定,处理效果良好。特殊地貌构造产出的钙质页岩,易产生岩层断裂及顺层滑动,施工时需分级刷坡支护,坡脚支挡结构应分段开挖施工。     

新建渝黔铁路关键工程地质问题及地质选线研究

研究目的:新建渝黔铁路位于重庆市西南部和贵州省北部地区,为一条连接西北、川渝和泛珠三角的干线铁路。渝黔铁路从地势相对较低的四川盆地延伸上云贵高原,穿越川滇褶皱区,地形起伏大,地质构造复杂,遍布各种不良地质及特殊岩土。有必要查清控制渝黔铁路的关键工程地质问题,进行工程地质选线。研究结论:(1)岩溶是本线最大的不良地质体,对工程的危害和影响是巨大的;(2)矿床及采空区是控制渝黔铁路改扩建工程的关键、重大不良地质问题,原则上应尽量绕避这些不易查清的小矿区;(3)区内大的地质构造主要走向为南北向、北东向构造及北北东向,应避免线路走行在顺层延伸的断裂带内,同时应严格控制挖方边坡高度、增加路堑边坡加固、隧道顺层滑动、顺层偏压的工程治理措施;(4)改扩建线路方案应尽可能避免改拆整治病害的建筑物,以免引起地质病害的复活。     

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。     

张吉怀高速铁路深路堑边坡失稳机理及治理措施北大核心

张吉怀(张家界—吉首—怀化)高速铁路某深路堑施工过程中出现坡顶开裂错动、环形裂缝、桩孔护壁开裂等变形迹象,通过地质调绘、钻探、地表及深部位移监测等手段,查明坡体地质特征,获取滑面信息,并结合施工现状采取了针对性工程处理措施。结果表明:工程区为炭质页岩地层,风化层厚,受区域断裂带影响,岩体破碎,属劣质岩边坡;地质条件软弱、降雨影响、施工扰动是产生工程滑坡的主要诱因;边坡存在类均质体圆弧滑动和顺弱风化层顶面深层滑动两种破坏模式;通过采取刷方卸载+支挡加固+综合防排水综合处理措施,经评价边坡安全稳定。     

戈壁土路堤边坡稳定性影响因素数值模拟研究

研究目的:戈壁地区高速铁路路堤边坡稳定性受填料性质、降雨及有无防护、加筋加固等因素影响。本文以兰新铁路第二双线戈壁地区路基试验段工程为依托,针对试验段中代表性填料填筑的路堤边坡,利用数值模拟分析不同状态下各因素对边坡稳定性的影响规律,以期对合理设计边坡防护与加固提供依据。研究结论:(1)采用戈壁砾砂土和细圆砾土所填筑的路堤边坡,在非饱和状态下其稳定性均能满足相关规范的要求;(2)降雨对戈壁土路堤边坡的稳定性有很大影响;当降雨入渗后,边坡侧向位移会增大;浅层饱和土体厚度不同,最大侧向位移不同;浅层饱和土体厚度小于1 m时,易发生边坡的浅层溜坍现象;饱和厚度越大,边坡的稳定性越差;(3)对于戈壁土路堤边坡而言,当边坡在浅层加筋加固后,其性能将得到很大改善,边坡的稳定性得到增强,加筋对边坡的浅层溜坍现象有明显的改善作用;(4)在加筋和边坡防护共同作用下,边坡稳定性得到很大程度提高,能防止或抑制各种不利影响因素所引起的破坏;(5)本研究结果可为同类地区的工程建设及设计提供相应的参考。     

中英铁路路堑边坡设计方法对比研究

为研究中英铁路路堑边坡设计方法的异同,总结英标Morgenstern-Price法、国标容许应力法和极限状态法等3种计算方法,并以马来西亚东海岸铁路项目为例,对同一工点的路堑边坡按上述3种方法进行设计和对比分析。研究结果表明:采用英标Morgenstern-Price法和国标容许应力法设计的路堑边坡坡率一致,而采用极限状态法设计的边坡坡率比前两者坡率更平缓;极限状态法设计方案比英标Morgenstern-Price法和容许应力法设计方案每公里投资增加比例约9.5%,安全系数偏高,建议进一步对极限状态法计算路堑边坡稳定性的各分项系数进行优化。本文研究成果对促进中国高铁"走出去"具有重要意义,也可为其他海外类似工程的设计计算提供参考。     

水位升降对顺层岩坡稳定性影响的上限分析方法

在构造顺层岩石边坡的简单直线破坏模式基础上,将强度折减技术与极限分析上限定理结合,推导边坡内外水位升降影响条件下的顺层边坡稳定性安全系数的目标表达式,并采用序列二次规划迭代法进行求解。通过算例计算,分析水位变化参数对顺层岩石边坡坡体安全系数和潜在破裂面的影响。研究结果表明:边坡内外水位升降对边坡安全系数和破坏范围存在不可忽视的影响,但当岩层倾角处于一定范围时,岩层倾角对边坡安全系数和破坏范围的控制程度更强。     

山区铁路路堑边坡滑塌整治技术研究

山区铁路路堑边坡常出现滑塌现象,为保证铁路运营安全,需及时采取整治措施。本文以某铁路滑塌路堑边坡为例,根据现场调查、地质水文资料,结合数值模拟结果剖析路堑边坡稳定性及滑塌机制,并对引起边坡滑塌的因素制定针对性整治措施。结果表明:连续降雨以及长期排水不畅会导致地层性质减弱、滑动面下移,将诱发加固边坡发生二次滑塌;为减少对既有边坡防护的扰动破坏,对二次垮塌边坡挡护进行合理加固补强亦可满足边坡稳定要求。     

综合地质分析法在工程滑坡预测整治中的应用

研究目的:昆明南连接线高速公路工程五标段在即将交付验收前,一段路基地段出现两处较为严重的滑坡险情,其中一处已经完全滑塌,另一处处于滑溃前的极限状态。本文通过工程案例的现场调查分析及整治处理,试图找到一种能够早期预测工程滑坡隐情并减少甚至避免工程滑坡灾害发生的方法途经,为今后公路、铁路、地铁、水库大坝等工程中类似边坡工程问题的处理提供借鉴。研究结论:(1)现有两处滑坡的性质、状态截然不同,其中K 23+475~550段属于彻底滑溃的浅层顺层岩质滑坡,已基本稳定,K 23+680~800段属于深层牵引式土质滑坡,处于滑溃前蠕变阶段,状态极不稳定;(2)利用综合地质分析法分析预判出,K 23+550~680段边坡属于潜在的浅层顺层岩质滑坡,存在滑塌的极大可能;(3)根据滑坡各自的性质特征,提出了不同的整治方案,依次分别是:彻底清除、预加固、应急抗滑与永久抗滑;(4)本文提出的综合地质分析法可为类似边坡工程的灾害预判、应急抢险、永久整治提供借鉴。     

高铁路基智能微渗保润技术应用效果研究

研究目的:采取有效措施预防和治理荒漠化环境对高铁线路运营安全的威胁是亟待研究的重大铁路工程问题之一。以宁夏地区荒漠化为背景,对智能微渗保润技术在高速铁路沿线路基边坡荒漠化防治中的应用效果进行客观评价,为荒漠化地区高速铁路沿线生态环保工程建设提供科学依据。研究结论:(1)智能微渗保润技术作为一种创新技术成功应用到高铁路基边坡水土保持及沙害防治领域中,是荒漠化地区高铁路基沿线防沙治沙的一项新技术、新方法;(2)智能微渗保润技术可以明显改善路基边坡土壤的水分、养分条件,为植被生长提供必要的基础环境;(3)相对于普通养护条件,智能微渗保润维养系统试验段路堤边坡植被的成活率、密度、盖度、株高等均得到大幅度提升,既能达到防沙治沙的生态环保目的,又能起到良好的景观效果;(4)本研究成果可为荒漠化地区高铁路基沿线的风沙防治与生态环保提供参考。     

硬-软互层层厚构造影响隧道围岩开挖损伤研究

研究目的:在实际地质环境中,隧道开挖所表现出来的各种变形破坏都是各种因素综合影响的产物。但顺层构造由于其分层特性和结构形式的特点决定了在这样的地质环境中开挖隧道,其围岩受力之后的变形和破坏具有一定的特殊性。本文以拟建某高铁宝云隧道为例,就硬-软互层顺层构造作用下隧道围岩开挖损伤变形开展数值模拟分析评价,主要研究不同岩层厚度影响下的隧道围岩变形、围岩屈服渐进性及稳定性,并给出强度折减至极限状态时硬-软互层组合隧道的变形破坏模式。研究结论:(1)薄层弯曲变形是不同岩层厚度构造作用下硬-软互层顺层隧道开挖的主要变形形式,厚层围岩虽体现出了较明显的滑移,但变形量值较小,隧道支护设计时应考虑岩层厚度控制的该变形特点;(2)硬软互层组合屈服区主要沿顺层面向软岩展布,层厚越小,屈服范围越大,以0.2 m层厚顺层向屈服区为典型,层厚超过0.4 m后,拱腰顺层面屈服区迅速减小,且随厚度增大,两个方向屈服区不断减小;(3)强度折减条件下,层厚超过1.5 m后,稳定安全系数趋于定值,围岩强度主要受软岩自身控制,受硬-软组合结构影响程度降低;(4)岩层厚度较小时,隧道围岩变形模式以岩层弯曲为主,随岩层厚度的不断增大,变形模式逐渐转变为顺层滑移为主、滑移与弯曲并存;(5)本研究成果对促进该高铁的顺利建设具有理论意义和工程价值。     

多年冻土地区路堑边坡病害及其整治原则

研究目的:针对多年冻土区路堑病害的类型划分、形成原因和主控因素进行分析研究,提出现有路堑边坡典型病害的整治原则,为多年冻土区路堑边坡病害整治提供借鉴.研究结论:热融型边坡失稳是高含冰量多年冻土路堑边坡的一种典型病害,产生的原因是冻结层上水和坡面吸热导致下卧高含冰量冻土融化.治理的原则是在注重热学防护和地表挡排水的同时,加强对上侧坡体冻结层上水的疏导,排泄堑内道路基床积水.岩质边坡喷射混凝土防护层破损是低含冰量多年冻土路堑边坡较为典型的病害形式,也与冻结层上水向坡面的聚集有关.整治原则是加强边坡混凝土层下水分的排泄,拆除可能影响行车的破损混凝土层,换做锚杆框架等不阻挡坡面水分排泄的结构.原则上说,在多年冻土区,封闭坡面的工程措施是不可取的.