国道214线某路段高边坡病害分析

通过地质调绘等综合工程地质勘察方法,查明高边坡范围及地形地貌、地层岩性和地质构造、地下水条件、降雨、地震、昼夜温差变化、冰雪冰融、不合理的边坡开挖、岩石风化等工程地质条件和气候条件,确定高边坡的变形机理,结合抗剪强度等试验资料及力学指标反算和既有工程经验参数综合分析选用,计算、评价和分析其稳定性,为高边坡治理提供了必要的设计依据。     

不同应变速率下裂隙砂岩强度特性及贯通破坏模式研究

施工开挖速度及工作面推进速率会对周围岩体的变形破坏行为产生极大的影响。为研究不同应变速率下裂隙砂岩强度特性及贯通破坏模式,利用伺服压力机对其进行单轴压缩,分析了裂隙砂岩力学特性、贯通破坏模式等随应变速率的变化规律,并从能量演化角度阐释了不同应变速率下裂隙砂岩的力学行为。结果表明:(1)裂隙砂岩试样峰值强度会随应变速率的增加,呈增大趋势且增幅逐渐变大,与完整砂岩相比,其应力—应变曲线呈现较大应力波动;(2)裂隙砂岩贯通模式主要以拉剪贯通为主,且随着应变速率增大,试样三裂隙区域破坏程度更大,剪贯通模式越为显著;(3)随着应变速率的增加,总能量、弹性能及耗散能均随应力的增大而增大,且应变速率越大,储存的弹性能所占输入总能量的比例越大,而耗散能所占比例越小。     

路基边坡坡面冲刷机理与加固材料研究

为了提高公路路基建设水平,文章从干土溅散、泥浆溅散、层状侵蚀等方面分析了路基边坡冲刷机理,提出一种新型纤维加筋土固坡技术.以抗剪强度和渗透系数为评价指标,开展室内剪切试验、变水头试验、电镜扫描试验,研究了加固土抗冲刷性能,并依托某公路路基边坡,探讨了降雨对加固土径流强度和产沙量的影响规律及加固土对边坡整体稳定性的提升效...     

隆百高速公路第三系泥岩边坡变形机理及防护

文章根据第三系泥岩边坡的变形破坏特征,从岩石特性、环境条件和人为因素等方面,对边坡变形机理进行分析,并结合广西隆林-百色高速公路工程实例,对第三系泥岩高边坡的防护要点及设计与施工过程中应注意的事项进行了介绍。     

广巴高速某隧道不同岩性围岩变形特征分析

通过对某隧道右线典型断面监控量测数据的回归分析,结合该隧道围岩性状的变化,阐述了泥岩和砂岩两种不同岩性围岩变形随时间变化的基本规律,并建立模型分析了其动态变形特征。根据该隧道围岩具有急剧变形和缓慢变形两个明显阶段的特点,在分析和评价围岩稳定性的基础上,预测了与实测结果基本吻合的二次衬砌的施作时间,并通过ANSYS进行了验证。结果表明,应力对岩体稳定时间的影响与模型稳定时间吻合。     

京沪高速公路改扩建层状构造岩质高边坡倾倒型破坏类型分析

以京沪高速公路改扩建工程莱芜至临沂段岩质高边坡为例,对其倾倒型破坏类型进行分析,本文通过直观分析和实际调研,得出了岩质边坡特征和致灾机理,以沿线三处边坡为例进行分析认为:(1) K551+714~552+115左幅边坡发育有一组反倾结构面,边坡稳定性较差,容易发生倾倒破坏;(2) K565+914~566+587左幅边坡属反倾结构面,存在多条节理裂隙切割层面边坡稳定,滑动的可能性小,局部可能出现落石、崩塌等现象;(3) K593+260~593+555右幅边坡为顺倾结构面,岩体风化不均,局部节理裂隙发育。局部可能出现掉块、崩塌等现象。     

干湿循环含低应力条件下百色膨胀土抗剪强度试验研究

浅层坍滑是膨胀土边坡在大气干湿循环作用下必然发生的地质灾害,常给膨胀土地区工程建设带来极大困扰。为探究特定边界条件下膨胀土的真实强度,文章开展了干湿循环含低应力条件下百色膨胀土常规饱和慢剪试验,对比分析了摩尔库伦直线、双直线、广义幂函数法拟合所得抗剪强度参数及低应力段三法拟合值与实测值的差异,得到随循环次数增加,三法拟合所得抗剪强度参数均呈大幅衰减,且衰减主要体现在粘聚力(或纵轴交点值)的大幅降低上,内摩擦角虽有减小,但降幅不大;低应力段抗剪强度实测值与摩尔库伦直线法拟合值差异大,而双直线、广义幂函数法差异小,表明低应力下膨胀土强度包线具有明显非线性特征,验证了已有研究成果的合理性。     

复杂地应力红层泥岩隧道持续底鼓原因分析北大核心CSCD

为揭示复杂地应力红层泥岩隧道持续底鼓特征及底鼓原因,以某隧道为研究对象,通过长期变形监测、地下水位监测、隧底围岩位移监测等方法对底鼓变形特征进行了统计分析,并结合钻孔取芯岩样分析、地应力测试、围岩膨胀力测试、岩石蠕变试验、数值模拟分析等手段对可能导致隧道底鼓的因素逐一进行了分析。结果表明:受控于近水平层状泥岩以及复杂地应力,隧道部分段落呈现出底鼓时间“不收敛”、底鼓段落“不连续”、底鼓程度“不均衡”的三大特征;隧道岩层产状近水平,岩性为粉砂质泥岩,属于软质岩,未达到膨胀岩判定标准,具有中—低蠕变特性,隧址区地应力场以水平构造应力为主,水平应力在9.5~13.73 MPa之间;隧道开挖后,局部应力集中导致围岩发生蠕变,当蠕变产生的形变压力过大时,仰拱局部进入塑性状态,隧道即产生底鼓。     

集中排烟隧道近火源顶板热参数理论预测

由于集中排烟模式能较好地控制上下游烟气的扩散范围,故被广泛应用于长大隧道设计中。文章针对小尺度火灾,建立了集中排烟隧道火源热烟羽受限发展理论模型,与已有火灾实验结果进行对比,完成了理论模型的验证,预测了顶板下方最高烟气温升、偏移距离等热参数。预测结果表明:火灾强度一定时,烟气最大温升随等效风速增加而急剧下降,且火灾强度对烟气温升的影响也较为显著;当等效风速超过1.5 m/s时,最大温升变化趋缓直至恒定;等效风速较小时,羽流未发生明显偏移,随着等效风速进一步增大,偏移距离明显增大,其变化速率随火灾强度的增大而减小。经回归整理得到了顶板下方烟气最大温升、偏移距离的无量纲准则关联式。     

软基振冲碎石桩承载力机理与治理技术研究

含水率较高的复合饱和土路基因其承载力过低,往往难以满足工程稳定性需求。通过振冲碎石桩处理路基的加固效能及承载力提高的机理分析,决定采用振动碎石桩进行处理,可有效提高路基承载力、降低沉降量以及提高抗剪性能与排水效果,在某软基处治工程中得到应用,表明采用振冲碎石桩具有较好的不良地质的处治效果,尤其适用于非饱和土路基。     

基于温度渗流场的炭质岩隧道围岩支护优化研究

炭质岩分布区隧道围岩的开挖变形和运营期稳定问题是高速公路隧道所面临的共性课题。文章结合河(池)百(色)高速路机场隧道监测情况,建立Midas模型,基于温度场及渗流场研究不同支护参数下岩体的蠕变以及变形速率发展规律,并通过对机场隧道支护参数进行优化分析,为以后类似工程提供参考与借鉴。     

坪林隧道施工地质探查技术之应用

北宜高速公路坪林隧道施工遭遇断层破碎带及大量涌水问题,为探查隧道前方的地质情况,以降低地质不确定引致之灾害风险,施工中应用了水平长距离钻探、震波探测与地电阻影像探测等地质探查的方法及技术.由于施工中地质探查结果知四棱砂岩段属特殊恶劣的地质条件,其工程地质特性为完整岩石非常坚硬,强度达220MPa,但在板块运动挤压作用下形成破碎带,其中夹有许多宽度小于1.5m的剪裂带,呈不规则分布的高低角度剪裂带,破碎带因地下水补充而形成含水层,含水层又因剪裂带构造密集复杂而被阻绝隐藏于背后,很难于施工中准确予以界定.文章将探讨应用于坪林隧道施工中地质探查技术的结果及限制、产生的问题与困难及相关因应措施,藉以累积施工地质探查的技术与经验.在四棱砂岩中隧道施工所获经验显示,必须综合应用隧道前方震测法(TSP)、地电阻影像探测法(RIP)、水平长距离钻探、短距离钻探等探查技术,先获得开挖面前方大范围的地质构造与水脉分布,再由水平钻探结果分析、研判与验证,方较能掌握隧道前方较准确的地质与水脉状况.     

湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理研究

为研究湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理,文章基于黄土地区地铁工程经验,通过理论分析探讨了地铁工程地基承载力工作原理、黄土地层中地下结构的土压力作用原理等,指出了地铁结构作为地下中空构筑物与一般工业与民用基础的区别;通过实例计算研究了地铁结构基底压力、黄土湿陷引起的结构侧向土压力及顶部土压力变化规律。研究结果表明:1)地铁地下结构工作原理不适用于地基土体侧向滑移并被挤出的传统与经典地基承载力理论,它产生的基底压力小于原基底土的自重压力,类似于地基与基础设计中有利的补偿性基础;2)黄土饱和浸水湿陷瞬间,土的抗剪强度是饱和快剪指标,其侧压力系数趋近于1.0,设计时应予以考虑;3)黄土地层中如隧道洞身范围土体发生湿陷变形,隧道顶板所受的竖向土压力值较未发生湿陷变形时显著增大,设计时应予以考虑。     

上软下硬地层大直径土压平衡盾构下穿民房建筑群沉降控制北大核心CSCD

依托广州地铁18号线盾构施工,针对其地层分布复杂、软硬差异大及穿越密集民房建筑群等特点,通过注浆加固、现场动态监测、优化掘进参数等一系列主动措施,解决实际工程中掘进参数合理取值与地表建筑沉降变形控制两大难题。研究结果表明:(1)在该类软硬地层中掘进时,刀盘在通过不同岩层断面分界线时扭矩、推力等参数波动较大,总推力与扭矩有良好的相关性,各掘进参数宜控制为:推力30000~35000 kN、扭矩4500~6000 kN·m、推进速度35~45 mm/min;(2)提出的多段式封孔洞内超前注浆工艺可使刀盘前18 m范围内的地表上抬3~5 mm,最大上抬值能达9.02 mm,同时能缓解土体在盾构下穿时及后续固结稳定的沉降趋势;(3)因刀具磨损、掘进参数波动大、螺旋机卡死等引起的临时停机会造成地表建筑日沉降速率超过3 mm/d,在预设停机点位置前采取洞内超前注浆和克泥效工法能有效缓解沉降趋势,在带压开舱期间日沉降速率控制在2 mm/d以下;(4)左右隧道轴线附近的地表建筑沉降基本可分为“微小隆起—沉降较大—逐渐稳定”三个阶段,测点最大沉降值最终稳定在-21.38 mm、-22.49 mm,均小于控制值。     

水平小净距隧道中夹岩安全系数法研究与应用北大核心CSCD

中夹岩柱是小净距隧道围岩稳定控制的关键部位,判别中夹岩的安全性是工程设计和施工过程中的重难点。文章通过分析不同围岩级别、埋深情况下中夹岩的破坏模式,建立Ⅳ级围岩条件下水平小净距隧道中夹岩力学分析模型,并确定中夹岩破裂面位置。根据中夹岩上部滑块体形状的不同分为两种情况,通过边坡稳定性原理、极限平衡假设及普氏压力拱理论推导中夹岩上部滑块体的抗滑力、下滑力以及安全系数的计算公式,从而建立起评判中夹岩安全性的安全系数法,并结合数值模拟对其进行验证。将经验证后的安全系数法应用于某实际隧道工程,判断其中夹岩安全性,得出该隧道中夹岩破坏临界厚度为6 m,进而对6 m以下的中夹岩使用锚杆进行加固。     

富水大断面黄土隧道开挖流固耦合效应分析

兰州市轨道交通1号线东岗站后配线区间大断面隧道洞身黄土层含水率达到28.5%左右,饱和度达95%以上,施工中会诱发初期支护沉降变形过大、围岩长时间难于稳定等复杂问题。文章根据室内土工试验数据,建立三维有限元模型,基于流固耦合和不耦合效应,分析对比了富水大断面黄土隧道采用CRD法和双侧壁导坑法施工时的初期支护受力和变形特征、地表沉降及孔隙水压力场分布特征。结果表明:在该地层条件下,考虑流固耦合作用较不考虑流固耦合作用,地表沉降、初期支护竖向和水平位移无论是增长速率还是最终值都要大,后期无明显减小,且更接近现场实测值,但两者作用下的初期支护受力变化不大;基于流固耦合效应,采用CRD六部法在地表沉降和隧道变形控制效果方面更加有利,两种工法初期支护受力数值近似,但分布形式不同;流固耦合作用下,地下水水力梯度较大的地方主要位于隧道边墙和仰拱,施工时易发生渗漏,同时应做好拱部喷混凝土密实和回填注浆等,防止渗流场发生转移。     

基于实测数据统计的盾构隧道土压力分布规律研究

盾构管片所受土压力大小与盾构隧道施工过程中同步注浆、盾构机姿态、管片及地层刚度等因素紧密相关,上述问题的复杂性决定了已有理论公式和经验方法并未较好地反映盾构管片实际受力状态。文章通过收集35座盾构隧道的52个典型土压力监测断面实测数据,基于实测数据统计分析了盾构隧道土压力分布规律和影响因素。结果表明:(1)盾构管片所受土压力在0~400 k Pa之间的占样本总量的90%以上,经验注浆压力取0.3~0.4 MPa较为合理;(2)管片所受土压力与埋深近似呈指数关系,最大土压力与稳定土压力差值随埋深增大而减小;(3)侧压力系数λ范围为(0.5,2.3),部分超出了规范推荐的Ⅵ级围岩(0.5,1.0)取值区间,直接沿用规范建议值有失稳妥;(4)管片所受土压力与管-土刚度比近似满足二次函数关系,管-土刚度比ψ=1.0时,管片受力最为合理;(5)粘土地层管片所受土压力时空分布具有典型的4个阶段,即拼装阶段—注浆影响阶段—固结收缩阶段—土压力回升阶段,环向土压力具有不对称分布特性;砂土地层土水压力监测曲线分别呈"弱衰减脉冲式波动"和"双驼峰"分布特征,稳定后环向土压力对称分布特性显著,水压力具有"下大上小"的灯泡型分布形态。其结论可为研究盾构隧道土压力作用机理及管片设计方法的完善提供参考和借鉴。