千枚岩用于高速公路路基填料的适用性研究

对千枚岩的物理力学特性、水稳定性以及其CBR与压实度的关系进行了研究,结合现场千枚岩路基填料碾压特性,提出了千枚岩作为高速公路路基填料适用层位及压实要求。结果表明:随着千枚岩风化程度加重,其颗粒密度和块体密度减小,含水率、吸水率和孔隙率逐渐增加,点荷载强度减小;随着干湿循环作用次数增加,千枚岩试样崩解量递增、耐崩解性指数减小;与干燥千枚岩相比,饱水千枚岩强度显著降低,降低幅度达39%~64%;适当提高压实标准,弱风化千枚岩可用作路基填料,中风化千枚岩可用于路堤和下路床,强风化千枚岩只适用于下路堤;采用3%~4%水泥改良中风化、强风化千枚岩可适用于路基各结构层。     

红砂岩遇水崩解软化机理的试验研究

通过对红砂岩的试件（样）基本物理指标测试、浸水循环试验、偏光显微镜观察、扫描电镜、能谱分析，从岩石的基本物理指标、微观结构和化学成分元素以及它们的宏观物理裂隙特征入手，探讨红砂岩的崩解、软化机理。研究结果表明:红砂岩浸水后，水分子首先进入孔隙中，可溶盐矿物与水发生水解反应，随着易溶盐矿物的溶解，孔隙变大，进而失去黏结力，导致崩解、泥化。烘干后的红砂岩的崩解软化性比天然红砂岩的更为强烈；其崩解量随着干湿循环次数的增加而变化，次数越多，崩解性越为强烈，反之，越弱。同时，红砂岩的崩解性与其矿物成分、含水率以及温度等因素有关。     

阳洞滩Ⅱ号隧道左线施工突涌水与塌方的风险评价及控制

在不良地质隧道隧道施工过程中,突水涌水、塌方是最常见、危害最大的风险事故。怀通高速公路阳洞滩II号江隧道,洞口段埋深浅,且多为强风化砂质板岩,为国内外隧道施工难度之最。建立的模糊综合层次评估模型,评价料阳洞滩II号江隧道突水涌水、塌方风险,得出了洞口段的突水涌水、塌方风险等级。在此基础上,提出了风险控制技术措施,为隧道的安全施工提供了技术保障。     

常吉高速沿线红砂岩工程地质特性研究

以常吉高速沿线广泛的红砂岩为研究对象,分析了红砂岩沉积环境和地质构造特征;阐述了红砂岩地层岩石组合类型、岩石学特征和物理力学性质。指出了红砂岩主要工程地质特性为遇水易软化、崩解、发育泥化夹层和层间软弱面。以上特性是高速公路沿线红砂岩地区易发开挖面风化快、表层易崩塌剥落和顺层滑坡等不良地质现象的主要原因。     

常吉高速沿线红砂岩工程地质特性研究

以常吉高速沿线广泛的红砂岩为研究对象,分析了红砂岩沉积环境和地质构造特征;阐述了红砂岩地层岩石组合类型、岩石学特征和物理力学性质。指出了红砂岩主要工程地质特性为遇水易软化、崩解、发育泥化夹层和层间软弱面。以上特性是高速公路沿线红砂岩地区易发开挖面风化快、表层易崩塌剥落和顺层滑坡等不良地质现象的主要原因。     

板岩隧道光面爆破参数现场优化试验

光面爆破技术在以矿山法为主施工的公路隧道建设中起着重要作用,是安全施工、减少超欠挖、降低成本、提高效益的强有力技术手段。本文依托怀通高速公路鱼梁坝隧道,针对III级板岩占全隧里程90%的实际情况,在分析板岩工程地质特点基础上,开展了板岩隧道光面爆破施工参数的现场优化试验,通过多次调整钻爆参数和工艺,提出了适用于板岩隧道光面爆破的钻爆参数,炮痕保留率平均达到85%～90%,为在怀通高速公路其他隧道工程中的推广应用发挥了指导作用。     

炭质页岩填料利用与路堤结构设计研究

针对某公路炭质页岩填料利用与处治难题,开展炭质页岩崩解软化机理分析与路用性能试验,分析填料强度的湿化衰减特性。试验结果表明：炭质页岩的微观结构、亲水矿物、含硫矿物是造成其易崩解软化、植物难以生长的主要原因;经历2次干湿循环后炭质页岩崩解已大部完成,随着干湿循环次数的增加,炭质页岩崩解率逐渐稳定在12%左右;炭质页岩填料中石料含量对密实度的提高影响不大,但对填料承载比CBR值的提升非常显著,CBR值随含石率的增加近似呈线性增长;中风化炭质页岩填料浸水前的工程性质较好,受水浸泡6小时后填料回弹模量衰减41.5%,受水浸泡24小时后填料回弹模量衰减47.0%。并探讨公路路基炭质页岩利用部位及其典型结构形式。     

炭质板岩地层隧道施工要点及大变形防治措施

为解决兰渝铁路木寨岭隧道鹿扎斜井通过高地应力炭质板岩地段隧道防坍和变形控制,从炭质板岩的特性、变形机制以及出现变形后的处治方法等方面进行研究,得出以下几个结论：炭质板岩属软岩范畴,遇水易软化;有水地段开挖后易出现坍塌,需做好超前支护和注浆止水;高地应力炭质板岩隧道收敛持续时间长,累计变形量较大;发生变形后,可采用封闭仰拱、长锚杆、径向注浆、增设套拱等措施进行处治。     

软质风化岩击实试验的研究

针对用软质风化岩作路基填料压实度控制的问题,分别对砂质板岩和含砾砂岩进行击实试验,得出砂质板岩和含砾砂岩在不同粒径粗细比之下的击实曲线,提出用压实系数来检验软质风化岩压实的方法。     

路基软质岩块填料室内试验研究

长衡客运专线沿线广泛分布着大量的泥质千枚板岩、砂质千枚板岩与泥质粉砂岩等软岩,通过对其矿物成分分析及物理、耐崩解、力学等一系列试验,从而研究其作为该线路基填料的可行性。     

基于分形机制的红砂岩路基填筑现场试验研究

红砂岩的软化和崩解是具有复杂机制的物理现象。本文结合湖南通城至平江高速公路工程中遇到红砂岩,基于红砂岩崩解过程的分形机理,针对红砂岩崩解过程中的颗粒及其分数维变化特征,建立红砂岩完全崩解的分维数指标,并开展现场试验。试验结果表明：通平高速公路红砂岩属于III类红砂岩,但仍会崩解,故不能作为填石路堤对待;红砂岩崩解颗粒及其分数维变化的临界值最后稳定在2．6—2．7之间;采用“光静1遍＋羊静1遍＋羊振4—5遍＋光振1遍＋光振1遍”处治的红砂岩下路堤最大粒径控制在25cm以下的能力,弯沉满足设计要求;路基中的红层填料的分数维基本满足2．6—2．7要求,采用该工艺处治后的红砂岩路基崩解已经趋于完成,可用于93区填筑。     

蒙华铁路中条山隧道第三系地层工程地质特征研究

由于对第三系地层的工程性质认识不足,国内经验表明在第三系地层中修建隧道具有很高的风险。结合蒙华铁路中条山隧道勘察设计实践,利用勘探、室内试验和原位测试等手段获取原始数据,总结研究认为中条山南麓第三系地层岩性可划分为中等胶结砾岩、弱胶结砾岩、弱成岩砂岩、半成岩泥岩和半成岩砂质泥岩,地层成岩程度低,暴露易风化,遇水易软化,泥岩和砂质泥岩具膨胀性,水文地质特征因岩性而异,隧道施工中容易出现塌方、大变形和突水涌砂,基底需慎重处理,否则在铁路运营期容易出现翻浆冒泥。     

海域围堰上软下硬地层中地下连续墙施工技术研究与实践

汕头市苏埃通道南岸明挖隧道位于海域围堰内,围堰内上软下硬的特殊地层给地下连续墙施工过程中的泥浆护壁、成槽造成极大的困扰。地下连续墙成槽施工前期主要采用"抓—冲结合"成槽工艺;在淤泥层、砂层、全风化岩层采用液压抓斗成槽机直接成槽;在强风化、中风化、微风化岩层采用冲击钻机冲孔、修槽成孔工艺。单元槽段成槽时一般完成1个槽段需要20 d以上,最长1个槽段达40 d,严重影响工期进度。为了改变地下连续墙施工状况,结合类似工程实践经验,在旋挖钻的基础上进行改造,将钻头设计为牙轮钻钻头,对强、中风化岩层钻孔取芯,通过组合使用"成槽机+冲击锤+旋挖钻(牙轮钻)"后,实现了地下连续墙施工效率的极大提升。经过成槽施工方案比选、入岩墙深设计优化、孤石破碎和基岩处理工艺探讨,顺利完成了该基坑工程,积累了在该类上部淤泥下部基岩地层中地下连续墙施工的经验。     

贵广铁路板岩工程地质特性分析及勘察设计措施

结合贵广铁路部分板岩隧道、路基、桥梁工程,从区域构造背景、微观特征、力学特征、水理性质等方面对沿线分布的板岩的物理力学特征进行了阐述和分析,结合工程实例,采取多元化的勘察方法,准确真实地反映出板岩的各项工程地质特征,提出了相应的工程勘察设计措施建议。     

页岩填料在肯尼亚蒙内铁路中的适用性研究

为验证肯尼亚蒙内铁路工程挖方段页岩作为陆域填料的适用性，对不同深度的页岩进行界限含水率、自由膨胀率、崩解性和软化的试验研究，确定页岩是否具有作为填料的稳定性。结果表明:①上层0.0~3.0 m深度内页岩含有一定量亲水性矿物，具有膨胀性，不适合作为陆域填料使用，下层3.0~23.5 m深度内属弱风化和微风化页岩，破碎后不具有膨胀性；②下层3.0~23.5 m内页岩具有一定的崩解性，随着干湿循环次数的增加，页岩将会发生崩解，但崩解产物颗粒级配趋于稳定，崩解后小于0.075 mm的细颗粒含量大于20%；③对下层3.0~23.5 m内页岩进行CBR试验，试样在浸水状态下14天后的CBR值大于6%，满足作为陆域填料的要求。研究结果验证了蒙内铁路3.0~23.5 m深度内页岩作为陆域填料的适用性。     

湘江隧道大跨、浅埋段超前预注浆加固技术

针对长沙营盘路湘江隧道大跨段存在岩土交界面、板岩地层遇水崩解、稳定性差、埋深浅的施工难题,采用超前预注浆技术分部对隧道进行加固,通过注浆过程控制及效果检查确保注浆加固效果,并分析和总结了在全-强风化板岩、砂卵石地层中通过注浆技术堵水防渗,从而保证隧道开挖安全。     

考虑荷载及干湿循环作用的炭质泥岩崩解特征试验

针对炭质泥岩遇水易软化、破碎及崩解的特点，以广西六寨-河池高速公路沿线的炭质泥岩为例，开展荷载及干湿循环共同作用下炭质泥岩崩解特征试验，并采用扫描电镜、X线衍射等方法系统研究炭质泥岩崩解过程中颗粒的形态、质量、粒径分布特征，进而探讨炭质泥岩崩解机理。试验结果表明：随着干湿循环次数的增加，炭质泥岩崩解宏观上表现为大粒径崩解物逐渐消失，小粒径崩解物的含量逐渐增大，微观上表现为黏粒逐渐脱落并流失，片状结构逐渐转化为细长针状结构，同时孔隙不断扩大，直至贯通；炭质泥岩第1次干湿循环过程崩解最为强烈，5次干湿循环后崩解趋于稳定，试样的不均匀系数及曲率系数均随循环次数的增加呈先上升随后逐渐稳定的趋势，相同循环次数下，荷载越大，不均匀系数及曲率系数越大；炭质泥岩崩解程度高，最终崩解率均大于30%，荷载越大，最终稳定时的崩解比越低，分别为50.68%、50.07%、41.09%及35.95%；炭质泥岩崩解具有分形特征，分形维数在前5次干湿循环过程中不断增长，之后逐渐趋于稳定，干湿循环次数相同时，分形维数随荷载的增加而增大。研究成果可为炭质泥岩路堤稳定性分析及工程实践提供参考。     

全风化红砂岩地层隧道掌子面变形特征及控制技术研究

为解决全风化红砂岩地层隧道在开挖过程中出现的掌子面失稳问题,以浩吉铁路阳城隧道为工程依托,利用现场调研、室内试验以及数值模拟等多种研究方法,对全风化红砂岩地层隧道掌子面的变形特征及控制技术进行系统研究。结果表明： 1）掌子面挤出位移主要集中在掌子面高度3~10 m的位置,掌子面最大挤出位移出现在上台阶和中台阶交界位置。2）拱顶沉降主要发生在已开挖段和掌子面前方约1倍洞径处,其预变形量占总变形量的比值均在40%以上,最大达到78.33%。3）掌子面前方核心土挤出变形曲线的变化趋势从快速减小到缓慢减小,直至减小为零,大致将其分为强影响区、弱影响区和无影响区3个区间,影响范围为5.8~19.2 m。4）阳城隧道采用超前水平旋喷桩和三台阶预留核心土法可以较为有效地控制掌子面的挤出变形,实际施工中,建议在采取降水措施的情况下将2种控制措施配合使用。     

花岗闪长岩残积土及全强风化岩的崩解性能研究

针对东莞轨道交通花岗闪长岩残积土及全强风化岩的崩解特性,结合崩解试验和颗粒分析,得出其具有崩解性和产生的原因,以及岩(土)体由慢速崩解到快速崩解再到慢速崩解的三个阶段;崩解性与岩石失水程度有关:失水越多,失水过程越剧烈,崩解量越大,速度越快;从残积层、全风化层和强风化层的崩解速度和崩解量中看出,随着风化程度的减弱,崩解性有所减弱。