直剪条件下土石混合体力学性能研究

土石混合体在土木工程中广泛应用,基于大型直剪试验系统,研究了土石混合体在大型直剪条件下的力学性质,研究表明:随着垂直压力的增加,土石混合体的峰值剪应力在增加;随着粗颗粒含量的增加,土石混合体的内摩擦角在增加,对于粘聚力而言,当粗颗粒含量大于33％时,二者正相关,否则,负相关.内摩擦角以及粘聚力都随着含水率的增加而降低.     

坡顶均布荷载作用下土石混合体边坡的稳定性和破坏特征分析

土石混合体具有高度不均匀性和各向异性,土石混合体边坡的稳定性计算和受力特性也必然与均质边坡不同。通过对野外块石拍照后进行图像处理,建立了块石数据库,并通过自编的MATLAB块石投放程序,建立含石量分别为0、20%、40%和60%的土石混合体边坡模型,并将其导入ABAQUS有限元计算软件中,分别计算了其在坡顶受到0、20、50、70、100 kN/m的均布线荷载作用时的应力、位移、塑性应变和安全系数,分析了荷载和含石量对土石混合体边坡的影响,并就不同边坡失稳判断准则在土石混合体边坡计算时的适用性做了简要探讨。     

含石量对土石回填体渗流特性影响的试验研究

西南山区城市浅表多为土石回填体地层,而土石回填体渗流特征的土石级配敏感性规律难以把握。降雨入渗条件下,浅埋隧道及深大基坑开挖多诱发地表沉降及边坡滑塌等灾害。基于现场土石回填体的颗粒级配,通过室内常水头试验对回填体渗透系数的含石量敏感性与细颗粒流失现象进行了研究。发现,土石回填体渗透系数随含石量的增加呈指数形式增长,并于含石量为60%时开始骤增。不良级配下,土石回填体中粗、细颗粒间黏聚性与附着性差是细颗粒流失的主要原因,而细颗粒的流失量随渗流时间的延长呈现由小变大再到平稳的变化过程。实际中可根据地层透水要求合理调整现场土石回填体的块石含量,同时应重点关注高含石量土石回填体的细颗粒土流失问题,以保证施工地层的稳定性。     

干湿循环下红层土石混合料强度及变形特性的试验研究

为研究干湿循环下红层土石混合料的劣化规律，以取自四川盆地的红层土石混合料为研究对象，通过静态崩解试验，探讨不同粒径红层软岩块石的崩解特征；对2组红层土石混合路基填料原始级配缩尺，通过叠环式剪切试验，研究干湿循环次数对红层土石混合料黏聚力、内摩擦角、剪胀率和剪切模量等指标的影响.研究结果表明：红层软岩块石遇水崩解显著，崩解过程可分为剧烈段、过渡段和稳定段，崩解剧烈段块石含量降低近70%；粒径较大时，块石受结构面影响更强，崩解更彻底；随干湿循环次数的增加，抗剪强度在崩解剧烈段明显降低，过渡段基本不变，稳定段略有回升；块石崩解后，其咬合作用显著降低，表观黏聚力急剧减小，静电引力和固化胶结使黏聚力轻微增大，崩解物间的摩擦和重定向排列使内摩擦角轻微增大；最大粒径和含石量显著降低，法向应力下土石混合料更密实，剪胀率明显降低；骨架-密实结构转变为悬浮-密实结构，剪切模量明显降低；干湿循环下黏聚力和剪胀率劣化更明显，内摩擦角的劣化受块石粒径影响最大，剪切模量的劣化受块石粒径影响最小；路堤填筑前，对红层土石混合料进行2次崩解处理，以削弱其受降雨-蒸发循环作用的不利影响.     

瑞雷波法检测高填方路基压实的研究

前言在高等级公路尤其是山岭重丘区高等级公路路基修筑中,普遍采用土石混合料填筑路堤。如果这种填方材料的压实没有一种很好的方法进行检测与评价,势必给路基压实质量的控制带来困难。特别是高填方路基,一旦压实质量存在问题,将会给道路埋下很多隐患。比如路基产生沉陷、边坡滑移失稳,路基、路面开裂等,降低道路的使用寿命。     

富地表水浅埋偏压隧道围岩变形的实时监测研究

偏压隧道一般位于风化破碎岩层、堆积层、冲积层或坡积层等较松软地层,埋深往往较浅,在隧道开挖过程中,洞顶下沉较大,难以形成自然平衡拱.通过研究广珠铁路江门隧道典型断面围岩周边水平位移、拱顶沉降和地表沉降的实测数据,分析了隧道开挖引起围岩变形与破坏特征.分析表明,周边水平收敛和拱顶沉降均为开挖初期变化速率较快,开挖一段时间后变形趋于稳定.     

降雨作用下基覆型边坡失稳特征及承载力试验研究

为了研究降雨诱导基覆型边坡失稳特性，采用室内模型试验方法对基覆型边坡在暴雨作用下的失稳过程及机制进行了系统研究. 通过探讨降雨前后边坡内土体含水率和孔隙水压力在时间、空间上的变化特性，揭示降雨诱导的边坡失稳机制. 同时通过坡顶加载方法研究了雨后边坡承载力变化规律. 研究结果表明:随着降雨的发展，在坡脚处首先出现土体液化流动现象，随后出现土体局部脱落；随着降雨的持续进行，土体脱落破坏的范围逐渐增大，进而导致上方土体临空面加大，土体破坏后随即被雨水饱和软化而向下滑动，后方土体进一步被侵蚀，最终造成了一定深度和宽度的边坡破坏现象；边坡内土体含水率升高与孔隙水压力的增大是导致边坡失稳破坏的主要因素；降雨停止后，边坡可以承受的极限荷载先增大后减小，最后趋于稳定，而基覆型边坡在顶部静荷载作用下破坏模式呈现出整体和局部滑移模式.      

罩面层下岩沥青防水性能研究

目前,高速公路罩面层下防水层大多采用SBS改性沥青。该文提出用天然岩沥青改性沥青作防水层,并对其进行了室内试验和试验路观测。对天然岩沥青改性沥青防水层与SBS改性沥青防水层进行了比较,指出天然岩沥青改性沥青防水层适合夏季气温较高的地区,对其进行大量推广可以产生较大的经济效益。     

深圳市石岩水库大坝表面变形监测方法

介绍深圳市石岩水库工程概况及表面变形的监测方法。石岩水库表面水平位移的原设计采用视准线法进行观测,该方法现场工作量大,受地形环境影响较大,现采用极坐标法代替传统的视准线法,垂直位移采用传统的水准路线法,提高工作效率和精度。     

高地应力层状软岩隧道大变形预测分级研究

为探明高地应力层状软岩隧道的非对称变形破坏规律及其支护结构的非对称受力特性,结合碳质千枚岩力学特性与变形破坏机制的各向异性特性,对层状软岩隧道围岩的非对称变形破坏特征进行了分析. 在93座典型高地应力层状软岩隧道变形数据的基础上,系统性地分析了隧道拱顶沉降、水平收敛、最大变形量与地应力、岩体抗压强度、隧道埋深之间的关系. 研究结果表明:高地应力层状软岩隧道的变形量与最大地应力、岩体抗压强度、埋深的分布较为离散,在一定地应力、岩体强度或埋深条件下,隧道变形量既存在于高值区间,也存在于低值区间;隧道变形量随地应力的增大、岩体强度的降低、埋深的升高逐渐向高值区间靠拢,高地应力层状软岩隧道大变形是高地应力、软弱围岩、层理弱面耦合作用的结果;基于隧道最大变形量与隧道强度应力比的幂指数变化规律,提出了高地应力层状软岩隧道的大变形预测分级指标.      

大跨度地下结构不同施工方法对围岩力学行为的影响

结合某工程，对断面在１００ｍ＾２以上的大跨度地下结构进行模型试验和有限元计算分析，探讨了不同施工方法引起周围介质的力学行为，提出了判断优化施工方法的依据。     

不同岩石和围压下刃形对滚刀破岩性能的影响

滚刀位于全断面隧道掘进机（TBM）最前端，与岩石直接发生接触，是执行破岩掘进的关键零部件.研究TBM滚刀截面轮廓（刃形）对其破岩性能的影响机理和规律，对指导工程实际中滚刀选型与设计、提高TBM掘进效率具有重要意义.首先建立二维颗粒流离散元模型，针对工程中最常用的平头滚刀和圆弧滚刀，选取两种强度不同的岩石并对其中一种施加固定10 MPa围压；然后，开展滚刀破岩仿真，通过分析比能、破岩体积、刀具载荷、裂纹数量等结果，对滚刀刃形与岩石破碎的关联性进行研究；最后，通过缩比滚刀破岩实验验证数值分析所得结论的正确性.分析结果表明：滚刀刃形对其破岩性能影响显著，在本文所涉及参数范围内，对于多数岩石强度与围压组合，圆弧滚刀比能均低于平头滚刀比能，平均降低19.8%；圆弧滚刀破岩力比平顶滚刀破岩力平均低32.6%，表明破岩过程中圆弧滚刀做功较少，而二者产生的岩石碎片总体积相差不大（平均差值7%），则圆弧滚刀破除单位体积岩石所消耗的能量更少.综上所述，两种常用滚刀刃形相比，在岩石强度与围压较高的地层中可考虑优先选用圆弧滚刀.     

岩石滑移面上不确定问题的探讨

对岩石滑移面上的应力进行分析,说明形成滑移面破坏的原因,提出了相应的处理方法,并对随机性的地质参数进行分析和探讨.     

未见滑面的岩质边坡路基稳定性分析

山区道路工程在选线时无法避免在边坡上经过,在边坡上修筑路基必然要考虑稳定性问题,但目前对于未见滑面的岩质边坡稳定性尚无统一的计算方法。通过有限元模拟未见滑面岩质边坡的综合分析,其中包括边界条件确定、模拟计算步骤等,最后,通过工程实例的计算分析表明,该方法与重庆市地方规范计算结果相近,具有一定的可行性。     

不同围岩和埋深条件下隧道围岩位移和应力变化规律分析

采用FLAC3D计算了II～V级围岩在30 m、100 m、200 m、300 m、400 m和500 m埋深下的拱顶沉降和塑性压力,II和III级围岩拱顶沉降(包括开挖面拱顶沉降和最终拱顶沉降)随埋深呈线性增大,IV和V级围岩拱顶沉降随埋深呈非线性快速增大;开挖面拱顶沉降收敛比(开挖面拱顶沉降占最终拱顶沉降的百分比)随埋深增大而减小,随围岩等级降低而减小,表明深埋弱围岩中隧道要趁早支护。围岩塑性压力随埋深增加而增加、随围岩等级降低而增加,表明深埋弱围岩隧道支护结构受到的围岩压力大。最后对围岩应力集中及其影响因素进行了分析。