广清高速公路改扩建工程岩溶发育特征及碳酸盐岩溶蚀特性试验研究

广清高速公路改扩建工程项目线路有33 km是岩溶区，岩溶区内塌陷普遍存在。以新华高架特大桥桥位段为研究对象，从研究区的工程地质条件、水文地质条件、岩溶发育特征等入手，通过室内模拟溶蚀试验，探讨该工程沿线岩溶发育及塌陷产生的原因。研究发现:该区域岩溶强烈发育地区石灰岩裂隙发育，强度较低；多为微晶和生物碎屑灰岩；在地下水的作用下，极易发生溶蚀，且溶蚀速率较大；碳酸盐岩类岩石在静态水介质中的水岩反应过程，总体上表现出随时间的增加其溶蚀速率不断衰减的趋势。     

路基施工中岩溶土洞塌陷的原因分析与防治

岩溶土洞塌陷是岩溶区路基施工的主要地质灾害之一。以铜仁市松桃至玉屏城际快速道路岩溶土洞塌陷为例,介绍了岩溶土洞形成的条件和塌陷的原因,分析了路基施工对土洞塌陷的影响,提出了路基施工中土洞塌陷的防治与治理措施,可供其他路基工程建设参考。     

岩土工程勘察中灰岩区溶洞的确定——以白石窑船闸工程为例

在岩土工程勘察过程中,灰岩地区一直是勘察工作的关注重心,如何准确的确定灰岩区溶洞的位置、大小等发育情况,为工程建设活动提供准确的勘察报告,避免由于勘察钻孔间距原因,部分溶蚀地区无法探查到,造成工程事故,成为勘察工作的重点问题。本文以白石窑船闸为例,采用物探高密度电法为主,结合钻探勘察、常规压水试验及破坏性压水试验,确定研究区内灰岩溶洞的分布情况,平均线岩溶率23.68%,顶板高程在1.72~21.12m间;底板高程在-0.33~16.69m间,溶洞平均洞高2.28m,充填物以卵石土为主,为工程建设提供必要的基础数据。     

武汉地区沙漏型岩溶塌陷数值分析与模型试验研究

隧道穿越沙漏型岩溶地质时，岩溶处理范围直接影响工程安全和投资。为量化计算岩溶处理范围进行岩溶塌陷角的分析和研究，首先，采用模型试验模拟岩溶塌陷过程,验证饱和砂性土渗流液化塌陷机制，定量研究砂层漏失量和塌陷角大小，测算出塌陷角为35.8°； 然后，通过5种工况下的岩溶塌陷过程模拟分析隧道变形形态，结合隧道变形控制标准确定隧道与溶洞的最小安全距离，反算出塌陷角为33.9°； 最后，对比分析模型试验和数值计算得到的岩溶塌陷角大小，得出沙漏型岩溶塌陷角与砂土内摩擦角近似的结论，塌陷角取值可在内摩擦角的基础上加1~3°。将研究结果应用在武汉地铁6号线沙漏型岩溶治理中，取塌陷角为35°计算岩溶处理范围，按此方案实施后盾构顺利穿越岩溶区。     

地铁联络通道人工冻结粉质粘土变形与温度特性试验研究

为研究温度对粉质粘土变形特性的影响,以冻结粉质粘土为研究对象,通过三轴剪切试验,研究了不同温度条件下粉质粘土变形特性.试验结果表明:温度对土体的变形和强度存在显著影响.同一偏应力作用下,温度越低,变形越小.温度与冻结粉质粘土强度大致呈反余切函数关系.冻结粉质粘土应力-应变关系呈硬化型,无峰值强度.未冻粉质粘土应力-应变关系呈软化型,有峰值强度.依据Duncan-Chang模型建模思路建立了以温度为影响因子的冻结粉质粘土本构模型.偏应力和应变呈幂次函数关系.温度则主要通过幂次函数的系数A和B影响冻结粉质粘土的应变.最后,将建立的本构模型导入有限元分析软件MIDAS中,并以沈阳地铁DK11+ 395联络通道处工程为例,对冻结法施工过程中的土体变形进行了数值模拟.数值计算结果与现场监测结果吻合程度较好,验证了所建立本构关系模型的有效性.     

京广铁路路基覆盖型岩溶塌陷整治关键技术

以京广铁路乐昌段K1994+780~K1995+020段路基基底覆盖型岩溶塌陷引发路基沉降为例,分析覆盖型岩溶的形成原因及发育机理;采用“探灌结合”的方式进行岩溶塌陷治理,采取钻孔取芯法和钻孔降水头注水试验法验证注浆效果。研究结果表明:采用压力返浆充填的注浆方案充填了岩溶溶腔、溶蚀土洞及裂隙,降低了路基地层的渗透性,封闭了地下水潜蚀作用。     

复合地基区岩溶土洞的稳定性分析与加固技术

土洞塌陷和变形是威胁覆盖型岩溶区建筑物安全和正常使用的典型地质灾害,高速铁路因沉降标准高,对覆盖土层多采用了CFG桩、旋喷桩、搅拌桩等复合地基加固,对土洞的形成及发展起到了相当大的抑制作用。文中研究分析了复合地基加固条件下的土洞稳定性,以及土洞塌陷至路基基底时对垫层网结构的变形与拉力变化情况。提出了根据岩溶地基土洞塌陷的可能性进行分区,结合理论计算成果,合理确定岩溶地基加固措施的有关建议。     

抽水引起岩溶区路基塌陷的机理分析及其控制

土洞的形成与扩展是产生覆盖型岩溶地面塌陷的前提,为了研究人工抽水引起的岩溶区路基塌陷的机理,用解析法分析了土洞扩展的条件,提出了剥落力的概念,认为土洞的向上扩展是剥落力大于土体抗拉强度的结果。剥落力σb是时间和空间的函数,土洞周边不同的点,受抽水引起的剥落力是不同的。土洞一旦开始向外围扩展,由于剥落力越来越大,所以土洞呈现发展趋势。当抽水使地下水位下降时,剥落力σb增大。因此,岩溶区抽水时必须控制水位降深、流量,从而最大限度地避免路基土洞和岩溶塌陷的产生。     

桂阳公路岩溶土洞发育区路基稳定性监测预报研究

针对传统的地面监测方法无法较好地监测岩溶土洞塌陷的问题,运用BOTDR光纤传感技术,通过室内试验及实体工程修筑,对桂(林)-阳(朔)路典型岩溶土洞路基段实施了监测,对岩溶路基土洞塌陷实时监测预报技术进行了探索。建立了中国第一个岩溶路基土洞(塌陷)监测站。     

细粒氯盐渍土盐胀特性试验研究

对新疆焉耆地区和硕～库尔勒高速公路沿线的天然盐渍土进行室内基本性质试验分析,选取粉土、粘土类天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究.从土类及盐性角度研究了氯盐渍土的盐胀规律.试验结果表明:在冻融循环过程中,低液限粘土中氯盐渍土盐胀累加性最好,低液限粉土中氯盐渍土次之,低液限粘土强氯盐渍土不具有盐胀累加性;低液限粉土中氯盐渍土盐胀量都随着温度的降低而增加,随着温度的升高而减小;低液限粘土中氯盐渍土的最大盐胀量随着含水量的增大而增加;低液限粘土中氯盐渍土的盐胀特性随含盐量的增大而降低.     

土工合成材料对路基粉质粘土CBR提升效果研究

通过CBR试验对土工合成材料加固路基粉质粘土的效果进行了研究,探讨了土工合成材料类型和层数对CBR的影响,获取了各种材料加固的最佳位置。结果表明,土工合成材料可以有效提高粉质粘土的CBR,当采用单层土工合成材料加固时,CBR增加5%~60%,当用双层土工合成材料加固时,CBR增加112%~325%,增加量取决于土工格栅设置的位置和类型;为获得最大的CBR提升效果,塑料土工格栅网格加固应放置在试样的0.3H^0.36H之间,而对于玻纤土工格栅和土工网,最佳加固位置位于0.41H^0.62H之间。     

复杂地基土上的沉井施工中遇到的问题分析

沉井泵房工程场地,存在复杂地基土,下沉过程中要穿过深厚的软土（2）淤泥层,其地基承载能力fak=30 kPa,且刃角进入粉砂粉土淤泥质粉质粘土互层2～3 m,场地赋含承压水.该工程于沉井井壁及底板下采用水泥土搅拌桩加固,防止突沉;采用管井降水,防止突涌.     

桂林岩溶地基中的不良地质现象及治理

介绍桂林岩溶地基中主要的不良地质现象,说明主要由渗透潜蚀作用、真空吸蚀作用、崩解作用、人为影响因素等形成.对溶洞地基治理措施,一般采用灌注混凝土或采用钢管护壁处理;对土洞或岩溶塌陷地基,一般先在洞内灌入碎石、砾石,或灌入混凝土,然后再进行压力灌浆;对于分布在红粘土软弱下卧层,可直接采取水泥压力灌浆处理.     

柳南铁路凤凰至来宾段地面塌陷机理及防治措施研究

柳南铁路凤凰至来宾段下行线K41+350处发生岩溶地面塌陷,引起铁路局的高度重视。研究小组从工程地质特征和水文地质特征两个方面对其地质机理进行研究,开展了工程地质及水文地质调查,从物探、钻探、原位测试及水文地质试验等手段研究着手,分析上覆硅质岩风化层厚度达20 m,下伏栖霞组灰岩岩溶强烈发育情况下,在地质构造复杂、地下岩溶水丰富环境中,遭受特别暴雨时,位于向斜轴部低洼处的路堤坡脚积水塘汇聚了大量地表水,地表水向向斜轴部张节理密集带渗透(渗灌)后形成高水压力的集中入渗点,在地下水潜蚀作用下,上部土体沿潜蚀通道流入地下溶洞及溶蚀裂隙内,在基岩接触面附近的软塑状土层内形成土洞,发生了地面塌陷的地质灾害。通过该地面塌陷机理分析,判定高速铁路路堤坡脚200 m范围内抽取地下水会引起岩溶地面塌陷,同时200 m范围内集中排放地下水也会引起岩溶地面塌陷。     

季冻区路基土抗剪强度指标变化规律研究

对试验路路基土进行室内不同条件下的快剪试验,分析含水率、压实度和冻融循环次数对3种不同类型土体抗剪强度指标的影响。结果表明:冻融循环作用能够使土体粘聚力降低,内摩擦角增大,其中粉质粘土的粘聚力受冻融作用影响最大,且各类土内摩擦角值在冻融作用下的增幅不大,经过6次冻融循环后,各类土体的抗剪强度指标趋于稳定;随着压实度的增加,各类土粘聚力和内摩擦角值都有不同程度的增加,且压实度对砂性土粘聚力和低液限粘土内摩擦角的影响最为明显;随着含水率的增加,土体粘聚力和内摩擦角都会降低,且粉质粘土的粘聚力和内摩擦角受含水率的影响最大。     

清华园盾构隧道复杂互层地层下的掘进参数研究

为探明北京地区大直径泥水平衡盾构在复杂互层地层下的掘进参数变化情况,依托北京地区目前最大直径泥水平衡盾构工程清华园隧道,使用数理统计的方法针对盾构由粉质黏土掘进至卵石土、砂、粉质黏土互层地层时盾构掘进参数的变化规律及波动情况进行研究。研究结果表明： 泥水平衡盾构在粉质黏土区域掘进时,盾构刀盘转矩及盾构推力波动情况不明显;泥水平衡盾构在复杂互层地质条件下掘进时,盾构刀盘转矩及盾构推力分别增长46.43%和46.03%,同时盾构刀盘转矩的波动情况较粉质黏土区域有所增长,而盾构推力的波动情况与粉质黏土区域类似。     

高密度电法在九江市文化中心勘察中的应用

九江市庐山区灰岩地层岩溶发育,易引发地质灾害。高密度电法是较新的物探方法,广泛应用于工程勘察、地质灾害调查和地质找矿中;在灰岩分布区勘察第四系土洞、岩溶、断裂等,具有独特优势,能取得较好的地质效果。     

回填土压实度对岩溶地面再次塌陷的影响研究

针对岩溶土洞回填后再次塌陷的问题,分析了土洞形成的机理及条件,并推导了土洞形成的起始条件中地下水位降幅的表达式。进行了红黏土三轴试验,得出三轴试验结果与压实度的关系;根据地面塌陷临界地下水位降幅表达式与三轴试验结果,得到地下水位降幅与回填土压实度的关系,并据此确定了土洞塌陷处回填后,避免再次出现塌陷回填土的最小压实度。     

武咸公路改造工程灰岩区桩基设计与施工

武咸公路改造工程主线高架桥全长6.9 km,其中有2.5 km桥梁处于灰岩岩溶发育区。桥梁均采用钻孔灌注桩基础,灰岩区桩基的顺利施工关系到工程整体的进度和通车目标。为此,灰岩区桩基础的设计和施工是整个工程的关键环节。     

覆盖型岩溶地区铁路路基塌陷灌浆处理

阐述了覆盖型岩溶地区铁路路基的塌陷机理及岩溶路基的稳定性评价,详细介绍了岩溶路基塌陷的处理方法——灌浆法。