路基溶洞上覆土层的含水率特征分析

根据钻探试验和含水率试验对含水率特征进行分析。因考虑到含水率分布不可避免地处于离散状态，并包含各种不确定性，故采用贝叶斯方法，以一个概率统计的方式根据含水率数据划分溶洞上覆土层含水状态，结合钻探结果，将土层划分为在近地表范围内的正常区、地下水位以下的过渡区和风化强烈呈现松散状态溶洞顶板附近的侵蚀区。其中，侵蚀区土体由于受地下水的侵蚀作用，土体物理力学性质极差，是形成潜在土洞的位置，应作为处治的重点。     

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。     

浅层治滑植物护坡技术研究

边坡表面经常受到波浪冲击、地表水径流和地下水渗流等因素作用,形成表面侵蚀和浅层滑坡现象。植物根系减小边坡表面水流冲刷和地下水渗流、增加土体强度,具有明显浅层护坡效果。随着植物根系含量增大,根系土强度增大。植物根系土边坡的稳定性分析可采用类似加筋土边坡的分析方法。     

初始含水率对MgO碳化粉土强度和电阻率的影响

为研究初始含水率对活性MgO碳化固化粉土强度和电阻率的影响,通过室内试验测试分析初始含水率对MgO碳化固化粉土应力-应变、无侧限抗压强度、电阻率、pH值和电导率的影响规律;讨论MgO碳化固化粉土无侧限抗压强度和电阻率间的相互关系;最后通过扫描电镜的微观测试,阐明强度和电阻率的变化机理。研究结果表明:随着初始含水率的增加,碳化试样呈现由脆性向塑性的发展趋势;无侧限抗压强度随初始含水率减小或碳化时间增加而增加;变形模量与无侧限抗压强度的比值为60~200;MgO固化粉土的电阻率随含水率增加呈幂函数递减,且碳化后的电阻率明显高于碳化前的电阻率;在特定碳化时间下强度与电阻率存在较好的线性关系,且电阻率法可作为一种简单、有效的方法来预测MgO碳化固化土的强度;碳化土的pH值和电导率均随初始含水率增加呈先减小后增加的趋势,在初始含水率为20%或25%处达到最小,且碳化时间越长,pH值和电导率越小;MgO碳化固化土中存在有棱柱状的水碳镁石晶体和片状的球碳镁石/水菱镁石晶体,这些碳化产物是导致含水率减小以及干密度、强度和电阻率增加的主要原因。     

降雨条件下楼房山隧道碎石土边坡的稳定性研究

通过建立楼房山隧道罐子沟端滑坡防治工程数值计算模型,研究降雨对碎石土边坡稳定性的影响机制,将降雨条件转化为含水率的变化,分析了不同含水率变化下边坡的应力场、位移场、塑性区及剪应变增量的变化规律。研究结果表明:在降雨条件下,碎石土边坡的稳定性随着含水率的增加呈先缓慢减小后急剧减小的特征,即存在一个与含水率有关的临界特性;降雨诱发碎石土边坡失稳的主要机理是雨水渗入后在地下水管道排泄系统作用下,将坡体下部碎石土中的细粒土带走,逐渐形成坍塌滑移,导致整个边坡破坏。     

隐伏岩溶洞群对公路隧道顶板承载力影响的研究

针对西南地区岩溶隧道的实际工程,开展了隐伏岩溶群对公路隧道顶板承载力影响的三维数值敏感性分析研究。经对岩溶顶板稳定性影响因素分析,选择溶洞顶板厚度、顶板岩体的工程地质特性(定量指标为岩体的力学参数)、溶洞的宽度、溶洞高度、上覆土层厚度为影响溶洞顶板稳定性的五个主要影响因素作为影响因子,进行正交敏感性数值试验。根据影响因素敏感度的正交三维有限元法分析结果得出,影响顶板承载力和顶板中心下沉位移大小顺序依次为:岩体力学参数、顶板岩层厚度、覆盖土层厚度、溶洞宽度、溶洞高度。     

基于Griffith强度准则的岩溶区桩基溶洞稳定性分析

为了给出桩端荷载作用于不同位置溶洞的稳定性评价方法,首先,依据岩溶区桩基承载特性,不考虑桩身侧摩阻力的影响,将上覆土层等效为相同重度的岩层,建立简化计算模型。其次,将桩端荷载等效为一集中力,基于Mindlin解求得桩端荷载作用下半无限空间内的地层应力。再次,利用复变函数的方法求得溶洞在重力作用下的地层应力,其主要思想是通过映射函数将溶洞所在平面映射到单位圆外域上,根据边界条件对地层应力进行求解。最后,将桩端荷载作用下产生的地层应力与溶洞在重力作用下产生的地层应力进行叠加,从而得到桩端荷载作用在含有溶洞地层中的应力表达式,并在此基础上求得最大、最小主应力,同时引入Griffith强度破坏准则,对溶洞稳定性进行评价。结果表明：通过计算可得溶洞边界上的应力最为集中,因此在实际工程应用中,可对溶洞边界上关键点进行验算来判断溶洞在桩基荷载作用下是否会发生破坏;理论计算结果与工程实际情况吻合良好,为岩溶区桩端荷载作用下溶洞稳定性评价提供了一种新的、更为接近工程实际情况的理论计算方法;值得注意的是,所提计算模型是基于平面应变假定,不能考虑桩和溶洞之间的空间效应,因此该方法也只能考虑单个溶洞的影响,这些问题在后续研究中值得深入探讨。     

湿喷桩强度的含水率及土层影响分析

为研究土层及含水率变化对湿喷桩强度的影响,以连盐高速盐城段湿喷桩复合地基为研究背景,通过室内模型试验和理论分析,主要分析了土层和含水率的变化对湿喷桩成桩质量的影响。选取2种代表性的土进行了室内模拟试验,通过对湿喷桩单轴抗压强度的对比分析,得到以下结论:粘土层中湿喷桩强度高于粉土层中湿喷桩的强度,主要原因是粘土层中水泥浆液与土体颗粒和水体发生了更强的离子交换和团粒化作用及硬凝反应;土的含水率对湿喷桩强度有显著影响,且存在一最优含水率,在该含水率下,湿喷桩强度显著提高。研究结果可为分析湿喷桩在不同含水率和土层下的强度特性提供依据。     

土工织物散体桩加固盐渍土软基的方法及施工工艺

土工织物散体桩是一种新型的地基处理方法,其主要原理是采用碎石或砂砾等散体材料外套无缝土工织物筒形成基桩,该桩处理软弱土地基,从机理上说同时具备了对软土的置换、挤密加固、排水固结和桩基承传力的多种功能,其施工速度快、复合地基效果好、工程造价低。其除具有上述地基处理时具备四大机理作用外,同时具备处理湿地软基时环保效果好,在含有碱、酸、盐的地下水侵蚀下具备不怕腐蚀作用的功能。     

道面基层抗硫酸盐侵蚀性能及防范措施

为研究西北盐渍土地区机场道面基层抗硫酸盐侵蚀性能,进行了硫酸盐侵蚀水泥稳定砂砾石和土的盐胀试验。结果表明:随着硫酸盐含量的增加,以0.3%为界,水泥稳定砂砾石无侧限抗压强度值先增大后减小,土体盐冻胀力与土干密度成正比;随着硫酸钠含量增加,土体盐冻胀力以硫酸钠含量1%为界,先增长缓慢,后增长迅速;随着含水量增大,盐冻胀力在最优含水量时达到最大。可通过限制土基中的硫酸盐通过毛细作用上升到道面板底部、控制垫层和基层中盐含量等措施来防止硫酸盐侵蚀道面,不建议采取提高水泥混凝土本身抗硫酸盐侵蚀能力的方法。     

上覆土层对可液化场地地震响应的影响研究

为研究上覆土层厚度及土性对地震作用下的可液化场地响应的影响,构造若干类典型可液化场地剖面,将水平成层场地置于基岩上,选取Carbondale波并利用D-mod 2000进行场地非线性动力分析。经计算,随着上覆土层厚度的增加,地表峰值加速度减小;随着上覆土层塑性指数的增大,地表峰值加速度增大;可液化场地对输入地震波具有缩小效应。     

岩溶区运营公路隧道衬砌受力特性模型试验分析

岩溶区隧道的修建改变了原有地下水平衡,溶洞的存在会使水压力集中作用在隧道衬砌上产生集中应力,严重威胁到隧道的正常运营与安全。以广东省岩溶地区运营公路隧道为工程依托,基于室内隧道模型试验,研究岩溶区运营公路隧道在不同溶洞空间分布形态大小特征、不同节理倾角、强降雨条件下衬砌的受力特性,以隧道衬砌表面应变、孔压、土压力和衬砌周边围岩位移的试验测试数据为分析依据,得出结论:沿经过隧道衬砌中心位置走向为45°和135°的溶洞对隧道衬砌不良作用大;溶洞的直径对于隧道衬砌受力特性影响最小,其作用主要是通过与围岩节理面倾角和溶隧间距(溶洞与隧道)的组合来体现;溶洞与隧道距离约在该距离为1.5倍隧道直径时,隧道衬砌的安全性最差;围岩的节理面倾角对隧道衬砌安全性的影响较为复杂,主要表现为以围岩沿节理面方向运动发生的附加应力作用和地下水沿节理面渗流所发生的孔压调节作用。     

季节性冻土对公路工程危害及防冻措施

在寒冷地区 ,冻害对公路寿命有严重的影响 ,这是由于路基土中毛细管里的积聚水受冻后体积发生膨胀 ,使路基土产生不均匀的胀力 ,造成公路工程的损坏 ,土层毛细管吸取地下水的原理可以通过实验说明 ,毛细管越细 ,水上升的高度越高。路基土中存在着无数的毛细管 ,地下水主要通过路基中的毛细管上升到路基内部 ,冬季来临 ,当大气负温传入地下 ,地表中的自由水首先冻结成冰晶体 ,随着气温的继续下降 ,结合水的最外层也开始冻结 ,使冰晶体逐渐扩大 ,并在土层中形成冰夹层 ,水分冰冻后体积将增加 9% ,使土体随着膨胀发生隆起 ,出现冻胀现象 ,土中…     

机场基岩上覆土层地基处治研究

为研究机场基岩上覆土层地基垫层强夯法、强夯置换墩法处治工艺,以某地级市机场新建工程为依托,通过标准贯入试验、固体体积率检测、压实度检测等对处治前后地基进行对比分析.结果显示,强夯后土层强度提升幅度为0.8～2.0,且较深处土层强度增幅较大;基岩上覆土层在经过4000 kN·m强夯处治后,干密度和黏聚力均有所提高、含水率...     

砂性土-黏性土中冲刷对沉井加桩基础水平承载力影响试验研究

通过波流水槽试验以及水平载荷试验，对砂性-黏性土中的4种不同工况下沉井加桩基础的局部冲刷前后承载力变化情况进行了研究。在4组不同工况试验中，沉井埋深均设置为1 cm，上覆黏性土层厚度设置为1，5，10 cm。试验结果表明:上覆黏性土为1 cm的情况下，冲刷前后水平承载力衰减较上覆黏性土5，10 cm前后承载力衰减明显增加。     

膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙的作用

为研究不同上覆荷载作用下的膨胀土侧向膨胀力及其对重力式挡墙稳定性的影响,在常规固结仪基础上,设计了一种侧向膨胀力试验装置和方法,揭示广西百色膨胀土侧向膨胀力随上覆荷载的变化规律;通过湿热气候长期作用下膨胀土路堤含水率变化的数值模拟,并结合侧向膨胀力试验结果,获得了路堤重力式挡墙静止时墙背侧向膨胀力随时间和深度的变化规律;根据试验间接得到的侧向膨胀力与侧向膨胀率的关系,分析了侧向膨胀力随墙后土体侧向膨胀量的变化及其对挡墙稳定性的影响。研究结果表明:在侧限和无荷条件下膨胀土浸水后仍会产生一定侧向膨胀力;上覆荷载在0~50kPa,侧向膨胀力随其增大而显著增大,且大于相应上覆荷载;上覆荷载大于100kPa后,侧向膨胀力增幅变小并趋于稳定;上覆荷载增至恒体积竖向膨胀力时,侧向膨胀力达到最大;湿热气候长期作用下,膨胀土路堤挡墙墙后土体含水率逐年增加,静止挡墙墙背侧向膨胀力的合力逐渐增大,作用点下移;第5年含水率变化趋于稳定,侧向膨胀力沿墙背分布近似为抛物线规律,其合力为静止土压力的3倍,作用点位于墙背中部;在侧向膨胀力的作用下挡墙会被水平推移2.0cm;若容许墙后膨胀土发生2.6cm的侧向膨胀,可极大减小侧向膨胀力,使挡墙满足规范对其抗滑和抗倾覆稳定系数的要求。     

严寒地区客运专线路基冻胀原因及处治措施

针对严寒地区客运专线路基段线路在冬季时出现的抬升情况，通过现场勘探、检测结果，线路抬升是因路基在冬季负温下基床内水的冻结膨胀所致。地表水下渗、地下水毛细作用和冻结过程中的聚冰效应致使基床含水率超过最优含水率一定范围时，即使是粗颗粒填料，在严寒低温下填料冻胀率随填料含水率增大而增大。根据以上原因，采用渗水盲沟等措施，确保了既有设施的安全。     

冬季道路病害的防治

冰湖的防治冰湖可称是寒冷地区公路养护的首要病害之一。所谓冰湖就是地下水、浅层水、地表水露出地面冻结成的冰丘。1 冰湖形成的原因冰湖的产生是由于在道路上侧土质中的各种水在向下移动的过程中,水流通道被下降的气温冻结而中断,使水被迫在地面漫延结冰。2 病害的治理从冰湖形成的原因看,外因气温下降是一     

基于离散-连续耦合的双层地基承载力研究

路基工程中常采用人工换填方式形成上硬下软的层状地基以增加地基承载力，但目前对于双层地基的极限承载力和破坏机制的宏微观研究尚不够深入。通过室内单元试验、室内模型试验对地基土体的单元力学特性及分层情况下地基的极限承载力进行研究，并采用离散-连续耦合数值模拟方法分别对4种不同上覆土层厚度的双层地基平板载荷试验进行模拟，研究上覆土层厚度对双层地基承载特性的影响及其对应的宏微观特性之间的关联。结果表明：上覆土层厚度对地基宏观力学特性及微观传力机制均有较大的影响；双层地基承载力及变形模量随着上覆土层厚度增加而增大；加载过程中，强力链主要分布在一个对称梯形区域内，且随着上覆土层厚度的增加，梯形区域的斜率增大，应力扩散角减小，受扰动区域变小；加载板正下方可观察到明显的应力集中，随着深度增加，应力集中的强度减小，随着上覆土层厚度的增加，应力集中区域减小。     

膨胀土地基浸水膨胀变形模型试验研究

通过10 m×2.5 m×4.1 m(长宽高)的大型模型试验,研究了深层浸水条件下膨胀土地基膨胀变形和含水率变化规律,进行了含水率、表面隆起、深层隆起等测试。试验结果表明,土体干密度和上覆荷载对膨胀变形和含水率变化影响较大,土体含水率的变化可分为起始、突变、稳定3个阶段;上覆荷载越大,土体表面隆起越小,表明上覆荷载能有效抑制膨胀土膨胀变形;膨胀土地基可划分为压密区、中性区和膨胀区3个变形特征区,或3个区的组合,变形区的高度不仅与外加压力值有关,且与基础大小和形状有关。研究结果对膨胀土路基的设计和施工具有重要的理论和工程实际意义。