岩体爆破堆石体填料工程特性试验研究

某道基填筑工程采用低山岩体爆破堆石体为填料,由于堆石体颗粒岩石种类、风化程度以及岩石本身存在差异等,颗粒个体特征试验成果的离散性大,比重测试值的波动大,数据重现性差。基于先导试验段研究,根据试坑堆石体密实程度质量检测中的全料试验成果,评价了堆石体颗粒个体特征与工程特性,分析了颗粒比重与粒组大小的相关性。得出了堆石体材料级配良好,可压性能良好;基于粗、细料界限粒径合理划分的界限粒径9.5mm的结论,建立了粒组三区间试验分析综合确定堆石体比重代表值的方法。     

堆石体填筑质量评价中物理状态指标辨析

岩体爆破堆石体颗粒存在显著差异,不同于均质细粒土,采用干重度归一化指标——压实度评价堆石体压实质量十分困难。固体体积率指标,避免了颗粒材性变化的影响,评价堆石体质量更加稳定,且规律性更好。但是,固体体积率评价标准为定值时,无法考虑试坑堆石体级配特征变化。运用Ziegler提出的最大干密度计算公式,延伸出相对固体体积率,考虑了级配特征对固体体积率的影响。两者相关性研究表明:同一固体体积率,不同试坑料级配差异,导致相对固体体积率相差6%～7%。固体体积率评价堆石体质量虽基本可行,但相对固体体积率则更加合理。     

塑性变形增量评价堆石体强夯加固质量原理与实践

堆石体填筑工程中,为了及时全面地反映堆石体整体压实情况,弥补传统质量检测难度高、周期长等问题,提出了堆石体加固质量评价的塑性变形法,包括累计塑性变形率(密实控制性指标)和塑性变形增量(抗力检测性指标)。通过某工程先导试验段,对不同加固能级、摊铺方式以及补强方案,进行了系统的塑性变形测量,采用正态分布左截尾技术,对剔除坏值后的塑性变形数据进行了统计分析,并以失效概率10%,提出了累计塑性变形率和塑性变形增量的双控制标准。结果表明:累计塑性变形率和塑性变形增量的综合,不仅能有效的反映堆石体压实施工效果,同时可以作为工艺性质量普检指标,快捷有效地评价堆石体加固质量。     

表观密度计算固体体积率的试验研究

结合贵州某高填方机场地基填石置换强夯工艺固体体积率的检测,提出了利用平均表观密度计算固体体积率的方法,对比分析了该方法及颗粒密度计算法和平均毛体积计算法与压实度的对应关系,结果显示采用平均表观密度计算固体体积率的方法在该工程中更为适宜。     

机场场区基础工程中关键技术应用研究

项目主持单位:海军工程设计研究院项目合作单位:东南大学项目主要负责人:李忠平主要研究成果和技术创新点:誗安山岩岩体爆破堆石体具有细颗粒含量低(P5<5%),存在超限粒组(>800mm)的个体特征;以及颗粒质地坚硬(Rc=73.07~155.54MPa),难于破碎的基本特性。     

爆破堆石体填筑机场道基结构稳定性分析

围绕堆石体强度特征、压缩特性及边坡稳定开展了初步分析。依托工程堆石体颗粒岩性主要为安山岩,材质强度高,为极硬岩。600kPa设计控制荷载条件下,堆石体结构不会发生蠕变,道基沉降主要由地基沉降产生。通过汉森公式分析和孔穴扩张理论反演分析,可以得出堆石体摩擦角φ>40°。安山岩体爆破堆石体边坡稳定分析表明,边坡坡度1∶2.0时,整体滑动稳定安全系数满足设计要求,同时基岩表面坡度等边界条件对边坡稳定影响相对很小。     

基于离散元的堆石体大粒径填料优化排布研究

为同时解决桥台跳车和大粒径挖方弃石的利用问题，一种堆石体法大粒径填料填筑山区高速公路路基技术被提出。针对堆石体大粒径填料优化排布问题，采用离散元分析方法，对不同粒径范围的大粒径填料在台背回填区域的不同排布方案进行了数值模拟和对比分析。结果表明，大粒径填料填充液态泥浆形成的堆石体结构具有良好的刚度和稳定性，能够实现桥台至路基沉降的平稳过渡，有效避免桥台跳车的出现，且在中大粒径填料填筑厚度为4 m时沉降量最小，工程中建议填筑厚度为3～5 m。离散元的颗粒接触力分析结果显示大粒径填料承担了堆石体受力骨架功能，力链图显示堆石体结构内部存在复杂的拉压应力状态，大粒径填料之间的填充泥浆可提供必要的黏结作用。研究成果已应用于延庆至崇礼高速公路河北段台背回填工程中，实测路面沉降与计算值基本吻合，解决桥台跳车问题的效果良好。     

岩溶地质特征下的溶洞地基处治研究

为研究贵州某机场在岩溶地质特征下的溶洞地基处治,通过对岩溶环境开展调研,依据工程勘察报告及机场岩溶发育特征,结合工程实际设计施工及检测成果,研究溶洞地基处理适应性处治技术。主要用强夯法处理岩溶洼地、漏斗、塌陷、落水洞,以及充填类型的洞体等溶洞地基;用清爆强夯法处理隐伏溶洞;用地面搅拌高压灌注C15号混凝土处理未充填或半充填类型的洞体。实验结果表明:强夯处理的溶洞的固体体积率大于78%的设计要求,波速测试无明显空洞;清爆强夯处治溶洞固体体积率均大于83%;C15低标号混凝土处理的溶洞混凝土取芯率不小于80%,并无明显掉钻,重型动力触探N63.5均大于5击,波速测试无明显空洞。     

级配碎石的固体体积率指标的研究

级配碎石是无结合料粒料材料,主要靠集料的嵌挤形成强度,因此混合料设计非常重要。首先就固体体积率对级配碎石性能影响进行了试验研究,然后对细集料不同毛体积测定方法对固体体积率计算值影响进行计算分析,提出了统一的计算方法。对级配碎石固体体积率指标的影响因素进行统计分析;最后根据近些年级配碎石配合比设计的经验,就级配碎石达不到设计标准时如何进行调整进行了介绍,为级配碎石工程应用提供借鉴。     

人工模拟堆石料的颗粒破碎特性分析研究

采用人工模拟堆石料代替天然堆石料进行试验研究,可以对颗粒形状等单一因素对堆石料力学特性和颗粒破碎特性的影响进行更加深入的研究。对人工模拟堆石料三轴试验结果进行了本构模型参数回归分析,统计了不同形状人工模拟堆石料的颗粒破碎情况,进而定量的研究了颗粒形状与颗粒破碎的关系,并就颗粒破碎对堆石体强度和变形的影响进行了探讨。研究表明,邓肯-张本构模型能够对人工模拟堆石料应力应变曲线进行较好的拟合,其模型参数符合天然堆石料的规律;颗粒破碎率与颗粒球度呈现较好的线性关系,并且在不同围压下颗粒破碎率随颗粒球度的变化规律基本一致;随着围压的升高,颗粒破碎逐渐增大并占据主导作用,使堆石体强度降低,变形加大。