渝湘高速公路某顺层滑坡渐进破坏机理及防治措施研究

研究目的:针对工程隐患较大且整治困难的长大顺层滑坡,深入分析其分段滑动破坏机理,并提出具体施工防治措施.研究结论:(1)该长大顺层滑坡的分段渐进性破坏是受应力条件,炭质泥岩软化特征的综合影响,其中炭质泥岩的易滑特征起主导作用,工程建设中应多加重视;(2)该类滑坡的整治措施,多以抗滑桩为主,但由于目前滑体变形错动较大,且...     

宴家炭质片岩隧道塌方综合处治研究

炭质片岩强度低,受水影响强度会显著降低,隧道施工时稍有不当就会发生塌方。以宴家炭质片岩隧道塌方处治为例,分析了塌方产生的原因,提出了相应的处治措施。研究结果表明:充分认识炭质片岩的变形特性,准确确定围岩级别,加强施工工艺控制和监控量测工作,及时调整施工方法和支护参数是防止炭质片岩塌方的有效方法。炭质片岩塌方处治必须结合塌方规模等具体条件采取不同的工程措施。监控量测验证了宴家隧道塌方处治方案是合理的。     

桩端炭质泥岩浸水前后动力变形特性模型试验

研究目的:近年来,在我国西南山区的公路、铁路建设中均出现了炭质泥岩这种特殊岩土,因其浸水后极易软化,而且发生膨胀变形,导致在荷载作用下经常发生承载力不足、沉降变形增大和边坡失稳等一系列工程地质灾害,对沉降控制标准极高的高速铁路后期运营带来极大危害。为评价桩端炭质泥岩在浸水和动荷载条件下对高铁路基沉降影响,本文通过动力模型试验研究了桩端炭质泥岩在浸水前后、动荷载作用下的变形特性。研究结论:(1)动荷载为200～400 N时,桩端炭质泥岩浸水前后的换算沉降分别在2. 92～9. 64 mm和36. 74～63. 48 mm之间,浸水后沉降变形显著增加;(2)浸水与列车动荷载是导致桩端炭质泥岩产生过大工后沉降的主要因素,水对炭质泥岩的沉降影响远大于动荷载作用;(3)荷载振动次数对滞回曲线的六项指标λ、k、d、S、ζ、η有显著影响;(4)炭质泥岩浸水后,强度、刚度明显降低,粘滞性显著增大,能量耗散能力增强,在动荷载下损伤程度明显增加,软化效应显著;(5)本研究结论可为类似工程地质条件下的公路与铁路路基设计与施工提供借鉴和参考。     

炭质泥岩工程力学特性试验研究

研究目的:路基沉降问题一直是交通运输行业关注的重点。近年来,在西南山区公路、铁路建设中相继发现炭质泥岩这类特殊岩土,炭质泥岩亲水性强,受水后软化效应明显,这给沉降控制标准极高的高速铁路后期运营带来极大危害。本文结合桂广铁路某车站炭质泥岩段路基沉降治理工程,在室内通过物理、水理及力学性质试验,结合扫描电镜(SEM)试验研究该炭质泥岩的工程力学特性。研究结论:(1)炭质泥岩干密度越大,其膨胀率、膨胀力也越大;含水率越大,其体积收缩越明显,缩限含水率为7. 2%～8. 5%;(2)炭质泥岩颗粒呈多边形、面积较大的薄片状颗粒,浸水后颗粒崩解、面积减小,大孔隙明显增多;(3)炭质泥岩浸水前表现出明显的剪胀特性,浸水软化后表现为剪切压密,浸水软化前后其黏聚力和内摩擦角分别为112. 7 k Pa、4. 5 k Pa和29. 9°、8. 1°;(4)炭质泥岩软化后的压缩变形量接近浸水前的19. 6倍;浸水软化前后的压缩模量E_(s,1-2)分别为13. 0～15. 0 MPa和3. 0～5. 0 MPa;(5)本研究结果可为炭质泥岩地层的在建和拟建交通工程的设计与施工提供借鉴或参考。     

预崩解炭质泥岩路堤填料工程性能试验研究

预崩解炭质泥岩作为路堤填料已在我国西南地区路堤工程中广泛应用,通过室内试验系统分析压实度、含水率以及酸碱环境对预崩解炭质泥岩路用性能、力学性能及渗透特性的影响,并结合娄底龙琅高速对其应用情况进行研究。研究结果表明:预崩解炭质泥岩的回弹模量、CBR值、抗压强度随压实度的增大呈线性增长,随含水率的增大呈现先增大后减小的波动趋势;CBR值和抗压强度随pH值的增大呈负相关变化,而回弹模量则随pH值的增大呈正相关变化;预崩解炭质泥岩渗透系数随压实度的增大逐渐减小,随含水率的增加逐渐增加,pH值的增大均可使渗透系数增大,其中压实度对预崩解炭质泥岩的渗透系数影响最大;随含水率的增加,预崩解炭质泥岩微观结构由粒状转变为片状,酸性环境下试样片状结构的厚度较碱性环境薄,碱性环境下试样微观结构呈块状且粉末状成分增多。     

襄渝二线炭质片岩隧道变形控制技术初步探讨

结合襄渝二线软弱围岩隧道的设计和施工,分析炭质片岩的工程特性、变形机理及特征,初步探讨炭质片岩隧道处理方案及变形控制技术。     

郑漯高速公路扩建工程路基拓宽施工技术

对路基拓宽工程的常见病害及其成因机理,提出了变形协调与控制的处治技术思想,并依据路基拓宽不协调变形的不同组成部分,明确了相应的变形控制途径.并时新老路基结合面处治、拓宽路基填料及压实度控制、路基加筋及路基路面综合处治等技术的处治机理、效果和设计施工要点进行了分析.     

软弱夹层岩质桥台边坡变形稳定性分析

分析工程地质条件、坡体结构特征、变形破坏模式,建立桥台边坡地质概化模型。计算采用莫尔—库仑屈服条件的弹塑性模型,分析边坡的变形模式及范围,进行稳定性评价。阐述变形稳定性的位移场特征和剪应变增量特征,提出应用数值模拟技术研究边坡的变形和破坏特征,直观反映边坡变形及应力变化全过程等结论。建议桥基开挖至设计标高后及时封底,防止泥岩风化或浸水软化而降低力学强度。     

新蜀河隧道炭质片岩大变形控制技术研究

研究目的:长距离的炭质片岩隧道施工中初期支护发生易发生大变形的情况,支护变形、侵限,给现场施工、进度、安全带来了极大的挑战.本文结合新蜀河隧道炭质片岩大变形施工技术,结合以往大变形隧道施工的经验和教训对单线铁路隧道炭质片岩的大变形控制技术及方案进行了总结,为今后类似工程提供参考和借鉴.研究结论:单线铁路隧道采用3台阶临时仰拱法,上台阶设置型钢混凝土仰拱后,应严格地控制台阶、仰拱、二衬的步长,在控制变形方面效果较为明显;大变形隧道应根据监控量测资料预留适度的变形量,对于防止前期初期支护破坏和后期护拱开裂,以及控制工程成本都有着非常重要的意义;隧道通过初期支护壁后注浆,在钢架型号、接头形式位置和纵向连接设置等方面进行改进,并在一定程度上抑制了变形发生;施工中应对长台阶施工或中间拉槽的错误作法严格禁止.     

高地应力炭质泥岩隧道变形控制技术

某高地应力炭质泥岩隧道初支变形大大超过预留变形量,为应对异常变形,先后采取了加大拱脚、增加锁脚导管数量、缩小拱架间距、增加临时支撑、调整预留变形量等措施,效果不佳;最后采取89长锁脚钢管、双层初支拱架、拱架纵向型钢连接等技术,使隧道的异常变形得到了有效的控制。     

华北二叠系泥岩隧道灾变机理及控制研究

针对太岳山隧道穿越华北二叠系紫红色泥岩段施工过程中发生的影响工程进度的地质灾害问题,对太岳山泥质岩隧道存在的地质灾害的关键性致灾因子以及其相互作用进行了理论分析,结合现场施工状况及工程处治实践,对支护措施选取及效果进行评价.研究结果表明,泥岩隧道存在四大主要致灾因子,分别为地质因子、岩体结构性质因子、水文因子以及施工因...     

湖区公路拓宽工程处治技术应用分析及监测

结合某湖区公路拓宽工程,通过对路基拓宽工程病害的成因分析,认为新老路基结合部间的不协调变形是路基拓宽工程病害产生的根本原因.基于"变形协调与控制"的处治思想,分析了土工格栅防止路基不均匀沉降的机理,对土工格栅的处治效果进行评价.在具有典型地质条件和较高填方地段布置了监测断面,进行动态监测.监测结果显示,加筋路堤内部的竖向应力随格栅层间距的减小而降低,而水平应力却随之增加;沉降随格栅层间距的减小而减小.研究结果表明,土工格栅处治后拓宽路基变形及新老路基差异变形均很小,为新老路基差异沉降的评价提供了依据.     

双丰隧道第三系砂泥岩地层涌水涌泥原因分析及处理措施

针对牡绥线双丰隧道穿越第三系砂泥岩的涌水涌泥问题,通过专项勘察、超前地质预报及室内试验、原位试验等方法,研究了涌水涌泥段的地质构造、水文地质情况及第三系砂泥岩的工程特性,并分析了第三系砂泥岩地层的失稳模式和涌水涌泥机理。结果表明:受开挖扰动地下水大量渗入,致使砂泥岩结构破坏并失稳;拱顶支护不足以支撑砂泥混合物与抗拒动、静水压力而产生变形,最终在薄弱处发生涌水涌泥。采用超前注浆加固及锚杆支护、泄水减压、三台阶临时仰拱+中立柱支护等措施治理后效果良好,双丰隧道得以在涌水涌泥段安全贯通。     

浅埋层状软岩隧道大变形特征及处置措施研究

张吉怀高铁新华山隧道在穿越炭质页岩地层时出现严重的非对称性三维大变形。为解决浅埋层状软岩隧道在开挖过程中大变形问题,建立三维层状围岩隧道数值模型,分析浅埋层状软岩隧道大变形特征及机理。结果表明,软岩力学性质是引起新华山隧道产生巨大变形的重要因素,隧道洞口浅埋段节理的存在对大变形贡献明显,炭质页岩层间变形对总变形值贡献率接近50%;节理与隧道轮廓相切区域层间变形最为显著,缓倾状态下,变形集中于拱顶位置,陡倾状态下,边墙破坏风险急剧增加。根据现场变形特征和数值模拟结果提出地表套管注浆加固措施且效果明显。研究结果可为类似浅埋层状软岩隧道的大变形预防与处置提供参考。     

高速铁路隧道进口段地质灾害协同处治技术

为解决宝兰高速铁路塔稍村隧道穿越古滑坡体施工过程中进口仰坡变形、滑坡,洞内衬砌开裂、错台等问题,通过现场调查和监测,分析隧道洞口地表及结构开裂破坏特征及成因,提出进口段滑坡体-隧道灾害协同处治技术,并对实施效果进行现场测试。研究表明：古滑坡体水文地质条件较差、大断面隧道施工扰动、隧道支护结构承载力不足是导致隧道洞口变形破坏的主要原因,通过在洞外施作预应力锚索格梁和预加固桩,洞内径向注浆加固、拆换初支及二衬,支护加强及参数动态调整等协同处治技术,增加了隧道进口段古滑坡体的稳定性,有效控制了洞口边仰坡变形的发展,提高了隧道结构安全性。     

软弱炭质板岩隧道大变形特征及应对措施研究

随着我国经济的不断发展以及交通运输需求的不断增加,高速公路也随之得到了大规模建设,长大及特殊地质条件下的隧道不断涌现。软弱炭质板岩隧道变形控制是施工的技术重点与难点。炭质板岩具有微膨胀性,受地质构造影响,在此类岩体中进行隧道施工,大多会发生大变形。如果初支结构不足以抵抗变形,将会发生初支开裂、拱架变形等严重后果。本文结合兰(州)海(口)木寨岭隧道炭质板岩大变形特点及变形机理进行研究,并提出相应控制措施,为预防施工中出现隧道大变形及更合理地确定支护参数提供参考、为其它大变形隧道安全施工提供借鉴。     

利用红层泥岩填筑高速铁路路基技术的试验研究

研究目的:我国西南、西北、中南及东南等地区广泛分布红层泥岩,开展红层泥岩填筑高速铁路路基技术的研究,提出系统的红层泥岩填料使用方法与工程技术,对我国铁路建设具有重要意义.研究结论:通过室内土工试验、现场路基填筑试验、路基离心模型试验与现场原型路基沉降观测、现场原型路基循环加载试验等方法,系统研究了红层泥岩土填料工程特性、红层泥岩路基压密沉降、累积变形特性等关键技术问题.在此基础上提出了利用红层泥岩填筑高速铁路路基工程技术,主要包括红层泥岩填料制备标准、红层泥岩路基填筑压实标准、红层泥岩路基结构及设计参数、红层泥岩填筑施工工艺及要点等内容.工程实践表明,所提出的红层泥岩填筑高速铁路路基技术是合理、可行的.     

如何有效控制炭质页岩深埋地层隧道初期支护变形

松桂1号隧道出口正洞穿越深埋炭质页岩地层,该地层由于受到地质构造及炭质页岩地层特性的影响,在施工过程中表现为不同形式的应力变形。经过对围岩地质构造和该类围岩实际开挖支护形式的探讨研究,以及支护措施加强适应性研究和施工方案的选择,总结出了一套安全、快速通过此地层的应对方案及措施,积累了施工经验,为今后此类工程提供了借鉴。     

挤压性围岩隧道变形控制技术研究

高地应力软岩地质环境引起的挤压大变形破坏是一种严重的工程地质灾害,针对川藏铁路隧道可能发生的挤压大变形问题,本文结合兰渝铁路大变形隧道的施工经验,在分析和总结挤压性围岩隧道变形破坏特征基础上,分析了设计阶段和施工阶段的变形分级标准,并根据"抗放结合,前期控制性释放为主"的大变形处治原则,从支护、围岩、应力及施工等方面总结了变形控制技术措施,主要包括:(1)采用排架式和桁架式结构加强支护;(2)采用超前小导管、管棚、锚杆或锚索等加强围岩;(3)采用超前导洞、微台阶、增设缓冲层、分阶段张拉锚索、分层施作多层支护等方式进行应力释放;(4)采用弱爆破或非爆破方式;(5)采用加强资源配置、优化工法等方式实现支护快速成环。     

高速铁路路基红层泥岩填料力学特性试验研究

研究目的:本文主要研究红层泥岩的击实性质、CBR承载比、模拟路基荷载下的膨胀率、无侧限强度、三轴剪切强度及压缩模量,用以验证将红层泥岩用作高速铁路路基及基床填料的适应性.研究结果:得出了红层泥岩的最大干密度、最优含水量、浸水前后的强度及变形特性、CBR承载特性与膨胀特性等物理力学特性;结合达成新线试验段的试验研究及施工,分析了高路堤浸水前后的变形特性,提出了在实际工程中使用红层泥岩填料填筑路基的意见和建议.