不同类型纤维对MICP处理钙质砂物理力学性能的影响

文章通过吸水率和无侧限抗压强度(UCS)测试,研究三种不同类型的纤维(玻璃纤维、聚酯纤维、大麻纤维)对MICP处理钙质砂的物理和力学性能的影响。结果表明：添加纤维可以改善样品的破坏应变和延展性;与对照组相比,这三种纤维增强钙质砂的吸水率均降低,UCS均增加,聚酯纤维效果最好,其次是玻璃纤维和大麻纤维;玻璃纤维和聚酯纤维的最佳掺量分别为0.20%和0.25%,大麻纤维的最佳掺量在0.20%～0.25%。SEM图像显示,在大麻纤维周围仅发生了少量方解石沉淀,与玻璃纤维和聚酯纤维相比,粘合效果较差,因此建议使用聚酯纤维来改善生物胶结砂的性能。     

砂岩夹泥岩地层隧道围岩稳定性分析及支护对策研究

以云南某拟建高速公路为依托,利用Midas NX有限元计算软件对砂岩夹泥岩地层隧道开挖进行了数值分析,通过对地层倾斜、水平、竖直三种代表工况进行开挖模拟,研究发现倾斜地层情况下隧道稳定性更差、支护结构受力更大,对施工最为不利,垂直地层分布次之,水平地层分布最安全;不同地层倾角下,锚杆受力具有典型差异,与地层垂直时均受力更大;泥岩地层的塑形分布区更广泛、等效塑性应变范围更为集中,是发生失稳或大变形的主要地质因素。总结了国内类似工程案例,发现砂岩与泥岩组合地层多是在倾斜下出现失稳、大变形,采用及时封闭围岩、加强初期支护、锚杆与层面垂直等措施具有显著效果。     

膨胀性泥岩膨胀性试验研究

结合隧道工程探讨膨胀性泥岩的膨胀特性,试验材料取自隧道施工现场的白垩系泥岩和第三系泥岩。通过对取芯机进行改造采用干法取样,采用通高压风代替通水的方法进行冷却,避免岩土含水率变化和卡钻等问题,测试泥岩在不同情况下的膨胀率及膨胀压力。研究表明：白垩系泥岩和第三系泥岩的矿物成分基本一致;白垩系泥岩和第三系泥岩泥岩的膨胀率为1.5%～3.0%、1.0%～2.0%,白垩系泥岩较第三系泥岩的吸水性高,整体来讲两种岩石膨胀性较低,吸水性较弱;白垩系泥岩和第三系泥岩两种泥岩膨胀力在浸水前期快速增长,最终膨胀力平均值达231.6 kPa、250.8 kPa。为膨胀性泥岩隧道变形破坏机理和控制技术研究提供基础。     

泥岩填筑路基病害分析及防治措施

文章基于泥岩的特性及工程特点,分析了泥岩用于路基填料易发生的病害,并提出了相应的泥岩填筑路基病害防治措施。     

砂岩-泥岩沉积互层面剪切特性数值模拟研究

沉积层面力学特性是探究砂岩泥岩互层岩质边坡变形及稳定的重要因素。以室内试验结果为依据,采用接触面与薄层单元模拟层面剪切特性,对比了两者应力应变曲线特点,分析了开挖条件下软硬互层岩质边坡层间应力分布。结果表明,接触面模拟砂岩泥岩界面特性时,其剪切应力应变曲线符合双曲线特征,呈应变软化现象,存在明显残余强度。薄层单元模拟层面剪切力学特性时存在初期应力剧增现象,模拟结果与试验值存在一定程度离散性。接触面与薄层单元均能模拟砂岩泥岩界面剪切应力应变特性。顺层岩质边坡开挖时难以控制接触面法开挖过程模型计算收敛程度,薄层单元方式更能有利于模拟开挖作用下其层面剪应力分布(即剪切错动效应)。     

水平层状泥岩铁路隧道底鼓机理及解析方法研究

西南地区缓倾层状泥岩地层铁路隧道仰拱底鼓病害频发,当列车高速通过时因轨道不平顺导致晃车现象,严重影响列车行车速度及安全。针对缓倾层状泥岩铁路隧道底鼓病害问题,以YD隧道底鼓段为研究对象,通过对隧道底鼓段进行长期变形监测和理论分析,对缓倾层状泥岩铁路隧道底鼓特征及机理开展研究。研究结果表明：隧道左线、中心和右线道床板中心位置处测点底鼓明显,即仰拱中部底鼓量较大,底鼓严重区段6 a持续上鼓约69.75 mm,沿隧道纵向底鼓区段长度约40 m,而隧道两侧边墙墙脚处未发生变形;对于中薄层缓倾层状泥岩地层,在水平构造应力作用下,隧道仰拱底部缓倾层状岩体在弹性阶段向临空面发生一定程度的挠曲变形,隧道边墙围岩沿节理面发生水平剪切滑移变形,隧道拱顶部位围岩发生垂直层理面的弯曲变形,由于衬砌结构作用拱部围岩变形较小。依据隧道平底板受力特征,基于竖向及水平双向荷载作用的简支梁力学模型,建立缓倾层状围岩隧道底板底鼓力学解析模型,分析揭示了隧道仰拱最大底鼓变形量与弹性模量E和底板厚度h成反比,与竖向地应力σz,水平地应力σx和隧道跨度l成正比。研究成果可为类似工程隧道仰拱设计及底鼓治理提供理论依据。     

考虑配合比的砂泥岩混合填料剪切蠕变力学特性

砂泥岩混合填料的配合比是影响码头地基承载性能及稳定性的关键因素。为研究不同配合比下砂泥岩混合填料土的蠕变力学特性,开展剪切蠕变试验。结果表明,在同一配合比下,随着剪应力加载等级的提高,瞬时、蠕变应变量及初始、稳态蠕变速率均呈逐渐递增趋势;当处于同样加载等级时,初始、稳态、极限加速蠕变速率及瞬时、蠕变应变量均随配合比中泥岩颗粒占比增大而呈递增趋势;混合填料长期强度折减较大,折减范围为50.53%～66.95%,长期强度随配合比中泥岩颗粒占比增大而递减。研究成果可为码头砂泥岩混合填料地基长期稳定性评价提供一定参考。     

基于灰色聚类法的西南红层泥岩填料判别应用研究

以四川各地红层泥岩为依托,采用灰色聚类法对红层泥岩填料进行分级评判,研究西南红层泥岩作为高速铁路路基填料的适用性。结果表明:四川大部分红层泥岩属于优质填料;四川盆中区红层泥岩属于T3级填料,无法作为高速铁路路基填料使用,需进行换填;遂渝及达成铁路的红层泥岩填料均达到了T1级,可作为路基填料直接使用。     

三一旋挖钻机工法课堂

本专栏第1讲介绍了旋挖钻机在泥岩地层中钻进的工法知识，内容侧重于如何提高钻进效率、减少钻齿磨损这两方面。很多行业内朋友看到文章后和三一工法研究院取得了联系，纷纷表示采用文章中介绍的工法进行施工收到了很好的效果，但同时也向我们提出了另一个问题：钻机在泥岩地质施工时常常会出现钻具打滑、不进齿的现象，     

基于BP神经网络的砂泥岩互层地质爆破参数优化研究

砂岩、泥岩互层地质在黄土地区路基工程中比较常见,其软硬相间的特性使得爆破参数设计困难,工程实践中难以达到理想的爆破效果。本文提出一种基于BP神经网络的爆破参数优化方法,该方法以影响爆破效果的主要因素作为网络输入参数、以爆破效果作为输出参数、采用搜集的数据样本作为训练和检测样本建立BP神经网络。以通过理论计算得出的爆破参数为基础,利用正交试验法筛选出16种试验方案。基于训练好的神经网络预测爆破效果,从中选择爆破效果较好的5组方案进行试爆,并根据试爆效果确定最佳爆破方案。该方法应用于横山车站路堑工程施工,效果良好。