分形理论在地下工程岩体质量评价中的应用

根据分形理论的原理提出了岩体质量评价的一种方法,并把该方法应用到某地下工程的岩体质量评价中。结果表明,分维数D能够较全面地反映岩体质量的特性,可以作为岩体质量评价的一个定量指标。     

提高二灰碎石早期强度试验研究

通过试验选择外掺剂来提高二灰碎石基层早期强度，达到延长年内二灰碎石的施工期限、缩短总工期的目的，对于冬季寒冷地区修建公路有着非常重要的意义。     

穿越破碎带隧道掌子面力学模型及最小安全厚度研究

隧道穿越断层破碎带的稳定性及安全防护问题是目前隧道建设的难点。针对隧道掌子面前方存在破碎带松散岩土体的典型工况,基于隧道围岩以及掌子面的力学特性,采用理论计算、数值模拟、工程实践相结合的手段,提出了掌子面稳定岩体的最小安全厚度计算方法,并对隧道掌子面前方破碎带的预加固及处治方案进行了探讨。首先,建立了破碎带-岩板力学模型,将掌子面的岩体等效为受荷载作用的岩板,对受破碎带压力的岩板最小安全厚度展开计算分析,得到了岩板厚度与岩层倾角、破碎带有效高度的关系表达式,并对帷幕注浆处理参数进行了优化;随后基于理论计算结果,与某隧道穿越破碎带施工中因未控制掌子面岩体厚度而导致隧道失稳的典型案例展开对比分析;最后结合Comsol Multiphysics软件开展数值仿真模拟,分析了不同岩层倾角、隧道埋深、注浆预处理参数等因素对掌子面岩板最小安全厚度的影响。结果表明：理论计算、工程实际与数值模拟结果具有较好的一致性;正常施工时掌子面最小安全岩板厚度随破碎带有效高度的增大而增大,随岩层倾角增大而减小,故应在达到安全厚度之前对破碎带进行预支护;在选用帷幕注浆方法对破碎带进行预处理时,最小安全岩板厚度随着岩层倾角的增大而减小,此时在注浆过程中需要保留较大的安全厚度,同时控制注浆压力。     

破碎岩体注浆加固后的力学特性研究（双语出版）

基于理论分析建立破碎岩体注浆加固体力学模型,通过室内试验制作加固体试样并开展单轴抗压试验,分析破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。试验表明：注浆加固体试样在单轴压缩破坏过程中,其内部石块基本保持完整性,破坏主要产生在交界面以及注浆材料内部;当V_BP较大时,在碎石体的阻隔作用下,破裂面无法一次性产生,且多为剪切型破坏;当V_BP较小时,压缩破坏过程中直接形成了上下贯通的破裂面,且多为拉断型破坏;对于未加固的破碎岩体,其强度随V_BP增加而减小,且强度离散程度较大;加固后其强度随V_BP的增大而增大,整体强度大幅提高,同时呈现出明显的线性相关性;加固体强度随碎石数量的增加而减小,二者的线性相关性不显著;加固体强度随着注浆材料黏结强度的增加而增加,随交界面体密度的增加而减小;交界面体密度与黏结强度相互影响,总体强度是二者耦合作用的结果。基于加固体力学模型以及单轴抗压试验数据提出了加固体强度计算公式,该公式考虑了破碎岩体含量、破碎程度、界面粗糙程度以及注浆材料黏结性能等因素对加固体强度的影响。通过与实际试验数据比较,证明了该公式可以较好地对破碎岩体加固强度进行预测。     

郑万高铁大断面岩质隧道掌子面稳定性评价及控制措施

为建立施工阶段大断面隧道掌子面稳定性评价方法,结合郑万高铁大型机械化特点,对郑万高铁湖北段隧道掌子面地质信息进行统计分析,将掌子面稳定性分为A整体稳定、B局部掉块、C上半断面不稳定和D全断面不稳定4个级别,并建立以岩石坚硬程度、岩体完整程度和地下水状态3个指标的掌子面稳定性定性分级方法,得出围岩级别与掌子面稳定性的对应关系。研究结果表明： 1）岩石坚硬程度、岩体完整程度和地下水状态是围岩分级指标中使用率最高的3个指标; 2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩的掌子面稳定性为A级。     

南疆铁路改良盐渍土无侧限抗压强度试验研究

针对南疆铁路路基盐渍土病害特点,从工程应用角度出发,利用氯化钙、水泥、消石灰和粉煤灰对盐渍土进行改良,系统研究了不同改良方案、龄期、浸水饱和、冻融及冻融循环次数、压实系数等因素对改良盐渍土无侧限抗压强度的影响,比较了不同改良盐渍土的强度破坏特征.试验结果表明:南疆铁路路基填料适合用水泥、石灰和粉煤灰来改良,强度满足规范要求,在现场试验段也得到验证.     

沥青路面基层冷再生材料路用性能的室内试验研究

通过室内试验对水泥稳定冷再生混合料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度、抗冲刷性能进行了系统的研究.试验结果表明,水泥剂量为5%时,冷再生材料的强度和其它路用性能指标均满足规范的要求.     

二灰冷再生沥青路面基层路用性能研究

通过对原路材料进行材料组成分析,并且通过对几种不同配合比的冷再生材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、冲刷性能的初步研究,对二灰冷再生材料的性能做出了初步评价.二灰冷再生材料基本可以满足规范对沥青路面的半刚性基层的要求.     

水泥土掺石膏的室内试验研究

针对掺加石膏以及不加添加剂的水泥土,利用现场的淤泥质土作为养护环境,进行3种不同水泥的室内7、28和90d的无侧限抗压强度试验。室内试验研究结果表明：龄期是影响水泥土试块强度的主要因素之一;添加剂石膏在水泥掺量一定情况下,主要起到早强和减水的作用。     

掺加聚丙烯纤维改善混凝土性能的研究

针对混凝土的抗变形能力差、耐磨性差等缺点,在混凝土中掺加一定量的聚丙烯纤维,通过聚丙烯在水泥混凝土中的阻裂、增韧机理。来增加混凝土的强度、韧性及耐腐蚀性等,可以延长混凝土路面的使用寿命。