砂泥岩互层缓倾切向边坡应力特征及变形机理研究

为了更好地分析砂泥岩互层缓倾切向边坡的变形机理情况,以西南某红层边坡为例,基于数值模拟软件建立了软硬互层三维切向地质模型,探讨了边坡开挖、支护后的应力场和位移场。结果表明：砂泥岩互层切向边坡开挖后,边坡XX方向应力和YY方向应力出现了沿切向的锯齿形状,应力分布受岩层切向与互层岩性差异的影响较大,ZZ方向应力几乎不受影响;切向岩层受侧向约束的影响,致使边坡变形出现了层次性,且X方向较为显著,Y方向次之,Z方向最弱;边坡整体变形趋势类似于均质岩坡,呈现圆弧滑动趋势;边坡采用框架锚杆支护,仅起到构造护坡作用,边坡的变形和应力状态并未发生实质性的影响。研究成果对砂泥岩缓倾切向边坡的变形预测和支挡防护具有一定的工程借鉴意义。     

上覆荷载下泥岩渗透特性原位试验研究

选取兰新高速铁路一处典型路基上拱地段,采用开挖注水孔并施加上部荷载方法,进行4个试验基坑的泥岩地基浸水渗透特性原位试验,分别研究在0、15、30、45 kPa四种上覆荷载情况下,以及10、20、30 cm三种不同水平向及0、50 cm两种高度的泥岩渗透特性.结果表明:地基泥岩水平向不同距离处渗透稳定含水率随时间变化分为稳定、骤增、减速增长和渗流稳定4个阶段;上覆荷载越大,相同水平向距离处泥岩渗透稳定含水率达到稳定所需时间越长;注水量随时间变化分为快速增增长、缓慢增长和稳定阶段;随上覆荷载增大,地基泥岩水平向渗透速度在变小,且上覆荷载越大,水平向渗透速度越小;水平向渗透速率与渗透距离为非线性关系,且渗透距离越远渗透速率衰减程度越大,研究成果对高速铁路无砟轨道地基膨胀泥岩吸水引起的路基上拱整治措施提供参考.     

不同矿物组分的泥岩干湿循环崩解特性研究

对4种不同矿物组分的泥岩进行了多次干湿循环崩解试验,分析了不同矿物组分泥岩的崩解规律。结果显示:1)粘土矿物含量较高的泥岩的崩解程度和速度要远高于石英、长石含量较高的泥岩,且粘土矿物含量越高,泥岩崩解物粒径越小,崩解物形状以圆片状、细颗粒状、泥状为主; 2)崩解物粒径分布曲线表明,粘土矿物含量越高的泥岩,粒径变化越明显,且粒径<0.25 mm的颗粒含量就越高。此外,粒径>5 mm的颗粒含量呈断崖式下降,随干湿循环的进行几乎降至为0; 3)依据4种泥岩在干湿循环下的崩解试验结果,将泥岩崩解性从弱到强分为了不崩解、弱崩解、中崩解和强崩解4个等级,并对不同崩解等级泥岩的石英类矿物、长石类矿物和粘土矿物的含量分别进行了划分,供工程应用参考。     

钢渣粉固化泥岩碎石底基层研究

通过无侧限抗压强度的测定,研究了钢渣粉固化泥岩碎石用于高等级公路路面底基层材料的可行性.试验结果表明,水泥稳定泥岩碎石无法达到高等级公路路面底基层强度的规范要求,而采用一定配比水泥-钢渣粉(二组分胶凝材料体系)或水泥-粉煤灰-钢渣粉(三组分胶凝材料体系)固化泥岩碎石,其7 d无侧限抗压强度可达到2 MPa以上,使得钢渣粉固化泥岩碎石可用作高等级公路路面底基层材料.其增强机理主要在于钢渣粉中的游离氧化钙和游离氧化镁能加快和泥岩中SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应的速度,改变泥岩组分的特性,从而提高固化泥岩碎石的强度.     

红层泥岩填料物理力学特性的试验研究

通过对红层泥岩填料浸水前后的物理、力学特性的试验研究,表明红层泥岩散体填料在最优含水量附近可得到较大的密实度,在不浸水条件下满足高速铁路基床以下路堤对填料的强度和变形要求;浸水后有一定的膨胀性,其膨胀率远低于弱膨胀土的膨胀率;压实填料具有较大的软化性,工程设计时应考虑相应的防护措施。     

主动铰接盾构在连续小半径曲线中风化泥岩的掘进控制技术

武汉市轨道交通11号线东段工程光谷四路站—光谷五路站区间为"S"型连续曲线,最小平曲线半径为350 m,采用盾构法施工。通过对主动铰接盾构机掘进控制的难点分析,从土压力、千斤顶推力、千斤顶行程差、水平铰接角度和前盾水平趋向等方面采取有针对性的技术控制措施,使成型隧道轴线、管片错台控制在规范允许范围之内,成功解决了连续小半径曲线隧道盾构施工轴线难以控制、管片容易错台等大问题。     

高速铁路泥岩地基膨胀变形试验及渗透试验研究

为研究水在不同渗流方向下对高速铁路无砟轨道泥岩地基膨胀性及渗透性的影响规律,以兰新高铁DK1345+200里程为试验点,借助自主研发的测试仪器,进行在不同上覆荷载下膨胀变形及水平、竖向渗流原位试验.结果表明:不同荷载下泥岩膨胀量随注水时间的变化呈"S"形分布;泥岩膨胀受上覆荷载的约束作用,荷载越大,泥岩膨胀受到的约束作...     

泥岩扫描电子显微镜图像的微观参数特征

岩石的工程性质大多取决于岩石的微观结构。在使用扫描电子显微镜（SEM）获得泥岩微观图像基础上，将图像进行灰度化和二值化处理，使用Canny边缘检测技术得到了泥岩微观图像中颗粒的分布情况，获得了扁圆度、圆形度、离散指数、内切圆半径等泥岩颗粒形状特征参数，并进行了相关性分析。计算过程通过编译MATLAB应用程序实现。结果表明:泥岩面积和短轴长度等参数之间具有很好的相关性；圆形度和等效直径等参数之间具有较好的相关性；而其它一些参数之间则不具有相关性。     

包西铁路郝家村隧道水平岩层坍塌整治技术探讨

基于包西铁路郝家村隧道区域工程概况及水文地质条件，对隧道水平岩层的地质特征及工程特性进行研究，初步分析围岩变形垮塌的演化机制和破坏机理；提出水平岩层坍塌的整治原则，探讨水平岩层坍塌隧道的开挖方法、支护措施和监控量测技术；指出水平岩层坍塌段施工的注意事项，为“安全、经济、优质、快速”施工提供有力的技术支撑。     

南昆铁路膨胀泥岩路堑边坡工程试验

南昆铁路膨胀泥岩是集胀缩性、碎裂性和低强度于一体的极软岩，建路先期在林逢膨胀泥岩路基试验工点对路堑边坡进行了多种组合的支挡、防护工程试验，重点试验工程是土钉墙类。由于事前对该膨胀泥岩的特性缺乏全面认识，工程试验历经曲折，从而对膨胀泥岩的危害有全新认识，积累了各类堑坡支护工程的适用性和结构设计的复杂经验教训。