矿山岩质边坡地层结构及岩体抗剪强度参数随钻智能识别方法

地层类别及岩体抗剪强度参数的准确识别对岩质边坡的稳定性评估至关重要。基于无量纲的可钻性指标建立了岩体抗剪强度参数随钻识别模型,使得随钻测试结果能够不经标定或换算,即可直接识别岩体抗剪强度参数。结合无监督学习和自主设计的决策模块,对深度序列随钻数据进行智能识别和自动平滑处理,实现对地层结构的智能感知,并定量描述各岩层的随钻参数及抗剪强度参数。采用自主研发的高精度现场随钻测试设备对云南鹤庆北衙露天矿灰岩体区和F6-1断层交界区域的爆破钻孔过程进行监测,并以两个典型钻孔的全过程监测结果为例,展示随钻智能识别方法的应用。总体而言,ZK1钻孔随钻智能识别方法与原始地质剖面一致程度为90.85%,ZK2钻孔随钻智能识别方法与原始地质剖面一致程度为84.47%,钻孔成像验证表明该方法识别的地层能更准确地反映边坡实际地层情况。值得注意的是,该方法能够在大尺度与地质剖面结果一致的前提下,精准地识别出地质剖面未曾表现的关键层位。这一特性为破碎软弱岩层及其强度参数的识别,以及地质模型的精准构建提供了有力保障。该方法在岩土工程领域具有广泛的应用前景,为岩层性质和抗剪强度参数的实时智能识别及地质模型的精准构建提供了可靠的解决方案。

开挖作用下滑剪破坏下盘边坡扰动范围计算及稳定性评价方法

滑剪破坏型下盘边坡是矿山工程中经常出现的一种顺层边坡,具有突发性强、破坏范围广的特点。如何快速、准确地确定开挖塑性扰动区并评估其稳定性对边坡安全控制至关重要。本文首先通过数值模拟揭示了该类边坡的破坏模式和特征。然后,根据其破坏模式,建立了描述开挖扰动区的数学方程。最后,提出了一种计算下盘边坡开挖扰动区和稳定性的力学截断新方法(MTM)。主要结果有,MTM方法考虑岩体单轴抗压强度,计算过程无需一般极限平衡方法需要的多次循环迭代,计算过程简便。MTM方法可以准确地表征扰动区,计算得到的极限边坡高度、扰动厚度和安全系数与数值模拟结果较吻合,且评价结果比数值模拟更安全。扰动区的最大厚度决定了锚索锚固端的深度,分区是为了指明加固的重点范围。该方法为下盘边坡的工程施工和监测提供指导。

开挖降雨作用下边坡抗滑桩主动加固离心模型试验研究

为研究挖方边坡在抗滑桩主动加固条件下的稳定性和变形演化规律,以及抗滑桩主动加固的有效性,依托某高速公路边坡开展抗滑桩主动加固条件下的挖方边坡离心模型试验。同时为探讨特殊降雨条件下雨水入渗对孔压变化、坡体变形及支护结构的影响,结合雾化喷头和孔压传感器进行了降雨模拟。结果表明,边坡抗滑桩主动加固有效限制了开挖边坡的水平位移,在离心机加载至80g时仍保持较小变形,边坡稳定性显著增加。降雨后边坡不同部位的孔隙水压力响应敏感性不同,坡体中部的孔隙水压力响应最快,坡顶和坡脚的孔隙水压力响应有一定滞后;坡表竖向位移和坡脚水平位移均出现不同程度上升,抗滑桩应变增大,说明降雨对坡体稳定性产生了不利影响,但抗滑桩的存在削弱了这种不利影响。试验结果证实了抗滑桩主动加固能够有效利用坡体自身的抗滑能力,避免了开挖变形造成的岩体强度下降,极大程度地保证坡体的稳定。

水性环氧-乳化沥青及其混合料性能研究

针对目前冷补沥青混合料存在的黏结性较差、初期强度较低、耐久性不足等问题,采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性,并结合室内试验,对水性环氧改性乳化沥青及其混合料的路用性能进行研究:分析不同水性环氧掺量下乳化沥青的黏度、力学性能、流变性能,并确定水性环氧掺量;确定混合料的设计参数及最佳乳液用量,并测试混合料的高温、低温、水稳定性能。研究表明:水性环氧树脂掺量大于20%时,能显著提高乳化沥青的黏度、黏结强度、高温性能以及耐久性能;相比于同等条件下于的热拌沥青混合料,水性环氧-乳化沥青混合料具有较高的热稳定性、水稳定性,但低温抗弯拉应变较小,抗裂性较差。

特殊路段沥青路面抗滑性能修复技术工程应用

为改善长大纵坡、急转弯以及互通立交等特殊路段沥青路面的抗滑性能,提升行车安全性,以双组份环氧树脂胶砂为粘结材料,以单一粒径彩色陶瓷颗粒和玄武岩骨料为抗滑骨料的薄层结构抗滑修复技术进行工程应用验证,采用摆式摩擦仪和手工铺砂法,以摆值BPN与构造深度为指标评价了抗滑性能修复效果。检测结果表明,经环氧-陶瓷颗粒与环氧-玄武岩抗滑薄层修复后的沥青路面,其摆值BPN与构造深度增大明显,抗滑性能提升显著。基于工程验证,提出了薄层抗滑结构的施工工艺与应用于薄层抗滑结构的双组份环氧树脂黏结材料、彩色陶瓷与玄武岩颗粒抗滑骨料的技术要求。

GXN型聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为了评估GXN型聚酯纤维材料的路用性能,采用室内车辙试验、低温弯曲破坏试验、冻融劈裂试验,对GXN聚酯纤维0掺量和0. 25%掺量下的沥青混合料的高低温性能及水稳定性能进行了试验研究。结果表明:1)掺加GXN型聚酯纤维能显著提高沥青混合料的高低温性能及水稳定性能,尤其对水稳定性能提升更加显著; 2)与不掺加纤维相比,在GXN聚酯纤维掺量为0. 25%时其沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提高了40. 9%、43. 1%和9. 6%; 3)掺加GXN型聚酯纤维能显著改善混合料内部的受力状况,起到内部加筋的作用。

云临高速桥改路基路堑边坡与填方路堤稳定性评价

云南省云县至临沧高速公路选择将青树塘3号中桥变更设计为路基方案跨越沟谷,由此带来的路堑边坡开挖和下部填方路堤的稳定性成为桥改路基方案能否得以实施的关键。依托该工程背景,在地质调查的基础上,采用数值计算方法,分别设计了不同施工步下的极限平衡和有限元计算工况,并对其安全稳定性进行评价,所得结论如下:左幅为路堑开挖地形主要产生卸荷回弹变形,右幅为填筑路堤主要产生工后固结变形和沉降变形,需要控制两者之间的沉降差。通过初始和开挖填筑地形下,考虑加固措施和路面荷载的坡体稳定性计算结果可知,该边坡的局部和整体稳定性均满足工程稳定性要求。通过考虑施工过程的桥改路基段数值仿真计算分析,路堑边坡开挖和加固完成后,地基应力满足工程稳定性要求,坡体变形稳定,变形和应力计算支撑桥改路基方案。

深基坑工程中岩土本构模型适用性分析

选取一个合适的岩土本构模型是深基坑工程中岩土数值分析中的一个难题,本文目的是通过对比分析,找出适用于深基坑工程的本构模型,选取目前岩土计算中常用的三种本构:摩尔库伦模型、修正摩尔库伦模型、德鲁克-普拉格模型,通过模拟计算与实际检测数据对比分析。研究结果表明:三种本构对比分析出,修正摩尔库伦模型最适宜用于基坑工程开挖中的本构模型,其模拟计算值与实测数据较为接近,能合理的预测支护桩桩顶竖向位移、桩身水平位移与基坑周边沉降情况。

低坍落度路面混凝土工作性评价指标研究

目前我国尚无成熟的试验方法和评价标准能够有效控制滑模施工用低坍落度混凝土的工作性。为了提升水泥混凝土路面滑模摊铺质量和平整度,从路面混凝土配制技术出发,基于自主开发的混凝土流变参数测定仪、出浆速度测定仪、立模特性测定装置等设备系统,研究了流变学参数和工作性经验指标对低坍落度混凝土工作性的敏感性,分析了流变学参数与工作性经验指标的相关性。研究结果表明:坍落度不能有效表征路面滑模施工用干硬性混凝土的真实性能状态;调整砂率能够显著改变新拌混凝土的屈服应力水平,调整含气量对屈服应力的影响则非常有限,砂率和含气量均能有效调节新拌混凝土的塑性黏度;存在最佳砂率和最佳含气量使得出浆速度最快。相关性分析表明:屈服应力水平能够显著影响混凝土表面粗糙度、塌边高度和振动黏度系数,而塑性黏度对4项经验指标均有显著影响;工程中宜将砂率控制在35%~45%,含气量控制在3%~5%,以获得与滑模施工工艺和高频振捣工艺匹配的最佳工作性能。基于多指标的低坍落度混凝土工作性调节机制在某高速公路水泥混凝土路面滑模施工中得到了验证,监测路段路面平整度平均值达到1.57 m/km,合格率达到90%。

瞬变电磁法在浅埋富水全强风化花岗岩公路隧道中的超前探测

针对景海高速公路马备脚隧道具有浅埋、偏压、富水和极软岩等特点,施工揭露隧道围岩主要以粉质粘土和全风化花岗岩为主,夹球状风化孤石,围岩自稳能力极差,流塑性强,施工扰动作用下围岩液化现象明显。施工中工作面涌泥、涌水、拱脚冒泥冒水、拱顶和边墙围岩冒落、塌方等现象多发。结合新建的景海高速公路隧道马备脚隧道工程,运用瞬变电磁法的原理分别在掌子面和地表处进行地层含水探测,并通过探测结果及时反馈信息,对浅埋富水全强风化花岗岩公路隧道的设计、施工起到了重要的指导作用,可最大限度的降低这些不利因素对隧道施工的重大影响,确保工程建设的顺利和安全。