云冈石窟砂岩循环冻融试验研究

风化是云冈石窟目前所面临的严重的地质病害之一,温度和水分的变化是造成石窟岩体风化的重要原因,尤其是在循环冻融条件下岩体更易风化,因此,利用室内试验研究循环冻融条件下云冈石窟砂岩的物理力学性质,对于石窟岩体的稳定性评价和保护具有重要的意义。将取自云冈石窟的砂岩岩样分为饱水组、干燥组和对比组3组,通过对饱水组和干燥组岩样进行35次循环冻融试验,模拟云冈石窟砂岩的风化过程。在冻融循环开始前以及每5次冻融循环结束后,量测岩样的质量、体积,并利用超声检测分析仪对各岩样进行超声纵波测试;利用INSTRON-1346岩石伺服试验机对上述3组砂岩岩样进行单轴压缩试验,并对试验后的岩样进行SEM微观结构分析。通过试验研究,得到不同含水状态下云冈石窟砂岩岩样的冻融破坏特征以及不同循环冻融次数后岩样体积、质量、超声波纵波波速、砂岩的单轴应力-应变全过程曲线、抗压强度、抗冻系数以及微观结构的变化,分析归纳出循环冻融条件下云冈石窟砂岩的主要物理力学特性。

龙门石窟裂隙防渗灌浆新材料试验研究

因龙门石窟早期使用的超细水泥和环氧树脂材料在后期存在着耐久性较差、泛盐碱等问题,迫切需要选出更有效的裂隙防渗灌浆新材料,以满足龙门石窟的防渗要求。通过对研发的偏高岭土、天然水硬性石灰、硫铝酸盐水泥等5组材料配方的流动性、收缩性、抗压抗折强度等特性进行对比分析,得出偏高岭土、天然水硬性石灰、膨润土3种材料配方适合于现场灌浆。在现场灌浆试验中,确定了灌浆压力为0.1~0.4 MPa,并对材料的可灌性和灌浆参数进行了探讨与分析。同时,为评价灌浆效果,对灌浆材料28 d后的固化程度、密实度、充填程度、黏结程度等进行检验分析,结果表明偏高岭土材料配方的灌浆效果最佳,为更适合于龙门石窟裂隙防渗的灌浆材料。

水灰比和偏高岭土掺量对硫铝酸盐水泥基材料性能的影响

为了研究水灰比和偏高岭土掺量对硫酸铝盐水泥的流动度、收缩率和力学性能的影响,以龙门石窟裂隙防渗的灌浆工程为例,开展流动性试验、力学性能试验及干缩性能试验。结果表明:硫铝酸盐水泥初始流动度大小与水灰比、偏高岭土掺量均成正比;水灰比越高,微膨胀率越低,甚至出现一定收缩,整体上膨胀率随偏高岭土掺量增大而变大;抗压强度大小与水灰比、偏高岭土掺量均成反比;7 d的抗折强度随偏高岭土掺量增大而减小,养护28 d的抗折强度恰恰相反;抗折强度随水灰比的增大而减小,且回落幅度相对较大;黏结强度随水灰比先增大后减小,随偏高岭土掺量增加,黏结强度整体上有所增加,在水灰比为0.5时,出现1个峰值。试验结果可为龙门石窟的现场灌浆试验提供理论依据,也可为同类石质文物的灌浆修复研究提供参考。

探地雷达探测技术在奉先寺保护工程中的应用

为了查明龙门石窟奉先寺周边岩体裂隙、岩体破碎带分布以及奉先寺顶部覆盖层厚度,为奉先寺的渗水治理提供基础资料,将探地雷达无损检测技术应用于奉先寺保护工程。探测结果显示,奉先寺顶部岩体较完整,神仙洞与卢舍那大佛之间裂隙和破碎带较多,形成了交叉网络渗水通道;奉先寺顶部覆盖层呈凹形分布,厚度在1~2.2m之间,有利于雨水的贮存和滞留。此次工程实践表明,将探地雷达技术应用于奉先寺岩体裂隙和覆盖层厚度调查是可行的,探地雷达在岩土文物保护中有巨大的应用前景。

大直径给水管下基坑连续墙掏槽法施工技术研究

城市轨道交通工程主要是在城区施工,地下管线事故发生的频率比较高,损失比较大,原因也比较复杂。其中基坑工程施工受城市管线影响较大,管线的迁改、损坏等都会产生较大的工期和安全风险。为保证基坑连续墙在上方有管线障碍的情况下顺利施工,文中介绍了掏槽法施工技术在广州轨道交通四号线南延段大涌站附属风亭上方1.2 m大直径给水管原地保护方案中的应用,得出了掏槽法在管线原地保护中的适用性,为后续地铁基坑工程施工连续墙提供了一定的借鉴和指导作用。

既有运营线下矿山法隧道施工风险分析与控制

在复杂的环境和地质条件下,某城际线路大断面矿山法隧道近距离下穿既有运营地铁线路进行施工,会对运营地铁结构产生不利影响,为了确保地铁运营安全,对运营线路结构沉降及变形进行研究,通过地面隔离注浆加固控制既有结构水平位移,同时采用管棚支护结合WSS水平注浆形成三维注浆系统,辅助既有线隧道加固及优化小导洞施工等措施的综合应用,减少既有运营地铁线路沉降的发生概率,将地铁运营线路的沉降变形控制在规范范围,保证了地铁的正常运营。

小曲率半径转弯隧道盾构施工扰动实测分析

受规划及已建结构物的制约,小曲率半径转弯盾构隧道的应用越来越广,小曲率半径转弯隧道盾构施工对紧邻土体扰动有待研究。以广州220 kV犀牛站电缆隧道工程为背景,通过动态监测小曲率半径段转弯盾构施工引起土体分层沉降、水平位移、孔隙水压力的变化,分析小曲率半径转弯隧道盾构掘进对紧邻土体的扰动规律。分析结果表明小曲率半径隧道转弯段盾构掘进过程中,隧道侧边土体沉降及水平位移与直线段隧道有显著不同,且会增加对周边环境的扰动,应引起足够重视。隧道转弯段外侧土体的沉降规律与直线段隧道不同,在盾体挤压作用下竖向离隧道较近的土层不是沉降最大的,甚至可能产生隆起。转弯段土体的深层水平位移由两部分位移的叠加而成:一是盾体通过过程中,由于盾体挤压作用而产生的向外远离隧道的位移;二是由于盾体转弯造成不对称变形,转弯外侧挤压向隧道外位移,转弯内侧卸载向隧道内位移。

龙门石窟岩体裂隙防渗注浆机制及参数分析

结合岩体裂隙注浆理论,通过裂隙调查,采用低碱复合注浆料,进行现场岩体裂隙注浆试验研究,分析龙门石窟岩体裂隙注浆机制,提出较适合的龙门石窟裂隙注浆工艺流程和相关施工技术参数。根据注浆试验结果分析,此次复合注浆料浆液属于宾汉流体,在低压注浆情况下,其在岩体裂隙中的运动状态为层流。分析现场注浆裂隙张开度,得出最小可灌裂隙宽度特征值为0.5 mm。试验效果检测表明:裂隙张开度与水灰比之间近似呈反比例关系;当裂隙张开度小于最小可灌裂隙宽度特征值时,即使水灰比很大也无法注浆;同时发现,注浆压力和时间对试验孔注浆量都有明显的影响。