炉渣置换软土地基的注浆均质度影响试验研究

提出了炉渣置换并注浆的软土地基处理工艺。变化配比制作置换软土地基的炉渣注浆试件,进行不同均质度条件下的力学性质试验,得到了炉渣注浆均质度变化与极限应变、极限强度、弹性模量、泊松比和残余强度等力学参数之间的关系。提高注浆均质度是保障炉渣置换软土地基整体刚度的有效途径,材料配比水∶水泥∶炉渣为1∶1∶4.7的注浆均质度为软土地基炉渣置换注浆工程应用的推荐值。

细砂岩阶段蠕应变特征与粘滞性试验研究

对细砂岩试样进行单轴短时加卸载蠕变试验,得到轴向和径向蠕变试验曲线。对轴向和径向蠕变第Ⅰ、Ⅱ阶段的试验曲线分别进行Kelvin-Voigt模型和Burgers模型拟合,得到粘滞系数。粘滞系数-加载应力关系普遍符合扩展的正弦衰减(阻尼)波形函数,表明岩石的粘滞系数是变量,岩石材料的蠕变过程本质为非定常蠕变。细砂岩发生的总蠕应变平均占瞬态应变值的比例较低,其总体蠕变特性不明显,但稳态阶段的径向蠕应变率平均值是轴向蠕应变率平均值的3.6倍。细砂岩初期蠕应变量及稳态阶段蠕应变量随加载应力水平提高而增加,证明其粘性流动度呈递增趋势。

坚硬岩石弱蠕变特性实验曲线的初级函数拟合

蠕变实验曲线是研究岩石蠕变特性的基础,基于坚硬岩石实验曲线的瞬时变形阶段极近直线、坚硬岩石蠕变实验曲线的稳态蠕变阶段斜率恒定以及坚硬岩石具有较高的蠕变下限等因素,将描述蠕变特性的实验曲线大幅缩减为必要的若干关键阶段。坚硬岩石普遍呈弱蠕变特性,非线性蠕变程度随加载应力水平的提高而明显提高,径向蠕变特性较轴向蠕变特性更趋显著。坚硬细砂岩初期衰减蠕变阶段实验曲线的一阶(负)指数拟合相关系数ρ平均为0.99162,其加速蠕变阶段实验曲线的一阶指数拟合相关系数为0.90000。较高的相关度证明坚硬岩石蠕变特性实验曲线的几何形态比较简单,采用初级函数对其进行拟合,方法简单、拟合效果好、数据处理效率高,是对岩石蠕变特性实验曲线特征进行简单描述的有效途径。

深井泥岩峰前/峰后单轴蠕变特征实验研究

采用分级加/卸载方式对深井泥岩试件进行峰前/峰后单轴短时蠕变试验,得到了差异性较强的蠕变试验曲线。对峰前各级横向蠕变试验曲线的Ⅰ、Ⅱ阶段进行Burgers模型拟合,对峰后轴向/横向蠕变试验曲线暨再破坏后曲线进行Boltzmann函数拟合,得到相关性强的拟合函数并确定了待定系数。深井泥岩的峰后蠕变破坏强度达峰前常规蠕变破坏强度的95.72%,但维系时间短、可靠性低。深井泥岩于峰值后再承载至历史记忆值时,其总变形量明显增加、蠕变演变为变形主体,且其横向蠕变特性显著强于轴向蠕变特性,因此横向蠕变成为实际工程中围岩变形控制的重点。

深部坚硬细砂岩长期强度试验

从单向抗压强度试验得到深部细砂岩的强度极限为83.698 2 MPa,残余强度为0.单轴8级加卸载蠕变试验得到深部细砂岩的蠕变下限为27 MPa,各级蠕变加载水平下的初期衰减蠕变阶段相似;破坏前的细砂岩不包含应变率ε>0的稳态蠕变阶段,达到破坏级加载水平时,岩石直接呈现以瞬间急速破坏为主要特征的包含3阶段的蠕变全过程.细砂岩长期强度与瞬时强度之比达94.39%,其强度与时间的相关性很弱.综合单向抗压强度及蠕变试验成果,该层细砂岩可作为深部岩石工程整体稳定性的重要依托岩层,且主要依据的力学指标为单向抗压强度.