深圳全风化花岗岩加固土力学与微观特性

为揭示注浆加固后全风化花岗岩力学及内部微观结构的变化特征,基于直剪试验和电镜扫描观测,分析水泥质量分数对全风化花岗岩加固土的抗剪强度、剪胀性和微观结构的影响规律.直剪试验结果表明,随着水泥质量分数上升,全风化花岗岩加固土抗剪强度和剪胀性显著增大,由应变硬化型材料逐渐转变为应变软化型脆性材料;水泥质量分数从0增加到16%,最大剪胀角增加了6°~10°,黏聚力从7 kPa提高到203 kPa,内摩擦角在31°~38°间波动,水泥加固全风化花岗岩主要通过增加黏聚力的方式提升抗剪强度.电镜扫描结果表明,随着加固水泥质量分数的增加,水泥结晶物越来越密集,相互胶结形成连续的空间网状甚至团聚状结构,改变了土颗粒间的相互作用方式,使加固土由以摩擦为主的材料向以胶结为主的材料转化.研究可为评估全风化花岗岩加固土物理力学特性及深圳地区的工程建设提供参考.

全风化花岗岩物理化学特征数值统计及指标相关性分析

广布于华南(尤其是香港)地区全风化花岗岩与地质灾害关系密切。其物化指标统计结果以及相互关系研究似很欠缺。通过对香港九龙两处边坡上部3个探坑中48个全风化花岗岩样品物理化学实验结果分析,本文给出了物理化学性质统计值,并对比表面积和阳离子交换容量等主要指标进行了相关分析。这就将物理化学指标间相关关系具体量化,揭示了它们同矿物成分间的关系,并可对化学、物理化学和矿物学实验分析结果进行校验。本文结果对分析其风化特征及其工程地质性质,有一定实际意义。

原状全风化花岗岩三轴实验CT监测研究

利用可测孔隙水压力和可控排水条件的土静三轴实验装置和螺旋扫描CT,对香港原状全风化花岗岩进行了三轴固结不排水(CU)实验CT动态监测研究。样品应力-应变曲线和实验前后宏观变化特征显示,在不同围压下样品呈现出剪切破坏和剪切-蠕变破坏的差异。CT图象和CT数的结果表明土体原始结构很不均匀。固结使土体孔隙压缩,样品变密。受土体结构(主要是粗大未全风化的钾长石团斑边缘弱区和残余结构面)和围压条件控制,剪切过程中土体细观损伤呈空洞-裂隙-空洞形式的演化。土体在达到峰值前经历了很长的塑性变形阶段。裂隙损伤由空洞损伤发展而来,并沿最大剪裂面集中发展。残余变形阶段强度呈稳态,CT图象显示主破裂面贯通,其周围有多处空洞损伤。对比实验发现,这种同CT扫描仪配套的新三轴仪给出的应力、应变结果可同常规三轴实验很好地联系起来。该仪器和方法可望为新近提出的土体结构力学研究提供观测与量化分析手段,也可为土体结构细观损伤演化研究构筑基础。

考虑渗流参数相关性的边坡可靠度研究

对香港全风化花岗岩土的土水特征曲线和渗透系数实测数据进行统计分析,研究参数的变异性和相关性.以一个全风化花岗岩土坡为算例,采用拉丁超立方抽样法研究常年平均降水和强降雨两种条件下边坡稳定可靠度,并讨论渗流参数的相关性对边坡稳定可靠度的影响.研究结果表明,渗流参数的相关性假定对边坡稳定可靠度有较大影响.渗流参数完全不相关时,边坡稳定可靠度指标计算值偏小;完全相关时,可靠度指标偏大.在非饱和土边坡的可靠度分析中应考虑渗流参数的相关性,并采用合理的相关系数计算.

植物根系固土护坡抗剪强度试验研究

以全风化花岗岩残积土为研究对象,通过对加入狗牙根根系形成的根土复合体在不同含水率条件的室内直剪试验,研究了土壤含水率及含根量对抗剪强度的影响,用以评价植物根系对全风化花岗岩残积土坡的加筋效应及固坡效果.结果表明:植物根系可以显著增强土体的抗剪强度,促进边坡的稳定;根土复合体的抗剪强度随着含水率的增加而降低;随着含根量的增加,根土复合体的抗剪强度增强,主要表现在粘聚力c随含根量增加而显著增大,内摩擦角φ值几乎不变;当含根量达到0.3%及以上时根土复合体的抗剪强度增幅有所减缓,即存在最优含根量区域;根系对25%含水率的土体加筋效果最显著.

龙川县花岗岩浅表层抗剪强度试验对比研究

以广东龙川县花岗岩残积土层与全风化层为研究对象,采用现场便携式剪切和钻孔剪切原位试验,以及室内重塑样快剪试验,研究不同含水率条件下的抗剪强度。结果表明:花岗岩残积土层与全风化层的抗剪强度均随着含水率的增加而减小。残积土层现场原状样试验所得抗剪强度均高于室内重塑样,二者差异的主要因素为重塑样颗粒间不再具有较强的结构联接;全风化层原位试验所得内聚力大于室内试验,但两种试验内摩擦角近乎一致,造成原位与室内试验结果的差异不仅与重塑样较弱的结构联接有关,还由于剪切边界条件与应力状态不尽相同。花岗岩浅表层无论是残积土层还是全风化层,均具有较强的结构性,室内重塑样试验结果往往不能真实反映土体的抗剪强度,室内重塑土试验所得到的抗剪强度值偏低。

全风化花岗岩与花岗岩残积土的判别及物理力学性质对比

全风化花岗岩(CDG)和花岗岩残积土(GRS)是华南地区易发生工程事故和地质灾害的土类。这2种土风化程度不同,其工程性质也有显著差异。现有规范主要根据野外特征和标准贯入试验实测击数进行划分,但在实际地质勘探中仍存在识别上的困难。对现有规范中关于确定CDG和GRS的相关条款进行了评述和讨论。鉴于CDG和GRS的级配特征存在一定的差异,前者一般为黏土质砂,后者一般为含砂黏土,建议利用某些级配特征作为区分这两种土的辅助指标。从某基坑工程中取土样进行了物理性质试验和三轴剪切试验。物理性质试验表明:残积土孔隙比较大,缺乏中等粒径,属于不良级配;三轴剪切试验中,原状CDG和GRS均有较强的初始结构性,主要表现出以下特征:在剪切变形过程中,土样出现应变局部化的剪切带,并以鼓状-剪切带模式破坏,而重塑土样则呈现标准鼓状破坏模式;原状CDG排水剪切摩擦角略高于GRS,黏聚力明显高于残积土,其原因为前者结构性更强;重塑的CDG与GRS均破坏了原始结构性,两者的凝聚力接近;在低围压条件下,原状土的结构强度对总抗剪强度的贡献较大,可达60%~70%,高围压的压缩作用可使土体的初始结构完全破坏,结构强度将消失。

不排水条件下全风化花岗岩残积土工程特性与本构模型

通过土工试验对不排水剪切条件下的饱和松散砂质土的工程特性进行了探讨 ,发现其在剪切时的应力 -应变关系呈现出加工软化特性 ,土体超过峰值强度后最终达到了变形的稳定状态 .基于稳定状态概念 ,将临界土力学理论与非线性应力 -应变关系相结合 ,建立了非线性应力 -应变 -临界状态本构模型 .采用香港钻石山地区全风化花岗岩残积土的不排水三轴试验结果 ,确定了有关模型参数 。

华南花岗岩残积土红土化程度的地带性与香港该类土不发育的原因

从华南花岗岩残积土红土化程度的地域变化规律出发 ,通过香港与华南沿海各地花岗岩残积土的化学成分及红土化指标对比 ,作者发现香港花岗岩残积土无论厚度、类型 ,还是红土化程度都具有与所处气候环境不协调的特点。

高速铁路饱和中-低压缩性土地基沉降趋势分析

文章以高速铁路路基分段堆载为研究依据,由太沙基一般固结理论和渗透系数与孔隙比的经验关系,推导了分级连续加载下地基沉降的固结控制方程,根据方程的解析解,建立了分级连续加载下饱和中-低压缩性土地基沉降的计算公式。结合海南东环客运专线、云桂高速铁路建设,基于建立的分级连续加载地基沉降计算公式,计算了高速铁路路基分段堆载下,花岗岩全风化土地基、黏土地基的沉降发展趋势,并通过理论计算与实测结果的对比,验证了计算方法的合理性。

盾构施工中风化花岗岩地层粘性参数测定分析

在粘性土地层中泥水盾构掘进施工时,地层自造浆能力强,泥浆粘度会快速增加,过高的泥浆粘度易导致刀盘结泥,影响盾构正常掘进。在进行盾构选型时,会根据地层的粘性程度来选择刀盘结构及冲刷体系;而在实际施工过程中,需要通过控制泥浆指标来缓解刀盘糊泥的情况。将地勘资料中表征地层粘性指标的粘聚力和塑性指数大小与刀盘结泥的情况的程度进行对比,发现结泥情况与勘察报告给出的地层粘性指标并没有对应关系,不能很好地根据该地层参数进行盾构机选型以及提前对泥浆指标进行干预。

基于多元分析的花岗岩残积土物理力学性质概率分布模型

基于533组花岗岩残积土土样的土工试验数据,研究了花岗岩残积土黏聚力、内摩擦角、压缩系数与常见物理指标之间的相关关系,分别采用经验方法和主成分分析方法建立了花岗岩残积土力学性质的联合概率密度函数.研究表明,花岗岩残积土黏聚力的离散性很大,难以准确预测.和黏聚力相比,内摩擦角和压缩系数的可预测性更强,内摩擦角和压缩系数之间存在一定的负相关性,黏聚力和内摩擦角、压缩系数的相关性较弱.采用经验法和主成分分析法建立的联合概率密度函数类似,验证了所提出的概率模型的可靠性.