中风化花岗岩中嵌岩桩承载性能原位试验与极限承载力预测

为深入探究中风化花岗岩中嵌岩桩的竖向抗压承载特性,对12根嵌岩桩进行了单桩竖向抗压静载原位试验与ABAQUS有限元数值模拟,通过多种方法对嵌岩单桩极限承载力进行评价,明确中风化花岗岩中嵌岩桩竖向抗压承载性状。研究表明:12根中风化花岗岩中嵌岩桩并非表现出完全端承桩,而是呈摩擦型桩或摩擦端承桩的性状;中风化花岗岩地基中的嵌岩桩竖向抗压极限承载力较高,桩顶沉降小,满足工程对基础的承载要求;有限元模拟荷载-沉降曲线与实测荷载-沉降曲线走势吻合度较高,桩顶沉降误差较小;本试验条件下,桩端阻力占桩顶荷载的56.9%,桩侧摩阻力占比为43.1%,桩侧摩阻力在荷载传递过程中发挥较充分;有限元模拟得到的单桩极限承载力与指数函数模型的预测结果较为吻合,可用于嵌岩桩单桩竖向抗压极限承载力的预测,以及嵌岩桩承载性状和荷载传递规律的分析。

沿海岩质边坡中风化花岗岩相似材料配比试验研究

为研究东南沿海岩质边坡在地震作用下的岩质边坡动力响应,首先对中风化花岗岩相似材料进行配比模拟试验。试验选取铁粉、石英砂为骨料,水泥、黏土、水为调节材料,速凝剂为粘结剂的相似材料配比方案,设计了五因素四水平的正交表,并进行岩石压缩试验。结果表明:黏土质量主要影响相似材料的弹性模量,相似材料的弹性模量随黏土质量的增加而增大;铁粉质量对相似材料的弹性模量和黏聚力均具有重大贡献;水泥质量对相似材料的影响较为稳定;最适宜的振动台试验配比(质量比)为铁粉∶石英砂∶水泥∶黏土∶速凝剂∶水=405∶800∶130∶16∶2.1∶140。该试验以材料为因素变量进行正交设计,所得结论可为其他振动台试验材料模拟提供参考。

含球状风化体混合花岗岩边坡稳定性及加固方案

在我国公路路线建设过程中,不可避免地会遇到地形起伏较大的地质环境,一般采取以深挖路堑形式通过,这可能会形成含球状风化体混合花岗岩边坡。混合花岗岩边坡坡体中球状风化体的存在易形成落石及崩塌,为此开展此类边坡的稳定性分析及加固措施研究显得十分重要。以某拟建公路K248+640标段含球状风化体混合花岗岩边坡实际工程为案例,根据现场勘察得到的球状风化体含量,采用随机程序生成半径1 m的球状风化体数据,并导入PLAXIS2D中构建相应边坡数值模型;利用有限元强度折减法开展边坡稳定性研究,探究不同工况下边坡的稳定性,并提出了3种不同的边坡加固方案;通过该类边坡不同加固方案位移、剪应变、稳定性系数等方面的数值模拟分析,并经过现场实测数据的印证,揭示了锚索格构梁方案加固该类边坡的可行性。结果表明:(1)含球状风化体混合花岗岩边坡稳定性变化规律表现为,最大剪应力随开挖步数逐渐增多整体上呈现出前期缓增、中期陡增、后期缓增的阶段性发展特征;(2)被动支护与主动施加反压力支护对含球状风化体混合花岗岩边坡支护效果有明显的不同,总结出被动支护与主动施加反压力支护的区别;(3)数值模拟与现场验证相结合,监测数据显示该类边坡采取锚索格构梁方案可以取得较好的支护效果。该研究可为锚索格构梁方案在此类含球状风化体混合花岗岩边坡加固中的应用提供借鉴。

花岗岩球状风化特性地质高层建筑地基基础方案的选型

高层建筑场地的地质情况会对地基处理方案及基础选型产生直接的影响。为研究花岗岩球状风化特性地质条件对高层建筑地基基础方案选择的影响,结合实际工程案例,分析了出露花岗岩孤石场地基础选型的难点问题,根据场地的周边环境条件、场地地层条件及施工可行性分析,及天然地基沉降计算与复合地基处理沉降模型计算,得出最优的地基基础方案为“地基CFG桩处理+筏形基础”+“端承摩擦桩+筏形基础”。

跨孔超高密度电阻率法在球状风化花岗岩体探测中的应用

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的建设,准确探明花岗岩孤石的空间分布具有重要的现实意义。为了探明地铁建设过程中花岗岩孤石的分布情况,结合深圳地铁11号线某区间孤石探测试验,采用跨孔超高密度电阻率法研究两孔间孤石分布情况,试验数据能较好反映出土层间电阻异常。试验分析结果与现场验证钻孔的对比表明:该物探方法能在一定程度上揭示孤石的空间分布,为进一步针对地铁工程勘察提供了指导,丰富了花岗岩孤石的探测手段。

中温带气候区花岗岩风化剖面元素地球化学特征及其环境意义

岩石风化是地球关键带中重要的地质过程,对环境变化具有重要的指示意义。不同气候区岩石风化过程具有其特殊性,本文选取位于中温带气候区的哈尔滨英杰花岗岩风化剖面为研究对象,通过元素地球化学特征分析,揭示岩石风化程度及元素迁移富集规律,并结合磁化率和色度指标,对其风化环境进行探讨。结果表明,研究区剖面整体化学风化程度较低(CIA值为56~68);Ca、Na、K等活动性较强元素随风化作用的进行表现为明显亏损;高场强元素与轻稀土元素也表现出较强的活动性,揭示了即使在中低等程度的化学风化下稳定元素也容易迁移。Si/Al和Ti/Al比值指示半风化层和腐泥岩层为原位风化产物,而顶部的氧化土层则可能受外来物质的影响。化学风化表现为自下而上逐渐减小的特征,这种异常的风化规律是由后期物理风化对其原有化学风化的叠加改造所致。对风化环境的多指标分析表明,在风化剖面形成后,区域气候逐渐变干,化学风化向物理风化转变,温差风化及冰劈作用形成大量裂隙导致原有的风化剖面被改造,并最终形成了研究区独特的风化模式,这为解释中温带气候区干冷环境下花岗岩风化特征提供了新的思路。

中风化花岗岩资源在高速铁路附属工程建设中的应用

随着基础设施建设的大力开展,导致混凝土粗骨料碎石和细骨料的天然砂资源匮乏,多数工程采用就地取材的方式,进行人工骨料的开采和加工,以保证工期和工程成本。本文针对广东粤东某新建高速铁路工程附近的中风化花岗岩矿山人工骨料的开采和加工,通过一系列的工艺和不同强度混凝土制备技术研究,最终在附属工程中的排水沟、挡墙、边坡以及铁路过渡段等部位进行了应用。同时,通过现场钻芯取样检测,三个强度等级的混凝土抗压强度全部达到要求,应用效果良好,且具有显著的经济效益。

球状风化体混合花岗岩边坡稳定性分析

为准确地分析球状风化体混合花岗岩边坡的稳定性,采用传统极限平衡法,考虑球状风化体含量为0%~40%共9种不同情况,利用GeoStudio软件中的SIGMA/W模块和SLOPE/W模块研究了球状风化体含量、直径和位置对混合花岗岩边坡稳定性的影响。结果表明:随着球状风化体含量的增加,混合花岗岩边坡的稳定性系数增加,边坡最危险滑动面向深部发展;当球状风化体的直径逐渐增大时,混合花岗岩边坡的滑动面深度会由深变浅,其稳定性系数会逐渐减小,但变化幅度不大;球状风化体的位置分布对混合花岗岩边坡稳定性的影响较大,当球状风化体分布在混合花岗岩边坡的上部时边坡的稳定性系数最小,分布在混合花岗岩边坡的中部时边坡的稳定性系数次之,分布在混合花岗岩边坡的下部时边坡的稳定性系数最大,球状风化体分布在混合花岗岩边坡浅层时边坡的稳定性系数比分布在边坡深层时大,球状风化体位置分布对混合花岗岩边坡稳定性具体的影响关系表现为:边坡下部>边坡中部>边坡上部,边坡浅层>边坡深层;与无孤石边坡对比,加入孤石以后,边坡最危险滑动面会随着孤石的加入而改变,呈现明显的绕开孤石的效应。该研究成果可为混合花岗岩边坡的设计和治理提供理论参考。

湿热循环作用下中风化花岗岩强度损伤特性研究

为研究湿热环境下花岗岩强度损伤机制,对经历不同湿热循环作用预处理的中风化花岗岩试样进行单轴抗压强度试验和巴西劈裂试验,分析恒湿冷热循环、恒温干湿循环和热干-冷湿循环对花岗岩单轴抗压强度、弹性模量、劈裂强度及损伤因子的影响规律。结果表明:中风化花岗岩的单轴抗压强度、弹性模量均与湿热循环次数呈指数衰减关系,在冷热循环、干湿循环、热干-冷湿循环30次后,单轴抗压强度相较于初始状态的降幅依次为13.63%、19.76%和21.54%,弹性模量的降幅依次为42.78%、50.34%和53.78%;劈裂强度与湿热循环次数呈近似线性衰减关系,在冷热循环、干湿循环、热干-冷湿循环30次后,劈裂强度相较于初始状态的降幅依次为38.59%、65.65%和71.53%;通过损伤分析,发现考虑温、湿度耦合变化的热干-冷湿循对中风化花岗岩强度的损伤效应最显著,干湿循环造成的损伤效应次之,且劈裂强度较单轴抗压强度更易受到长期湿热循环的损伤作用。

高密度电法和井间电磁波CT法在花岗岩球状风化体探测中的综合应用

花岗岩球状风化地段是地铁建设过程中几大难题之一。本文对高密度电法和井间电磁波CT法进行试验研究,总结归纳两种方法在探测花岗岩球状风化体中的有效性。高密度电法选择三种温纳排列装置,测量过程中存在接地条件差等因素,进行常规数据反演,与实际钻探结果误差较大。因此,测量中改进电极与地面耦合条件以及加大供电电压,采用比值法数据反演,根据高电阻率分布特征推断球状风化体的分布情况,其结果与钻探结果较为吻合,效果较好。同时,应用电磁波CT法,也取得了良好的效果。

探地雷达在花岗岩球状风化体探测中的应用

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的建设,准确探明花岗岩孤石的空间分布具有重要的现实意义.为了探明地铁建设过程中花岗岩孤石分布情况,结合深圳地铁11号线某区间孤石探测试验,采用探地雷达研究两孔间孤石分布情况,试验数据能较好反映出土层间反射回波的异常.试验分析结果与现场验证钻孔的对比表明:该物探方法能在一定程度上揭示孤石的空间分布,表明了探地雷达在孤石探测上的有效性和适用性.

地下连续墙施工遇球状风化花岗岩的处理对策

深圳地区花岗岩地层风化岩呈现差异性风化特征,其表现之一为球状风化,即孤石。球状风化花岗岩分布具有随机性。在花岗岩地层进行地下连续墙施工时,若遇到球状风化花岗岩,会对工程质量、工期产生极大影响。结合深圳某地铁车站工程实际,分析了地下连续墙施工过程中遇球状风化花岗岩时对工程本身产生的不利影响,总结了地下连续墙施工时遇孤石时的成槽方法和工艺,详述了冲孔桩机引孔配合成槽机成槽、旋挖钻机引孔配合冲击钻成槽两种成槽工艺,并对这两种方法在实际工程中的工效进行了对比分析。

花岗岩球状风化体孔中物探法探测效果分析

花岗岩地区遭遇球状风化体(孤石)是困扰广州地铁盾构隧道施工的最大难题。为查明花岗岩地区孤石分布情况和探索探测孤石的有效办法,课题组选择一个已探明孤石平面位置和深度的的试验场地,根据岩土体的地球物理特性,采用几种孔中物探方法进行试验,进行比对分析,探讨各种物探技术在孤石探测中的应用效果。

花岗岩球状风化体地下分布规律分析与在桩基础施工中判别及利用

花岗岩球状风化体(俗称孤石)发育特征对桩基础施工工期、成本及质量有较大影响。本文选取一个孤石集中发育的典型工程项目,从场地各风化层孤石数量、孤石揭露厚度及孤石分布层数三个方面进行统计并分析其分布规律,同时总结了孤石与基岩在桩基础施工过程中判别及利用的经验,希望为类似工程提供借鉴。

闽东南花岗岩球状风化不良地质发育特征及其工程地质问题

闽东南沿海花岗岩广泛出露,其矿物成分差异明显,且受区域地质构造和湿热交替气候影响,花岗岩球状风化不良地质及其诱发的工程地质问题极为突出。粒径大小不一的风化球体受外界环境扰动,形成高空落石或坡面滚石,坚硬的风化球与残积土或全风化岩混杂的斜坡受降雨或开挖触发产生崩塌和滑坡,形成复杂的斜坡地质灾害。富含孤石的花岗岩地段开挖浅埋隧道,由于围岩不均匀引起初期支护局部应力集中,诱发围岩大变形、地表沉降和塌方冒顶等事故。隐伏的孤石易被误认为基岩,并造成桩基工程成孔困难;而裸露的孤石对斜坡地段桩基及墩台构成威胁。

深圳地区花岗岩球状风化体地下分布规律统计分析

深圳花岗岩发育地区球状风化体(俗称孤石)广泛分布,对地下工程建设产生了不利的影响。通过对深圳地区花岗岩孤石大样本的统计分析,得到如下统计结论:深圳地区花岗岩孤石主要成份是微风化花岗岩,60%以上分布在强风化花岗岩层中,残积层和全风化层中也有分布,孤石层面分布高程集中在40.00~70.00m(黄海高程)区间内;80%的孤石揭示"厚度"不超过2.50m,三分之二花岗岩孤石主要发育一层,随着发育层数的增多,出现频率锐减。

中风化花岗岩中抗浮锚杆的试验研究

抗浮锚杆已经在我国许多地区得到广泛应用。但是不同规范推荐采用的锚杆设计参数变化范围较大,并且未考虑不同地区岩石的差异性,实际应用中不利于设计参数的选取。在青岛大剧院工程场地上对设置测力元件的抗浮锚杆进行破坏性拉拔试验,重点测试锚杆杆体的轴力、杆体与注浆体之间的剪应力变化规律,结果显示内力沿锚杆长度不均匀分布并且超过一定长度后不再受力,进而确定出该地区中风化花岗岩中抗浮锚杆的极限抗拔力和有效的锚固段长度,为抗浮锚杆设计、施工提供了依据。

广东花岗岩地段球状风化地下分布特征分析

通过对武广客运专线广东韶关至花都段花岗岩地段钻孔岩芯特征的相关分析,揭示了该花岗岩地段球状风化具有“上小下大、上多下少”的地下分布特征,并提出了相应的工程建议。

中风化花岗岩层与基桩侧摩阻性能现场试验研究

结合港珠澳大桥桥梁试桩工程,采用自平衡法进行2组共4根桩(每组2根桩)的中风化花岗岩与基桩的侧摩阻性能现场试验。试验时,将荷载箱埋设于中风化岩层内的桩身进行测试,并同步观测不同试验荷载下桩顶、中风化花岗岩层顶面对应的桩身截面、荷载箱和桩底的位移和桩身轴力。2组试桩桩位处岩石强度有一定差异,且岩石完整程度不一,但各试桩荷载箱上方桩身的荷载-位移曲线均具有明显的突变特征。处于岩石强度小、破碎岩层内的试桩组,其荷载箱上方岩层与基桩侧摩阻力小于荷载箱下方岩层与基桩侧摩阻力;处于岩石强度高、较破碎岩层内的试桩组,其荷载箱上方、下方岩层与基桩侧摩阻力基本一致。荷载箱以上桩段岩石侧阻发挥系数实测值表现为岩石强度愈高,岩石侧阻发挥系数实测值也愈高;而荷载箱以下桩段,在本项目的试验条件下则表现为岩石强度愈高,侧阻发挥系数实测值愈低。

花岗岩球状风化综合勘察技术研究

球状风化是在花岗岩地段比较常见的一种不良地质现象。采用地表调绘、钻探、物探三种手段,从不同角度对花岗岩球状风化的地表分布特征和地下分布特征进行了分析,并进行了对比综合分析。提出了花岗岩球状风化的综合勘察技术,即先地表调绘确定风化球体地表分布密集地段,然后在此类地段进行物探确定风化界面大致深度,最后进行钻探详细揭示风化球体地下分布特征。