胶结坝胶结砂砾石层面原位剪切试验研究

西江胶结坝为充分利用工程弃渣料,将弱风化料和强风化料均作为筑坝材料。胶结强风化料筑坝,其层间抗剪性能关乎大坝抗滑稳定,现场开展层间原位抗剪试验研究旨在得到抗剪断参数,验证大坝抗滑稳定。本文按照现行规范,对两组胶结砂砾石试件开展了原位抗剪试验。试验得到的两组胶结砂砾石层间抗剪断参数,经复核计算,大坝均是稳定的。试验还表明强风化料胶结砂砾石多为本体和层面混合剪断,弱风化料胶结砂砾石多为层面剪断;强风化料胶结砂砾石内摩擦角f′较大,抗剪断黏聚力c′较小。胶结砂砾石试件剪切变形属于脆性材料特性。本次试验成果可供千枚状绢云母板岩及变余层凝灰岩地区参考。

土石混合料填方体原位剪切试验方法探讨

土石混合料中物质组成复杂、结构分布不规律,采样进行室内试验相对困难,因此最好通过现场原位剪切试验获取某特定工程最具针对性的力学参数;但超粒径颗粒的存在,使得将常规原位剪切试验运用于土石混合料力学参数取值时存在诸多问题,会对试验结果造成不可忽视的影响。对原位直剪试验和原位水平推剪试验这2类常见试验中存在的问题进行分析和对比。结果表明:原位水平推剪试验更适用于土石混合料此类非均匀体;通过对比几组原位试验结果,发现2类原位剪切试验得到的内摩擦角相近,但是黏聚力的值差异性较大。最后,对土石混合料原位水平推剪试验的参数取值提出了建议。

岩性特征对混凝土坝体-基岩原位直剪试验力学特性影响分析

以广西巴马县坡月水库工程为研究对象,采用平推法开展不同法向应力(0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 MPa)下混凝土坝体-基岩原位直剪试验,探究岩性特征对混凝土坝体-基岩力学特性的影响。结果表明,不同法向应力下试样的剪切应力-位移曲线均表现出试样内部初始缺陷受力微裂纹扩展的稳定扩展阶段、微裂缝逐渐扩展形成宏观裂缝的不稳定扩展阶段及混凝土与岩体分离的开裂阶段3个阶段;法向应力、岩体岩性对试样的断裂能均有显著影响。不同法向应力下,试样断裂能的范围为16.65~177.28 N/m,断裂能随着法向应力或灰色砂岩含量增大而增大,随泥质粉砂岩含量或风化程度增大而减小;混凝土坝体-基岩的抗剪强度随基岩中灰色砂岩含量增大而增大,随泥质粉砂岩含量或基岩风化程度增大而减小。研究结果可为类似研究提供试验参考。

北京东部地区非饱和粉砂层原位直剪试验成果分析

对北京东部地区典型非饱和粉砂层进行原位直接剪切试验,采用最小二乘法拟合得到黏聚力和内摩擦角指标,其内摩擦角指标相比于传统地区经验值和室内直接快剪试验值分别提高了11.11%~24.4%、3.01%~17.40%;室内直接快剪试验测得粉砂层的黏聚力为4.8~7.5 kPa,而原位直剪试验测得该值最高达9.5 kPa。研究成果为该地区非饱和砂土层的剪切指标参数优化提供了试验支撑,节约了基坑支护造价,为实现工程建设全过程绿色建造提供了可能。

强风化云母石英片岩原位直剪试验研究

强风化片岩难以采取原状试样开展室内试验获取岩体力学强度参数,原位直剪试验是获取强风化片岩抗剪强度参数的可靠途径。原位直剪试验研究表明,强风化片岩整体呈弹塑性破坏特征,在抗剪断强度达到峰值后,剪切位移急剧增大,剪应力未出现陡降,即残余强度效应不明显。同时,强风化片岩抗剪断内摩擦角呈显著的各向异性,随预设剪切面与层理面夹角的增大而增大,当夹角为零即沿层理面剪切时内摩擦角值最小;强风化片岩的黏聚力与剪切方向相关性不明显,主要受岩体内石英、云母等矿物成分含量的高低影响。基于原位直剪试验成果,开展强风化片岩高边坡防护工程优化设计的成功实践表明,加大勘察成本投入,通过原位试验获取可靠的抗剪强度参数,可保证高边坡支护设计方案的安全性和经济性。

虎跳峡工程区松散堆积体原位直剪试验研究

松散堆积体型斜坡在虎跳峡工程区河段两岸普遍发育,研究其剪切强度对于此类库岸斜坡的稳定性评价具有重要意义。作者设计了堆载式加荷直剪试验方法,并经野外大面积现场试验,获得了堆积体直剪时的剪应力-应变关系曲线,对堆积体的剪切强度性质进行了相应的理论分析,同时为工程区堆积体稳定性评价提供了可参考的c、φ值。

黄河二级阶地洪积碎石土原位直剪试验

给出了黄河二级阶地洪积碎石土的抗剪强度指标c,φ值,并结合残余剪试验给出了黄河二级阶地洪积碎石土的残余抗剪强度指标.结果表明:该洪积碎石土的抗剪强度主要由内摩擦角提供,粘聚力很小,峰值破坏后粘聚力完全消失且内磨擦角减小.对竖向位移记录的分析表明:该洪积碎石土具有明显的剪胀现象,并且剪胀形变随着进一步的剪滑变形而消失.所得抗剪强度指标对黄河两岸建筑工程边坡支护及基础设计具有重要的参考价值.

大型原位直剪试验设备改进研制与应用

大型原位直剪试验的试样尺寸大,对土体扰动小,是获取岩土体强度参数的有效方法。中国科学院武汉岩土力学研究所在参考室内、现场两用大型直剪仪后,又改进研制了一套大型原位剪切设备。与传统原位直剪设备不同,该设备采用上、下两个刚性剪切盒,可完成尺寸为50 cm×50 cm×41 cm,最大粒径为5 cm的原位土体试样的剪切试验。该直剪设备组装方便,采用高精度传感器可自动采集数据,更适合于复杂的现场试验环境。介绍了该设备的结构组成、工作原理、技术优点。结合实例详细介绍了大型原位直剪试验的试验方法及注意事项。将此大型原位直剪设备应用于向家坝库区两个滑坡现场试验,得到了滑坡滑带、滑体的原位抗剪强度参数,分析了不同试样大型原位直剪试验剪切曲线的特点,进一步论证了该直剪设备的优良工作性能。

大型堆积体原位直剪试验研究及三维稳定性分析

通过对一大型堆积体边坡进行原位直剪试验,发现剪切过程中部分位于剪切面上的超粒径颗粒被剪断或棱角处发生破碎,造成剪切位移有"跳跃"和剪切力突变现象;由于含石量的不同,堆积体内部剪切面起伏差大于基-覆界面剪切面起伏差;在堆积体内部直剪试验曲线中,剪应力达到最大值后进入塑性屈服阶段,基-覆界面处直剪试验曲线在达到峰值之后有一定的应力降,表现出一定的应变软化特性;基-覆界面的抗剪强度明显低于堆积体内部的抗剪强度。在对堆积体抗剪强度参数研究的基础上,考虑堆积体边坡的三维空间效应,采用有限差分强度折减法对其在自然状态、正常蓄水位、正常蓄水位+地震等工况下进行了三维稳定性分析评价,并得到了不同工况下堆积体边坡潜在三维滑体的空间轮廓。

原位直剪试验中岩体弹性模量求取方法探讨

对利用原位直剪试验法向压缩变形曲线求取弹性模量的两种传统方法进行了分析和探讨,认为利用压缩曲线法和间接现场荷载试验法的经验公式计算出的结果均小于实际值。提出了一种新的利用原位直剪压缩曲线求取弹性模量的综合方法,同时采用3种方法求取了岭澳3期工程强风化角岩的弹性模量。分析表明,原位直剪试验压缩曲线综合法求得的弹性模量为压缩曲线法与间接现场荷载法取值之和,其计算原理与直剪试验法向加载时力学变形机制一致,计算值更接近于真实值,有效地解决了边坡岩体变形稳定性分析中弹性模量取值问题。

某核电站强风化花岗岩原位直剪试验研究

强风化花岗岩在某核电站厂址区普遍发育,研究其剪切强度对于核岛边坡及常规岛地基的稳定性评价具有重要意义。由于该岩体风化不均匀,常夹有中等风化及微风化较硬夹层或球状风化体,扰动后即碎裂,现场取样和室内试样的难度较大,而且目前进行岩体强度参数反分析的资料相对匮乏。本文作者通过设计堆载式加荷直剪试验方法,并经野外大量现场试验,获得了强风化花岗岩原位直剪的剪应力—应变关系曲线,对强风化花岗岩的剪切强度性质进行了相应的理论分析,为工程区强风化花岗岩设计输入提供了可参考的c、φ值,保证了工程的可靠性,也避免过于保守,并为类似工程积累了经验。

南水北调穿黄工程黄土原位直剪试验研究

利用应变控制式直剪仪对南水北调穿黄工程南岸黄土进行了现场原位直剪试验。通过对现场试样的直剪试验,研究在不同垂直压力下土样的抗剪强度,根据一组试样的抗剪强度与垂直压力关系确定强度包线,从而求出抗剪强度参数c,φ。同时对每个试块的剪切面进行现场密度、含水率试验,进而分析得到了该地区黄土在不同密度、含水率下的力学指标。该试验为穿黄工程以及该地区的相关工程的设计和施工提供了较为真实可靠的抗剪强度指标。

滑坡滑带土原位直剪试验应用研究

通过分析滑坡原位直剪试验原理以及滑坡抗剪强度参数特性,结合千将坪滑坡原位直剪试验,明确了滑坡原位直剪试验合理试样尺寸大小,指出了滑坡滑带土原位直剪试验数据物理力学意义及与试验点选择部位之间的关系。

原位大剪试验与室内剪切试验的对比探讨

通过现场原位大剪和室内剪切试验,研究在相同状态不同试验条件下,土体的抗剪强度(C,φ)在何种条件、何种试验方法下测定更接近土体的实际理论值,数据更安全可靠。

都龙锡矿排土场松散岩土体原位直剪试验研究

介绍了都龙锡矿排土场主要是由采场爆破的岩石堆排而成,通过现场原位直剪试验,获得了排土场松散岩土体直接剪切时的剪应力-水平位移关系曲线,为矿山排土场边坡稳定性评价提供了较为真实的抗剪强度参数。

丹江口大坝后期加高工程现场原位抗剪试验研究

介绍了丹江口大坝后期加高现场原位抗剪试验研究成果，内容包括：法向应力与峰值抗剪强度的关系；法向应力与残余抗剪强度的关系；法向应力与摩擦抗剪强度的关系；两种水泥混凝土剪切变形特性；剪切面特征及描述。研究成果为设计提供了新老混凝土结合面的抗剪参数，为抗滑移稳定性分析提供了依据，同时论证了大坝加高采用贴坡嵌固的施工方案的可行性。

基于原位直剪试验的岩土体力学特性研究

岩土体力学参数是分析露天开采矿井边坡稳定的必要基础数据,原位直剪试验是获取岩土体可靠力学参数的重要方法。以内蒙古白云鄂博西矿露天边坡为工程背景,提出一种改进的原位直剪试验装置,即通过将型钢用锚杆锚固于岩土体内为垂直液压千斤顶提供作用反力的方式替代堆载装置,开展矿区典型岩土体力学特性研究。结果表明:不同区域及类型的岩土体,其内聚力的偏差较内摩擦角更大;岩土体的微观构造及宏观结构显著地影响着岩土体力学特性与剪切面破坏形态;这种改进的原位直剪试验装置在实际操作中是切实可行的,可为矿区边坡稳定性计算分析提供重要的参考依据。

名山组泥岩顺层边坡原位直剪试验及开挖模拟

为研究川西名山组泥岩顺层边坡在坡脚开挖后的卸荷特征,通过原位直剪试验获取了名山组泥岩的岩体破坏及强度特征,并进一步采用有限元模拟分析了坡脚开挖后顺层边坡的卸荷松动特征。结果表明:名山组泥岩的剪切破坏可分为弹性受荷阶段、裂缝发展阶段和剪切面贯通后阶段;岩体结构面强度显著低于岩石,且强度曲线特征受上覆荷载影响较大;岩石的应变软化特征较结构面更为显著,剪切面贯通后强度急剧衰减,且降幅远高于结构面;坡脚开挖卸荷后,顺层边坡的卸荷松动区主要分布于基覆界面、风化界面和临空面附近的岩层层面处,卸荷深度与切层厚度线性正相关;设计采用的边坡防护方案能有效控制位移及应力,桩前土体开挖时需注意信息化施工。

原位直剪试验在水(船)闸工程中的应用

介绍雁洲水(船)闸工程原位地基土与混凝土底板、复合地基与混凝土底板、搅拌桩体与混凝土底板的现场原位直剪试验和成果分析方法。原位直剪试验不仅为水(船)闸工程抗滑稳定复核计算提供了合理的抗剪强度指标,而且反映出桩间淤泥质土抗剪强度有明显提高。建议软土地区积极推广应用现场原位直剪试验,积累桩间土的原位试验指标,为优化复合地基处理设计提供充分依据。