基于数字化施工的山区公路土石混合弃渣工程尺度参数测定方法研究

为了解决山区公路土石混合弃渣取样代表性和实验结果离散性问题并获取弃渣工程尺度参数。结合数字化施工过程获取弃渣总重量、堆填体积和极限直立高度,提出弃渣工程尺度容重、内摩擦角和黏聚力计算公式,组成山区公路土石混合弃渣工程尺度测定方法体系,并与传统有限尺寸和数量实验测定方法进行比较。研究结果表明:该方法紧密结合施工过程,不用进行额外的取样和实验,且参数取值偏小、稳定性评价结果具有一定保守特征,可以作为传统方法的有益补充。基于数字化施工的山区公路弃渣工程尺度参数测定方法,可以为动态设计、动态评估提供参数支持,也有助于动态施工、规划堆积、施工优化、施工风险管控。

公路建设产生弃土、弃石、弃渣量的预测

拟建公路所经过的地形地貌不同,建设过程中将产生的弃土、弃石、弃渣量差别较大。公路工程在建设过程中产生的弃土、弃石、弃渣量的多少,直接关系到工程造成新增水土流失量的预测和弃渣场的水土保持防治措施的布置。弃渣场的防护是水土保持方案的重要内容之一,若工程建设过程中产生的弃土、弃石、弃渣量的预测不准,将导致水土保持方案新增投资不足,从而影响后续工作的开展。对预测方法作了系统介绍。

山区公路弃渣颗粒组成与休止角的统计分组特征及工程应用

山区公路土石混合弃渣颗粒组成的复杂性和人工堆积特征造成其工程特性难以准确测定和量化分类。利用工程大数据统计分析为量化分类提供标准和界限依据,细化弃渣分类为弃渣工程科学设计及安全防护提供支撑。依托山区高速公路多个核心弃渣场多部位多阶段土石混合弃渣的颗粒组成和天然休止角测量,形成土石混合弃渣基本特征大数据;利用工程数据统计分析山区公路弃渣的颗粒组成与休止角的分组特征,所得主要结论如下:(1)山区公路弃渣具有显著的分组特征,利用粗细比k将弃渣分为土类弃渣(k<0.3)、土石混合弃渣(k为0.3~1.4)和石类弃渣(k>1.4)。(2)山区公路土石混合弃渣细粒占比较低,以粗粒为主。弃渣粗细比为N(0.85,0.338 9)正态分布,休止角为N(37.64,3.057 8)正态分布,土类弃渣休止角<32.6°,土石混合弃渣休止角为32.6°~42.7°,石类弃渣休止角>42.7°,分类及参数建议解决了取样代表性难题和结果离散性问题。(3)根据无黏性土边坡稳定性系数计算公式,结合弃渣分类和不同等级弃渣场安全系数标准,计算得到不同类弃渣控制坡率,土类弃渣控制坡率≤1:2,土石混合弃渣控制坡率≤1:1.75,石类弃渣控制坡率≤1:1.5,经跟踪检验,发现建议坡率下弃渣边坡中长期稳定可以得到有效保障。上述研究可以为山区公路弃渣场动态设计提供基础数据,具有较强的工程类比价值,有利于形成地区经验值。

山区高速公路弃渣体物理力学特性试验研究

公路弃土场是一种特殊的人工堆积体,对其进行稳定性分析与评价需要掌握弃渣体的物理力学指标。文章以厦蓉高速公路水都段典型弃土场弃渣体为研究对象,介绍采用现场试验和室内试验方法,对弃渣体的最大干密度和抗剪强度等参数进行研究。通过研究得到:不同颗粒成分弃渣体的最大干密度不同,但在通常推填方式下,弃渣体的强度指标基本不受压实度控制。

浅谈高速公路弃土(石、渣)场选址及水土保持措施配置

根据高速公路水土流失特点,从弃土(石、渣)场选址及水土保持措施等方面进行探讨研究,为高速公路弃土(石、渣)场水土流失防治提供技术依据.

山区公路土石混填路堤病害处治工程实践

山区公路的建设不可避免的大量采用土石混合料填筑路基的情况。由于土石混合料级配组成、含水状态极不均匀，加之没有针对其的压实标准及检验方法，往往留下了质量隐患。结合工程实际对该种形式路基病害产生的原因进行了分析．采用横向钢花管注浆与垂直土钉来提高路基整体性的处治措施，介绍了设计方案与加固工艺。

镇安抽水蓄能电站弃渣坝材料大型三轴试验研究

根据镇安抽水蓄能电站弃渣坝地质条件和现场实际工况,通过对不同干密度土料开展土工试验,分析了坝体材料各力学参数特性。试验结果表明:随着围压增大,该坝弃渣料的峰值应力相应增大;在低应力情况下,弃渣料的体积缩小,在围压较高时,体积变化增大;弃渣料先出现剪缩,随后变为剪胀,剪胀随着侧压力的增大出现缩小现象,应力-应变关系曲线呈软化型,最终转变为剪缩型;保持围压条件不变,材料的峰值应力在干密度逐渐增大的情况下出现略微增大,但最大体变随着干密度增大出现较明显的减小情况;保持相同围压状态,邓肯-张模型参数对干密度的敏感性大小依次为Kb、k、m、c、Δφ、Rf、φ0、n。相关研究可为以后抽水蓄能电站的弃渣坝设计和后期防护奠定理论基础。

隧道弃碴压实变形规律试验研究

隧道弃渣形成的土石混合体作为路基填料,压实控制比较困难。从湖南省龙永高速公路大坝隧道弃渣填筑体取样,开展土石混填路基压实工艺室内模拟试验。结果表明:1土石混合体压缩曲线整体上呈上凸型,回弹曲线平缓圆滑、均呈微下凹型。第i+1次压缩回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似。超压曲线具有记忆效应。2分级加载比1次加载产生的变形大;循环荷载和加载次数增加,累积总变形和累积塑性变形增大。分级总变形量和分级塑性变形量随加载次数增加而减小,减小率也不断减小。循环荷载较大时,分级弹性变形随加载次数增加而减小。3工地碾压过程中,采用高吨位压路机或者轻重机具组合多次碾压,能有效提高土石混合体的压实度。

西部山区高速公路巨量隧道弃渣综合处治思路的探讨

公路行业传统弃土处治模式处理巨量隧道弃渣,已经不能完全适应"安全、耐久、节约、和谐"的基本设计理念。本文结合工程案例总结了传统弃土处治模式存在的问题,针对高隧道比高速公路项目巨量隧道弃渣,提出了综合处治思路。

含石量对千枚岩土石混合体剪切特性影响的颗粒流数值模拟

以湖北宜巴高速咸池沟大桥下游处渣场中的千枚岩弃渣为研究对象,结合室内大型三轴试验,基于离散元软件PFC 3D,建立了大型三轴剪切试验数值模型,从宏观和细观角度分析了含石量对土石混合体剪切特性的影响以及试样变形破坏的机理。试验结果表明:试样的内摩擦角随含石量的增加而增加,黏聚力则随着含石量的增加呈现出先增加后减小的趋势,在50%含石量处取得最大黏聚力;剪切过程中试样的体应变表现为先剪缩后剪胀,含石量越高,剪胀性越强;从细观尺度上揭示了土石混合体在剪切中变形破坏的机理,初期的剪缩是由于加载板向下移动,试样被压密、高度减小所致,剪切中后期试样中部的颗粒朝向与竖直方向呈约45°的方向向两侧运动,形成两个共轭剪切带,试样在宏观上表现剪胀,随着含石量的增加,试样中部颗粒运动的速度更快,宏观表现出的剪胀性越显著。