深厚强风化花岗岩层旁压试验关键技术探究

为了有效计算深厚强风化花岗岩层的地基承载力,本次研究过程分析了旁压试验的原理和关键技术,在其基础上获取此类地基的旁压模量,再计算地基承载力特征值,并且与室内土工试验的测试结果进行对比。结果显示,旁压试验求出的地基承载力特征值、地基变形模量明显高于室内土工试验,能够更好地反映深厚强风化花岗岩层的地质特点。

富水强风化花岗岩公路隧道壁后注浆堵水补强试验研究

以富水强风化花岗岩公路隧道初期支护施作后混凝土开裂渗漏为工程背景,根据相关文献资料和工程局部注浆加固技术应用经验为基础,开展了隧道局部注浆加固堵漏试验,设计了5组双液浆材料配比工况,通过施工准备、注浆加固和异常情况处置,对注浆加固后的止水效果进行了检验。结果表明:注浆压力为3 MPa,浆液材料配比采用水泥∶水∶水玻璃=1∶1∶1.8的双液浆即可满足局部注浆堵漏效果,实际使用效果良好,采用该配比的注浆材料可以实现隧道的快速堵漏,保障隧道的安全掘进。

富水强风化花岗岩隧道突泥涌水治理技术

为保障施工人员安全,确保施工顺利进行,开展云南临沧董家湾隧道富水强风化花岗岩室内试验,结合施工条件分析涌水突泥致灾机理,得出其关键在于降低地下水压、减少围岩含水率以及提高围岩承载能力。提出以超前地质预报、综合降排水、洞内分阶段超前注浆为预防手段,封闭掌子面及施作临时封堵墙、泄压及清理、反压回填、临时仰拱钢架安装、注浆加固为处治措施的涌水突泥防治技术方法,为类似工程灾害防治提供技术参考。

半合式单动双管钻具在强风化花岗岩钻探中的应用

某抽水蓄能电站工程下水库坝址区清水钻探中遇到岩体风化程度剧烈、胶结性差、遇水软化易崩解的强风化花岗岩,岩芯采取率低,通过推广应用那漏水库坝基破碎砂泥岩试验成功的清水取芯工艺——半合式单动双管钻具取芯工艺,解决了强风化花岗岩地层清水钻进岩芯采取率低的问题。

厦门海底隧道强风化花岗岩力学特性研究

厦门海底隧道海域隧道地段存在多处风化深槽,岩体主要为全、强风化花岗岩。由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题。主要通过对天然和重塑强风化花岗岩岩样进行一系列的室内试验,在掌握其基本物理力学特性的基础上,重点对其流固耦合作用下的力学特性进行研究,并建立该类强风化花岗岩的力学模型,通过反演分析对力学模型进行验证。研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用。

强风化花岗岩中嵌岩短桩承载特征原位试验与有限元分析

通过对青岛地区风化岩地基2个工程11根短桩的原位测试及有限元模拟分析,研究嵌岩短桩的承载性状和荷载传递特征。对大直径嵌岩短桩的承载性状进行有限元模拟,探讨长径比、嵌岩深度及基岩强度对嵌岩短桩承载性能的影响。研究结果表明:风化岩地基中的嵌岩短桩极限承载力高,沉降小,能够满足工程需求并具有较高的安全储备;单桩极限承载力随着桩长的增加变化并不显著,表现出极强的端承性状。嵌岩段桩侧摩阻力峰值随长径比的增大逐渐减小,桩顶沉降随长径比增加而增大;不同的嵌岩深度下,桩身轴力衰减的规律基本相同,随嵌岩深度的增加,桩顶沉降逐渐减小,端阻力在承载力中所占比例(Qp/Qu)逐渐减小;桩顶沉降随桩岩刚度比(Ep/Er)的增加而逐渐增大,而端阻分担的荷载比随Ep/Er的减小逐渐增大。

强风化花岗岩弹塑性本构模型研究(Ⅰ):理论模型及参数反演

厦门翔安隧道是国内修建的第一条海底隧道,其相关勘察、设计以及施工经验和工程总结材料将对国内其他海底隧道的建设具有十分重要的借鉴作用。与山岭隧道相比,需要解决的岩体力学与隧道工程结构设计等方面的问题不尽相同,存在不少现行规范未能涵盖而又亟待在设计中予以明确回答的问题。根据厦门翔安海底隧道风化槽强风化花岗岩的室内应力-渗流耦合试验成果,建立了强风化花岗岩的应变硬化的弹塑性模型和黏聚力演化方程,通过反演确定了模型的力学参数。研究表明,提出的应变硬化的弹塑性模型能合理地反映强风化花岗岩的力学特性,其成果具有很好的推广应用价值。

强风化花岗岩作为充填骨料的适应性试验研究

某铅锌银矿为露天转地下开采,采用浅孔留矿法,长年的开采形成大量不规则空区,严重影响矿山安全开采以及残矿的回收,对空区进行充填势在必行。矿山可用的充填骨料有银金矿选厂产出的银金尾砂、铅锌矿选厂产出的铅锌尾砂和矿区地表的强风化花岗岩。强风化花岗岩易挖掘,不需爆破,开挖后呈散状砂砾,含细粉质颗粒较少,需经过破碎筛分。分别对破碎至粒径为-2、-5、-10 mm的强风化花岗岩的级配进行分析,并通过对充填骨料的基础参数测试、充填料浆的流动特性以及强度特性试验等充填骨料的选择试验,依据残矿回采对胶结充填体强度的要求以及矿山的充填能力,最终选择破碎后粒径为-2 mm的地表强风化花岗岩作为充填骨料。

强风化花岗岩动力学参数的试验研究

地震反应分析通常采用等效非线性模型,动剪切模量G和阻尼比λ是该模型的两个重要参数。为研究目前在大型工程建设中遇到越来越多的强风化花岗岩的动力特性,利用固定-自由型共振柱(GDS RCA)对强风化花岗岩的剪切模量和阻尼比进行试验研究。GDS RCA为一种国际上广泛应用的共振柱,具有良好的性能,利用其控制试样的固结围压和孔隙水压力,可以测得试样在不同有效应力状况下的动剪切模量和阻尼比。对比研究不同有效应力下共振频率、动剪切模量和阻尼比随剪应变的变化情况,给出其变化曲线。按照Hadin-Drnevich[1]所提出的双曲线模型,拟合动剪切模量比和阻尼比随剪应变的变化曲线。利用摩擦理论,对试样阻尼的产生机制进行探讨。试验结果表明,随着剪应变的增加,试样系统的共振频率随之减小,试样阻尼比随之增大;试样的动剪切模量和阻尼比皆与试样固结时的有效应力有关,而试样阻尼比也受孔隙水压力的影响。

强风化花岗岩隧道水平旋喷桩预加固效果分析

福州市湖东东路隧道暗挖段穿越砂土状强风化花岗岩地层,地表沉降控制要求高,设计采用水平旋喷桩预加固辅助措施。为指导实际施工、确定施工的监测重点,文章采用三维弹塑性有限元方法,对水平旋喷预加固效果及隧道结构体系位移变化规律进行了研究。结果表明,与无旋喷桩加固工况相比,采用旋喷桩加固后,隧道拱顶的最终沉降值减少了63.45%,掌子面的最终纵向位移值减少了69.6%,掌子面的塑形应变区范围也明显减小。水平旋喷桩预加固措施能够有效地控制变形,加固效果十分明显。

粤西滨海核电厂址强风化花岗岩物理力学特性试验研究

以广东阳江和台山两个典型花岗岩核电厂址为例,定性描述了广东粤西沿海花岗岩的分布及其风化特征,通过进行波速测试、浅层平板载荷试验、原位剪切试验等原位测试,以及常规压缩试验、固结试验等室内试验,系统分析了强风化花岗岩的主要物理与力学性质指标。结果表明:(1)花岗岩受强烈的物理风化和化学风化作用,基岩中的不稳定元素被淋溶、流失,形成了富铝型和富铁型的厚层风化壳,岩层不均匀性特点突出;(2)强风化花岗岩岩体天然含水率和孔隙比变化大,天然重度变化小,压缩性中等;(3)粒度成分对岩石物理性质的影响最大。粒度越大,物性指标越弱。粒度越小,表明岩样越致密,其物性指标越强;(4)波速的大小与岩体风化程度、粒度成分等密切相关;(5)水对强风化花岗岩抗剪强度参数中的凝聚力影响效应比内摩擦角要大,对凝聚力的弱化作用更加明显。其研究结果可为核电工程建设和优化设计提供基础参数。

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。

福建某高速公路隧道强风化花岗岩的旁压试验

旁压试验广泛应用于岩土工程土体参数测试中。根据旁压试验原理与方法,将其运用于福建某高速公路遂道强风化花岗岩原位测试中。试验结果表明:强风化花岗岩强度参数与表层粘性土相当。对于相同性质的岩土层来说,土层的强度指标随深度的增加呈规律性增强。场区内强风化花岗岩具有较高的抵抗水平向变形能力,但其竖向承载能力相对较低。与部分钻孔原位标贯试验成果对比,两种原位测试结果具很好的相关性。

厦门地区砂砾状强风化花岗岩强度与变形特征试验

目的研究砂砾状强风化花岗岩的特殊工程特征，合理确定砂砾状强风化花岗岩承载力和变形指标的大小．方法通过对厦门地区的砂砾状强风化花岗岩进行现场载荷试验、旁压试验与标准贯入试验的对比研究，探讨了承载力和变形模量与标准贯入试验之间的对应关系，建立了砂砾状强风化花岗岩地基土承载力和变形模量与常规原位测试标准贯入试验击数的定量模型，确定了有关模型的参数．结果砂砾状强风化花岗岩地基承载力特征值宜采用标准贯入试验的实测值与地基承载力特征值的对应关系的相关公式确定，试验结果其承载力特征值fak均大于600kPa，地基承载力提高20％以上；变形模量在30～50MPa，而过去提供的变形模量均大于50MPa，工程设计时需引起重视．结论确定砂砾状强风化花岗岩地基承载力和变形模量的方法是可行的．

大管径定向钻穿越强风化花岗岩设计施工探讨

某天然气管道在福建漳州采用水平定向钻穿越龙津溪,穿越管径1 016 m m,穿越地层以全、强风化花岗岩为主,且存在球状风化体。阐述了管道定向钻穿越龙津溪设计及施工中的难点,提出了施工风险控制对策。对整个施工过程中包括导向孔、扩孔、回拖等阶段中所采取的导向孔多次试穿、5级扩孔控制钻机扭矩、控制泥浆压力及流量等措施进行了论述,同时介绍了对防腐层损伤管段的处理。最后针对类似地层定向钻穿越施工给出了建议。

江门隧道强风化花岗岩及旋喷桩桩体物理力学参数研究

江门隧道DK111＋115-210段下穿玉龙湖泄洪道,所处为丘区沟谷地,山势陡峭,隧道洞身基岩为全-强风化花岗岩和微风化花岗岩,裂隙发育,地表水发育,同时存在富水、浅埋、偏压等不利于隧道围岩稳定的特征.隧道主要穿越强风化花岗岩地层.由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题.主要通过对天然强风化花岗岩岩样和旋喷桩桩体进行一系列的室内试验,获得其基本物理力学参数.研究得出表面围岩的粘聚力相对较小,渗透系数较大,不利于隧道稳定.全风化花岗岩地层水平旋喷桩进行预加固效果较好,能很大程度提高地层的力学参数,研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用.

强风化花岗岩抗剪强度参数的模糊决策取值

本文介绍的模糊决策方法是在室内直剪试验、现场水平推挤试验和该岩体抗剪强度参数数据库的基础上,对各种方法的准确性进行评判,进而对强风化花岗岩边坡的岩体抗剪参数进行合理取值。通过较多的方法来获得原始的试验数据,并且对这些数据进行合理的模糊决策取值,较以往采用单一试验或者工程类比方法更加精确合理。

强风化花岗岩隧道洞口段施工安全技术研究

依托金家庄隧道工程,针对强风化花岗岩隧道洞口段施工安全,采用中隔壁(CD)法和三台阶预留核心土法两种施工方法进行数值模拟研究,通过对比分析了两种工况下隧道位移、初期支护结构受力、二次衬砌结构受力。结果表明,采用三台阶预留核心土法施工更为合理。该研究成果可为隧道洞口工程施工提供一定参考。

旁压试验在深厚强风化花岗岩层中的应用

强风化花岗岩地层在以深圳为代表的广东地区广泛分布,其特点为结构性强、埋深较深、层厚较大、刚度大且刚度变化大。由于其结构性强且破碎,在进行岩土工程勘察取样时极易被扰动,导致室内土工试验的结果无法反映岩土体真实的力学性质;由于其刚度大,标准贯入试验无法有效实施;由于其层厚大且刚度变化大,故实际工程中亟需可以测定沿深度连续变化的岩土力学参数的手段。旁压试验是一种适应性强的原位试验方法,可以较好地满足以上要求。本文结合笔者的工程实践,介绍了旁压试验在深圳地区深厚强风化花岗岩层中的应用,并与室内试验等其它手段得到的力学参数进行了对比,结果表明,旁压试验得到的承载力等各项指标均高于室内试验结果。此外,本文还提出了在深厚强风化岩层中进行旁压试验需要注意的事项,供同行参考。

海底强风化花岗岩K0固结三轴试验尺寸效应

为了研究海洋地质条件下土体的尺寸效应及工程特性,采用三轴试验仪器对福建平潭某近海区海底的原状强风化花岗岩开展不同试样尺寸的K0固结三轴不排水剪切试验,分析试样尺寸对强风化花岗岩的应力-应变特性、临界状态线、抗剪强度指标的影响及土体颗粒破碎情况。研究结果表明:不同尺寸试样的应力-应变关系相似;尺寸较小试样的临界状态线斜率小于尺寸较大试样的临界状态线斜率;尺寸较小试样的抗剪强度指标大于尺寸较大试样的抗剪强度指标;颗粒破碎率随着试样尺寸的增大而增大;在工程实践中,应注意尺寸效应。