泥质软岩高边坡湿化稳定性研究

以一实际泥质软岩高边坡为分析对象,通过原状土样的室内试验成果分析了该种土体的特殊力学特性;采用Bishop圆弧滑动法对边坡在天然状态、残余强度状态、湿化状态下的整体稳定性进行了计算;根据试验得到的Duncan模型参数对边坡在不同应力状态下的非线性应力-应变特征进行了有限元分析;并在不改变模型参数和计算方法的前提下对加固后的边坡进行了相应的计算,所得出的结果与边坡实际运行状态吻合,表明泥质软岩边坡的设计与分析必须考虑水的入渗和卸荷松弛所导致的土体强度的衰减。

泥质软岩蠕变机制研究

在分析已有岩石蠕变机制研究成果的基础上,以南宁盆地泥岩为研究对象,进行一系列单轴压缩无侧限蠕变试验和有侧限蠕变试验来分析泥岩的蠕变特性,配合扫描电镜,着重分析泥岩蠕变过程中细观和微观结构的变化并提出岩石的蠕变机制,即岩石的蠕变是岩石损伤效应与硬化效应共同作用的结果。通过构建蠕变、损伤及硬化综合曲线说明蠕变3个阶段的形成机制:第一阶段硬化效应强于损伤效应,蠕变规律主要服从于硬化效应的衰减变化规律;第二阶段损伤效应强于硬化效应,蠕变规律主要服从于损伤效应的等速变化规律;第三加速蠕变阶段的硬化效应已不显现,蠕变规律服从损伤效应的加速变化规律。泥质软岩的蠕变机制与金属材料蠕变机制在蠕变参与对象及机制方面不同。

弱胶结泥质软岩的三向压缩损伤特性

针对西部矿区弱胶结软岩在复杂应力状态下的损伤行为,采用三轴压缩试验和等效应变原理,得到泥岩在三轴压缩下损伤变量的演化规律.基于weibull分布,引入修正系数λ建立可考虑泥岩残余阶段变形的统计损伤本构模型.结果分析表明:在三轴压缩下损伤变量呈先减小后增大的变化趋势,损伤演化过程没有水平段,表明受压时泥岩没有实际意义上的线弹性阶段;损伤变量减增变化的转折点恰好为全应力-应变曲线的屈服点和残余阶段起始点,说明该类泥岩的破坏起始于屈服点;当围压<3MPa时,损伤起始点随围压增大而后移,当围压>3MPa时,损伤初始点有前移的趋势,高围压下泥岩的峰前塑性提高,产生整体塑性剪切破坏;本构模型能够较准确地描述泥岩破坏的三阶段.

基于自预应力锚固法的泥质软岩边坡加固设计与分析

根据河南省某泥质软岩路堑边坡的具体工程地质情况,分析了其滑坡的机理,且针对泥质软岩遇水膨胀的性质,设计了以自预应力锚杆为基础的加固方案。采用快速拉格朗日有限差分数值模拟方法,对加固前后路堑边坡的稳定性进行了对比分析。数值计算和现场监测结果均显示自预应力锚杆发挥了良好的性能,加固后的坡体稳定性较好,表明该技术方案在类似工程中具有广泛的推广价值。

泥质软岩地基水平抗力系数研究

通过室内水平静载试验和数值模拟对泥质软岩地基水平抗力系数的比例系数m进行研究,给出m值参考值,并讨论了影响地基岩土m值的因素,研究结果表明:试验所用的南宁盆地第三系泥岩m值取值范围为17～35 MN/m4,桩径大时取小值,埋深大时取大值;用ANSYS模拟水平静载试验,计算出的m值与室内试验值十分接近,可为今后数值计算m值提供参考。经分析m值的影响因素后认为适当增加桩的埋深、控制岩土含水率及提高混凝土的浇灌质量等可以提高m值。

公路路基泥质软岩填料的力学特性研究

结合公路路基对泥质软岩填料的实际应用需求,考察了泥质软岩填料的击实、承载比、直剪和固化性能。结果表明,当P5分别为50%、70%和90%时,泥质软岩填料的最佳含水率分别为9.86%、9.20%和8.74%,对应的最大干密度分别为1.984g/cm^(3)、2.144g/cm^(3)和2.177g/cm^(3),击实后P_(5)为50%、70%和90%的试件的不均匀系数分别增加至26.26、22.11和21.32,级配明显改善;压实度分别为93%、94%和96%的试件的承载比平均值分别为12.1%、18.2%和25.3%;在相同的垂直压力下,压实度更大的泥质软岩填料试件的剪切强度会更大。当轴向应力分别为200kPa、400kPa和800kPa时,浸水后泥质软岩填料试件的湿化变形率分别为1.96%、2.67%和3.00%;浸水后泥质软岩填料试件的湿化变形率会随着轴向压力增加而增大,但是压实度为93%时浸水后泥质软岩填料试件的湿化变形率整体不高。

泥质软岩巷道围岩成分微观分析

林南仓矿-650m巷道发生了严重的变形与破坏,为了设计合理的修复支护方案;通过对破坏巷道地段的泥质软岩进行了微观的物理实验,即对该巷道围岩的成分进行扫描电镜实验、X射线衍射实验以及透射电镜实验。通过实验分析出围岩具体的物理化学性质,为巷道的修复提供了重要的围岩信息。

泥质软岩水平抗力比例系数m值现场试验研究

根据收集到的广西南宁盆地泥岩抗滑灌注桩6组现场水平静载试验资料,利用现场试验数据反算泥岩的地基水平抗力系数的比例系数m值,得到强风化泥岩的m值取值范围为12~63 MN/m4,平均值为30.5 MN/m4。在计算过程中,对小位移的抗滑灌注桩计算m值时的荷载和位移取值进行了讨论,结论为小位移的抗滑灌注桩m值取临界荷载对应的位移进行计算时m值偏大,应适当降低m值对应的位移。

循环剪切作用下泥质软岩本构模型研究

库区微震频发现象使泥质软岩受循环剪切动力作用。基于分数阶西原模型,将Able黏壶进行改进,获得相应条件下的本构模型,并通过泥质软岩试样循环剪切试验对该本构模型进行了验证。研究表明:(1)原有分数阶西原本构模型可归纳为本模型正弦函数(循环作用)为零时的特殊解;(2)模型表现出较好的适用性(R^(2)∈(0.96,0.98)),且方程曲线具备试验曲线的“单双拐点”特征;(3)模型主要影响因素为分数阶阶数n,其中稳定型方程n∈(0,0.6)、破坏型方程n∈(0.6,1.0);(4)随n的增加,抗剪模量G与黏滞系数η大致呈现降低趋势,可较好反映宏观现象;(5)从参数扰动的角度解释了以往文献出现的η随n增加可能表现出的无规律波动现象。研究成果可为微震条件下含泥质软岩边坡长期稳定性控制提供理论参考。

浸水时程对坝体泥质软岩工程特性的影响

为了研究龙羊峡水库大坝工程中泥质软岩的工程特性,对原状软岩试样开展崩解试验和力学测试。首先通过不同浸水时间的结构状态监测研究泥岩崩解规律,然后对不同浸水时程的试样进行三轴压缩试验,得到不同围压下软岩应力应变关系曲线。结果表明:在0~4 h的浸水时间范围内,泥质软岩结构出现明显的崩解现象,且崩解程度随时间增长而加重;不同固结围压下软岩应力应变关系曲线为应变硬化型;通过对比不同浸水时程下软岩的抗剪强度指标发现,泥质软岩的软化程度随浸水时间增长有明显升高趋势,软化系数与浸水时间保持对数增长关系。

泥质软岩隧道穿越富水断层带初期支护变形侵限机理及处治对策

南广高铁泥质软岩北岭山隧道出口端穿越F_(10)富水断层带,发生严重初期支护变形侵限,现场采取一系列处治措施但未有成效。针对此情况,文章首先分析了初期支护变形侵限演化全过程及隧道宏观表征,随后从不良地质、地下水与泥岩耦合循环作用、隧道结构、原设计与施工方案四个方面对初期支护侵限原因展开分析,并结合灾变期监控量测实测数据,对穿越富水断层隧道初期支护侵限机理展开进一步挖掘,最后在掌握初期支护侵限机理的基础上,提出切实可行的北岭山隧道穿越富水断层初期支护侵限"洞内+洞外"综合处治方案,并基于数值模拟对处治方案的关键——换拱环节进行计算,获取最优换拱参数。采用此处治方案后,隧道出口端成功穿越富水断层带,该研究思路及处治对策能够为隧道穿越富水断层带初期支护变形侵限提供理论及现场实际借鉴。

泥质软岩弃渣路基填料工程特性研究

利用泥质软岩弃渣填筑路基,既可解决道路建设填料匮乏的问题,又可减少对耕地的占用,符合我国可持续发展、绿色发展的交通建设理念。但是,泥质软岩强度低、风化程度高、遇水易崩解的复杂特性导致道路病害频发。依托具体工程,采用室内试验、现场试验相结合的方法对重庆地区粉砂质泥岩的工程特性展开研究,结果表明:水和击实功对泥质软岩弃渣级配影响较大,建议采用压实后P5含量作为填料控制指标,取值范围宜为50%~55%;泥质软岩弃渣的压实效果和承载比均能满足现有规范对路堤、路床填料的质量要求,在断面形式和防排水设计合理的情况下,可用于整个路基的填筑;结合现场试验结果,明确了泥质软岩弃渣填筑路基的松铺厚度、碾压遍数等施工参数。以上研究成果为泥质软岩弃渣填筑路基的设计提供可靠依据,具体的路堤断面形式及防湿化变形设计有待进一步研究。

采空区下泥质软岩巷道底鼓机理与联合支护技术研究

针对采空区下近距离泥质软岩大巷存在底鼓严重、巷道维护困难等问题,分析了巷道围岩失稳的主要因素,基于Mohr-Coulomb强度准则,利用反演法得到地应力场的分布特征;采用研究平面应变问题的方法,确定巷道与煤层间的扰动尺度;根据矿井首采区1煤集中大巷的实际情况,对巷道底鼓机理进行分析,明确底鼓类型;基于关键部位支护原理,提出合理的支护方案。数值模拟结果表明,优化后的支护方案使围岩变形和底鼓得到有效控制,围岩完整程度显著提高,保证矿井安全生产。

泥质软岩巷道破坏机理分析与控制技术

新疆拜什塔木铜矿岩体松软,遇水泥化,巷道易发生片帮、底鼓等破坏,返修率高达70%以上.为实现软岩巷道安全高效支护,通过调研并分析了巷道破坏形式,开展了巷道岩体力学参数与水理性质测试,揭示了泥质软岩巷道破坏机理,提出以树脂锚杆+钢筋网+喷射混凝土为核心的主动定向支护新方法,并在考虑围岩质量、巷道断面、应力环境、服务年限的基础上,形成了破碎软岩巷道分区、分级、分时支护方案.新支护方案应用后,巷道平均变形量降低20%,变形速率由原来的3.3 mm/d降低至0.6 mm/d,大大降低返修项成本,巷道掘进成本降低14%,经济效益显著.拜什塔木铜矿软岩巷道采用分区、分级、分时支护方案,巷道稳定性显著提高,大大降低巷道维护成本,确保了矿山安全生产.

一种泥质软岩隧道纳米硅溶胶-铝酸盐水泥复合浆材设计及性能优化分析

针对泥质软岩隧道注浆加固需求以及常用单一浆材性能存在的弊端,将纳米硅溶胶和铝酸盐水泥作为主剂,按照硅溶胶∶水∶铝酸盐水泥为100 mL∶100 mL∶120 g的基本配比组成复合注浆材料进行研究。初期研究发现,简单将纳米硅溶胶与铝酸盐水泥复合会导致结石率低且结石体存在裂缝等问题。针对结石率问题,选取硅酸钠和硅酸盐水泥,研究各自掺量对结石率、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律,在满足结石率达到100%的前提下,以3 d抗压强度为主、凝胶时间为辅,综合得出硅酸钠为提高结石率的优选外加剂,推荐掺量为铝酸盐水泥的1%。然后,将硅酸钠掺量1%作为常规配比用于后续试验。针对开裂问题,选取硅灰、氧化镁、氧化钙和可再分散乳胶粉,研究各自掺量对裂缝、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律。在满足裂缝得到完全治理的前提下,以3 d抗压强度和凝胶时间为参考依据,得出氧化镁为防治开裂的优选外加剂,推荐掺量为铝酸盐水泥的0.6%。最后,基于界面过渡区理论,评估优化浆材对滇中引水香炉山隧洞泥岩的加固效果。结果表明,岩-浆界面过渡区宽度平均仅88.6μm,显微硬度下降幅度较小,岩-浆结合处微结构较紧固。

泥质软岩填筑路基施工技术

近些年来随着社会经济的不断发展,对公路施工有了更高的要求。由于资源不断减少,因此需要在各个方面对资源节约使用,保证资源的可持续发展。泥质软岩填筑路基施工就是对资源的再利用,在后续控制阶段必须注意提升施工质量,掌握泥质软岩具体施工技术的要求。由于施工技术本身比较特殊,在后续干预阶段必须了解技术的特点,保证道路的质量。在本次研究中将以泥质软岩路基施工的要求为基准,结合实际情况,对具体施工技术进行分析。

引江济淮试验工程泥质软岩崩解性与强度关系研究

泥质软岩的崩解特性和强度均受含水率变化的影响,是边坡长期稳定性重要影响因素。本文以引江济淮试验工程为依托,通过耐崩解试验和点荷载强度试验,研究泥质软岩的耐崩解性、强度与含水率的相关规律。研究成果为泥质软岩边坡设计提供了新的思路。

泥质软岩上覆砂卵石地层旋挖钻孔灌注桩施工技术

旋挖钻孔灌注桩施工工艺被广泛应用于桩基工程中,但是在不同的地质条件下采用的旋挖配套措施往往不同。针对泥质软岩上覆富水砂卵石地层,采用振动锤埋设长短结合、内外层结合的组合式钢护筒进行护壁,可以解决在该类地层中成孔时易发生的孔壁坍塌、流砂等事故,有利于降低成本、保证工期和工程质量。该套施工方法实用性强、成本可控。

泥质软岩嵌岩桩竖向承载力探讨

1 问题的提出 泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，统称泥质软岩，在我国华东地区普遍存在，在长沙及其周边地区广泛分布且埋藏较浅，视阶地的不同一般埋深5-20m，强风化层较薄(1-3m)，中风化层较厚(10-15m)长沙地区高层建筑甚至一般的多层建筑也常采用泥质软件岩中风化层为大直径人工挖孔灌注柱的持力层。 结构工程师在设计大直径泥质软岩嵌岩桩时，一般根据项目场地的岩土工程勘察报告所提供的泥……