黄土质偏压隧道施工工艺

黄土质公路单线偏压隧道由于围岩松散 ,压力不均匀 ,施工难度较大。往往由于施工方法不当 ,技术不全面 ,引起大规模的坍塌 ,甚至坍塌至地表 ,有时还会造成山体滑动等现象。结合汕 (头 )～梅 (州 )高速公路左线竹子寮隧道施工实践 ,对引起隧道偏压的原因进行分析 。

晋中市黄土质褐土性土养分动态变化研究

通过对晋中市黄土质褐土性土耕多姜立黄土和耕二合立黄土2个土种进行长期定位,研究其养分变化规律。结果表明,不同土种土壤养分性质不同,耕多姜立黄土土种的土壤有机质、全氮含量略高于耕二合立黄土土种;有效磷含量略低于耕二合立黄土土种;速效钾明显高于耕二合立黄土土种。人为施肥活动对土壤养分有明显的影响,在农业生产实践中,应根据不同土种性质进行配方施肥,强化农田基本建设,从而有效培肥地力,起到藏粮于土的作用。

锚杆喷射混凝土在黄土质边坡支护中的应用

通过对陕西某黄土质边坡的支护,概述了锚杆喷射混凝土的设计计算及施工技术应用,以及工程完成后的工程质量检验监测。

黄土质软弱围岩隧道的施工工艺研究

在黄土质软弱围岩隧道工程施工中,首先应详细了解黄土质的地质特性,然后针对根据具体情况进行施工。同时施工中,在确保安全的情况下,以最大限度、最大效益的原则下,保证机械作业的得到最大化的效率,不断地完善和改进施工中的方案,从而确保施工的质量,保证工程顺利竣工。

胶济客运专线青州取直段黄土质粉质黏土的特殊性及工程对策

胶济客运专线青州取直段的第四系冲积成因湿陷性黄土质粉质黏土具有分布不连续,且在地表一定深度范围内承载力低,湿陷差异性大等特点;只有采用综合勘察手段,查明黄土质粉质黏土的空间分布范围及其湿陷特性,才能提供合理、有效的工程处理措施对策,防止路基产生不均匀沉降。提出了灰土挤密桩加固、强夯加固的工程措施。

靖边Q_(3)砂质黄土湿陷特征及其微观机制研究

沙漠-黄土高原过渡带的砂质黄土遇水后会产生明显的湿陷变形,广泛分布于陕北靖边的长庆油田工程遭受砂质黄土湿陷危害严重,揭示砂质黄土湿陷特性及湿陷机制是长庆油田工程建设迫切需求。为此,以陕北靖边沙漠-黄土高原过渡区Q_3砂质黄土为研究对象,通过室内基本物理性质、X射线衍射和湿陷试验,研究砂质黄土基本物理特性和物质组成,厘清湿陷特性、影响因素及其规律。在此基础上,通过扫描电子显微镜试验和孔隙及裂隙图像识别分析手段,探究砂质黄土湿陷前后的微观结构,孔隙大小分布、方向频率及丰度变化,从微观角度揭示砂质黄土湿陷机制。研究表明:靖边Q_(3)砂质黄土具有湿陷性,且湿陷系数随着轴向压力的增加先增加后减小,随着干密度、含水率的增加而逐渐减小,轴向压力为150 kPa时湿陷系数达到峰值;靖边Q_(3)砂质黄土以石英、钠长石、白云母以及方解石为主,颗粒形态多以棱角状亦或次棱角状为主,具有架空排列结构和架空孔隙,以点-点接触为主,黏粒胶结物多分布在骨架颗粒接触处。靖边Q_(3)砂质黄土的架空孔隙结构崩塌是砂质黄土湿陷变形的本质,为湿陷提供主要空间,黏粒胶结物包裹少量碎屑颗粒形成的凝块结构产生的沉降变形为砂质黄土湿陷变形提供了增量。研究成果为长庆油气田工程建设区砂质黄土湿陷性评价提供了数据依据。

基于响应面法的砂质黄土路堑高边坡稳定性研究

为给砂质黄土路堑高边坡设计提供参考,以甘肃某山区砂质黄土路堑高边坡为工程依托,采用强度折减法研究坡高、坡率和台阶高度对边坡安全系数的影响规律,在此基础上采用响应面法,以边坡安全系数为基准对黄土路堑高边坡坡形进行优化设计。研究结果表明:边坡稳定安全系数(F S)与单级坡高呈负相关关系,与单级坡率、台阶宽度呈正相关关系;坡形参数对边坡F S影响程度为:台阶宽度>单级坡高>单级坡率;基于回归模型方程给出的数值解得到不同坡高(H)条件下的最优坡形设计方案。研究结果可为西北砂质黄土高边坡稳定性设计和针对性治理提供理论基础。

浅埋黏质黄土隧道变形控制机制及措施研究

为弥补当前超长管棚研究经验及模拟精度的不足,以黏质黄土地层中高铁隧道下穿运营铁路的变形控制方法为研究对象,针对以超长管棚+临时仰拱组成的“纵横支撑”体系的结构受力特征和变形规律开展研究。首先,采用实体单元进行超长管棚的精细化建模,分析地层变形及管棚应力分布规律;其次,运用光栅光纤测试技术实时监测管棚纵向应力,揭示隧道开挖对超长管棚纵向应力的影响范围;最后,分析“纵横支撑”体系的作用机制。研究结果表明:1)整体性好的超长管棚将竖向应力沿纵向大范围转移,减少了掌子面附近钢架应力;2)临时仰拱与开挖后的支护结构形成闭环结构,提升了钢架整体承载能力,有效控制了黄土隧道的变形;3)管棚和支护结构形成的纵横支撑体系中,管棚的最小距离应大于2倍掌子面到支护结构闭合的距离;4)隧道开挖对超长管棚纵向应力的影响范围为掌子面前30 m至后20 m,强影响范围为掌子面前方10 m至掌子面后方5 m,管棚的长度越大,其承载效果越好。

冻融循环作用下砂质黄土强度劣化特性及影响因素研究

为揭示砂质黄土在冻融循环作用下的强度特性,以榆林子洲某地砂黄土为研究对象,对其进行不同初始条件的冻融循环试验,并测定土体冻融后的三轴剪切强度。结果表明:砂黄土冻融后表面出现明显的结构破坏现象;土体粘聚力随着冻融循环次数增加先减小然后有所回升,土体冻融后的粘聚力随初始含水率的增加而减小,冻结温度对不同含水率土体粘聚力的影响不同;土体内摩擦角在冻融循环作用下有所减小,总体下降量不大;土体强度下降主要受粘聚力劣化影响;高含水率极端低温冻结及低含水率较高温冻结均加速了冻融循环作用对土体强度的破坏。

基于PFEM法的黄土地基振杆密实过程大变形分析

采用粒子有限元方法(PFEM)及结构性土的本构模型,对振杆密实法加固砂质黄土地基的大变形过程进行了数值模拟研究,分析了振杆贯入过程中周围土体的位移场、应力场、速度场以及塑性体应变等分布规律,揭示了砂质黄土地基深层振动密实机理.结果表明:现场实测和数值模拟获得的地面垂直振动速度峰值变化趋势较为一致,验证了粒子有限元方法的可靠性;垂直激振的振杆能够同时引起土体垂直方向和水平方向上位移场、应力场和速度场的变化;在距振源水平距离5R(R为振杆半径)范围内,土颗粒以半梭形向外扩展并趋于密实,同时水平应力大幅增加并产生预压效果;以塑性体应变作为加固范围的评价标准,结果表明土体径向加固范围随振杆贯入深度增加而略有增大,最大径向加固范围约为3.2R,且振杆底端以下1R~2R范围亦有密实效果.

不良地质下隧道出口段穿越浅层溜塌体的施工措施分析

为保证砂质黄土地质下的隧道施工安全,结合某地砂质黄土隧道穿越洞口段的溜塌体治理工程实践,通过应用微台阶开挖、护拱暗挖、水平旋喷桩超前预加固、抗滑桩稳定坡脚等方式,保证隧道稳定并快速通过溜塌体区段,施工期间隧道未发生溜塌等问题,工程实施质量良好,可供同类工程参考。

砂质黄土土–水特征曲线的试验研究

针对取自浩吉铁路阳城隧道的砂质黄土土样,采用张力计法、滤纸法和露点水势仪(WP4C)法,得到了宽广吸力范围内不同干密度砂质黄土的土–水特征曲线(SWCC)。采用vanGenuchten模型对SWCC试验结果进行拟合,确定其进气值。基于扫描电镜试验,对不同干密度和含水率砂质黄土的微观孔隙结构进行了观测,从宏微观角度分析了不同干密度土样SWCC的初始饱和含水率、失水速率以及进气值的变化规律。试验结果表明:砂质黄土的体积含水率随基质吸力的增加逐渐减小;随着干密度增加,土体内部的孔隙结构由较多的架空孔隙转化为较均匀的中等孔隙,初始饱和含水率和失水速率逐渐降低,进气值逐渐增大。

水-力耦合作用下干燥和湿润砂质黄土渗透特性试验研究

为探讨干燥和湿润砂质黄土在水-力耦合作用下的非饱和渗透特性,研制考虑水-力耦合效应的非饱和土渗透系数测量试验装置。针对不同初始含水率的干燥土柱和湿润土柱,采用湿润锋前进法开展一系列一维土柱渗流试验,得到水-力耦合作用下湿润锋、渗透系数与竖向变形的变化规律,并结合扫描电镜试验,揭示其微观机理。结果表明:(1)随入渗时间增大,湿润锋前进速率逐渐减小,并且干燥土柱的湿润锋速率明显小于湿润土柱;(2)轴向压力相同时,湿润土柱的渗透系数函数直线段斜率大于干燥土柱。随着轴向压力增大,两种类型土柱的渗透系数函数直线段斜率均略有减小。渗流稳定后,湿润土柱稳定渗透系数大于干燥土柱;(3)与湿润土柱相比,干燥土柱具有明显的水敏性,湿化后其变形量显著增大。该研究成果对揭示阳城隧道砂质黄土区围岩的渗透及变形机理,指导隧道安全施工具有重要的理论及实际意义。

重粉质黄土淤地筑坝特性研究

试验以陕西省白水县西武村附近流域的黄土作为研究对象,按照土工试验规程（SL237-1999）进行分类、击实、剪切、压缩等各项试验,对试验结果进行了统计分析。分析结果表明,该流域黄土的CU〉5,CC∈（1,3）;小于0.005 mm的土粒、有机质和可溶性盐的百分含量分别为24.5%、2.4%和4.5%;最大干密度ρdmax和最优含水率ω0p的均值μ的95%的置信区间分别为[1.76,1.78]和[15.18,16.36];施加压力接近110 kPa时,曲线出现拐点且压缩系数av等于0.1 MPa^-1是高压缩性和低压缩性的分位点;渗透系数介于8.8×10^-5-3.9×10^-5之间;直剪试验结果表明,该地区土料粘聚力C和内摩擦角φ分别为50.20 kPa和25.96°;而三轴剪切试验结果是：粘聚力C介于48-88 kPa,内摩擦角φ为23.54°。由此得出该地区重粉质壤土粒径分布不均匀且级配良好,是合适的工程填料;能满足水坠坝规范要求;在最优含水率前后,压实质量受含水率的影响敏感性具有同等程度;当压力大于110 kPa,压力增大而土体的体积基本保持不变;该地区重粉质壤土适用于均质坝的防渗土料,也可作为水坠坝的填料;在边坡稳定演算时内摩擦角采用23．54°。

砂粒含量对砂质黄土力学性质影响试验研究

为研究不同砂粒含量对砂质黄土力学特性及其工程地质性质的影响,以吴起砂质黄土为主要研究对象,基于室内渗透试验、压缩试验、三轴剪切试验,研究了不同砂粒含量(30%、35%、40%、45%)对砂质黄土渗透特性、压缩特性及强度特性的影响及其力学机制,所得结果为砂质黄土地区滑塌灾害防治减灾提供了重要的力学参数。试验表明:随着砂粒含量的增加,砂质黄土的渗透性逐渐增大,其孔隙比逐渐增大,可压缩性逐渐增强,抗剪强度逐渐增大;砂粒含量对抗剪强度参数的影响表现为随着砂粒含量的增加其内摩擦角逐渐增大,黏聚力逐渐减小。

函谷关隧道砂质黄土地层支护受力测试分析

研究目的:针对郑西客专函谷关大断面砂质黄土隧道,隧道开挖过程中初期支护受力及变形特点,进行砂质黄土隧道支护合理性的研究,提出有效的支护措施。研究结论:结合函谷关隧道设计施工及科研测试,通过现场支护变形、内力量测,分析总结浅、深埋条件下大断面砂质黄土隧道围岩压力及支护受力特性后得知:对于大断面砂质黄土隧道,采用大刚度型钢钢架,结合网喷微纤维混凝土等初期支护措施,是控制土体变形、保证施工安全的有效措施。

基于湿润锋前进法的不同应力状态砂质黄土土柱渗流试验

由于试验装置的局限性,非饱和土渗透特性的研究大多未考虑应力对渗透系数的影响。为探讨水-力耦合作用下砂质黄土的渗透特性,自主研制了一套水-力耦合试验装置。采用湿润锋前进法探究了不同初始干密度和轴向力对非饱和渗透系数的影响,得到水-力耦合作用下非饱和黄土渗透性和轴向位移的演化规律。结果表明:(1)砂质黄土的渗透系数随基质吸力的增大而减小,在不同测试截面处渗透函数曲线出现分层现象;(2)土体的渗透系数随初始干密度和轴向力增大而减小;(3)随轴向力增大,不同初始干密度土柱的稳定渗透系数趋向一致;(4)砂质黄土具有较大的水敏性,在水-力耦合作用下土体结构破坏,导致湿化前后轴向位移差异较大。

沙漠-黄土高原过渡区砂质黄土强度试验研究

【目的】研究含水率与干密度对砂质黄土强度的影响,揭示土体力学强度与结构强度对沙漠-黄土高原过渡区砂质黄土边坡滑塌的影响。【方法】通过直接剪切试验,分析了砂质黄土含水率(7%,11%,15%和19%)、干密度(1.60,1.65,1.70和1.75 g/cm3)、砂粒质量分数(30%,35%,40%和45%)对抗剪强度及其参数的影响。在此基础上,通过砂质黄土构度试验,分析其结构强度特性规律并建立其与抗剪强度之间的关系,对比分析含水率、土性(砂质黄土、粉质黄土、黏质黄土)对构度的影响。【结果】砂质黄土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随着含水率的增大而逐渐减小,含水率由7%增加到19%时,其黏聚力由5.5 kPa降低至2.0 kPa,内摩擦角由33.22°降低至26.98°。砂质黄土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随着干密度的增大而逐渐增大,干密度由1.60 g/cm3增加到1.75 g/cm3时,其黏聚力由5.5 kPa增加至60.5 kPa,内摩擦角由25.64°增加至26.15°。砂质黄土的抗剪强度、内摩擦角随着砂粒质量分数的增大而逐渐增大,黏聚力随着砂粒质量分数的增大而逐渐减小,砂粒质量分数由30%增加到45%时,其黏聚力由3.82 kPa降低至1.48 kPa,内摩擦角由22.56°增加至25.42°。砂质黄土、粉质黄土、黏质黄土的构度均随着含水率的增加而逐渐降低,含水率由7%增加到19%时砂质黄土构度下降了38.83%,粉质黄土构度下降了84.57%,黏质黄土构度下降了34.89%。随着砂质黄土构度的增加,其抗剪强度也随之增加,亦即结构性越强其抗剪强度越大。【结论】含水率与干密度对砂质黄土剪切强度及结构强度影响较大,应重视因含水率增加或干密度降低使得土体剪切强度及结构强度降低,进而引发黄土滑塌的灾害。

砂质黄土地下车站分幅施工变形规律研究

目前尚无地下车站主体结构分幅施工的先例,也没有此种情况下明确的不均匀沉降控制标准。兰州中川机场地下车站采取主体结构分幅施工,通过调研相关规范与文献,制定该地下车站不均匀沉降控制标准。采用FLAC3D软件,分析不考虑结构顶部回填土和考虑结构顶部回填土2类共7种工况下的地基不均匀沉降变形潜势及车站结构受力情况。结果表明:兰州中川机场地下车站变形潜势可分为安全、单指标预警、双指标预警、临界(一指标达到即可)、超限(一指标达到即可)等5个级别;对不均匀沉降而言,设后浇带左右半幅施工在施工期和长期均有利。对结构受力而言,设后浇带左右半幅施工在施工期有利,但对长期受力不利,推荐采用不设后浇带左右半幅施工方案;砂质黄土条件下地下车站主体结构不同施工工况变形潜势差异明显,左右半幅2种工况分别出现双指标预警和单指标预警的变形潜势等级。

水分渗入含钾离子均质黄土的试验研究

通过室内试验研究结果表明 ,在入渗过程中 ,单位土壤对钾离子的吸附量相等 ;吸附量与参与吸附的土壤总量成正比。当土壤钾离子含量不同时 ,对入渗过程有明显影响。入渗时间相同 。