软土地层隧道围岩分区初期支护技术研究

软土地层通常具有较低的承载力和较高的压缩性,隧道开挖过程中极易发生变形和坍塌。为了控制围岩的变形和破坏,确保施工安全,提出软土地层隧道围岩分区初期支护技术。通过合理规划围岩压力监测点,采集压力数据;利用简化的锚杆、钢架及岩体结构面,构建初期支护本构模型;计算锚杆与钢架的最佳间距和长度,并以此为依据设计复合支护结构,实现围岩分区初期支护。结果表明:所提方法隧道沉降位移较小、塑性区分布面积较小。体现了支护技术的有效性,具有较好的应用价值。

浅埋软弱围岩隧道掌子面锚杆预加固参数分析

大断面浅埋隧道在软弱围岩中全断面开挖时,隧道掌子面核心土处于短暂稳定或不稳定状态,处理不慎便会造成核心土的失稳,因此采用玻璃纤维锚杆对核心土进行预加固是有必要的。结合格鲁吉亚某隧道工程实例,采用新意法理念,运用FLAC3D有限差分软件,对浅埋软弱围岩隧道全断面开挖时掌子面玻璃纤维锚杆加固长度l(5个工况)和加固密度β(7个工况)进行优化分析,结果表明:随着l或β的增大,目标掌子面挤出位移和拱顶前方位移逐渐减小,目标掌子面拱顶前方应力逐渐趋于原始状态;当l>6 m或β>0.75时,掌子面锚杆对核心土的预加固效果不明显,综合工程的安全性和经济性,取l=8 m、β=0.75较为合理,为类似工程提供了一定的参考依据。

高速公路工程中针对特殊性岩土的特殊化路基设计

针对某高速公路沿线地质条件复杂、环境恶劣,施工段存在大量软弱土层的问题,开展软土路基设计方案研究。根据软土路基的特性和施工环境特点,提出高速公路软土路基设计方案和加固方案。最后对路基进行沉降监测,实测结果表明,碎石桩施工工艺可实现对软土路基的加固处理,且加固措施具有可行性与切实性,软土路基沉降量呈现逐渐减小的变化趋势。

嵌岩深度和加固范围对深厚软土桩基托梁结构的性能影响

以某新建铁路工程为例,基于有限元软件,以钻孔灌注桩桩基嵌入基岩深度(5种嵌岩深度)和桩前旋喷桩加固区范围大小(6种不同排数旋喷桩加固范围)作为控制变量,研究桩基的力学特性和路基面沉降。结果表明:灌注桩桩基的最大水平应力出现在土石界面附近,增加桩基的嵌岩深度和增加桩前旋喷桩排数都可有效降低桩基的水平变形和路基面沉降,桩基嵌岩深度为1D(D为灌注桩直径)或桩前旋喷桩为3排时,变化速率出现由快到慢的拐点。选择桩基长度为16m、桩前旋喷桩为3排的加固方式,具有较好的经济性。

基于火星车牵引性能的石块粒径划分研究

针对简化火星车刚轮与球形石块在混合地形上接触的动力学求解问题,提出了一种基于火星车牵引性能的石块粒径划分模型。石块-软土混合地形上,石块受载沉陷,其运动状态会影响火星车刚轮的牵引性能。依据石块对刚轮牵引性能的影响效果不同,将石块划分为3种类型。根据Bekker承压模型计算刚轮静沉陷,提出刚轮滑动沉陷计算公式和石块沉陷计算公式,根据石块和刚轮沉陷量确定石块类型。最后将滑转率为0.2,0.5,0.7时的3种石块分别代入单轮仿真平台和土槽实验平台进行仿真和实验。结果显示:混合地形上,3种滑转率下的固定石块的仿真和实验结果误差小于5.4%,可移动石块的仿真和实验结果中的挂钩牵引力误差超过126%,散布小石块仿真和实验结果误差小于2%,验证了石块粒径划分模型的有效性。

高压旋喷钢管组合桩的理论计算与应用研究

针对沿海地区深厚软土抛填石工程场地,既有建(构)筑物地基基础长期不均匀沉降严重的问题,在充分考虑周围场地条件,结合抛填石层、深厚软土层各自特征,满足加固处理要求的前提下,提出了一种上部为钢管桩下接高压旋喷桩支承于下覆岩层的组合桩型。通过理论分析、室内模型试验、现场静载试验、数值模拟计算以及工程实例,研究认为:(1)高压旋喷钢管组合桩的竖向承载力主要由水泥旋喷桩体强度控制;(2)随着注浆体厚度的增大,桩的沉降量随之减小,但随着注浆体厚度的持续增大,其缩减幅度也逐渐变小;(3)粗糙度的影响存在一个阈值,其对承载力和位移的影响与土的工程性质有关;(4)随着注浆体水灰比的增大,桩的承载力也随之增大。采用高压旋喷钢管组合桩对既有建筑下深厚软土抛填石场地进行加固处理具有一定的合理性和可行性。

植物对岩土文物的作用及保护技术研究进展

由于人工-自然复合生态系统的不稳定性及保存环境的复杂性,岩土文物长期遭受着生物与非生物因素的威胁,其中,植物对遗址的作用及其保护应用技术一直备受关注。对相关研究成果总结表明,基于植物的新型遗址防护技术以其绿色、可持续和环境兼容等优势在石质古城墙、夯土类遗址等的保护中逐渐成为替代工程类抢救性保护措施,但存在植物对岩土文物作用机理认知不足、研究技术受限、防控新技术应用滞后及其效果不佳、保护遗址植物选种及后期维护较难等问题,致使植物与岩土文物间的辩证关系至今界定不清,极大限制了保护技术的研发。结合我国石窟寺、土遗址保护面临的生物学问题,针对植物保护遗址技术实施的限制因素,作出以下展望:1)厘清植物对岩土文物的损害及保护作用机理;2)构建不同环境下界定植物对岩土文物正负效应的科学评估体系;3)明确植物种内和种间的相互作用以及驱动植物在岩土文物表面建植的关键因子;4)结合全球气候变化,研发岩土文物有害植物的精准防控技术;5)筛选适宜的软覆盖植物种并对其防护效果进行评估;6)研发基于BSC的软覆盖技术,开展环境适应性和保护效果评估。

矿山岩土工程中软土地基处理问题及其对策研究

在矿山岩土工程中,软土地基是一种常见的地质问题,特点是土质松软、水分含量较高,容易发生沉降、变形、液化等地质灾害,对工程的稳定性和安全性构成威胁。因此,软土地基处理技术在矿山岩土工程中具有重要的研究和应用价值。随着矿山开发的不断深入和规模的不断扩大,软土地基处理技术也面临着更为严峻的挑战。本文旨在对矿山岩土工程中的软土地基处理技术进行深入探讨,包括现有的处理方法和技术,存在的问题以及未来的发展方向。

玉米和马铃薯轮作的复配土的有机碳矿化特征

以玉米和马铃薯轮作下的复配土为研究对象,设计砒砂岩与风沙土体积比为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)的4种复配农田(复配土),采用碱液吸收法对复配土有机碳的矿化过程进行研究。结果表明:相同复配比的土壤有机碳含量差异无统计学意义,当季种植玉米和马铃薯的复配土有机碳含量较CK的分别提高了27.27%~46.59%、42.47%~70.57%,除种植玉米的C1外,差异均有统计学意义(P<0.05);培养过程中,复配土有机碳矿化速率呈现急剧下降、缓慢下降、平稳的3个阶段,在培养结束时,均以C3的降幅最大;复配土有机碳累积矿化量随培养时间的延长呈指数形式上升,当季作物和复配比及互作效应均对有机碳累积矿化量影响显著,种植玉米的C1的有机碳累积矿化量较大,种植马铃薯的则C3的较大;复配土有机碳累积矿化率在2种作物间的差异较大,种植玉米的C2和种植马铃薯的C1的有机碳累积矿化率较低;复配土有机碳矿化速率常数与半周转期变化趋势相反,种植玉米的C2和种植马铃薯的C1的有机碳矿化半周转期较大。可见,当季作物和复配比均对复配土有机碳矿化产生了影响,玉米和马铃薯轮作以砒砂岩与风沙土体积比1∶2较适,可作为一种生产实践助推毛乌素沙地的生态化发展。

穿越深厚饱和软土桥墩嵌岩桩偏位原因及处治方案研究

为研究穿越深厚饱和软土桥墩嵌岩桩受地面堆载作用产生偏位的原因并提出处治方案,以某立交项目为背景,采用力矩平衡法和数值模拟相结合法分析饱和软土地基和嵌岩桩的受力,提出桥墩拉索稳固结合支架托换与地基加固结合专用设备顶升托换2种处治方案并进行比选。结果表明:深厚饱和软土地区地面堆载易造成桩基偏位和破坏;采用力矩平衡法分析发现土体滑动面半径越大、堆载越高,桩基剪力越大,在滑动面上多排桩受力不均,会造成桩基偏位并发生渐进性破坏;数值模拟显示,与嵌岩面相切的滑动面稳定性最差,滑动面圆心角约125°,与理论计算结果基本一致,桩基有阻止地基土滑动面剪切破坏的作用,但多排桩的内力和基岩应力分布不均,受力大的桩先行偏位,桩基发生渐进性破坏,进而造成桥墩偏位;拆除桥墩过程中,采用桥墩拉索稳固结合支架托换的处治方案,施工扰动影响小,实施效果较好。

水工建筑岩石地基与软土地基开挖方法探讨

在水工建筑施工中,只有确保基坑施工技术的安全性和可靠性,才能防止基坑坍塌,避免边坡位移、变形等问题。基于此,文章首先分析了水工建筑基坑开挖的常见土质和施工特点,提出当前水工建筑基坑开挖中常见的地基类型为岩石地基与软土地基,进而对水工建筑地基开挖的方法进行探讨,以此为水工建筑的基础施工提供支持。

南山铁矿凹山采矿坑边坡覆土绿化创新实践

凹山采场西南帮地质环境治理结束以后,东帮、北帮裸露边坡亟需覆土绿化治理。对原凹山采场现有的铁路运输资源进行整合利用和改造,新建87 m铁路排土专用线,将和尚桥铁矿高含泥软岩排放到凹山采矿坑东帮、北帮裸露的边坡,再进行绿化,创造了巨大的经济效益和环保效益。

砒砂岩改良风沙土对铵态氮吸附特性影响研究

由于砒砂岩的广泛分布和煤炭资料的开发利用,晋陕蒙接壤区出现了一系列生态环境问题。为恢复区域生态,尝试利用区域内的砒砂岩来改良风沙土,以实现砒砂岩的资源化利用和受损生态系统的修复,本研究设计了风沙土中砒砂岩不同添加比例(0、10%、25%、50%、75%、90%、100%)的改良模式。研究了25℃下不同改良模式对NH+4-N吸附动力学和等温吸附特征的影响,评价了不同模型对改良土壤的适应性,以期为建立合理的氮肥施用指标和提高肥料利用率提供依据。结果表明:相同条件下,砒砂岩对NH+4-N的吸附量大于风沙土;随着砒砂岩添加比例的增加,改良土壤对NH+4-N的吸附量呈线性增加关系。砒砂岩的添加可以显著增加风沙土对NH+4-N的吸附,增加土壤供氮的持续性,提高肥料的有效性。准二级动力学模型可用于拟合改良土壤对NH+4-N的吸附动力学曲线。NH+4-N的等温吸附曲线以Freundlich模型拟合效果更优。各处理对NH+4-N的吸附均为自发过程,且为有利吸附,吸附速率由膜扩散和颗粒内扩散共同控制。

适量砒砂岩改良风沙土的吸水和保水特性

该文研究了不同砒砂岩改良风沙土模式下的土壤入渗特征、饱和导水率和水分特征曲线,分析了不同模型对砒砂岩改良风沙土水分特征曲线的适用性和不同改良模式的土壤水力学特征,以期为评价砒砂岩改良风沙土水力学特性以及筛选合理改良模式提供科学依据。结果表明:砒砂岩可以有效降低风沙土的入渗率和饱和导水率,增加风沙土的饱和含水量和滞留含水量,增强风沙土的持水能力。VGM(m,n)模型可以拟合砒砂岩改良风沙土土壤水分特征曲线。同一改良模式下,土壤的入渗率、饱和导水率和饱和含水量随容重增大呈减小趋势;容积含水量在低吸力段随容重增大逐渐减小,在中高吸力段逐渐增大。砒砂岩和风沙土以25∶75比例混合的复配模式,可以有效改良风沙土的吸水和保水特性,可在实践中推广。

砒砂岩改良风沙土对磷的吸附特性影响研究

【目的】适量砒砂岩能有效改良风沙土的吸水和保水特性,但对于砒砂岩改良风沙土的养分有效性尚不清楚。本文研究了不同用量的砒砂岩改良风沙土对磷吸附特性的影响,以期为评价改良土壤对磷的吸附特性,揭示改良土壤对磷的吸附机理和指导磷肥合理施用提供依据。【方法】本试验设计了砒砂岩和风沙土0∶100(L)、10∶90(LS1)、25∶75(LS2)、50∶50(LS3)、75∶25(LS4)、90∶10(LS5)和100∶0(S)(烘干质量比)7个不同比例的改良模式。研究了在25℃下砒砂岩不同添加量改良风沙土的磷吸附动力学和等温吸附特征,并应用吸附动力学模型和等温吸附模型进行参数拟合,以揭示改良土壤对磷的吸附机理,同时分析了砒砂岩添加比例与改良土壤中磷的最大吸附量的关系。【结果】1)同一初始浓度下,随着吸附时间的延长,改良土壤对磷的吸附量呈增大趋势,24 h后逐渐达到平衡。2)吸附时间一定的情况下,随着磷初始浓度的增大,改良土壤对磷的吸附量逐渐增大,直到接近或达到吸附最大值。3)风沙土对磷的吸附量大于砒砂岩的吸附量,改良土壤中随着砒砂岩添加比例的增加,土壤对磷的吸附量呈减小趋势。4)风沙土、砒砂岩和改良土壤对磷的吸附动力学曲线符合准二级动力学模型。等温吸附曲线以Langmuir模型的拟合效果最优。5)风沙土、砒砂岩和改良土壤对磷的吸附属于均质的单层吸附,由膜扩散和颗粒内扩散共同控制吸附反应速率,吸附机理主要是化学吸附和离子交换。6)改良土壤对磷的最大吸附量随砒砂岩添加比例的增加呈线性减小关系。在生产实践中,可通过测定砒砂岩和风沙土对磷的最大吸附量及风沙土中砒砂岩的添加比例来对改良土壤中磷的最大吸附量进行预测。【结论】砒砂岩可显著减小风沙土对磷的吸附固定,增加施入磷肥的有效性。所以当改良土壤恢复植被以后,磷肥施用初期,砒砂岩添加比例较大的改良土壤中,磷素的肥效较好。但随着植物的生长利用,各改良土壤中吸附磷素的释放效果以及磷肥肥效的持续性有待进一步研究。

砒砂岩与沙混合比例及作物种植季数对复配土壤性质和作物产量的影响

【目的】探讨砒砂岩与沙不同混合比例及作物种植季数对复配土壤理化性状和作物产量的影响,为促进毛乌素沙地土地的可持续利用提供理论依据。【方法】2010-2011年,在陕西省富平县采用二因素随机试验设计,将砒砂岩与沙按不同体积比(1∶1,1∶2,1∶5)混合后,分别于第1季作物(玉米、大豆、马铃薯)和第2季作物(小麦、马铃薯)收获后,对土壤质地、水稳性团聚体含量、有机质含量及作物产量进行测定,分析砒砂岩与沙不同混合比例及作物种植季数对测定指标的影响。【结果】1)随拌沙比例和作物种植季数的增加,复配土壤耕层砂粒比例增加粉粒和黏粒比例减少;随作物种植季数的增加,复配土壤耕层质地趋于砂质化,粉粒和黏粒向土壤下层运移;2)砒砂岩与沙1∶1复配土壤的水稳性团聚体含量明显高于砒砂岩与沙1∶2和1∶5复配土壤;随着作物种植季数的增加土壤有机质含量呈增大趋势,而砒砂岩与沙混合比例对土壤有机质含量的影响不明显;3)砒砂岩与沙混合比例和作物种类对复配土壤作物产量影响明显,总体上表现为1∶2和1∶5复配土壤的作物产量较高。【结论】复配土壤耕层质地随作物种植季数的增加趋于砂质化;砒砂岩与沙1∶1复配土壤具有较高的水稳性团聚体和有机质含量,且随作物种植季数的增加而增大;玉米、大豆和冬小麦适宜在砒砂岩与沙1∶2复配土壤上种植,马铃薯适宜在砒砂岩与沙1∶5复配土壤上种植。

托口水电站河湾地块帷幕灌浆新工艺的施工实践

针对松软岩土层防渗所提出的"自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆"新工艺,在托口水电站河湾地块进行了近一年的施工实践。本文介绍了该新工艺的技术要点与工艺流程,在灌浆施工中采用的浆体封闭材料配比、施工分段与压力、浆液配比与变换、灌浆结束条件等技术参数,灌浆施工中遇到的问题与处理对策,以及质量检测方法与灌浆效果等。施工实践结果表明该新工艺具有操作简便、工效高、成本低、质量好的特点,取得了常规灌浆工艺难以达到的效果,可供类似工程借鉴。

土壤因子对府谷清水川流域砒砂岩区刺槐和沙棘AMF的影响

应用相关性分析和通径分析研究了府谷清水川流域砒砂岩区土壤因子对刺槐(Robinia pseudoacacia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)根际丛枝菌根真菌(AMF)的影响.结果表明:AMF可以与刺槐和沙棘形成良好的共生关系;从两种植物根际土中共分离鉴定出AMF 13种,其中摩西囊霉(Glomus mosseae)、地球囊霉(Glomus geospo-rum)和缩球囊霉(Glomus constrictum)为优势种;AMF平均侵染率为90.6%,平均孢子密度为559.1个?100 g-1干土;AMF的孢子密度、侵染率和种类之间没有显著的相关性;刺槐和沙棘根际AMF侵染率均与pH呈显著正相关,在刺槐根际,pH和有效氮通过直接作用影响侵染率,有机质和有效磷通过间接作用影响侵染率;在沙棘根际,pH和有效磷通过直接作用影响侵染率,有机质和有效氮通过间接作用影响侵染率;在沙棘根际,有机质和pH主要是通过直接作用影响AMF种类,有效氮主要通过有效磷的间接作用影响AMF种类.

泥质粉砂岩物理改良土路基长期动力稳定性分析

根据相关研究成果以及室内试验及现场测试结果,采用干湿循环击实、共振、临界动应力、动剪应变等参数对武广(武汉—广州)高速铁路中弱-强风化泥质粉砂岩物理改良土进行综合评价。研究结果表明:弱-强风化泥质粉砂岩物理改良土长期动力稳定性满足要求;动剪应变法对路基的长期动力稳定性评价要求更高,是一种较优的评价方法;采用综合方法进行评价分析可以更全面反映路基填料的长期动力稳定性;路基填料是否满足长期动力稳定性要求,可以首先通过室内试验以及理论分析进行初步评价。该研究成果可为我国高速铁路软岩改良土填筑路基的技术标准提供参考,也为高速铁路在建设前对路基的长期动力稳定性分析提供了思路。

软岩改良土无侧限抗压强度试验研究

研究目的:无侧限抗压强度是评价改良土性能的一个关键性指标,本文对水泥改良和石灰改良的风化泥质板岩的无侧限抗压强度进行试验研究。通过试验揭示石灰改良土存在最佳掺合量的基本规律;并对水泥改良土不同的养生条件、龄期、压实度等因素对无侧限抗压强度的影响进行一系列对比分析,验证在相同压实度条件下,水泥改良土的无侧限抗压强度优于石灰改良土的无侧限抗压强度。研究结论:通过试验研究得出:水泥改良土的无侧限抗压强度随着水泥掺合量增大而增大,因水泥改良土不存在最佳水泥掺合量;用水泥来稳定软岩这种加固方法具有非常好的水稳定性,相同压实度条件下的水泥改良土无侧限抗压强度并非在最优含水率时达到最大;因此在改良土地填筑过程中要进行养护。