不同颗粒级配对全风化花岗岩回填土抗剪强度的影响

坡面开挖后形成的全风化花岗岩回填土结构松散,物理力学性质差,易受流水侵蚀,导致严重坡面侵蚀。传统治理措施效果有限,土壤改良成为提升土壤抗冲刷能力和改善物理力学性质的有效策略。以全风化花岗岩回填土为主要研究对象,通过室内颗粒分析试验和直剪试验,在不同红黏土和砂粒质量占比条件下进行了系列重塑混合土体的抗剪强度试验研究。结果表明:一般情况下,随着红黏土和砂粒质量占比的增加,不均匀系数和曲率系数整体表现为增大趋势。级配参数对混合土体抗剪强度的影响是通过改变土体中粗细颗粒的比例以及颗粒间的作用关系,来影响其内摩擦角与黏聚力,其中红黏土会增加黏聚力,超过30%质量占比后会降低内摩擦角,而掺入砂粒会增加混合土体的内摩擦角,但是超过18%质量占比后其黏聚力低于回填土。此外,红黏土的掺入可以改善回填土的物理化学性质和肥力条件,并提高土体的抗剪强度,6%质量占比红黏土效果最佳,但实际应用中,可根据需求在6%~30%范围内选择。对于砂粒,在考虑后续工程防护措施下,18%质量占比为较优选择。

全风化花岗岩管沟回填土坡面侵蚀影响因素及交互作用

为了查明全风化花岗岩地区输油气管道作业边坡坡面水土流失问题,通过野外典型边坡边界条件测量、坡面侵蚀特征冲沟沟深、冲沟截面积数据采集、岩土体取样测试,并结合室内模型降雨试验等方法。结果表明:降雨、坡长、坡度、汇水面积、岩土体特性5种因素均影响全风化花岗岩管沟回填土坡面侵蚀。产沙率和产流率随着降雨强度的增大而增大。坡长、坡度、汇水面积与冲沟沟深和冲沟截面积呈正相关关系,且随着坡长、坡度、汇水面积的增大,冲沟沟深和冲沟截面积也在增大。通过取样测试发现,原状土与回填土的颗粒组成相对含量具有较大差异,初始回填土粒度级配为良好土。降雨冲刷初期回填土坡面径流主要携带粉粒和黏粒。5年回填土相对于原状土,孔隙率增加到原来的1.13倍,土体渗透系数增大1个数量级,饱和状态下黏聚力降低为原状土的67.6%,内摩擦角降低为原状土的87.5%。通过查明全风化花岗岩管沟回填土坡面侵蚀影响因素及其作用,为后续的边坡治理提供依据。

砂岩单轴压缩试验P波速度层析成像及声发射特性研究

深部矿井开采极易诱发矿柱型岩爆,矿柱型岩爆严重威胁着矿山的安全高效开采,为探究矿柱型岩爆破坏机制和前兆信息,选用自贡红砂岩进行单轴压缩试验,并采用主动超声和被动声发射对破裂过程进行监测,联合主动超声与被动声发射监测数据对波速进行层析成像反演,分析试样破裂过程中波速演化规律。研究结果表明:砂岩试样在加载过程中速度模型呈现高度非均质性,在加载过程中会出现低速区,且声发射事件集中出现在低速区内部;P波速度离散度可反映全局波速变化特征,在峰值附近变化剧烈,随荷载增加P波速度离散度持续增大;声发射事件在峰前、峰后定位结果相差较大,峰前阶段声发射事件随机分布,峰后阶段声发射事件定位结果集中。此外,研究发现选用均质速度模型进行声发射事件定位会增大定位误差,试样最终失稳前b值的降低表明试样大尺度裂纹活动加剧,导致岩石非均质性增大,也间接证明了采用非均质速度模型进行声发射震源定位的必要性。该研究结果可用于现场矿柱稳定性监测,定期反演获得矿柱波速变化为矿柱型岩爆提供先兆预警信息。