GGD—3型数字电子秤测定软岩膨胀应力方法的研究

本文系统地介绍了使用数字电子秤测定软岩膨胀应力的原理和方法,并对部分软岩作了膨胀应力的测定,同时与三联固结仪和测环力测定的软岩膨胀应力作了对比试验.     

新型膨胀土膨胀力测试仪器的研制及测试应用

膨胀土的膨胀力导致的工程事故是迄今为止尚未解决的世界性技术难题之一,膨胀力作为评价膨胀土力学性质的重要指标之一,提高其测量的准确性具有重要意义.文中研制了一种无扰动、可控制饱和的膨胀力测试仪器,克服了传统方法中难以严格控制试样饱和、在反复的压缩和膨胀过程中体积不能保持恒定而导致的试样扰动和测试过程复杂等缺点.研制的新型膨胀压力测试仪器具有可主动控制饱和、能严格控制体积恒定、测试耗时少、结构简单、操作方便和数据可靠等特点.通过新型膨胀力测试仪进行了膨胀力的测试验证和分析,结果表明：在相同干密度条件下,膨胀土的最大膨胀力随初始含水量的增加而降低,膨胀土的最大膨胀力随初始含水量呈幂函数相关关系.     

软岩膨胀应力试验装置及测试方法的探讨

本文系统地介绍了测力环装置测定软岩膨胀应力的工作原理和测试方法,通过对比试验证明,使用该装置测定软岩膨胀应力具有特殊的实用价值,是一种很有发展前途的测试手段.     

引江济淮工程膨胀土下伏崩解岩边坡处治试验研究

为论证引江济淮工程规划的可行性,针对膨胀土和崩解岩的处治问题,采用原位试验的方法,辅助采用模型试验和室内试验方法,在工程的可行性研究阶段开展试验工程,针对膨胀土及崩解性砂软岩的防护问题开展研究.研究结果表明:江淮膨胀土层呈非连续分布,主要呈弱膨胀性、低渗透性,新生裂隙深度在6个月时可达1.2 m.膨胀土强度指标黏聚力的...     

膨胀岩判别方法的研究

主要研究膨胀岩的膨胀特性，用软岩膨胀测定仪对重塑试件和原岩试件进行软岩膨胀率的测定，根据大量的软岩膨胀性试验成果，找出了软岩膨胀应力与线膨胀度、线膨胀最终饱和含水率特性曲线，泥质岩干燥饱和和吸水率与蒙脱石含量特性曲线的相关分析结果，采用风干或烘干的不规则试件吸水率的大小作用对膨胀岩的判别和评价的依据。     

郭家镇隧道泥岩膨胀特性试验研究

宝鸡至兰州客运专线7标郭家镇隧道穿越第三系泥岩、砂质泥岩地层,该套地层岩体含有较多的亲水矿物,具有遇水膨胀、软化、失水崩解、开裂的典型膨胀性特征,在隧道施工前,需要掌握泥岩膨胀特性,以对隧道施工方法、支护结构进行合理设计。以隧道穿越的泥岩为研究对象,采用室内试验为手段,对泥岩膨胀性进行了研究。具体工作内容包括:现场采集大块岩样;室内加工岩样,得到了满足试验要求的原始试样;自由膨胀率、侧限膨胀率和膨胀力试验;判定膨胀岩的膨胀特性。研究结论:岩石膨胀力为10.30~95.61 k Pa,径向和轴向自由膨胀率分别0.8%~1.0%和4.8%~6.8%,因此,郭家镇地区灰质泥岩属于弱膨胀性软岩;由最大膨胀力判断出隧道膨胀岩属于弱膨胀岩。试验所得成果可为类似工程地质条件下工程建设提供参考与借鉴。     

膨胀性软岩水腐蚀损伤断裂力学效应实验研究

采用INSTRON1342电液材料伺服试验机和Taylor Horbson Surf CLI2000形貌仪对膨胀性软岩双扭试件进行相同pH溶液(pH=7.7)、不同浸泡时间的亚临界裂纹扩展和膨胀特性的试验研究,分别得到膨胀性软岩亚临界裂纹扩展速度v与应力强度因子KI之间的关系、膨胀性软岩的断裂韧度KIC以及不同浸泡时间下的岩石试样吸水膨胀的变化,通过采用双对数坐标空间对常位移松弛法所测试的不同浸泡时间的膨胀性软岩亚临界裂纹扩展速度v与应力强度因子KI之间的关系进行研究。研究结果表明：lgKI-lgv关系具有良好的线性相关性,膨胀性软岩水腐蚀作用对岩石裂纹的断裂指标影响显著并具有时间效应,而且水腐蚀损伤对膨胀性软岩断裂力学性质有弱化作用,能加快膨胀性软岩亚临界裂纹的扩展。     

软岩膨胀岩软化崩解特性

极高地应力条件下隧道掌子面围岩遇水软化崩解会引起一系列工程问题,通过对三种代表性岩样崩解试验研究,揭示了软岩膨胀岩软化崩解规律。结果表明：软岩膨胀岩的耐崩解指数随循环次数增加依负指数函数递减;软岩膨胀岩矿物组成类型和含量是影响其崩解性强弱的主要因素;基质型和填充型岩样崩解主要由亲水性矿物吸水膨胀引起,5次循环后其崩解指数分别趋于5%和25%;接触型岩样崩解主要由胶结键断裂引起,5次循环后其崩解指数为80%左右,崩解性微弱;可将小于0.25 mm和大于5 mm的粒径组含量变化作为该软岩膨胀岩崩解性强、弱界限粒径。     

碱热耦合的膨润土-花岗岩岩屑混合物膨胀特性

在高放废物处置库的运营过程中, 核废料的衰变热和混凝土老化产生的碱性孔隙水均会对缓冲回填材料的工作性能产生影响. 为了研究碱热耦合对缓冲回填材料膨胀特性的影响, 采用高庙子 (Gaomiaozi, GMZ) 膨润土和花岗岩岩屑混合材料, 选用 NaOH 溶液模拟碱性孔隙水, 利用水浴锅提供恒温溶液, 并将溶液在自主研制的耐腐蚀固结仪中不断循环, 分别开展 25 和 50 ${^\circ}$C 两种温度以及 0.1、0.5 和 1.0 mol/L 3 种碱性溶液浓度下的膨胀力试验, 获得了各试样的膨胀力时程曲线. 试验结果表明: 当温度相同时, 试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随碱性溶液浓度的增加而降低; 当同一浓度碱性溶液入渗时, 试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随掺岩率的增大而降低; 相同掺岩率及入渗碱性溶液浓度的试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随温度的升高而降低. 碱性溶液对膨胀力的衰减程度随溶液浓度的增加而增大, 随温度的升高而增大. 对于膨润土-花岗岩岩屑混合物, 在相同入渗溶液浓度和相同反应温度下, 膨胀力衰减率随掺岩率的增大而降低.     

吸力等效膨胀力在非饱和膨胀土边坡稳定性中的宏观作用评价

非饱和膨胀土边坡的失稳问题是岩土工程中迫切需要解决的工程难题之一.对吸力等效膨胀力和基质吸力进行测试分析和比较;通过考虑基质吸力非均匀分布和等效膨胀力非均匀分布条件下的南阳非饱和膨胀土边坡稳定性计算,分别探讨3种计算方法的差异,并对计算结果进行对比.研究结果表明,通过吸力等效膨胀力可以反映非饱和膨胀土的基质吸力的宏观贡献;研制的膨胀力测试装置使膨胀力试验的精度大大提高,还大大缩短了膨胀力试验的测试时间;基于卢肇钧提出的非饱和土理论公式的强度折减有限元分析方法具有较大的优越性.     

软岩膨胀应力、膨胀率测试方法的研究

本文系统介绍了软岩膨胀应力、膨胀率试验工作原理及其测定方法,并根据实测数据研究了影响膨胀特性的各种因素.     

浅谈软岩巷道监测技术

本文总结了软岩巷道监测的主要内容,介绍了用于监测的主要仪器,和监测数据处理方法,对煤矿巷道监测具有指导意义。     

软岩回采巷道支护

针对软岩巷道支护是世界性的难题,在国外有的矿田或其某部分因软岩巷道支护困难弃而不采的问题,而在中国经过几十年的研究、实践,证明矿井软岩开拓巷道支护困难的问题已完全解决.软岩回采巷道直接受采动影响,支护更加困难.若仿用软岩开拓巷道的支护则现场实验证明不可行.提出了自然撑力的概念.利用自然撑力,采用走向底梁及笔者研制的多功能可缩件,采取技术措施变被动支护为主动支护等支护软岩回采巷道,其工艺简单,设备少,成本低,掘进速度快,可满足回采的要求,解决了量大面广而又必不可少的软岩回采巷道的支护难题.     

嵌岩灌注桩在软岩中的承载性状测试与分析

嵌岩灌注桩是当前较为常用的基础形式，但在软质岩层中嵌岩桩的承载性状的理论分析、试验和测试研究还不能适应工程的需要。通过对某工程在泥质粉砂岩层上所做的单桩静载试验，测试了桩周侧阻力及端承力，对嵌岩灌注桩在软岩中的承载性状进行分析。     

软岩流变模型实验相似准则的推演及应用

为了解决室内围岩力学特性测试周期长、效率低,难以为进展中的工程支护提供及时、准确地科学指导问题,利用相似理论量纲分析法导出软岩模型试验中模型和原型应满足的相似准则,得出软岩模型试验中弹性阶段、屈服阶段、流变及应力松弛过程中模型与原型的各个物理量间必须满足的相似关系.结果表明:选用合适的相似材料不仅可模拟软岩的流变特性,还可得到原型试验和模型试验大的时间比.为探索简便、快速、高效的测试软岩流变特性的新方法提供了重要的理论依据.     

煤矿软岩巷道掘进支护技术探讨

在煤矿软岩巷道的施工建设中,其掘进支护技术的应用关系到整个巷道的稳固性,对于保证煤矿开采人员的人身安全具有重要意义。在煤矿软岩巷道掘进支护施工过程中,由于软岩强度低,围岩应力水平较高,岩层中的粘土矿物质会吸水膨胀,影响到支护结构的稳定性,需要通过提高围岩强度、围岩支护表力等方式来降低岩层变形对掘进支护施工的影响,目前普遍采用的软岩巷道支护技术锚杆联合支护技术与锚网喷支护技术,需要根据煤矿开采区域的地质特点来选择合适的掘进支护方式。     

膨胀型软岩性质初探

对膨胀岩的粘土矿物构成、膨胀机理进行了分析解释,对不同地质时代沉积的膨胀软岩的物理、水理、力学性质进行归类比较,对膨胀参数与含水率及样品制备之间关系进行了探讨,提出了今后进一步的研究方向。     

锚网支护的应用效果分析

选择典型软岩条件施工锚网支护巷道，合理确定了支护断面尺寸和支护材料及锚杆安装工艺流程，进行了锚固力的测试和巷道表面位移的测试，提出了锚网支护的适用条件。     

膨胀岩对南宁地铁1号线车站结构的影响研究

通过数值计算和模型试验,分别对膨胀岩分布区地铁车站受膨胀力作用,其结构的内力及变形规律进行研究。首先利用有限元分析软件ANSYS,对膨胀岩分布区地铁车站不利工况的受力进行分析。根据数值模拟结果,以1∶20的相似比进行模型试验研究,通过改变膨胀岩土体的含水率以实现膨胀力荷载的施加,进而得到地铁车站结构受力情况,并将其反演结果与数值计算结果进行对比分析。研究结果表明,随着含水量的增加,膨胀力逐步增大,在膨胀土接近饱和时,膨胀力达到45.5 kPa;膨胀力对底板跨中影响最大,弯矩值为18.6 N·m;模型试验反演结果与数值模拟结果较为接近,比值分别为115.1%、99.3%、94.1%;在相同条件下,底板局部受膨胀力作用时,内力变化最大。     

泥质类膨胀软岩巷道注浆强化防水控制研究

为研究软岩巷道的防水控制技术及理论,设计了泥质类膨胀软岩在初压、加载体积不变和初压注浆强化三种不同状态下的孔隙比与渗透系数关系实验装置,对膨胀性软岩在三种状态的渗水过程进行了试验研究,得出了三种不同类型的孔隙比与渗透系数关系试验结论;根据巷道突水机理和岩土有效应力作用原理,分析研究了注浆过程中有效应力增加和孔隙水压力减少的防水控制机理,为软岩巷道注浆强化防水提供了实验参数和理论根据.工业性试验和实测结果表明,膨胀性软岩巷道注浆和围岩强化控制技术防水效果显著,施工方便,具有广阔的推广应用前景.