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冻结作用下土石坝护坡土石混合体水分迁移试验研究 被引量：1
1
作者 李卓 姜鑫 +3 位作者 张继勋 赵昱 王虞清 鲁洋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期959-967,共9页
土石坝护坡冻胀破坏主要由护坡砂砾料垫层、坝体填土自身冻胀和水分迁移共同作用引起。针对寒区土石坝护坡普遍存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土为研究对象,采用自研的土石混合体水分... 土石坝护坡冻胀破坏主要由护坡砂砾料垫层、坝体填土自身冻胀和水分迁移共同作用引起。针对寒区土石坝护坡普遍存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土为研究对象,采用自研的土石混合体水分迁移冻结模型试验装置系统,开展了补水条件下单向冻结模型试验研究,研究了温度、含石量、水分迁移对土石坝护坡土石混合体冻胀特性的影响。研究结果表明:温度、含石量对土石混合体的冻胀特性影响显著;水分迁移受土石含量、温度和含水率影响,护坡砂砾料垫层和坝体填土含水率越大,冻结过程中水分迁移量越大,水分相变成冰的条件越充分;土、石分层对黏土温度变化影响较大,黏土和砾石分层可有效减小水分迁移量和冻胀量,对土石坝护坡防冻胀是有利的;土石混合体内部孔隙水相变成冰并在试样内部形成分凝冰是冻胀量增加的主要原因,土石混合体原位冻胀以及冻结过程中分凝冰的生长使冻胀量不断增加,且补水量越大,试样冻胀量就越大;不同温度、含石量下试样的冻胀量均随补水量的增加而基本呈线性增大,且含石量对冻胀量增加速率影响较小,温度对冻胀量增加速率影响较显著。研究成果可为寒区土石坝护坡设计和运行管理提供科学依据和技术支撑,补充了碾压式土石坝设计规范中的护坡设计。 展开更多
关键词 土石坝 土石混合体 水分迁移 冻胀破坏 冻结作用
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低围压与不同温度作用下土石坝护坡土石混合体力学特性
2
作者 李卓 孙屹 +1 位作者 姜鑫 蒋景东 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期90-96,共7页
针对寒区土石坝护坡存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土土石混合体为研究对象,开展了低围压下不同温度和含石量的土石坝护坡土石混合体三轴试验,研究了不同围压、温度、含石量对土石混... 针对寒区土石坝护坡存在的隆起、错位、坍塌等冻胀破坏问题,以寒区某土石坝护坡工程砂砾料垫层、坝体填土土石混合体为研究对象,开展了低围压下不同温度和含石量的土石坝护坡土石混合体三轴试验,研究了不同围压、温度、含石量对土石混合体力学特性的影响。结果表明:在较低围压作用下,含石量较低试样的应力-应变关系曲线为应变软化型,随着围压增大,试样的应力-应变关系曲线变为应变硬化型;在常温条件下,当围压较低时,不同含石量的试样呈现先剪缩后剪胀的现象,当围压较高时,试样则一直表现为剪缩,且围压越大,剪缩量越大;在不同冻结温度下,土石混合体的体积应变呈现先剪缩后剪胀的变化规律,且试验温度越低,剪胀变形越明显;随着含石量的增加,砾石之间的嵌合作用增强,土石混合体逐渐成为砾石骨架结构,土石混合体的内摩擦角增大而黏聚力减小;温度的降低使得土石混合体试样内部的水逐渐相变成冰,在结冰胶结作用下,土石混合体的内摩擦角和黏聚力都有所增加。 展开更多
关键词 土石坝 护坡 土石混合体 低围压 冻胀破坏 力学特性
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粒度分布对红层土石混合体强度及颗粒破碎的影响
3
作者 张俊云 张乐 +2 位作者 高福洲 蒋金谷 何卓岭 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1499-1508,共10页
红层土石混合体已广泛应用于川渝地区公路、铁路的路基填筑,研究其强度及颗粒破碎特征可为该地区路基快速安全施工提供理论支撑。针对现有粒度分布评价方法对土石混合体适用性的不足,提出中间粒径块石相对含量C_(m)指标并拟定4个水平,... 红层土石混合体已广泛应用于川渝地区公路、铁路的路基填筑,研究其强度及颗粒破碎特征可为该地区路基快速安全施工提供理论支撑。针对现有粒度分布评价方法对土石混合体适用性的不足,提出中间粒径块石相对含量C_(m)指标并拟定4个水平,选择四川盆地红层土石混合体为材料,比选叠环剪和大型直剪试验后,结合筛分试验探讨粒度分布对红层土石混合体强度及颗粒破碎的影响规律。试验结果表明:叠环剪试验中剪切面非人为固定,剪切带影响域明显大于大型直剪试验,相同试验条件下土石混合体强度低于大型直剪试验,且法向应力越大,强度差值越大。C_(m)对红层土石混合体的强度及颗粒破碎特征影响显著。随C_(m)的增大,黏聚力先减小后增大,内摩擦角先增大后减小,抗剪强度先增大后减小,均在C_(m)=0.543时有最值,此时,颗粒间的摩擦和重定向排列对强度的增强效应明显大于咬合减弱的负面效应,剪应力有二次攀升。叠环剪试验后,大粒径、中间粒径块石含量降低,土体含量增高,小粒径块石含量在C_(m)≤0.343时降低,C_(m)≥0.343时增高;颗粒相对破碎率随法向应力和C_(m)的增大,均呈先降低后升高的规律,C_(m)=0.343时颗粒相对破碎率最低。 展开更多
关键词 红层土石混合体 粒度分布 叠环剪试验 强度 颗粒破碎
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冰水赋存演化下冻结土石混合体-结构界面强度劣化机制及模型
4
作者 唐丽云 王鹏宇 +4 位作者 郑娟娟 于永堂 金龙 崔玉鹏 罗滔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期988-997,共10页
温升下冻结土石混合体-结构界面层孔隙内冰水赋存改变极易诱发强度劣化,而目前界面强度劣化机制及劣化规律定量表征的相关研究存在空白。制备0%,15%,30%,45%等4种含石率组合体试样,通过核磁共振、直剪试验研究了正融过程冰水赋存演化下... 温升下冻结土石混合体-结构界面层孔隙内冰水赋存改变极易诱发强度劣化,而目前界面强度劣化机制及劣化规律定量表征的相关研究存在空白。制备0%,15%,30%,45%等4种含石率组合体试样,通过核磁共振、直剪试验研究了正融过程冰水赋存演化下界面强度劣化特性,结合莫尔-库仑准则首次提出以薄膜水及毛细水含量变化率为参变量的强度劣化模型。得到结论:含石改变界面孔隙结构分布使毛细水占比升高;温升下界面抗剪强度劣化程度随含石率增加而降低;正融后不同含石率界面黏聚力衰减程度均大于内摩擦角衰减程度;黏聚力、内摩擦角与未冻水含量关系曲线分别呈阶段非线性特点及两阶段线性特点,其实质在于薄膜水及毛细水发育使得界面黏聚力和内摩擦角产生不同程度及形式的劣化。模型分析表明:随含石率升高,薄膜水及毛细水劣化系数具有“此消彼长”的特性,颗粒间及颗粒与结构接触面滑动摩擦强度和咬合摩擦强度劣化比例系数分别呈现下降、上升趋势。 展开更多
关键词 正融 土石混合体-结构界面 冰水赋存 强度劣化模型
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分级动荷载下土石混合体滞回曲线形态特征试验研究
5
作者 黄锋 米吉龙 +3 位作者 杨永浩 董广法 张班 刘星辰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期674-684,共11页
城市回填区地层多以松散土石混合体形式存在,自身结构孔隙率大、强度低、工程性能较差,对隧道施工扰动和地铁列车运行等动载作用十分敏感。滞回曲线可反映土体在动荷载作用下的变形、刚度及能量耗散等特征,研究土石混合体滞回曲线对回... 城市回填区地层多以松散土石混合体形式存在,自身结构孔隙率大、强度低、工程性能较差,对隧道施工扰动和地铁列车运行等动载作用十分敏感。滞回曲线可反映土体在动荷载作用下的变形、刚度及能量耗散等特征,研究土石混合体滞回曲线对回填区地铁的施工和运营安全具有重要意义。利用KTLDYN伺服电机控制式动三轴试验系统,采用分级加载的方式对回填区土石混合体试样进行了循环荷载试验,研究了含石量P、含水率ω、固结应力比k_(c)和加载频率f对滞回曲线的形态特征(包括中心间距d、长轴斜率k、滞回曲线包围面积S和不闭合程度ε_(p))和骨干曲线的影响。研究结果表明:土石混合体的典型滞回曲线整体呈长梭形,两端呈尖叶状。d、S、ε_(p)随着振级的增加呈非线性增大,k随着振级的增加呈对数关系衰减。同一振级下,d和ε_(p)随着P、k_(c)和f的增大而减小,随着ω的增大先减小后增大;k随着P、k_(c)和f的增大而增大,随着ω的增大先增大后减小;S与P呈正相关,随着ω的增大先增大后减小,随着k_(c)和f的增大而减小。当动应变相同时,动应力和骨干曲线斜率均随P、k_(c)和f的增大而不断增大;随ω的增大先增大后减小。 展开更多
关键词 土石混合体 动三轴试验 滞回曲线 骨干曲线 动力特性
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土石混合体边坡力学特性及稳定性分析方法研究进展
6
作者 石广斌 周泽凯 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期202-215,共14页
土石混合体边坡在我国分布比较广泛,在降雨、地震等外力作用下会产生滑坡等变形破坏现象。归类和分析了土石混合体力学特性物理模型试验和数值模拟试验以及边坡稳定性分析方法研究成果,得出块石尺寸和含石量是影响土石混合体剪切特性主... 土石混合体边坡在我国分布比较广泛,在降雨、地震等外力作用下会产生滑坡等变形破坏现象。归类和分析了土石混合体力学特性物理模型试验和数值模拟试验以及边坡稳定性分析方法研究成果,得出块石尺寸和含石量是影响土石混合体剪切特性主要因素,块石排列可以忽略不计;雨水和冻胀等能够显著改变土石胶结介质力学参数,降低率约为20%;通过对比多种稳定性分析方法,认为离散单元法或数值流形法、连续—非连续耦合方法能够更有效分析具有强烈非均质体的土石混合体边坡。在总结已有研究成果和考虑土石混合体介质特点的基础上,提出了土石混合体力学特性和此类边坡稳定性分析方法研究上存在的不足之处,即:①在获取土—石胶结接触面力学参数相关特性指标上,缺少精密的试验设备或仪器,无法准确地测得接触面参数;②在土—石胶结接触面力学模型构建上,忽略了土体与块石间存在嵌入等情况,无法充分反映土—石胶结接触面在外力作用下的力学行为;③目前土石混合体边坡稳定性研究主要关注坡体力学特性以及降雨等作用下的相关参数变化,很少涉及多应力场(如降雨、地震、低温等组合作用)下的土石混合体边坡数值模拟,无法满足实际工程问题的相关需求;④现阶段构建三维土石混合体边坡数值模型上,仅有少数考虑结合数字图像等计算机技术还原真实块体下的三维数值模型,尚需进一步研究分析块石接触面差异分布、超大粒径块石模拟等相关问题。 展开更多
关键词 土石混合体边坡 力学特性 稳定性分析方法 土—石胶结接触面参数
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基于数字图像相关方法分析土石混合体的变形行为
7
作者 刘如珍 乔丹阳 刘正疆 《公路工程》 2024年第3期76-84,共9页
为探讨荷载作用下土石混合体的变形行为,通过开展土石混合体的无侧限抗压试验,结合数字图像相关方法(DIC技术)分析不同含石量试样单轴压缩过程中位移、应变(裂缝扩展)演化规律。结果表明:①随着加载的进行,试样水平方向位移较垂直方向... 为探讨荷载作用下土石混合体的变形行为,通过开展土石混合体的无侧限抗压试验,结合数字图像相关方法(DIC技术)分析不同含石量试样单轴压缩过程中位移、应变(裂缝扩展)演化规律。结果表明:①随着加载的进行,试样水平方向位移较垂直方向更加明显,故变形能力在垂直方向较水平方向更强,抗压性能优于抗剪性能;随着含石量的增大,试样竖向承载能力持续增强;②随着含石量增加,土石比例对试样裂缝损伤发展的抑制作用强于促进作用,导致承载能力随含石量增加而增强;③试样整体在载荷作用下位移变化阶段主要为初始压实、弹性压缩、弹塑性(塑性膨胀)和破坏阶段;在峰值荷载水平下,加载板影响区域发生局部压碎、脱落,直接导致试样出现裂缝扩展行为且压实性能发生断裂失效;④试样在压缩过程中裂缝数量随含石量的增加而逐渐增加,且裂缝分布广泛,裂缝的宽度呈现出逐渐增大的趋势,且应变云图可以更好地表现试样变形、破坏特征;⑤DIC技术应用于土石混合体在抗压试验中变形破坏的研究,不仅能够得到试样破坏过程中观测面的三维全场位移和应变,而且能够直观地反映试样表面裂隙的产生、扩展及相互连通的演化过程,也能够确定裂纹的位置、形态及扩展方向等具体信息。 展开更多
关键词 土石混合体 单轴压缩 DIC技术 位移演化规律 云图
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土石堤坝渗漏病险原因分析与质量控制方法探究
8
作者 余伟 《科技资讯》 2024年第12期104-106,共3页
土石堤坝是水利工程的关键构成,其安全稳定运行对保障人民生命财产安全至关重要。然而,实际运行中,土石堤坝常面临渗漏等病险,对工程安全构成严重威胁。主要从材料质量、施工工艺、设计缺陷和自然环境4个方面,分析研究了土石堤坝渗漏的... 土石堤坝是水利工程的关键构成,其安全稳定运行对保障人民生命财产安全至关重要。然而,实际运行中,土石堤坝常面临渗漏等病险,对工程安全构成严重威胁。主要从材料质量、施工工艺、设计缺陷和自然环境4个方面,分析研究了土石堤坝渗漏的病险原因,并提出了相应的解决对策,以期能够提高工程的整体施工质量,保障土石堤坝的安全、稳定运行。 展开更多
关键词 土石料 土石堤坝 堤坝渗漏 质量控制
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考虑间断级配影响的土石混合体水力侵蚀分异机理 被引量：1
9
作者 李诗琪 杨忠平 +2 位作者 刘浩宇 高宇豪 刘新荣 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期125-134,共10页
近年来,堆积体滑坡频发,已成为西南地区最典型的滑坡类型。研究表明,超过50%的库区堆积体滑坡诱因为水力侵蚀,因此降雨、岸坡侵蚀、波浪掏蚀成为库区滑坡灾害防治重点关注的问题。同时,土石混合体自身的间断级配会对其水力特性造成明显... 近年来,堆积体滑坡频发,已成为西南地区最典型的滑坡类型。研究表明,超过50%的库区堆积体滑坡诱因为水力侵蚀,因此降雨、岸坡侵蚀、波浪掏蚀成为库区滑坡灾害防治重点关注的问题。同时,土石混合体自身的间断级配会对其水力特性造成明显影响,进而导致水力侵蚀作用下堆积体内部的颗粒运移规律具有独特性。采用自主研发的土石混合体渗透侵蚀试验装置,模拟土石混合体内部细观侵蚀过程,阐明其侵蚀分异机理,揭示间断级配的影响。结果表明:土石混合体侵蚀过程主要分为快速侵蚀、侵蚀减缓、稳定渗流3个阶段,超过60%的侵蚀在快速侵蚀阶段完成;与良好级配试样相比,间断级配试样的侵蚀量更大,初始侵蚀更剧烈,快速侵蚀阶段更短暂;间断级配对土石混合体水力侵蚀分异的影响同样明显,细颗粒缺失结构的细颗粒尺寸单一,不易堵塞渗流通道,渗透系数高于良好级配试样,且最大渗透系数与最终渗透系数差异较小;中颗粒缺失结构因大量细颗粒下沉堵塞渗流通道导致渗透系数明显低于良好级配试样;粗颗粒缺失结构内部块石承载骨架结构差,孔隙大,易引发大块石局部破坏,渗透系数高于良好级配试样。 展开更多
关键词 土石混合体 渗透侵蚀 结构分异 颗粒运移 间断级配
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加载与干湿循环作用下土石混合料蠕变特性试验 被引量：2
10
作者 孙晨峰 王步雪岩 +2 位作者 钱建固 王家超 张甲峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期226-234,共9页
土石混合料在干湿循环作用下具有显著的蠕变性,其对高填方工程蠕变变形的影响不可忽略。为了研究了不同干密度及荷载水平对土石混合料湿化蠕变变形的影响,开展了9组土石混合料干湿循环作用下的压缩蠕变试验。结果表明,土石混合料的湿化... 土石混合料在干湿循环作用下具有显著的蠕变性,其对高填方工程蠕变变形的影响不可忽略。为了研究了不同干密度及荷载水平对土石混合料湿化蠕变变形的影响,开展了9组土石混合料干湿循环作用下的压缩蠕变试验。结果表明,土石混合料的湿化蠕变变形随荷载水平的提高而增大,随干密度的提高而显著减小,但随着干密度进一步提高,湿化蠕变变形的减小幅度则明显弱化。土石混合料在干湿循环作用下的湿化蠕变变形与干湿循环次数对数之间较好地满足线性发展规律,初次湿化应变及湿化蠕变速率均同荷载水平及干密度之间符合幂函数特征,在此基础上提出了考虑不同干密度及荷载水平的土石混合料干湿循环蠕变经验模型。 展开更多
关键词 填筑土 土石混合料 干湿循环 蠕变 干密度
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不同含石量条件下土石混合体击实特性试验研究 被引量：1
11
作者 秦卫军 李化东 毕海鹏 《中国新技术新产品》 2024年第3期123-125,共3页
为探讨土石混合体填料的压实特性,对不同土石含量分布、不同含水量条件下的土石混合体进行了室内击实试验,对制备含石量为10%、30%、50%、70%和90%的土石混合体试样进行重型击实试验,得到土石混合体最大干密度、最佳含水量和含石量间的... 为探讨土石混合体填料的压实特性,对不同土石含量分布、不同含水量条件下的土石混合体进行了室内击实试验,对制备含石量为10%、30%、50%、70%和90%的土石混合体试样进行重型击实试验,得到土石混合体最大干密度、最佳含水量和含石量间的关系曲线。研究结果表明:不同含石量的土石混合体最佳含水量在4.3%~7.1%,最大干密度在2.211g/cm3~2.279g/cm3,与含石量相比,含水量对土石混合体最大干密度影响更大,在土石混合体的压实过程中,应严格控制最佳含水量。 展开更多
关键词 土石混合体 击实试验 最佳含水量 最大干密度
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小断面土石组合地质条件下TBM施工围岩可掘性分级识别 被引量：1
12
作者 杨耀红 刘德福 +2 位作者 张智晓 韩兴忠 孙小虎 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期79-87,共9页
围岩可掘性分级以及识别研究对隧道掘进机(TBM)高效率施工及智能化控制意义重大。依托南水北调安阳市西部调水工程TBM施工实际数据,利用掘进性能综合指标单位贯入度推力(FPI)、单位贯入度扭矩(TPI)建立了小断面土石组合地质条件下TBM施... 围岩可掘性分级以及识别研究对隧道掘进机(TBM)高效率施工及智能化控制意义重大。依托南水北调安阳市西部调水工程TBM施工实际数据,利用掘进性能综合指标单位贯入度推力(FPI)、单位贯入度扭矩(TPI)建立了小断面土石组合地质条件下TBM施工围岩可掘性分级标准;提出了PCA-RF模型对围岩可掘性分级进行识别,并与BP、SVR和RF模型进行了比较讨论。结果表明:①建立的小断面土石组合围岩TBM施工可掘性分级标准是适用的,克服了土石组合围岩下传统围岩分类方法的局限性;②小断面土石组合围岩TBM施工可掘性分级PCA-RF识别模型的识别准确率达到了98.3%,高于BP、SVR和RF模型,可以满足工程施工需要。 展开更多
关键词 隧道掘进机(TBM) 小断面 土石组合 可掘性分级 PCA-RF模型
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喀斯特区土石工程堆积体坡面植被恢复评价
13
作者 高儒学 戴全厚 +2 位作者 伍小涛 魏志龙 雷德雨 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期45-52,63,共9页
[目的]对喀斯特区土石工程堆积体坡面植被恢复进行评价,以期为喀斯特区工程堆积体生态修复提供基础理论支撑,并为生态文明建设提供参考依据。[方法]选取喀斯特区不同恢复年限(3,5,7 a)及不同植被类型(草地及草灌混交)的公路线性土石工... [目的]对喀斯特区土石工程堆积体坡面植被恢复进行评价,以期为喀斯特区工程堆积体生态修复提供基础理论支撑,并为生态文明建设提供参考依据。[方法]选取喀斯特区不同恢复年限(3,5,7 a)及不同植被类型(草地及草灌混交)的公路线性土石工程堆积体为研究对象,运用主成分分析法,选取石砾含量、土壤物理参数、土壤化学指标、水力学参数及植物群落指标构建评价指标体系,分析了土石工程堆积体坡面植被恢复特征与各生态影响因子之间的互作关系。[结果](1)喀斯特区土石工程堆积体坡面植被恢复过程是一个不断对资源和空间重新分配的过程,随着恢复时间的增加,坡面植被物种丰富度逐渐降低,群落的优势种越来越明显。(2)土壤有机质、自然含水率和饱和导水率是影响土石工程堆积坡面植被恢复初期的主要因子,而植被恢复又有助于改善其坡面土壤结构状况及养分含量,其坡面植被恢复的前期重点是如何改善坡面土壤水力学特性。(3)喀斯特区土石工程堆积体坡面先锋植被群落构建阶段的植被恢复模式可采取草灌混交,后逐步考虑增加乔木,同时适当搭配一定的深根植物。[结论]改善坡面土壤水力学特性有助于喀斯特区土石工程堆积体坡面初期植被恢复,可采取先草灌混交、后逐步搭配深根乔木的植被恢复模式。 展开更多
关键词 喀斯特区 土石工程堆积体 植被恢复效应 生态修复
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土石交界地层隧道双侧壁导坑法施工围岩压力与变形研究 被引量：1
14
作者 段旭晗 张明礼 +2 位作者 蒋春海 郑钊 马昭 《甘肃科学学报》 2024年第3期114-121,145,共9页
为探究土石交界地层双侧壁导坑法施工围岩变形与压力分布规律,通过现场监测对白塔山隧道围岩压力与收敛沉降变形进行研究分析。结果表明:下台阶施工易导致拱腰和拱脚围岩压力产生突变,最大增量可达70%,而对拱肩影响较小;相较于岩石地层... 为探究土石交界地层双侧壁导坑法施工围岩变形与压力分布规律,通过现场监测对白塔山隧道围岩压力与收敛沉降变形进行研究分析。结果表明:下台阶施工易导致拱腰和拱脚围岩压力产生突变,最大增量可达70%,而对拱肩影响较小;相较于岩石地层,黄土层稳定性差,更易受隧道施工扰动影响导致围岩变形大、稳定距离长,黄土层稳定距离比岩石层长4~9 m;土石交界地层围岩压力呈现快速增加→缓慢增加→逐渐稳定的变化趋势,在快速增长阶段岩石层荷载释放率高达80%,大于黄土层荷载释放率;断面围压分布呈现出明显的不对称性,表现为“黄土侧大,岩石侧小”的分布规律。因此,双侧壁导坑法下穿土石交界地层时,建议在下台阶工序交替时保留部分土体进行反压控制,并提高下台阶锚杆布设密度,黄土层应做好超前支护预加固,并提高初期支护强度。 展开更多
关键词 隧道工程 土石交界地层 现场监测 围岩压力 控制措施
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土石围堰防渗墙快速施工时泥浆渗透特性及渗透系数反演方法研究
15
作者 徐世濠 赵银超 +1 位作者 吴都督 苏凯 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期177-182,共6页
土石围堰防渗墙施工过程中的固壁泥浆具有一定的防渗能力。如果工程中出现一些突发事件严重影响施工进度,为了确保主体建筑物施工进度,工程中可以采用围堰防渗墙施工过程中提前进行基坑抽水的施工策略,但此时固壁泥浆的防渗能力以及堰... 土石围堰防渗墙施工过程中的固壁泥浆具有一定的防渗能力。如果工程中出现一些突发事件严重影响施工进度,为了确保主体建筑物施工进度,工程中可以采用围堰防渗墙施工过程中提前进行基坑抽水的施工策略,但此时固壁泥浆的防渗能力以及堰体稳定是否满足要求还有待研究。利用ABAQUS有限元计算软件,以渗流量为评价参数,研究了围堰不透水层深度、泥浆渗透系数以及泥浆影响带对围堰防渗能力的影响。并在此基础上,提出了基于围堰渗流量的泥浆渗透系数反演方法,为围堰防渗墙施工与基坑提前排水同时进行的施工策略研究提供了重要的依据。研究成果可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 土石围堰 泥浆 渗透系数
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土石混合料剪切力学特性的精细化离散元分析
16
作者 涂义亮 李军 +2 位作者 方忠 周成涛 张立舟 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期22-29,共8页
研究目的:土石混合料具有非均质、非均匀、非连续、显著的结构效应等特点,其物理力学性质十分复杂。为探究含石量对土石混合料剪切力学特性的影响,本文基于真实块石形状,提出了块石逆向重构的数字图像法,建立了土石混合料离散元数值模型... 研究目的:土石混合料具有非均质、非均匀、非连续、显著的结构效应等特点,其物理力学性质十分复杂。为探究含石量对土石混合料剪切力学特性的影响,本文基于真实块石形状,提出了块石逆向重构的数字图像法,建立了土石混合料离散元数值模型,并在此基础上开展了6种含石量试样在4种不同法向应力下的三维离散元直剪试验。研究结论:(1)剪应力-剪切位移曲线主要经历弹性阶段、初始屈服阶段、峰值强度阶段、残余强度阶段四个阶段;(2)在剪切过程中,块石转动存在明显的“齿轮带动效应”,土颗粒运动具有明显的“绕石”现象,颗粒的运动呈明显的漩涡状;(3)力链主要沿着剪切力和法向力的夹角方向分布,随着含石量的增大,力链偏向水平剪切方向的角度越大;(4)剪切面演化主要经历微裂隙阶段、剪切面贯通阶段、剪切带扩宽阶段,剪切带宽度随含石量增加而增加,且逐渐向逆时针方向偏转;(5)土石混合料抗剪强度随含石量的增大而增大,通过拟合发现,黏聚力和内摩擦角均与含石量呈指数函数关系;(6)本研究成果可为土石混合料相关工程设计和施工中的力学参数取值提供参考。 展开更多
关键词 土石混合料 剪切特性 真实块石形状 直剪试验 离散元
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块石破碎性质对土石混合体剪切带厚度的影响研究
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作者 胡峰 祝诗逸 +3 位作者 王颂 朱益军 吕庆 李志清 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-51,共13页
土石混合体作为一种典型的浅表层堆积体,常引发不同规模的滑坡灾害。本文通过对比土石混合体在室内大型直剪和离散元(PFC2D)数值模拟直剪条件下剪切带厚度随含石量和上覆压力的变化特征,以期进一步揭示影响土石混合体剪切带厚度的主要... 土石混合体作为一种典型的浅表层堆积体,常引发不同规模的滑坡灾害。本文通过对比土石混合体在室内大型直剪和离散元(PFC2D)数值模拟直剪条件下剪切带厚度随含石量和上覆压力的变化特征,以期进一步揭示影响土石混合体剪切带厚度的主要控制因素。试验结果显示,室内试验中土石混合体的剪切带厚度主要受含石量的影响,其次为上覆压力,受块石尺寸的影响不明显。剪切带厚度随含石量从0增加到50%时表现为增大的趋势,随含石量的继续增大而表现为减小的趋势。但上覆应力小于200 kPa时,剪切带厚度随上覆应力的增大表现为增大的趋势,但上覆应力超过200 kPa时,其值表现为减小的趋势。然而,在数值模拟计算中,考虑块石不可破碎的情况下剪切带裂纹区域的宽度随含石量和上覆压力的增大表现为持续增大的趋势特征。分析认为,土石混合体剪切中大块石之间咬合后的齿轮带动效应是促使剪切带厚度增大的重要原因,而骨架结构含石量以及高垂直应力下块石咬合部位因高度的应力集中,随后导致的咬合棱角破碎,块石变形被限制在一定的区域内,却抑制了剪切带厚度的进一步增大。相反,在块石不可破碎的数值模拟计算中,高含石量试样内块石可持续的咬合滚动,促使周围的块石也发生变形,进而增大了剪切带的厚度。研究结果有利于揭示土石混合体的剪切变形破坏机制。 展开更多
关键词 土石混合体 剪切带厚度 含石量 大型直剪 PFC2D
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基于细观模拟的土石混合体固结特性研究
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作者 龚文平 赵晓宇 +1 位作者 李馨馨 赵超 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期118-127,共10页
土石混合体具有特殊的结构特性,当前数值模拟研究主要聚焦于强度和变形特征,较少从细观尺度探究其固结特性。该文引入无厚度单元法模拟土-石接触面并验证了其有效性,在此基础上构建了土石混合体结构随机分布模型,从细观尺度上探究了内... 土石混合体具有特殊的结构特性,当前数值模拟研究主要聚焦于强度和变形特征,较少从细观尺度探究其固结特性。该文引入无厚度单元法模拟土-石接触面并验证了其有效性,在此基础上构建了土石混合体结构随机分布模型,从细观尺度上探究了内部结构特征(土-石接触面参数、块石形状、含量及级配)对土石混合体固结特性的影响规律。结果表明:当块石含量不变时,含圆形块石的土石混合体固结沉降最小,其次为椭圆形,含多边形块石的土石混合体固结沉降最大;随着含石量的增加,土石混合体沉降和孔隙比均减小;当含石量一定时,含大尺寸块石较多的土石混合体发生的固结程度较高。 展开更多
关键词 土石混合体 固结特性 土-石接触面 细观结构模拟 有限单元法
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细粒土体及加载速率对土石混合体力学行为的影响
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作者 王洪兵 任禾 +4 位作者 张学杰 孙文超 许凡 罗安静 徐文杰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期86-92,共7页
土石混合体在工程中广泛应用于填筑和路基等领域,其力学行为对工程结构的稳定性和安全性具有重要影响。文章通过对含石量相似但细粒土为非黏性和黏性2种不同材料的试样,采用室内三轴试验开展相关研究,研究细粒土特性及试验加载速率对土... 土石混合体在工程中广泛应用于填筑和路基等领域,其力学行为对工程结构的稳定性和安全性具有重要影响。文章通过对含石量相似但细粒土为非黏性和黏性2种不同材料的试样,采用室内三轴试验开展相关研究,研究细粒土特性及试验加载速率对土石混合体力学行为的影响。结果表明:(1)在排水条件下,细粒土体为非黏性的试样展现出较高的强度特征,而在不排水条件下,细粒土体为黏性的试样则表现出更高的强度,这一发现凸显了细粒土特性在不同排水条件下对土石混合体强度的重要影响;(2)加载速率变化对土石混合体力学行为的显著影响,较快的加载速率导致内部块石颗粒更剧烈的运动、旋转和更频繁的破坏,从而影响了土石混合体的宏观力学特性。研究成果可为土石混合体工程的设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 土石混合体 三轴试验 细粒土体 加载速率 力学行为
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冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用过程研究
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作者 邓菲 路建国 +2 位作者 周小勋 万旭升 王大国 《冰川冻土》 CSCD 2024年第1期152-161,共10页
冻融循环作用显著影响土石混合体的水-热-变形相互作用过程及力学特性。基于此,本文开展了单向冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用及无侧限抗压强度试验。通过单向冻融循环装置对30%砾石含量的土石混合体进行了4次单向冻融循... 冻融循环作用显著影响土石混合体的水-热-变形相互作用过程及力学特性。基于此,本文开展了单向冻融循环作用下土石混合体水-热-变形相互作用及无侧限抗压强度试验。通过单向冻融循环装置对30%砾石含量的土石混合体进行了4次单向冻融循环试验,每次循环根据设定的温度变化曲线持续168小时,模拟实际自然环境中冻结和融化的周期。同时,利用微机控制电液伺服万能试验机开展了未冻融和冻融循环后试样的力学特性测试,并探讨了冻融循环对土石混合体微观结构劣化机理的影响。研究结果表明:单向冻融循环对试样内温度、水分和变形有显著影响。冻融循环过程中土石混合体的融化速率大于冻结速率,试样在冻融循环过程中存在着体积未冻水的迁移和重分布。第一次冻融循环对土石混合体变形影响最为显著,试样的净变形随着冻融循环次数的增加先增大后趋于稳定。此外,反复的单向冻融循环改变了试样的孔隙结构。冻融循环后试样的抗压强度和变形模量分别减小了45.31%和60.92%,其衰减幅值随着冻融循环次数的增加而降低。 展开更多
关键词 土石混合体 冻融循环 温度 未冻水含量 变形
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