粤西滨海核电厂址强风化花岗岩物理力学特性试验研究

以广东阳江和台山两个典型花岗岩核电厂址为例,定性描述了广东粤西沿海花岗岩的分布及其风化特征,通过进行波速测试、浅层平板载荷试验、原位剪切试验等原位测试,以及常规压缩试验、固结试验等室内试验,系统分析了强风化花岗岩的主要物理与力学性质指标。结果表明：（1）花岗岩受强烈的物理风化和化学风化作用,基岩中的不稳定元素被淋溶、流失,形成了富铝型和富铁型的厚层风化壳,岩层不均匀性特点突出;（2）强风化花岗岩岩体天然含水率和孔隙比变化大,天然重度变化小,压缩性中等;（3）粒度成分对岩石物理性质的影响最大。粒度越大,物性指标越弱。粒度越小,表明岩样越致密,其物性指标越强;（4）波速的大小与岩体风化程度、粒度成分等密切相关;（5）水对强风化花岗岩抗剪强度参数中的凝聚力影响效应比内摩擦角要大,对凝聚力的弱化作用更加明显。其研究结果可为核电工程建设和优化设计提供基础参数。     

贵州六盘水炭质泥岩工程特性研究

六盘水的炭质泥岩跟普通泥岩相比具有特殊的工程特性,通过对该地区炭质泥岩物理力学特性的详细研究探讨,室内进行落锥法测定液限和塑限、击实试验、抗剪强度及压缩试验.研究试验结果表明：①炭质泥岩的可塑性强,遇水易软化崩解,强度变低;②炭质泥岩的压实性能受含水率的影响明显,干密度在含水率12.5％～15％时变化很大;③炭质泥岩的粘聚力在含水率小于11％时,随着含水率的增加而迅速减小,在11％～15％时变化小;④炭质泥岩的压缩沉降量在加荷载后较短时间内发生,在加压后能够很快压缩密实,达到较稳定的状态.     

闪长岩强风化带做高层建筑天然地基的可行性研究

借助于中国工商银行山东省分行营业办公楼的工程实践,将常规勘察与原位测试相结合,运用野外钻探、室内试验、原位测试多种手段,对闪长岩强风化带的物理力学性质进行了测试分析和深入地研究,并通过对承载力、沉降变形的验算,得出其作为高层建筑的天然地基是可行的。实践证明,与桩基础处理方案相比,节省资金近200万元,大大加快了施工进度,减少了基础施工难度,取得了巨大的经济效益与社会效益;同时,也提出了研究岩石风化带所遇到的问题:由于采取原状试样及制样难,导致对其物理力学性质了解不够。     

厦门机场路风化花岗岩旁压试验研究

旁压试验经过不断完善、发展、应用和推广,在与静力载荷试验、标准贯入试验等原位测试的比较中已凸显其优势,业已成为工程地质评价、地基承载力确定等实用可靠的方法。针对强风化花岗岩土体松散、土质较硬、取样和室内物理力学试验的困难,进行高压旁压器风化花岗岩原位测试,取得具有工程应用价值的成果,结果表明,虽然风化花岗岩由于受差异风化形成水平向不均匀性的影响,测试结果各指标间的相关性与黏土存在一定的差异,但黏土和风化花岗岩地基承载力随测点深度、变形模量与基床系数,地基承载力、变形模量和基床系数与标贯击数间均具有一定的线性相关关系,并对相关关系进行拟合,给出相应地拟合公式。     

云冈石窟砂岩循环冻融试验研究

风化是云冈石窟目前所面临的严重的地质病害之一,温度和水分的变化是造成石窟岩体风化的重要原因,尤其是在循环冻融条件下岩体更易风化,因此,利用室内试验研究循环冻融条件下云冈石窟砂岩的物理力学性质,对于石窟岩体的稳定性评价和保护具有重要的意义。将取自云冈石窟的砂岩岩样分为饱水组、干燥组和对比组3组,通过对饱水组和干燥组岩样进行35次循环冻融试验,模拟云冈石窟砂岩的风化过程。在冻融循环开始前以及每5次冻融循环结束后,量测岩样的质量、体积,并利用超声检测分析仪对各岩样进行超声纵波测试;利用INSTRON－1346岩石伺服试验机对上述3组砂岩岩样进行单轴压缩试验,并对试验后的岩样进行SEM微观结构分析。通过试验研究,得到不同含水状态下云冈石窟砂岩岩样的冻融破坏特征以及不同循环冻融次数后岩样体积、质量、超声波纵波波速、砂岩的单轴应力-应变全过程曲线、抗压强度、抗冻系数以及微观结构的变化,分析归纳出循环冻融条件下云冈石窟砂岩的主要物理力学特性。     

西安地裂缝两盘地层岩土物理力学性质研究

选择典型的地裂缝段进行钻探和取样,根据室内土工试验结果对西安地裂缝两盘地层的岩土物理力学性质进行了对比分析,发现地裂缝两盘的地层岩土物理力学性质存在着显著的差异:地表下6.0m、平面宽度10.0m范围内影响最为显著,表现为地裂缝南盘地层的含水率、压缩系数增高,抗剪强度指标明显降低,相应地,地基承载力也有所降低。     

巴东新城区紫红色泥岩工程地质性质研究

通过地质调查及大量岩土力学试验,对巴东新城区中三叠统巴东组二段T2b2紫红色泥岩工程地质性质进行了综合研究。测定了岩石的矿物成分及微观结构和岩石的物理及水理性质参数。由不同含水状态下的室内崩解试验发现,紫红色泥岩具有较强的崩解特性,且与岩石的物理状态密切相关,试验得到岩块的力学性质指标和变形特征。进行了点荷载试验,对不同风化程度和不同物理状态下的岩石的工程地质性质进行了分析,并指出其对工程的影响。     

罗安达砂物理力学性质初探

在罗安达及其周边,浅部广泛分布有红色和黄色两种色调的粉砂层。结合实际工程,采用现场调查、室内试验、现场标贯试验和载荷试验等手段对该种砂土进行了分析,结果表明,罗安达砂层在自然状态下可直立,具湿陷性和浸水后力学性质明显变差等独特物理力学特性;湿陷性随孔隙比增大,含水率减小,试验压力增大,黏粒和粉粒含量增大而增强,重塑砂土也具有湿陷性;力学性质随含水率的变化可逆,当含水量增加后再减小,其力学性质可明显恢复。     

深埋隧道炭质板岩微观结构及单轴压缩试验研究

炭质板岩隧道施工过程中受高地应力、地下水冲刷和施工扰动等因素影响,从细观角度分析其微裂隙变化规律具有重要意义。在实际工程现场选取炭质板岩试样,采用扫描电子显微镜(SEM)进行背散射分析,确定其组成元素;进行X射线衍射仪分析,利用MDI Jade 6软件处理,得到矿物成分及其含量;通过不同含水条件下炭质板岩单轴压缩实验得到不同含水量下的应力应变曲线、各阶段的变形特征及破坏规律。结果表明:炭质板岩中主要有石英、白云母及钠长石,其组成物质完全解理易形成贯穿裂隙;炭质板岩达到最大峰值强度前近于弹性变形。随浸水时间增长,炭质板岩应力应变曲线四阶段逐渐明显,且峰值后应力跌落减缓。主要力学特性表现为:矿物间结构由于水的润滑作用,水楔作用及潜蚀作用遭到破坏。岩石弹性模量、单轴抗压强度显著降低,泊松比、峰值应变略有增大,宏观表现为裂隙角度变缓。     

镇江市蛋山大型堆山工程地质问题分析

镇江市蛋山大型堆山工程地基由强风化三叠系泥质灰岩和燕山期闪长玢岩及粉质粘土、软土等岩土层组成,其地基岩土层力学性质相差较大。本文对该堆山工程填土的力学性质和人工山体的稳定性进行了研究,结果表明,填土的最佳含水率和最优干密度分别为18.2%和1.68g/cm3,其强度比原状土低,具有中等压缩性。采用分段进行堆土施工可以较好解决地基不均匀沉降问题。以土层为地基的西侧和南侧其山体边坡稳定性较差,在特殊不利工况下接近临界状态。这一研究对矿山生态环境治理、城市废弃物处理和堆山景观工程均具有示范作用。     

不同砂胶比、密度和含水性相似材料力学性质正交试验研究

在物理相似模拟试验中相似材料的物理力学性质与模拟原型物理力学性质的相似性是物理相似模拟试验成功与否的关键。为了确定相似材料的物理力学性质,采用3因素4水平正交试验表,研究由河沙和石膏组成的相似材料的砂胶比、密度和残余含水率3个因素对相似材料单轴抗压强度、弹性模量和泊松比3个物理力学性质的影响规律。研究结果表明,对单轴抗压强度影响程度由大到小的因素依次为砂胶比、密度、残余含水率,单轴抗压强度随着密度的增大而增大,随着砂胶比、残余含水率的增大而减小;对弹性模量影响程度由大到小的因素依次为砂胶比、密度、残余含水率,弹性模量随着密度的增大而增大,随着砂胶比的增大而减小;对泊松比的影响程度由大到小的因素依次为残余含水率、密度、砂胶比,泊松比随着密度、残余含水率的增大而增大,与砂胶比关系不明显;砂胶比、密度、残余含水率对相似材料单轴抗压强度存在交互作用,但对相似材料的泊松比不存在交互作用,砂胶比和密度对相似材料的弹性模量存在交互作用。研究得出砂胶比、密度、残余含水率与单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的回归方程,对物理相似模拟试验相似材料设计具有指导意义。     

饱和度对风化花岗岩边坡土体抗剪特性的影响

强降雨易诱发风化花岗岩边坡浅层滑坡,其滑坡滑动面多位于具有较大孔隙尺寸的强风化带。通过对广西玉林与梧州交界处风化花岗岩边坡浅层滑坡的现场勘查和对不同层位的土体进行物理力学试验,研究了饱和度对湿热地区风化花岗岩双层土质边坡抗剪强度的影响,发现两个风化带土体都存在一个“最优饱和度”使抗剪强度达到峰值,但饱和度对抗剪强度指标的影响规律不同,即饱和度对黏聚力影响很大,对内摩擦角影响很小;花岗岩全风化带与强风化带土体性质差异明显,尤其表现在饱和度影响下抗剪强度特性方面,从基质吸力理论和颗粒间胶结作用角度分析所发现的现象,可以清楚地解释产生差异的机制,为风化花岗岩边坡的开挖和滑坡的防治提供理论基础。     

西南某水电站坝址区风化花岗岩工程地质性质分析

文章对西南某大型水电站坝址区深厚层全风化和强风化花岗岩进行研究。将全、强风化花岗岩物理、水理及力学性质与新鲜岩体相应性质进行比较,并分析了花岗岩风化后吸水性增大、岩体软化、抗压抗剪强度减小的成因。对强风化花岗岩与新鲜花岗岩抗压强度进行了比较;拟合了风化花岗岩弹模、变形模量值与新鲜花岗岩相应模量的变化百分比关系曲线。研究结果表明：强风化花岗岩的干抗压强度为新鲜岩体的1/4-1/3,湿抗压强度为新鲜岩体的1/4-1/5;岩体弹性模量和变形模量与岩体的风化程度成反比例线性关系。     

日照市区花岗岩残积土工程地质特性研究

残积土作为一种特殊土,其工程地质性质往往因母岩类型、地质环境及风化条件的不同差异很大。该文通过对野外资料、室内试验及原位测试等手段所获得的大量数据的整理分析,对日照市区花岗岩残积土的工程地质性质进行了初步研究,论述了日照市区花岗岩残积土的成因、分布、工程地质性质以及工程建设中残积土利用的问题。在残积土物理、力学性质试验的基础上,结合当地的工程实践经验,提出了花岗岩残积土的压缩模量（Es）、地基承载力特征值（fak）等物理力学指标的建议值,为日照市城市建设的发展提供了一定的地质依据。     

风化、蚀变对花岗斑岩物理力学特性影响分析

地壳浅表层岩体因受到风化和蚀变作用的影响而导致岩体的孔隙性增加,干密度、抗压强度等物理力学特性降低; 孔隙度作为岩体遭受风化和蚀变作用的重要特征,可以反映出风化和蚀变作用对岩体物理力学特性的影响。因此,可以通过对风化和蚀变花岗斑岩物理力学特性的室内试验,建立孔隙度与其他各项物理力学参数的函数关系,以此分析风化和蚀变对花岗斑岩物理力学特性的影响。研究表明:风化和蚀变花岗斑岩的干密度和抗压强度均随孔隙度的增加而减小,且呈乘幂函数关系,相关系数皆大于0.83; 吸水率与孔隙度则呈二项式函数关系,且随着孔隙度的增加而增加,其相关系数大于0.90; 风化和蚀变都削弱了花岗斑岩的物理力学特性,且随着风化、蚀变程度的增加,花岗斑岩的物理力学特性也呈相应的函数关系降低; 陡倾结构面受风化和蚀变的影响较缓倾结构面强。     

吕梁山压实花岗岩风化土的强度特性及本构模型

吕梁山花岗岩风化土与长江以南的花岗岩风化土具有较大差异。为了全面认识花岗岩风化土的力学性状,并为合理评价山区路基填料的工程性质提供依据,通过常规物理力学试验和大三轴试验,评价了吕梁山压实花岗岩风化土的基本物理特性和强度特性,发现所研究风化土在较低围压下即表现出颗粒破碎特性。参照既有研究成果,修正了花岗岩风化土峰值应力比M_f和状态应力比M_c的关系,确定了吕梁山压实花岗岩风化土的弹塑性本构模型。基于等向压缩-卸载试验与初始剪切的连续性假定,结合邓肯-张模型,最终获得了修正强度条件下风化土本构关系的所有模型参数。通过比较计算和试验结果,验证了峰值应力比与状态应力比的乘积为平均主应力的幂函数关系的合理性。     

川西松潘黄土发育特征与工程地质力学特性分析

以松潘幅和漳腊幅1∶5万工程地质调查为基础,通过野外地质调查、地质测年、地理空间分析、室内试验和大型原位直剪试验等工作手段,对松潘黄土的发育分布特征和工程地质力学特性进行研究分析,认为松潘黄土具有以下特性:(1)松潘黄土为风成黄土,局部地形的变化通过控制近地面气流的运动从而影响松潘黄土的堆积,使得松潘黄土的分布与研究区地形、地貌的变化联系密切;(2)松潘黄土粉砂含量大于80%,大多含有碎石,碎石物质成分主要以砂板岩、炭质板岩和石英为主;(3)研究区内的松潘黄土主要分布于2712~3437 m的高程范围内,在山体南坡的分布远多于北坡,在地形开阔的断陷盆地内,黄土发育厚度大且呈广泛连续式分布,在高深的峡谷区,黄土的发育厚度变化大且呈零星的片状分布;(4)松潘黄土结构性明显,其力学性质受物质成分、含水率和天然结构面的影响,具有中等—强的湿陷性,黄土的结构性、水敏性、湿陷性等性质是该套地层内地质灾害发育的主要因素,松潘黄土的不良工程地质特性严重影响着研究区内未来重大工程的规划建设。     

软弱破碎围岩隧道炭质页岩蠕变特性试验研究

采集贵广铁路天平山隧道典型软弱破碎围岩岩样,在室内开展三轴常规压缩和三轴压缩蠕变试验。基于岩石试验成果,分析炭质页岩的蠕变力学特性,低应力水平条件下岩石仅出现减速蠕变和等速蠕变阶段,在更高的应力水平条件下,岩石并未出现加速蠕变的现象,但围压在一定程度上提高岩石的屈服强度,弹性模量亦有随着围压增加而增大的趋势。据此,建立依托工程炭质页岩蠕变全过程的黏弹塑性应变软化蠕变力学模型,推导该蠕变力学模型在三维应力状态下的本构方程,并确定模型的参数,运用最小二乘法对模型的参数进行辨识。通过与试验曲线对比显示,所建蠕变模型能够描述依托工程炭质页岩的蠕变力学特征,可以用来研究该隧道软弱破碎围岩的蠕变性质和稳定性。     

跨海峡海底隧道风化槽围岩力学特性研究

厦门海底隧道工程是我国建设的第一条海底公路隧道。隧道在建设过程中穿越F1～F4 四条断层破碎带,破碎带处洞体围岩软弱、破碎,岩石主要为风化破碎类花岗岩,该类岩石尤其是强风化花岗岩强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,给隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择带来一系列特殊的问题。通过对风化破碎类花岗岩（主要包括微风化花岗岩和强风化花岗岩）试样进行一系列的室内试验,重点研究风化槽花岗岩的力学行为。强风化花岗岩三轴压缩试验及流变试验表明：强风化花岗岩强度低、变形大、弹性模量低,在达到峰值后,有明显的塑性流动,通过Mohr-Coulomb准则得到强风化花岗岩的摩擦角 约为31°,黏聚力约为0.1 MPa,且该岩石具有明显的流变特征。在流变试验的基础上,建立适合风化槽围岩特点的流变力学模型。其研究成果为海底隧道风化槽隧道围岩注浆加固和衬砌设计提供可靠依据和技术支撑。     

济南典型地区地基土污染腐蚀性质变异研究

随着城市化进程加快,济南市面临日益严重的环境岩土工程问题。以济南市典型地区的地基土为研究对象,在室内开展了水-土化学作用的物理力学效应实验,在现场对已经污染腐蚀的地基原状土样进行了物理力学性质实验。结果表明,地基土腐蚀后其物理力学性质有显著地变化。遭受污染腐蚀的地基土和无腐蚀的地基土相比,前者液塑限和压缩模量减小,液性指数和压缩系数增大。