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砂砾石地层渗透注浆扩散规律模型试验研究

化工矿物与加工 2024年第3期53卷 8-15页

作者：杜俊张龙杨新昭李晨晨朱维伟昆明学院建筑工程学院

为探究水泥浆液在砂砾石地层中的运移扩散规律，结合正交设计开展了9组室内渗透注浆模型试验，研究了不同注浆压力和水灰比影响下级配组成各异的砂砾石料试样中浆液的扩散特性，并在此基础上进行了多元线性回归分析，结果表明：受土骨... 详细信息

为探究水泥浆液在砂砾石地层中的运移扩散规律，结合正交设计开展了9组室内渗透注浆模型试验，研究了不同注浆压力和水灰比影响下级配组成各异的砂砾石料试样中浆液的扩散特性，并在此基础上进行了多元线性回归分析，结果表明：受土骨架渗滤影响，水泥浆液在砂砾石孔隙中的扩散速度逐渐减缓，并扩散形成近似球形的结石体；注浆压力与渗透系数分别是影响渗透注浆量及浆液扩散半径的主要因素；结合试验结果拟合得到了注浆量、浆液扩散半径与渗透系数、水灰比、注浆压力之间的幂函数经验方程，分析发现浆液扩散半径随渗透系数的增大呈指数增大，增大注浆压力能有效克服水泥颗粒惯性力和吸附力的不利影响，使浆液的可注性显著提升。试验所得结论较为全面地记录了水泥浆液在砂砾石中的渗透扩散变化，可为砂砾石渗透注浆理论的进一步研究提供参考。

关键词：砂砾石渗透注浆渗滤效应模型试验极差分析回归分析正交设计

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粉细砂砂砾石基础管涌流土处理措施研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第6期 0173-0176页

作者：张祥菊刘晓亮陈雷湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司湖北武汉430064

冲积平原地层常常呈现薄层砂壤土表层,下部粉细砂、砂砾层的二元结构。表层土渗透系数远远小于底层。土木建筑施工打破了这种渗透比降平衡,渗径缩短。导致市政工程、水利工程常常涉及深基坑管涌流土处理问题,而采用常规的抽水降压,对古... 详细信息

冲积平原地层常常呈现薄层砂壤土表层,下部粉细砂、砂砾层的二元结构。表层土渗透系数远远小于底层。土木建筑施工打破了这种渗透比降平衡,渗径缩短。导致市政工程、水利工程常常涉及深基坑管涌流土处理问题,而采用常规的抽水降压,对古河道砂砾石地基管道式水流通畅的地下水源供给源来说杯水车薪;采用防渗墙截渗到相对不透水层截断水砂关系投资相对较大。采用RJP法结合地铁基础与建筑物封底作为基础一举数得。

关键词：粉细砂砂砾石长江故道河流动力学启动流速

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河谷布置坝体砂砾石料填筑碾压试验研究

湖南水利水电 2024年第1期 89-92页

作者：彭芳伟新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司新疆昌吉831100

为进一步强化施工质量,验证坝体填筑施工的设计参数和可实施性,获得科学的碾压工艺,对某大坝坝体填筑施工实施碾压试验。采用密度桶法原型级配现场相对密度试验、砂砾料碾压工艺试验,确定出满足设计要求的干密度控制指标,从而为坝壳砂... 详细信息

为进一步强化施工质量,验证坝体填筑施工的设计参数和可实施性,获得科学的碾压工艺,对某大坝坝体填筑施工实施碾压试验。采用密度桶法原型级配现场相对密度试验、砂砾料碾压工艺试验,确定出满足设计要求的干密度控制指标,从而为坝壳砂砾石料填筑区提供控制依据。实验结果表明:相对密度试验中,相同铺料厚度条件下,原级配的相对密度与碾压次数呈现为正向关系;在相同碾压次数条件下,原级配的相对密度与铺料厚度呈现为反向关系;砂砾料测试单元的沉降量与铺料的厚度呈现为正向关系,且在碾压过程中将不断减小;检测的渗透系数满足设计要求。

关键词：河谷大坝工程砂砾石填筑碾压试验相对密度渗透系数

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某水库工程砂砾石碾压工艺分析

陕西水利 2024年第6期 166-169页

作者：向英新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

为有效指导大坝填筑施工,保证大坝砂砾料填筑质量,对额敏县KLYML水库工程土建及安装工程大坝填筑的砂砾料进行现场原型级配相对密度试验及碾压工艺试验。通过对额敏县KLYML水库工程土建及安装工程砂砾料碾压试验工作。结果表明:铺料厚度... 详细信息

为有效指导大坝填筑施工,保证大坝砂砾料填筑质量,对额敏县KLYML水库工程土建及安装工程大坝填筑的砂砾料进行现场原型级配相对密度试验及碾压工艺试验。通过对额敏县KLYML水库工程土建及安装工程砂砾料碾压试验工作。结果表明:铺料厚度80cm,碾压遍数8遍相对密度均满足设计要求;铺料厚度1m,碾压遍数10遍、12遍相对密度均满足设计要求。综合考虑,建议铺料厚度选择1m,碾压10遍,在施工检测过程中对碾压密度再做进一步验证复核。

关键词：砂砾石碾压施工工艺

大石门水库工程砂砾石高边坡渗流场流固耦合分析

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水利规划与设计 2024年第5期 125-129页

作者：王健郝永志新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

文章采用流固耦合(流体-固体的相互作用)方法分析134m砂砾石高边坡运行期的稳定性,包括流固耦合计算原理、高边坡竖向应力计算、高边坡塑性区开展情况分析、高边坡稳定安全系数计算及不考虑排水管作用高边坡的稳定性分析。研究结果表明... 详细信息

文章采用流固耦合(流体-固体的相互作用)方法分析134m砂砾石高边坡运行期的稳定性,包括流固耦合计算原理、高边坡竖向应力计算、高边坡塑性区开展情况分析、高边坡稳定安全系数计算及不考虑排水管作用高边坡的稳定性分析。研究结果表明,高边坡最大竖向应力在模型底部位置,达到8.807MPa,自下而上逐渐减小。邻近开挖面(临空面)时的应力向平行于坡面方向偏转,符合工程实际情况。边坡开挖后在新坡面上的塑性区范围较小,主要集中于坡面表层土。现在的塑性区基本上出现在河谷或开挖边坡下游较远处,且范围几乎就是表层土,故对高边坡的整体稳定性影响不大。研究结果为渗流作用下的砂砾石高边坡计算提供借鉴。

关键词：砂砾石高边坡流固耦合稳定分析渗流作用

砂砾石加高软基路堤变形特性的离心模型试验研究

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土木工程学报 2023年第S2期56卷 115-121页

作者：邓敏维陈天翼廖镇华牟太平张嘎广东省高速公路有限公司广东广州5106232 清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084

砂砾石因其变形小、透水性强、价格低廉等特点,作为路基填筑材料比普通素土性能更好,可用于控制扩建路基的差异沉降。文章采用土工离心模型试验开展砂砾石加高软基路堤的变形特性研究,并通过与普通填土加高的对比试验进一步探讨加高软... 详细信息

砂砾石因其变形小、透水性强、价格低廉等特点,作为路基填筑材料比普通素土性能更好,可用于控制扩建路基的差异沉降。文章采用土工离心模型试验开展砂砾石加高软基路堤的变形特性研究,并通过与普通填土加高的对比试验进一步探讨加高软基路堤中砂砾石加高层的特性。试验结果表明,旧路堤沉降较小,新路堤沉降较大,新、旧路堤交界处会发生局部较大沉降。砂砾石由于密度较小且模量较高,减小了路堤加高层的沉降,特别是使加高层内的变形更加均匀。砂砾石层在相对较软的下覆非加高层和浅层软基中引起了应力扩散,减小了这些土层的不均匀变形。砂砾石层对软基变形的影响局限在一定深度,该影响深度约为非加高层高度的2/3。

关键词：路堤扩建砂砾石软土地基沉降变形离心模型试验

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砂砾石地层盾构泥膜劣化及闭气失效行为研究

砂砾石地层盾构泥膜劣化及闭气失效行为研究

作者：蔡博文北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,泥水平衡盾构工法在越江跨海隧道中被广泛应用。在泥水盾构施工过程中,泥浆在强透水性的砂砾石地层中难以形成高质量的泥膜,泥浆压力无法实现有效的传递会出现开挖面失稳和坍塌的风险。另外,盾构带压开舱始终是一个高风险、高难... 详细信息

近年来,泥水平衡盾构工法在越江跨海隧道中被广泛应用。在泥水盾构施工过程中,泥浆在强透水性的砂砾石地层中难以形成高质量的泥膜,泥浆压力无法实现有效的传递会出现开挖面失稳和坍塌的风险。另外,盾构带压开舱始终是一个高风险、高难度技术环节,带压开舱能否成功的关键在于泥膜的闭气性能。本文通过研究泥浆渗透成膜、泥膜闭气性能失效及泥膜蒸发劣化过程,结合室内泥浆渗透成膜、泥膜闭气试验和泥膜蒸发试验,揭示盾构带压开舱时泥浆渗透成膜及泥膜闭气性能的变化规律,提出带压开舱过程中提高泥膜闭气性能的参考方法。主要研究内容和成果如下:(1)采用了自行设计的泥浆渗透柱试验装置,开展了在砂砾石地层中不同地层级配和不同泥浆粘度条件下的泥浆渗透成膜试验,通过实时测量和采集泥浆渗透过程中地层滤液质量、孔隙水压力变化,分析了三种类型泥膜渗透过程中的渗透特性,探讨了泥膜-地层复合渗透系数和泥浆压力转化率等参数的变化规律,揭示了地层和泥浆性质对泥浆渗透行为的影响。(2)开展室内泥膜闭气试验,选用泥浆渗透后具有保压闭气能力的泥膜,通过对试验过程中滤液质量、孔隙水压力的变化进行实时测量和采集,分析了气体压力、泥浆性质、地层性质及泥皮厚度等因素对泥膜闭气性能的影响,进一步探明在带压开舱过程中泥膜闭气性能的失效过程。(3)通过泥膜蒸发试验装置,模拟泥膜在不同温度和相对湿度的条件下的蒸发劣化过程,结合试验中泥膜蒸发量的变化情况,探讨了泥膜在蒸发过程中蒸发速率、出现干裂的时间和泥膜的干裂程度等变化规律,分析了泥膜蒸发劣化的变化过程。另外,探究了蒸发时间对泥膜闭气性能的影响,进一步探明泥膜在带压开舱过程中蒸发劣化的变化过程。(4)考虑了气体对泥膜中孔隙水的驱替作用,建立了泥膜压气渗流启动-击穿渗透带的多相流模型,提出了泥膜压气滤液质量和闭气时间评估方法,结合室内泥膜闭气试验,验证了所提出理论方法的适用性,探讨了气压、地层参数、泥膜厚度、泥浆剪切强度等参数对闭气时间的影响规律,揭示了地层和泥浆性质对盾构带压开舱时泥膜闭气时间的影响规律;根据以水汽扩散理论为基础的Dalton公式,并通过泥膜蒸发试验确定公式的质量交换系数,建立适用于泥膜在开舱时蒸发劣化的理论模型,结合泥膜蒸发劣化试验,验证了模型的适用性。最终实现理论模型的耦合,确立了泥膜压气破坏-蒸发劣化耦合理论模型,为盾构带压开舱中考虑蒸发劣化的泥膜闭气性能失效过程研究提供一定的参考意义。

关键词：泥水平衡盾构砂砾石带压开舱泥浆渗透泥膜闭气性能蒸发劣化

砂砾石垫层料与混凝土面板接触面特性的大型单剪试验研究

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岩土工程学报 2019年第8期41卷 1538-1544页

作者：王艳丽饶锡保潘家军左永振高盼长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室

采用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑面板与垫层间喷涂和不喷涂乳化沥青两种情况,进行混凝土面板与砂砾石垫层料之间的大型剪切试验,研究混凝土面板与垫层料接触面的力学特性,基于Clough和Duncan非线性弹性本构模型整理... 详细信息

采用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑面板与垫层间喷涂和不喷涂乳化沥青两种情况,进行混凝土面板与砂砾石垫层料之间的大型剪切试验,研究混凝土面板与垫层料接触面的力学特性,基于Clough和Duncan非线性弹性本构模型整理出接触面模型参数,并探讨了乳化沥青在接触面剪切变形中的作用机制。研究表明:①不喷涂乳化沥青时,接触面应力随着剪切位移的增加逐渐变大,接触面剪应力与位移呈现出很好的双曲线关系。喷涂乳化沥青时,接触面剪应力与剪切位移在峰值强度前呈现出很好的双曲线关系,在峰值强度后,呈现出一定的应变软化特性,法向应力越低,表现越为明显;②两种情况下,随剪切位移的增加,上盒土体变形逐渐发展,并由上到下逐渐增加,最大的相对错动位移均发生在混凝土面板与垫层之间的接触面处,表明接触面的抗剪强度小于砂砾石垫层的抗剪强度;③法向应力对叠环的剪切位移有较大影响,法向应力越大,同一高度处叠环的剪切位移越大;在相同的剪切位移和法向应力作用下,喷涂乳化沥青时叠环水平位移均小于不喷涂时叠环水平位移;④乳化沥青对接触面的力学参数有很大的影响,采用Clough和Duncan非线性弹性本构模型拟合时,与不喷涂乳化沥青时相比,喷涂乳化沥青的接触面其劲度系数、指数及强度指标均有大幅度降低,剪切过程中乳化沥青形成了完整的过渡层来隔离砂砾石垫层料和混凝土面板的直接接触,并起到很好的阻隔–润滑效果。

关键词：接触面乳化沥青砂砾石混凝土单剪试验

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砂砾石与砂接触冲刷试验研究

岩土力学 2016年第S1期37卷 295-300页

作者：陈群彭君朱分清四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 中铁二院工程集团有限责任公司公路与市政分院四川成都610061

渗流作用下土层之间的接触面是较易发生渗透破坏的薄弱环节。在开展砂砾石渗透破坏试验研究的基础上,针对砂砾石与砂的接触面渗流及渗透破坏特性,利用大型竖向渗透仪和自主研制的环状径向水平渗透仪,研究了竖向和水平渗流作用下接触面... 详细信息

渗流作用下土层之间的接触面是较易发生渗透破坏的薄弱环节。在开展砂砾石渗透破坏试验研究的基础上,针对砂砾石与砂的接触面渗流及渗透破坏特性,利用大型竖向渗透仪和自主研制的环状径向水平渗透仪,研究了竖向和水平渗流作用下接触面渗流和渗透破坏的影响因素及接触冲刷的发生、发展过程。研究结果表明,典型的砂砾石与砂的接触冲刷破坏过程可分为稳定渗流阶段、过渡阶段和破坏阶段3个阶段,可用2个特征水力坡降进行划分,稳定渗流阶段与过渡阶段的分界点对应的水力坡降称为启动坡降,过渡阶段与破坏阶段的分界点对应的水力坡降称为破坏坡降;砂砾石与砂组合试样的渗透系数随砂砾石密度的增大、颗粒变细而减小,砂砾石与砂接触冲刷的抗渗坡降则随砂砾石密度的增大、颗粒变细而增大,在水平渗流情况下试样的渗透系数较竖向的大,但接触冲刷的抗渗坡降较竖向的小。

关键词：接触冲刷渗流试验砂砾石