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绢云母片岩粗粒料改性试验研究

岩土力学 2013年第S2期34卷 105-109页

作者：秦尚林杨兰强陈荣辉熊署丹中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

绢云母片岩属极软岩,强度低,直接作为路基填料难以压实,易造成路基沉陷、路面开裂等不良工程现象。通过对绢云母片岩及其4种改性方案进行表面振动压实试验、室内重型击实试验、室内CBR试验以及回弹模量试验研究,探讨绢云母片岩经改性后... 详细信息

绢云母片岩属极软岩,强度低,直接作为路基填料难以压实,易造成路基沉陷、路面开裂等不良工程现象。通过对绢云母片岩及其4种改性方案进行表面振动压实试验、室内重型击实试验、室内CBR试验以及回弹模量试验研究,探讨绢云母片岩经改性后用作高速公路路基填料的适用性。试验表明,绢云母片岩最大干密度采用室内重型击实与表面振动压实试验结果相差较大,采用表面振动压实时为1.92 g/cm3,采用室内重型击实时为2.01 g/cm3。主要原因是由于绢云母片岩颗粒破碎的结果。绢云母片岩及其4种改性粗粒土的在最优含水率附近的较宽范围内的变动对压实效果的影响不大,有利于填料的压实。绢云母片岩的回弹模量E较低,小于32 MPa,经改性后的土料的回弹模量均有显著提高,均达到50 MPa以上。添加20%红砂岩和20%黏性土的试料CBR值均只有3.7,添加3%水泥和5%水泥的试料CBR值上升明显。绢云母片岩经添加3%、5%的水泥化学改性后可用于高速公路上路堤及路床填筑。

关键词：绢云母片岩 CBR试验回弹模量改性土

颗粒破碎对绢云母片岩强度和变形影响的试验研究

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岩土力学 2014年第11期35卷 3086-3092页

作者：秦尚林杨兰强陈荣辉陈善雄中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 浙江省工程勘察院浙江宁波315000

为进一步弄清颗粒破碎对软岩粗粒料强度、变形的影响,开展2组不同初始干密度下的绢云母片岩粗粒料的固结排水三轴试验,分析了绢云母片岩粗粒料颗粒破碎规律,并探讨了颗粒破碎对绢云母片岩粗粒料力学性质的影响。结果表明,绢云母片岩粗... 详细信息

为进一步弄清颗粒破碎对软岩粗粒料强度、变形的影响,开展2组不同初始干密度下的绢云母片岩粗粒料的固结排水三轴试验,分析了绢云母片岩粗粒料颗粒破碎规律,并探讨了颗粒破碎对绢云母片岩粗粒料力学性质的影响。结果表明,绢云母片岩粗粒料相对破碎率随围压的增加而增大,但颗粒破碎增幅速率受初始干密度影响较大,颗粒破碎与围压之间的关系可用线性关系描述;由于初始孔隙率的影响,使得试样在同一应力水平下高密度试样颗粒破碎明显高于低密度试样;颗粒破碎对高密度试样抗剪强度降低的影响高于低密度试样,导致两种干密度试样的应力-应变曲线在某处出现相交,最终出现初始密度低的试样抗剪强度大于初始密度高的试样抗剪强度的现象;高密度试样孔隙率较小,其剪胀因子一直保持在1附近,而低密度试样孔隙率较大,受颗粒破碎和剪胀的影响迟缓一些,低密度试样体变较高密度要大些,但整体上由于颗粒破碎和剪胀的影响,绢云母片岩粗粒料的体变均不大。

关键词：绢云母片岩相对破碎率不同干密度抗剪强度剪胀因子

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绢云母片岩路基填料水湿化特性研究

绢云母片岩路基填料水湿化特性研究

作者：朱红亮湖北工业大学

学位级别：硕士

在绢云母片岩分布区修建公路时,为解决路基填料匮乏的难题,满足就地利用、生态环境保护的要求,常利用其作为路基填料。但绢云母片岩易破碎,强度低,不易压实,遇水易产生路基沉陷、路面开裂等病害。为了使其更好地应用于工程建设,以绢云... 详细信息

在绢云母片岩分布区修建公路时,为解决路基填料匮乏的难题,满足就地利用、生态环境保护的要求,常利用其作为路基填料。但绢云母片岩易破碎,强度低,不易压实,遇水易产生路基沉陷、路面开裂等病害。为了使其更好地应用于工程建设,以绢云母片岩为研究对象,开展了耐崩解性试验、抗粉化试验、大型三轴试验等一系列室内试验,研究了绢云母片岩的水湿化特性,具体工作如下:1.开展了耐崩解性试验和抗粉化试验,试验结果表明绢云母片岩属于中等耐久性岩石,水稳定性较差;开展了电镜扫描和X衍射试验,试验结果表明绢云母片岩为层状结构,有一定含量的蒙脱石和高岭石,从微观结构和组分上揭示了绢云母片岩浸水软化的机理。2.开展了多组点荷载试验,分析了影响点荷载强度的主要因素,建议了点荷载试验岩块的合理几何尺寸,对比分析了干燥和浸水24h状态下的强度特性,分析结果表明绢云母片岩满足作为路基填料的强度要求。3.采用“双线法”,开展了多组室内大型三轴试验,研究了不同密度下绢云母片岩的应力应变特性、湿化变形特性,以及水对绢云母片岩抗剪强度的影响。试验结果表明,填料密度越大,湿化变形越小;围压越大,湿化变形越大;浸水后填料强度明显降低,填料在风干状态下的抗剪强度均高于其在饱和状态下的值。4.基于三轴试验成果,推导了能描述绢云母片岩填料湿化变形量与轴向偏应力(σ-σ)关系的经验公式。根据轴向偏差应力(σ-σ)与湿化所引起的应变△ε之间的关系曲线,能够得出不同围压下△ε/(σ-σ)与△ε之间的变化曲线,经拟合发现二者近似为线性关系,其斜率a及截距b与围压σ在对数坐标中呈现线性关系,根据部分试验数据可以进一步确定公式参数,进而推导得到经验公式。将公式的计算结果与试验数据对比,发现经验公式吻合性较好。5.研究了三轴试验后试样的颗粒破碎特征,分析了影响绢云母片岩颗粒破碎的主要因素。分析结果表明:粒径越大,颗粒破碎率越大;初始干密度越大,颗粒破碎率越大;应力水平越高,颗粒破碎率也越大。

关键词：绢云母片岩点荷载试验大型三轴试验湿化变形规律经验公式颗粒破碎

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绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术研究

绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术研究

作者：朱孟龙西南林业大学

学位级别：硕士

绢云母片岩是一种以绢云母、绿泥石为主要矿物成分的变质岩,遇水易软化、泥化,滇西地区分布广泛。在建隧道穿越绢云母片岩岩层时,大面积的出现围岩大变形问题,造成支护结构变形破坏、初期支护侵入断面界限等施工病害,处理不当还会造成... 详细信息

绢云母片岩是一种以绢云母、绿泥石为主要矿物成分的变质岩,遇水易软化、泥化,滇西地区分布广泛。在建隧道穿越绢云母片岩岩层时,大面积的出现围岩大变形问题,造成支护结构变形破坏、初期支护侵入断面界限等施工病害,处理不当还会造成隧道塌方事故,隧道完全被堵塞的安全事故也时有发生,隧道围岩大变形往往会造成严重的后果,同时伴随着机械设备的损毁,人员的伤亡,工期的延误,工程成本的增加等等。本文以大临铁路白石头隧道为工程依托,通过理论分析、室内试验、现场试验、数值模拟计算等方法对绢云母片岩隧道施工变形特征及控制技术展开研究,研究成果以期为类似工程提供借鉴。本文完成的工作主要包括以下几个方面:1、通过对绢云母片岩隧道围岩的微观结构试验、物理性质试验、水理性质试验对绢云母片岩隧道围岩的物理性质进行了研究,并通过其物理性质具体分析了绢云母片岩的工程特性,为分析白石头隧道变形特征及其影响因素提供了依据,为绢云母片岩隧道的数值模拟计算提供了基本参数。2、在施工现场进行了超前地质预报、监控量测等现场试验,并结合数值模拟的方法对绢云母片岩隧道施工期围岩变形特征进行了研究,具体分析探讨了白石头隧道围岩的变形特征,研究了白石头隧道大变形发生的机制,并对白石头隧道施工期围岩变形影响因素进行了分析。3、搜集列举了国内外典型软岩大变形隧道的案例,分析隧道变形控制的基本理念,通过数值模拟的方法研究绢云母片岩隧道施工期围岩变形控制技术。通过不同开挖方法的对比,比选出了适合绢云母片岩隧道的开挖方法,对锚杆的长度与布置方式进行了优化,提出了上短下长的锚杆布置方式,对超前小导管的长度以及布置范围进行了优化,数值模拟和实际施工结果表明,本文提出的开挖方法和支护结构的优化参数有效的控制了围岩的变形。

关键词：隧道工程绢云母片岩变形特征变形控制技术

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基于分形的绢云母片岩路基填筑利用技术研究

公路 2017年第1期62卷 43-48页

作者：张晶何斌吴万平王云中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉市430056

谷竹高速存在大量绢云母片岩,强度低,易崩解破碎,难压实,矿物成分以绿泥石、云母为主。引入分形理论,计算发现绢云母片岩粒料的分形维数随干湿循环次数增大而增大,最后达到稳定值约2.68。采用分形维数作为填筑利用指标,研究了CBR和回弹... 详细信息

谷竹高速存在大量绢云母片岩,强度低,易崩解破碎,难压实,矿物成分以绿泥石、云母为主。引入分形理论,计算发现绢云母片岩粒料的分形维数随干湿循环次数增大而增大,最后达到稳定值约2.68。采用分形维数作为填筑利用指标,研究了CBR和回弹模量随分形维数的变化规律,结果表明CBR和回弹模量都随分形维数的增大先增大后减小,在分维数为2.65时分别达到最大值6.3%和35.8 MPa,因此建议碾压时将分维数控制在2.65。由于稳定分维数对应的CBR为3.6%、回弹模量为30.8 MPa,建议绢云母片岩只能用于下路堤的填筑。进行了现场碾压试验,通过分形维数随碾压遍数的关系图确定了松铺厚度为40cm,振动碾压6遍、静压2遍的碾压工艺。

关键词：绢云母片岩分形 CBR 回弹模量碾压试验

基于现场实测的绢云母片岩隧道变形与受力特征

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科学技术与工程 2019年第29期19卷 312-318页

作者：朱孟龙张庆文徐国林蒋锐刘欢西南林业大学土木工程学院

绢云母片岩是西南地区普遍存在的复杂地质软岩,遇水易软化、泥化,在该中地层条件下施工的隧道普遍出现软岩大变形问题,处理不当还会造成塌方,极易造成严重后果。以实际工程为载体,通过现场试验,研究绢云母片岩隧道的变形与受力特征。研... 详细信息

绢云母片岩是西南地区普遍存在的复杂地质软岩,遇水易软化、泥化,在该中地层条件下施工的隧道普遍出现软岩大变形问题,处理不当还会造成塌方,极易造成严重后果。以实际工程为载体,通过现场试验,研究绢云母片岩隧道的变形与受力特征。研究结果表明:三台阶开挖造成围岩压力的多级释放,每台阶开挖后围岩压力均经历快速增长与缓慢增加两个阶段,围岩压力总体呈现出“右上、左下大,右下、左上小”的非对称分布;初期支护钢架以受压为主,应力“上大下小”分布,右拱腰处钢架压应力最大237. 4 MPa,大于钢架抗压强度设计值;围岩整体向内挤压,隧道呈现“上大下小”不对称变形,右拱腰处最大变形量325 mm,大于预留变形。研究指出了施工过程中的安全隐患,并为绢云母片岩隧道的设计、施工提供了数据参考。

关键词：绢云母片岩隧道试验监测变形受力

滇西绢云母片岩隧道大变形机制及支护控制研究

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滇西绢云母片岩隧道大变形机制及支护控制研究

作者：周炜程昆明理工大学

学位级别：硕士

本文以大临铁路白石头隧道为依托工程,通过理论分析、室内外试验、数值分析以及现场监测等手段,针对白石头隧道绢云母片岩段施工期间出现的大变形问题进行了深入研究,并对大变形隧道的支护措施进行了优化。本文具体研究内容如下:（1）... 详细信息

本文以大临铁路白石头隧道为依托工程,通过理论分析、室内外试验、数值分析以及现场监测等手段,针对白石头隧道绢云母片岩段施工期间出现的大变形问题进行了深入研究,并对大变形隧道的支护措施进行了优化。本文具体研究内容如下:（1）通过室内外试验测定了白石头隧道绢云母片岩段围岩的矿物组成、单轴饱和抗压强度以及所处的地应力环境条件。（2）通过对白石头隧道绢云母片岩段围岩变形、围岩压力及初支与围岩接触压力的监测结果进行分析,结合大变形段支护结构宏观破坏征,归纳总结了绢云母片岩段隧道大变形破坏特征,并结合依托隧道工程现场实际情况,对绢云母片岩隧道的大变形挤压程度进行了辨识并划分了大变形等级。综合考虑围岩工程特性、监控量测结果及初期支护的宏观破坏特征,分析了引起绢云母片岩隧道产生大变形的主要影响因素,并结合理论分析得到的隧道围岩应力及应变随时间的变化规律,提出了白石头隧道绢云母片岩段的大变形机制。（3）根据绢云母片岩隧道大变形的地质情况,运用有限差分计算软件FLAC3D建立三维数值模型,对超前支护、型钢拱架、锁脚锚管、预应力树脂锚杆等支护措施进行了优化分析,得到了不同超前小导管布设参数、不同拱架型号、不同长度锁脚锚管及不同长度预应力树脂锚杆对隧道围岩变形的影响。此外,通过监控量测数据及现场拉拔力测试,探讨了预应力树脂锚杆在大变形段中的应用效果。（4）通过在白石头隧道绢云母片岩段开展现场对比分析试验,得到了隧道在采用不同支护参数下的围岩变形、围岩压力、钢拱架应力及初支与二衬接触压力的变化规律。现场各项监测结果验证了,优化后的支护措施对控制绢云母片岩隧道大变形具有显著效果。

关键词：隧道工程绢云母片岩大变形数值模拟支护措施

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绢云母片岩滑坡稳定性分析与治理

山西建筑 2018年第26期44卷 60-62页

作者：聂宁三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443000

以谷竹高速路某绢云母片岩滑坡为例,从地形、地质特征、水作用等特点综合分析该滑坡的形成原因,计算分析滑坡稳定性,并结合滑坡体特征以及岩石的特性,采用减载回填、抗滑桩及排水治理方案进行综合整治。

关键词：绢云母片岩稳定性治理方案

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绢云母片岩点荷载试验的尺寸效应

南方农机 2018年第16期49卷 126-128页

作者：朱红亮许锡昌肖衡林湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

谷城—竹溪的高速公路大量使用绢云母片岩作为路基填料,为了研究影响绢云母片岩点荷载强度的因素,文章通过对大量新鲜的岩样进行点荷载试验,并记录试件的尺寸,来探讨试件尺寸对点荷载强度的影响。试验结果表明:影响绢云母片岩点荷载强... 详细信息

谷城—竹溪的高速公路大量使用绢云母片岩作为路基填料,为了研究影响绢云母片岩点荷载强度的因素,文章通过对大量新鲜的岩样进行点荷载试验,并记录试件的尺寸,来探讨试件尺寸对点荷载强度的影响。试验结果表明:影响绢云母片岩点荷载强度的主要因素是试样岩块的厚度,宽度对其强度有微弱影响,长度几乎不影响其强度。建议不规则绢云母片岩点荷载试件的合理尺寸范围:宽度为20~45mm,厚度为12~24mm。

关键词：绢云母片岩不规则岩块点荷载试验