红层软岩崩解性的灰色关联分析

采用灰色关联度法对红层软岩的粒度分形特征以及矿物、化学成分试验数据与其崩解性进行了关联分析.分析发现,与成分相比,红层软岩的粒度分布分形特征参数与崩解特性具有更高的关联度,表明沉积形成时的环境决定了成岩后的红层软岩崩解性强弱.因为红层软岩中蒙脱石含量少,因此在各种成分中伊利石含量对红层软岩崩解性影响最大,说明水理特性不稳定的矿物含量始终是影响软岩崩解的主要因素.     

关于岩土的水理性质及水在岩土中的存在形式分析

所谓岩土的水理性质,简单的说就是由于岩土与地下水之间的相互作用而显示出来的性质,同时也包括持水性、容水性、毛细管性、可塑性等等。不同的地下水在岩土中存在的形式也不同,进而对岩土水理性质的影响也不同,岩土的水理性质不仅会影响到岩土的强度和性状,而且有些性质甚至会影响到建筑物的稳定性。     

基于分形理论的红层软岩填料缩尺料制备方法

采用分形理论研究了在室内采用球磨机制备与现场填料具有相同分形维的缩尺料的方法.基于对模拟现场重复破碎机制的考虑,选用球磨机作为破碎岩块制备缩尺料的设备.通过正交试验,研究了岩块初始粒径、球磨机转数、钢球数等参数对分形模型拟合优度、颗粒分形维的影响.在此基础上,通过中三轴制样试验进一步研究了试样制作过程对缩尺料二次破碎的影响.研究结果表明,对于红层软岩,采用破碎参数:球磨机转数100转,钢球数9个、岩块初始粒径20 mm,可以制备得到与现场原料相同分形维的中三轴试样缩尺料.     

四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析

川渝地区公路工程建设中,常形成红层高填路堤,其沉降及稳定特性决定了工程安全及质量。以乐山至西昌高速公路某处取样,室内测得红层填料物理力学参数后,考虑粒度分布、干湿循环、填方高度和边坡坡度,通过有限元数值试验探讨红层高填路堤施工过程中的沉降及稳定特性,然后利用极差分析获知各因素的作用效应主次。结果表明：路堤沉降具有累积效应,路堤坡面下方土体受偏压影响,最终体现为竖直向越靠近路堤顶面沉降量越大,水平向越靠近坡面沉降量越小;路堤填筑过程中,坡体内逐渐形成滑移曲面,边坡临界失稳高度受路堤材料和几何尺寸等因素影响;填筑完成后,各因素对路堤沉降量的影响主次为：路堤填高>边坡坡度>粒度分布>干湿循环,对滑移曲面至坡面最大距离的影响主次为：路堤填高>干湿循环>边坡坡度>粒度分布     

甘肃省第三系红层工程地质特性研究

通过对已建工程基础为第三系红层资料的深入分析和研究,系统地阐述了甘肃省境内第三系红层的分布规律、物理力学特性及工程地质特性.     

分形集与分数维

本文简要介绍最新数学分支——《分形几何》的研究对象、方法、应用以及研究动态.     

南京红层软岩流变特性试验研究

通过对南京红层软岩的流变试验，发现红层软岩存在显著的流变性，符合Burger本构模型，并得到4种典型软岩的模型参数。试验得出长期强度约是其单轴抗压强度的63％－70％。     

分形与分数维

本文着重阐述了称誉为七十年代中期科学上三大重要发现之一的分形分维的基本理论和物理意义。     

基于分形理论的红层软岩崩解性消除方法研究

应用分形理论对自然崩解过程中的红层软岩粒度数据进行了分析，得到红层软岩崩解物分数维达到2.6~2.7后其崩解趋于停滞的特点.在研究了液压破碎锤、拖式羊足碾等设备对红层软岩的破碎能力后，基于分形图形构造过程中的“迭代”特征，提出了以“翻松—碾压”动作“迭代”为核心机制的消除红层软岩崩解性机械破碎工艺并在湖南省浏醴高速公路进行了现场破碎试验.对现场破碎过程中软岩粒度数据进行的分数维计算表明：重复2次“翻松—碾压”工艺即可将红层软岩破碎至分数维为2.6~2.7.因此，基于分形迭代特征开发的机械破碎工艺可有效消除红层软岩的崩解性.该方法应用在高速公路施工中可将红层软岩填筑利用范围扩大至上路堤，能取得较好的效益.     

红层锚杆抗拔力学性质模型试验研究

为了解红层软岩的崩解特性对锚杆力学性质影响的规律，设计了红层软岩中锚杆抗拔试验和红层软岩的耐崩解试验.首先通过红层锚杆抗拔试验，得到了红层锚杆在循环荷载下的荷载-位移曲线(P-S)和荷载-弹／塑性位移曲线(P-Se，P-Sp)的演化规律，然后通过耐崩解试验得到红层软岩的耐崩解指数Id2，最后将锚杆的力学性质与红层软岩的耐崩解指数Id2联合起来进行分析.分析表明，随着耐崩解指数的降低，红层锚杆抗拔力学性质变差.     

路基填料选择的理论研究

高速铁路以及高等级公路的路基沉降要求严格,能否合理控制其沉降量是道路施工技术中非常关键的环节;为了能更好地控制路基的沉降量,采用分形理论对路基填料的加入量进行研究.通过建立和推导得到了填料加入量公式,通过与实际工程的对比验证了该方法的有效性.     

旋转填料床流体力学特性的研究

利用离心传质分离设备－旋转填料床,对其流体力学特性进行了研究,测定了该装置在不同转速,气流量和液流量的干,湿床压降,通过对大量实验数据的分析表明,旋转填料床的干,湿床压降均受气流量及转速的影响,且受气流量影响较大,而与液流量基本无关。     

红层软岩崩解破碎过程的分形分析及数值模拟

通过红层软岩的室内恒温保水和模拟大气条件的渐进崩解实验,跟踪观察崩解产物的粒度变化,引入分形几何的理论模型,提出利用分维数来定量描述红砂岩崩解破碎的非线性动态过程,并结合湘南某高速公路红层软岩路基工程建设,提出相应的崩解稳定分维数。研究结果表明:基于质量的分形分布模型能较好地描述岩石崩解破碎过程中粒度的分布特征,其分维数可作为判断红层软岩崩解完成与否的控制指标。通过计算机数值模拟,进一步验证了分形理论应用于崩解破碎过程定量描述的适用性,并以数值模拟实验得到的筛分数据,统计得出基于质量的分形分布和常用的R—R分布的参数之间的关系。     

冻结红层软岩的蠕变特性研究

为研究第三系红层软岩在低温下的蠕变特性,对冻结红层进行单轴蠕变试验,试验结果表明,在应力水平较低时,软岩只存在衰减蠕变,随着应力水平的增大,当超过流变长期强度时,出现了非稳定蠕变;同时,随着温度的降低,软岩的瞬时应变量和蠕变量都会明显减少,而长期强度则有较大幅度的增长,说明温度对软岩及冻结壁的流变性质影响十分显著。引入与时间和应力相关的非线性黏滞系数和时间开关函数,对西原模型进行改进,得到了可以描述加速蠕变的非线性流变本构模型,通过试验数据对冻结红层软岩的参数进行了辨识。将流变模型嵌入到abaqus有限元程序,并对井筒开挖进行数值模拟,获得冻结壁最大位移与时间曲线,通过与实测值进行比较,两者较为吻合。可见,建立的流变模型能够很好的描述冻结红层软岩的蠕变规律。     

四川盆地区红层弱风化泥质砂岩力学特性试验研究

红层在四川盆地广泛分布,众多工程建筑座落于其地表附近的弱风化带上,通过四川盆地红层弱风化泥质砂岩的系列岩石力学试验,得出其基本力学特性,同时,就水和围压对岩石力学特性的影响进行了讨论．结果表明：岩石的变形在峰值前表现为弹塑性,水对岩石的强度、弹性常数均有明显降低作用,软化系数为0．52,随围压增高强度线性增高,变形模量、弹性模量、割线模量及泊松比呈自然对数增高．其力学参数和相关关系可为有关工程提供参考和借鉴．     

青海高原典型红层滑坡病害特性分析

以青海西（宁）-久治公路龙穆尔沟DH6#滑坡为例,对典型高原红层滑坡的病害特性进行了分析。项目在该工点滑坡的2个典型断面共布设5个深部位移监测孔,对滑坡的变形情况进行了长期跟踪观测。结果表明,滑坡的变形特征受气候变化和地下水等因素的影响较大,工点滑坡具有多条、多级、多层的病害特征,各滑体均属于不稳定体且滑动速度不同;此外,坡体后部测点变形均大于前部测点,表明工点滑坡的变形机制属于典型的推移式滑动。     

内蒙古阿拉善地区红层砂岩力学试验特性研究*

针对阿拉善沙漠世界地质公园范围内的敖伦布拉格峡谷与额日布盖峡谷的红色砂岩进行了岩石单轴、三轴压缩变形试验和岩石抗拉试验。得到以下结论:红层峡谷不同位置抗压强度不同,与野外观察到的岩层凹凸变化趋势能够相吻合;同一样品不同段的测试结果中抗压能力是有差别的,这可能与胶结在砂砾岩中的砾石分布不均匀有关;阿拉善红层砂岩力学特性与强风化砂岩力学特性相近,砂岩的内摩擦角随着风化程度的加剧而增大,凝聚力则随着风化程度加剧而减小,这可能是风化造成砂岩力学特性发生变化的原因。此成果填补了阿拉善地区红砂岩的基本力学特征信息的空白,对于研究峡谷地貌形成中的水动力和风动力具有参考意义。     

不同洒水量下泥岩路基填料崩解特征的差异性研究

对泥岩进行预崩解是将泥岩等软岩作为路基填料的主要处理方法之一。通过对承德平泉地区分布的两种泥岩做不同洒水量下的干湿循环试验并使用X射线衍射仪进行观察分析,重点探讨泥岩崩解速率与泥岩颗粒粒径的关系以及不同洒水量下泥岩崩解的变化规律。结果表明:灰褐色与砖红色泥岩颗粒完全崩解时需要的干湿循环次数与泥岩的初始颗粒级配没有直接关系。两种泥岩作为路基填料时,在单次最佳洒水量下,均进行7次左右干湿循环后崩解处于稳定状态,可以为泥岩预崩解控制指标提供重要的参考,并为将泥岩填料作为路基的实际工程提供有效指导。     

高速铁路改良黄土填料性质与工程实效研究

填料性质的优劣是黄土地区高速铁路控制路基工后沉降的关键因素之一,黄土一般属等级较低的C、D组填料。改良黄土无侧限抗压强度、压缩等室内试验结果表明,黄土掺入石灰或水泥后,黄土的工程性质均得到了明显的改善,相同掺量的水泥改良黄土较石灰改良黄土的工程性质更优。通过开展改良黄土路基实体试验,测试结果表明,采用一定掺量的改良黄土填筑路基完全能满足高速铁路对路基工后沉降的控制要求。