膨胀岩

摘要： 在湿度场下通过有限元软件对岩石膨胀性、衬砌和埋深对膨胀岩巷道的影响程度以及对围岩变形进行规律研究。以结合现有的湿度应力场理论,在数值模拟计算结果的基础上分别对上述三种因素对膨胀岩巷道围岩的影响程度分析对比。其结果表明:膨胀岩巷道围岩的变形均受上述三种因素不同程度的影响,衬砌能够对膨胀岩的变形起到较好的变形抑制作用,无支护的围岩底板鼓起量和顶板下沉量分别减少149 mm和28 mm。同时对围岩顶底板两种位置的影响中表现为衬砌对顶底板影响最大,其次为膨胀性和埋深。

摘要： 针对现有规范中红层泥岩膨胀力测试结果偏小问题,自主研制了膨胀性岩石三轴膨胀力测试装置。采用先放试样后加约束的方式克服了岩石与容器壁有释放变形空隙的局限性,解决了膨胀力测试结果偏小的问题。通过膨胀土和红层泥岩三轴膨胀力的测试研究,检验了三轴膨胀力测试装置的合理性和有效性,初步总结了红层泥岩三轴膨胀力的变化规律。研究结果表明:三轴膨胀力测试装置及其测试方法能够克服传统固结仪试验方法的局限性,具有较好的实用性,可以适用于膨胀土和膨胀岩三轴膨胀力的测试;红层泥岩三轴膨胀力多数是在MPa的量级,传统固结仪测试的膨胀力多数是kPa量级,更新了现有红层泥岩膨胀力较小的认识;通过对试验结果的分析和膨胀后试样的观察,发现红层泥岩的膨胀机制与膨胀土的膨胀机制是不同的;红层泥岩主要是新鲜岩石表层吸水膨胀、泥化崩解,泥化层剥蚀后,新鲜面再次吸水膨胀、泥化崩解,这是一个逐层循环膨胀的过程。

摘要： 为解决因受矿石冲击磨损和高应力膨胀岩影响,矿山深部矿石溜井井壁出现井壁变形、垮塌堵塞等问题,以新疆阿舍勒铜矿为研究背景,提出以200 mm×200 mm网度规格焊接双层钢筋网片作为配筋,外衬钢轨,500 mm厚度C30强度混凝土作为井壁砼,以及U形钢拱圈和锰钢板等组合加固的矿石溜井设计方案。阿舍勒铜矿深部建设应用结果表明:新设计方案下的超深溜井在深部高应力膨胀岩石中强度良好,有效预防了井壁剪切破坏和垮塌,适合用于深部高应力情况下溜井设计与施工,可为类似矿山提供借鉴。

摘要： 极高地应力条件下隧道掌子面围岩遇水软化崩解会引起一系列工程问题,通过对3种代表性岩样崩解试验研究,揭示了软岩膨胀岩软化崩解规律。结果表明:软岩膨胀岩的耐崩解指数随循环次数增加依负指数函数递减;软岩膨胀岩矿物组成类型和含量是影响其崩解性强弱的主要因素;基质型和填充型岩样崩解主要由亲水性矿物吸水膨胀引起,5次循环后其崩解指数分别趋于5%和25%;接触型岩样崩解主要由胶结键断裂引起,5次循环后其崩解指数为80%左右,崩解性微弱;可将小于0.25 mm和大于5 mm的粒径组含量变化作为该软岩膨胀岩崩解性强、弱界限粒径。

摘要： 膨胀岩遇水膨胀后产生的膨胀压力,会对隧道围岩稳定性产生一定影响:为了研究在不同膨胀范围下膨胀岩发生膨胀对隧道围岩稳定性的影响,本文结合有关方面以三阳川隧道为工程依托,采用ABAQUS有限元软件建立隧道模型,利用热-应力耦合功能实现围岩膨胀的实践,就隧道围岩在弱膨胀作用下不同膨胀范围内的稳定性问题进行研究。研究结果表明:1.隧道开挖后的最大变形发生在隧道拱顶处围岩膨胀后,在水平方向上对拱脚的影响远远大于拱肩和拱腰,在竖直方向上仰拱隆起变化量远远大于拱顶沉降变化量;2.根据塑性区范围的分布,在隧道分布开挖过程中要注重不同开挖部位连接处的支护强度;3.随着隧道围岩膨胀范围的增大,隧道各测点的变形量均有增加,围岩塑性区略有延伸,塑性应变极值也有所增加.

摘要： 针对鄂西地区页岩地层中铁路隧道施工易发生围岩大变形、初期支护失效开裂等工程灾害,依托鄂西典型铁路隧道工程,在对其工程地质、水文地质条件和隧道围岩大变形灾害的特征进行调查的基础上,采用室内试验的方法对大变形区域的页岩进行了水理特征和矿物成分分析,并基于抑制岩石膨胀性相关的化学原理,遴选了氯化钾、硅酸钾、磺化沥青粉等10种化学试剂,开展了岩石线性膨胀率试验与岩心崩解试验,探究不同化学试剂对页岩膨胀性的抑制效果与岩心崩解性抑制效果。结果表明:依托工程所处页岩的矿物成分以伊利石和绿泥石类黏土矿物为主,属强崩解性的弱膨胀岩,其微观结构裂隙发育且定向层状排列特征明显,水分易于侵入,进而导致层间黏结能力下降;磺化沥青粉和硅酸钾对于页岩膨胀性具有良好的抑制效果,聚丙烯酸钾和聚阴离子纤维素钾盐可以显著抑制岩心崩解。该研究成果可为类似膨胀岩隧道设计与施工提供新的技术路线,为化学法防治膨胀岩隧道灾害提供基础支撑。

摘要： 岩石膨胀力试验是测定膨胀岩在水环境下所产生膨胀应力的试验方法.岩石的含水状态对膨胀力测试值具有重要影响.本文通过对岩石试样进行不同含水状态的膨胀力试验,研究了含水状态对岩石膨胀力试验结果的影响程度和规律.结果表明:含水状态对膨胀力测试值的影响显著,风干状态下的膨胀力平均值是饱和状态的83．0倍,烘干状态下的膨胀力平均值是饱和状态的77．6倍,烘干或风干状态的岩石再次遇水后,会出现持续膨胀的趋势,长期干燥环境使岩石内部毛细水充分排出,当岩石再次吸水膨胀时其更具危害性.对于材质均匀,一致性较好的膨胀岩,膨胀力测试值随含水比的增大而减小,随空孔率的增大而增大,且相关性较好.

摘要： 岩石膨胀力试验是测定膨胀岩在水环境下产生的膨胀应力,试件尺寸对膨胀力测试值具有重要影响.本文通过对不同尺寸的岩石试样在烘干状态下进行膨胀力试验,经对比分析,研究试件尺寸对岩石膨胀力试验结果的影响规律和程度.结果表明,试件高度对岩石膨胀力测试值的影响显著,岩石膨胀力测试值随着岩石试件高度的增大而增大,并呈较好的线性关系.试件高度对岩石膨胀力试验结果的影响与岩石的结构特征有关,岩石的饱和吸水率越大,岩石的孔隙率越大,密实程度越差,则试件高度对岩石膨胀力试验结果的影响越显著.试件直径对岩石膨胀力试验结果的影响不明显.试件尺寸对岩石膨胀力测试值的影响将导致试验数据无可比性,影响岩石膨胀性的判定,因此,有必要在试验方法标准、规程规范中明确试件的尺寸范围,或通过研究给出试件尺寸的修正公式.

摘要： 浩吉铁路卢氏盆地第三系弱胶结膨胀性极软岩边坡高度大、段落长、风险高,膨胀岩高边坡稳定性便成为控制性工程技术问题.以卢氏站103 m高的膨胀岩边坡为例,结合膨胀岩微观结构、膨胀力、干湿循环强度等力学试验成果,开展降雨和干湿循环等极端条件下边坡稳定性分析.研究结果表明:膨胀岩边坡工程设计需采取分级预加固、坡面锚固、系统防排水措施相结合的设计理念;膨胀岩剪切强度随着干湿循环次数的增加而不断减小,在干湿循环达到8次后剪切强度基本稳定;降雨和干湿循环作用下,锚索受力明显持续增加,锚固桩受力变化不明显,锚固桩对膨胀岩边坡变形和稳定的控制效果更为明显和有效;随着降雨和干湿循环次数的增加,边坡安全系数逐渐降低并趋于稳定,最终边坡安全系数为1.30,长期条件下边坡处于稳定安全状态.研究成果可为工程安全施工和健康运营提供相关理论依据和技术支持.

摘要： 隧道穿越膨胀岩地层时,围岩在地下水作用下产生膨胀,导致衬砌结构承受较高的不均匀膨胀荷载而破坏失效.以穿越石膏质岩地层的某隧道为例,根据典型断面病害数据,采用岩土工程数值分析软件FINAL对围岩膨胀参数反演.结果 表明,隧道围岩最大膨胀半径与膨胀系数密切相关,膨胀系数越大,最大膨胀半径越大;病害类型为边墙挤压变形、路面翻浆冒泥的断面(K299+ 250),围岩最大膨胀半径为19 m,膨胀系数为0.385;病害类型为衬砌裂缝、掉块、渗漏水的断面(K305+ 730),围岩最大膨胀半径为11m,膨胀系数为0.37.

摘要： 膨胀岩的体积变形受加荷模式和增湿过程的共同影响,为了研究不同水-力路径下延吉膨胀岩的变形特性,以延吉膨胀岩为研究对象,针对不同初始含水率的压实试样开展了3种水-力路径(①吸水膨胀(无荷)—加载压缩—卸荷回弹;②浸水吸湿(体积不变)—加载压缩—卸荷回弹;③加载压缩—浸水吸湿(有荷)—卸荷回弹)的—维压缩试验.试验结果表明:试样在路径①下的压缩指数和回弹指数最大,路径②下次之,路径③下最小,随着初始含水率的增加,试样在路径①和②下压缩指数和回弹指数逐渐减小,而在路径③下压缩指数逐渐增大;无荷状态下试样吸水膨胀,当上覆荷载较大时试样发生轻微的湿陷现象,无荷膨胀率和潜在湿陷率均随初始含水率的增加而减小;膨胀反压法和平衡加压法确定的膨胀力均随初始含水率的增加而减小,对于相同初始状态的试样,膨胀反压法确定的膨胀力较平衡加压法大;延吉膨胀岩的体变规律具有强烈的水-力路径效应,其强烈的水敏性是其中的根本原因.

摘要： 通过工程实例,阐述了槽箐头隧道膨胀岩引起的路面病害检测手段,病害成因及分析方法,介绍各种方法在工程实际过程中的具体运用.依据岩土勘探理论计算、数值模拟分析、检测结果,有针对性地提出一些处治措施和建议。隧道路面底板鼓起、破损及裂缝病害属于衬砌裂损，是运营线较常见的一种病害，当隧底围岩为有膨胀性的粘土岩时较易发生。易风化泥化的泥质岩类隧底，宜增设仰拱，以防止边墙下沉和隧底隆起。处治衬砌裂损病害，首先要消灭己有的衬砌裂损对结构及运营的一切危害，并防止裂损扩大。其次是采取以稳固围岩为主，稳固岩体与加固衬砌相结合的综合治理措施。处治隧道底板鼓起、破损及裂缝的一般性措施为:加深排水沟，疏干地下水，消除底板软化。对己软化的底板可采取置换或注浆加固。

摘要： 大岳高速洞庭湖大桥锚区施工地质环境复杂,覆盖层为淤泥和淤泥质黏土,下伏基岩为砂质板岩,夹泥质板岩,岩层陡立.岩性以粉质黏土,淤泥质粉质黏土及粉细砂层、卵砾石层为主.在施工过程中,极易发生蠕变、墙体倾斜、突沉、垮孔与塌孔等问题,大大提高了在地连墙施工过程中泥浆护壁的性能要求.通过对膨胀岩岩性及液压铣槽机配套的泥浆处理设备的研究,总结了一套膨胀岩地层地下连续墙泥浆处理技术,有效地解决了泥浆问题.

摘要： 土工格栅加筋柔性支护技术已成功处治广西南宁至友谊关、百色至隆林以及北京西六环高速公路膨胀土路堑边坡的坍滑问题,回顾总结该技术在治理这些南、北方膨胀岩(土)堑坡的实际案例,具体对两地不同膨胀岩(土)工程地质性质、边坡破坏形式及特定设计方案做出对比分析,得出实施该技术的普遍有效性,同时认识到必须因地制宜根据实际工况不断地对技术方案做出相应补充、修改与完善,该创新技术才有生命力,真正经济有效地解决不同地域及类型膨胀岩(土)路基"逢堑必滑"这一世界技术难题.

摘要： 南宁市会展路边坡位于南宁盆地中部,邕江南岸的高阶地区,属典型的膨胀岩边坡,该处原为低丘地貌,由于工程建设时,将部分山体挖除,形成了一道坡脚长约850m的人工挖方边坡,坡高12～43m,坡度约为31～40°。边坡分为四级台阶,每级台阶高10m,宽1.0～2.0m,坡面原为浆砌石格构护坡。该边坡自2008年至2011年已发生四次规模不等的局部滑动。并且坡面及台阶存在大量的张拉裂隙,纵向格构大部分被剪断,部分格构剪断后受挤压隆起。本文通过对膨胀岩边坡变形特征及地层岩性的分析，建立符合边坡实际情况的稳定性计算模型，并在不同工况下计算出边坡的稳定系数及剩余推力，根据计算结果设计相应的治理工程措施。

摘要： 对南水北调中线安阳段渠坡膨胀岩进行了CT扫描、干湿循环前后土-水特征曲线及饱和渗透系数的测定,分析了膨胀岩的非饱和渗透特性.研究结果表明,膨胀岩不同截面的CT数ME及方差SD都相差很大,内部裂隙发育;干湿循环后,土-水特征曲线的位置下移,含水率随吸力增加而减少的幅度变大;饱和渗透系数随干湿循环次数的增加而增大,并逐渐趋于稳定值;于湿循环后,渗透系数随吸力增加而减小的幅度较大.

摘要： 膨胀岩是一种随外部环境变化性质极不稳定的特殊岩,通过对新疆北疆供水工程第三系膨胀岩工程特性及影响膨胀岩膨胀的外部因素进行分析,利用离心模型试验对渠道边坡变形特点进行研究.提出因地制宜的治理方案,工程建成多年运行良好.

摘要： 以南水北调中线新乡泥灰岩与黏土岩为研究对象,在室内对原状样重塑样进行膨胀特性试验,研究膨胀岩的结构性对其膨胀特性的影响。试验结果表明,在同级荷载作用下,重塑样的膨胀率、含水率以及线膨胀系数始终大于原状样。由此可见,由于膨胀岩受扰动后土体结构发生破坏,会在较大程度上提高膨胀岩的膨胀潜势,加剧膨胀岩的工程危害。

摘要： 根据首云铁矿软破围岩巷道支护现状，对软破矿岩的饱和吸水率、自由膨胀率、膨胀压力等水理特征进行了试验研究，发现其水理性较好，为弱膨胀岩。在支护实践中，根据膨胀岩巷道变形特征，在原来的支护基础上采用以锚喷支护为主的新的支护方式，巷道围岩变形量较小，稳定性明显提高。

摘要： 南水北调中线一期工程总干渠新乡潞王坟膨胀岩试验段桩号SY0+208～SY0+268为换填黏性土料处理措施试验区。rn 以试验段开挖出来的重粉质壤土作为换填黏性土料，通过振动凸块碾碾压来加固不同坡比的膨胀岩渠坡，重点研究换填黏性土料处理措施的施工工艺和施工控制标准。换填黏性土料加固膨胀岩渠坡的成功应用，证明以该处理措施处理膨胀岩渠坡的可行性，为南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩渠坡的处理提供了参考。

摘要： 本发明涉及一种多孔镁-膨胀珍珠岩或多孔AZ91镁合金-膨胀珍珠岩复合材料的制备方法，特别是涉及一种以石蜡为隔离通孔剂、以开孔珍珠岩为支撑体、使用真空渗流手段使得金属镁或镁合金渗流到支撑体间隙中而制备金属-无机非金属复合材料的方法。以固体石蜡、液体石蜡和石油醚为原料对珍珠岩表面处理，利用裂化、炭化产生的还原气氛，隔离了有天然泡沫玻璃之称的珍珠岩与Mg生成Mg2Si的反应。该有机物作为隔离剂，解决了金属Mg或AZ91镁合金与天然多孔玻璃复合制备多孔镁或泡沫镁复合材料过程中、使用无机隔离剂埋下腐蚀隐患等问题。所获得的复合材料绝对密度范围为0.79g/cm3～1.01g/cm3、相对密度范围为0.45～0.56。

摘要： 本发明公开了一种用于型材开采的膨胀裂岩装置壳体、膨胀裂岩装置及膨胀裂岩方法，包括点火头、脚线和两端贯通形成开口的膨胀壳，所述膨胀壳内壁向外壁的方向凹陷形成有刻槽，所述刻槽的长度方向从所述膨胀壳的一端指向所述膨胀壳的另一端，两所述开口上分别设有用于密封开口的密封盖，在所述膨胀壳内两所述密封盖之间形成用于收容产气药的收容空间，所述脚线的一端位于收容空间内且连接有所述点火头，所述脚线的另一端贯穿任意一密封盖伸出到膨胀壳外且用于连接起爆器。通过上述结构之间的相互配合，提高了膨胀剂开采方式的开采精度。

摘要： 本发明公开了一种热膨胀破岩管、硬岩地层基坑的组合破岩方法，热膨胀破岩管包括外管，外管的内腔中装填热膨胀剂，热膨胀剂内预埋电点火头；膨胀剂封堵结构，设于外管内腔的两端，膨胀剂封堵结构将热膨胀剂封堵在外管内腔中；堵头，设于外管两端，以堵住外管内腔；点火头导线，与电点火头连接，并从外管和堵头之间的缝隙中引出。该组合破岩方法为热膨胀剂预裂破岩‑破碎锤法协同破岩方法。该热膨胀破岩管结构简单、操作方便、成本低廉，可在渗水潮湿的施工环境中使用；该组合破岩方法可提高破岩效率，降低破岩成本，提高破岩安全系数，破岩扰动较小、噪音小，操作流程简单，堵孔装药时间较短，对周边岩体或者邻近建筑几乎没有振动损伤。

摘要： 一种膨胀珍珠岩膨胀炉，有效的解决了现在珍珠岩生产中能耗大，一次膨胀不充分，造成后期加工不方便的问题。其包括一次膨胀炉和二次膨胀炉，一次膨胀炉和二次膨胀炉之间固定连接；一次膨胀炉包括中空的第一炉体，第一炉体下端固定连接有多个第一喷火嘴，多个第一喷火嘴对第一炉体进行加热；第一炉体下方设有风箱，风箱内的风经过管道与第一喷火嘴相通；所述二次膨胀炉包括中空的内炉体，内炉体与第一炉体相连通，内炉体外侧设有中空的耐火管，耐火管与内炉体之间有间隔，耐火管上部和中部固定有多个第二喷火嘴，多个第二喷火嘴对内炉体进行加热。

摘要： 本实用新型公开了一种用于型材开采的膨胀裂岩装置壳体及膨胀裂岩装置，包括点火头、脚线和两端贯通形成开口的膨胀壳，所述膨胀壳内壁向外壁的方向凹陷形成有刻槽，所述刻槽的长度方向从所述膨胀壳的一端指向所述膨胀壳的另一端，两所述开口上分别设有用于密封开口的密封盖，在所述膨胀壳内两所述密封盖之间形成用于收容产气药的收容空间，所述脚线的一端位于收容空间内且连接有所述点火头，所述脚线的另一端贯穿任意一密封盖伸出到膨胀壳外且用于连接起爆器。通过上述结构之间的相互配合，提高了膨胀剂开采方式的开采精度。

摘要： 一种膨胀珍珠岩膨胀炉，有效的解决了现在珍珠岩生产中能耗大，一次膨胀不充分，造成后期加工不方便的问题。其包括一次膨胀炉和二次膨胀炉，一次膨胀炉和二次膨胀炉之间固定连接；一次膨胀炉包括中空的第一炉体，第一炉体下端固定连接有多个第一喷火嘴，多个第一喷火嘴对第一炉体进行加热；第一炉体下方设有风箱，风箱内的风经过管道与第一喷火嘴相通；所述二次膨胀炉包括中空的内炉体，内炉体与第一炉体相连通，内炉体外侧设有中空的耐火管，耐火管与内炉体之间有间隔，耐火管上部和中部固定有多个第二喷火嘴，多个第二喷火嘴对内炉体进行加热。

摘要： 一种用于在岩壁或者岩顶中安装自钻孔膨胀岩栓(2)的方法和设备中，该岩栓具有钻头部分(5)、膨胀部分(9)和连接部分(10)，在岩石破裂步骤中，为自钻孔岩栓(2)提供岩石破裂运动和冲洗液以产生钻孔，并且在膨胀步骤中，将受压膨胀流体引入到膨胀部分(9)中，以使其膨胀从而固定到所述钻孔内。膨胀流体通过一个回转设备(6)引入，于是岩栓(2)在所述岩石破裂步骤过程中可以自由移动，并且使该回转设备(6)在所述膨胀步骤中紧固抵靠岩栓(2)，以这种方式在膨胀流体源和膨胀部分(9)之间形成用于膨胀流体的密封通道。本发明还涉及一种自钻孔岩栓。

摘要： 一种用于在岩壁或者岩顶中安装自钻孔膨胀岩栓(2)的方法和设备中，该岩栓具有钻头部分(5)、膨胀部分(9)和连接部分(10)，在岩石破裂步骤中，为自钻孔岩栓(2)提供岩石破裂运动和冲洗液以产生钻孔，并且在膨胀步骤中，将受压膨胀流体引入到膨胀部分(9)中，以使其膨胀从而固定到所述钻孔内。膨胀流体通过一个回转设备(6)引入，于是岩栓(2)在所述岩石破裂步骤过程中可以自由移动，并且使该回转设备(6)在所述膨胀步骤中紧固抵靠岩栓(2)，以这种方式在膨胀流体源和膨胀部分(9)之间形成用于膨胀流体的密封通道。本发明还涉及一种自钻孔岩栓。

摘要： 本实用新型公开了一种干湿循环作用下膨胀岩的膨胀力和膨胀变形的测试装置，包括干燥饱和室、反力架、暖风机和计算机；干燥饱和室设置在反力架的底板上，干燥饱和室上设有进水口、出水口、进风口和出风口，进风口与暖风机连接；所述的岩石试样设置在干燥饱和室内，岩石试样周向设有环形的应变传感器；岩石试样的顶部设有传力柱，传力柱的上端穿过干燥饱和室的盖板与千斤顶的下端连接，传力柱上端与千斤顶下端之间设有压力传感器；应变传感器及压力传感器分别与计算机连接。本实用新型结构简单，操作方便，本实用新型可以对岩石试样进行干湿循环作用，测试其在干湿循环作用下的膨胀力和膨胀变形，对大坝建设、软岩巷道支护和边坡工程具有指导意义。

摘要： 本实用新型涉及膨胀岩试验技术领域，具体涉及一种膨胀岩水化膨胀力测试装置，包括力学试验结构、压力结构、压力记录仪及数据分析用计算机系统，所述力学试验结构包括架框、置于所述架框内的试验力传感器及压力结构，所述压力结构通过下部的增压装置对置于所述压力结构中的试件增压，所述试件放置于承置架中，并经由承置架放置于所述压力结构中的上压力水箱内，所述压力结构还包括与所述上压力水箱连通的下压力水箱，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可实现不同水压作用下膨胀岩的膨胀力测试；采用岩石力学试验系统的计算机系统和试验力传感器实时采集试验数据，自动化程度高，大幅度减小测试人员的劳动强度，同时测试过程受人为因素影响小，测试精度高。