公路涎流冰的成冰机理与新型防治措施研究

建立了粗、细粒土冻结模型, 分析了扰动三层体内部的析冰原理, 提出密闭水体的冻结-压力循环, 该循环是涎流冰发育的机理. 对饱水粗颗粒土与饱水细颗粒土的冻结模型比较表明, 饱水粗粒土在密闭体系中的冻结; 就其产生的水压力而言, 实质上就是密闭水体的冻结, 也就是水冻结成冰体积膨胀受限而产生力的问题. 这种体积膨胀产生的力导致约束结构(如薄弱层)的整体性破坏. 在公路边坡数值模拟分析的基础上, 提出边坡薄弱层破坏导致渗水是形成坡积冰的主要原因之一, 薄弱层破坏处是病害最严重的位置. 根据病害形成原理和成因分析, 并提出渗井与仰斜式排水管相结合的复合防治措施, 工后效果良好.     

高寒地区公路涎流冰灾害及防治

西藏浪卡子至洛扎公路是西藏山南地区环线公路的西段,全长120 km,集交通、外交、军事于一体。由于公路位于高寒、新构造运动强烈的地区,特殊的地质背景、气候因素和地理环境,为该地区地质灾害的发生孕育了良好的条件。涎流冰是指水在持续负温下随流随冻形成的积冰,水源和负温是涎流冰形成的先决条件。公路沿线有10处涎流冰灾害,影响的公路总长457 m。涎流冰灾害对公路的建设和运营构成了极大的危害,对其治理以防为主,采用涵洞或盲沟排水,同时必须防冻。     

融化作用下含冰裂隙冻岩强度特性及寒区边坡失稳研究现状

如何科学评价裂隙冻岩质边坡稳定性、如何采用有效措施保证冻岩边坡工程的安全建设和运营,已是目前岩石力学研究领域的一个重要课题.首先对青海木里地区含冰裂隙冻岩地层煤矿露采过程中的大规模边坡工程问题开展现场勘察和试验研究,分析了高寒地区冰体赋存特征、含冰地层消融特征及含冰地层融水出流特征;结合前人研究,较为全面地总结了含冰裂隙冻岩强度特性及冻岩边坡普遍性的变形失稳特点,提出寒区冻岩边坡失稳机理为冰-岩系统在热侵蚀和荷载共生作用下的热力耦合结果;对消融作用下含冰裂隙冻岩的物理力学、热力耦合特性及裂隙冻岩质边坡稳定性评价等方面的国内外研究现状进行了综述和讨论;认为开展融化作用下含冰裂隙冻岩体强度特性及边坡失稳研究将是与冻融损伤并重的一个新的研究方向.     

某岩质边坡稳定性和防治措施分析研究

云南省个旧重金属污染整治示范试验区建设过程中,由于场地开挖平整形成高陡岩质边坡,严重影响场区建设和运营安全。因此,需要对其进行稳定性分析,并提出相应的防治措施,为边坡永久治理提供依据。通过理正极限平衡法、Geostudio和FLAC3D数值模拟综合判定,天然工况下边坡整体稳定性均处于稳定状态,在暴雨工况和地震工况下边坡整体稳定性均呈不稳定状态。依据稳定性计算结果,将边坡防治划分为3个防治区段：重点防治区,主要防治措施为锚索框格梁+被动防护网;次重点防治区,主要防治措施为清危+框格锚杆;一般防治区,主要防治措施为清危+被动防护网,为边坡永久治理提供了依据。     

渠道衬砌体冻胀破坏机理分析与防治措施研究

导致渠道衬砌体破坏的主要因素是土体中水分及其冻移作用、负温条件、土体物理性质.笔者在研究分析的基础上提出了"削减与抵抗"相结合的防治措施.认为通过冻胀力计算模型,分别计算出渠道横断面上不同电位的冻胀力值,合理地计算选定砼强度、砌体结构形式和尺寸是可行的.     

城市洪涝中雨水口泄流能力的试验研究

近年来中国城市洪涝灾害频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重威胁,其中雨水口泄流能力的大小对于计算受淹区的积水程度或路面雨水的排除效率至关重要。为此本研究专门修建了具有上下两层结构的城市洪涝过程综合试验平台,考虑雨篦子、雨水井及侧支管等完整的雨水口结构,开展了76组不同来流水深及流速下的雨水口泄流能力试验。试验结果表明:雨水口的下泄流量在井身充满前后表现出不同的变化规律,即在雨水井充满前,路面雨水以堰流形式下泄;在雨水井充满后,以管嘴出流形式下泄。基于试验数据率定出雨水口堰流及管嘴出流时的流量系数,并进一步采用量纲分析法,建立雨水口的泄流能力与雨篦子尺寸、篦前水流的弗劳德数等因素之间的经验关系,具有较高的相关系数。采用本文公式计算原型尺寸雨水口的泄流能力,并与中国现行雨水口泄流能力的参考值进行对比,发现当水深较大时现行参考值偏大较多。本研究成果能为精细化的城市洪涝管理提供计算依据。     

渝利铁路青石岩段边坡危岩体稳定性评价及防治措施研究

渝利铁路青石岩段为深切河谷型边坡,该边坡表部岩体在风化缷荷作用下结构复杂且稳定性差。此外,浅表层岩体在降雨、地震及工程开挖等影响下,局部已经出现了不同模式不同规模的变形失稳现象,严重影响工程建设和运营期间的安全。因此,本文根据边坡岩体结构特征及风化缷荷特征等工程地质条件,结合不同失稳模式的危岩体,提出了相应的稳定性评价理论和方法。最后,针对不同规模和不同稳定状态下的危岩体提出了有效的防治措施。     

雨水口堵塞程度对其泄流能力影响的试验研究

雨水口是下泄地表径流的关键设施,一旦堵塞将导致市政排水系统的泄流能力无法充分发挥,这是引发城市洪涝灾害的主要原因之一。为定量分析雨水口堵塞对其泄流能力的影响,本研究分别考虑进水篦及连接管不同堵塞程度的情况,开展了较大来流水深下的概化水槽试验,共计进行了608组试验。试验结果表明:①进水篦及连接管堵塞均会显著影响雨水口的泄流能力,且后者对雨水口泄流能力的影响更大。②利用试验数据率定了各堵塞情况下水流以堰流或管嘴流形式从雨水口下泄时的流量系数;基于量纲分析及回归分析,给出了各堵塞情况下雨水口泄流能力的幂函数表达式,并利用试验数据对参数进行了率定,率定效果优于堰流或管嘴流公式。③通过与未堵塞情况进行比较,基于幂指数均值假定及非线性拟合方法,建立堵塞系数与堵塞程度之间的经验关系,并最终提出了一个可以分别考虑进水篦与连接管堵塞影响的雨水口泄流能力公式;该公式可以考虑雨水口堰流及管嘴流等不同泄流形式,能够反映进水篦、连接管不同堵塞程度的影响,适用于来流水深较大的情况。     

双江口水电站环境边坡孤石及危岩体发育特征与防治措施

介绍了双江口水电站环境边坡的主要问题是孤石、孤石群、危石、危岩体,通过对它们的发育特征进行分析研究,对其进行了稳定性分类,并综合考虑地形地貌、地质、施工等条件,提出了具体的防治措施.     

堤坝管涌的室内试验与颗粒流细观模拟研究

本文对水流垂直方向的堤坝管涌现象分别进行了室内模型模拟和颗粒流模拟实验。在室内模型试验模拟中采用先进的数码成像跟踪设备在细观的尺度上对土样在管涌发生发展的全过程进行了观察和记录,为颗粒流细观模拟提供了必要的细观参数及宏观依据。提出的二维孔隙率与三维孔隙率转换的关系公式很好的将室内模型试验的孔隙率同颗粒流数值模拟结合,运用颗粒流程序采用固液耦合的分析模型对管涌现象作进一步的数值模拟分析。根据模拟结果,分析了管涌产生、发展在颗粒细观尺度的原因,对管涌产生发展中的试样细观变化规律及流速的变化规律进行了分析。这些结果为PFC2D在渗流和渗透破坏等方面的深入研究应用提供了一定的实用依据,同时也为在细观尺度上解释和分析管涌现象提供了一条新的途径。     

老松公路汪清至延吉段地质灾害评估及防治措施

公路作为线性工程具有跨越地域广阔的特点,不同的路段具有不同的水文地质、工程地质条件,同时需要采取不同的设计、施工方式,这就造成了公路沿线会有不同的地质灾害问题。本文对老松公路汪清至延吉段地质灾害进行了风险评估并提出了防治措施。     

川藏公路特殊碎屑流灾害综合防治技术

川藏公路帕隆藏布沿岸路段广泛发育一种特殊的碎屑流灾害——溜砂坡,危害十分严重。通过近几年的研究与工程实践,溜砂坡灾害的防治对策可归纳为避让与清除、砂源区控制技术、固砂技术、拦砂技术与排砂技术五大类。根据溜砂坡灾害的基本特征、发育阶段及道路工程所处的环境条件,有针对性地选择防治技术,才能取得较好的防治效果。     

季节性冻土区人工盐化路基冻胀模型试验

以青藏铁路西格段季节性冻土区路基冻害为研究背景,在室内分普通和盐化两个试验段填筑路基实体模型,进行封闭系统中反复冻融循环条件下的模型试验,分析冻融循环条件下普通路基和人工盐化路基的温度和位移规律,并探讨水分、盐分的迁移规律。结果表明:路基土体温度与环境温度变化趋势一致,路基土体的温度滞后于环境温度约36 h;越靠近冷端的位置,温度波动范围越大,温度随着深度的增加逐渐减小,温差也随之减小,路基土体温度的波动范围约为环境温度波动的一半;温度是影响水分迁移的主要因素,水分迁移在路基顶面以下一定的范围内达到最大,越靠近冷端,水分迁移量越大;路基土盐化之后冻胀量减小约73.9%,说明人工盐化路基土的方法可以整治季节性冻土区路基冻害。     

基于雷诺护垫的高寒多水路基防护结构冻胀适应性模型试验研究

对冻土环境下的输水干渠边坡的雷诺护垫防护工程进行了模型试验,建立比例尺为1：4的模型,进行两次冻融试验,在试验过程中对雷诺护垫结构段面的冻胀量、冻融过程中土体结构内部温度场分布进行实时监测.试验结果表明：雷诺护垫可以增加热阻,减少能量传递,且护垫下卧土体温度场分布均匀,可有效减小冻深及冻胀量,并抑制不均匀冻胀的发生;在有水份充分补给的条件下,最大冻胀量位置发生在渠底固脚处,其次是渠坡1/3处,设计时应充分考虑该位置的冻胀变形;残余变形最大值在渠底固脚位置,渠坡发生融沉变形,说明雷诺护垫结构本身具有自愈的功能,有比较显著地适应冻融变形的效果.设计及施工过程中要考虑固脚的稳定.     

季节冻土区高速铁路路基保温措施效果研究

为减小季节性冻土区路基冻胀对高速铁路无砟轨道平顺度的影响,采用路基保温措施进行室内模型试验,对不同厚度保温板覆盖下路基AB组填料在多个冻融循环过程中的温度及变形规律进行了试验与分析.室内模型试验结果显示,XPS保温板具有良好的保温隔热作用,厚度越大,保温效果越好,保温措施有效控制了哈齐线路基AB组填料的冻胀变形,同时也降低了其残余变形.根据室内试验结果,采用20cm厚保温板的保温措施在哈齐线路基试验段进行现场试验.试验结果表明,该保温措施有效控制了左右线轨道板下方区域的冻胀变形,保证了轨面平顺度.     

寒区隧道围岩最大冻结深度计算的半解析方法

寒区隧道围岩的最大冻结深度是隧道抗冻胀结构设计、防排水与保温隔热层设计的重要基础参数。基于准稳态假定,采用积分法推导了能够考虑衬砌、保温层及冻结围岩中未冻水含量的寒区隧道围岩最大冻结深度的解析计算公式;利用围岩温度场数值模拟结果反演得出了解析计算公式中的参数影响半径与冻结半径比 的取值,从而得到了围岩最大冻结深度的半解析解。将所得解的计算结果与现场实测数据及数值模拟结果进行了对比,验证了所得解的合理性。利用得到的半解析解分析了工程冻土段围岩冻结深度的影响因素,结果表明：初始地温、年平均气温对冻结深度的影响最为明显,岩体骨架导热系数、岩体孔隙率的影响次之。     

TBM隧道回填层-管片受力特征模型试验研究

回填层作为围岩和管片之间的连接部分,起到稳定衬砌、传递荷载、吸收变形等作用。护盾式TBM隧道施工过程中,回填层存在未注浆松散、注浆固结两个主要状态。回填层状态不同,回填层作用及管片受力特点也不同。研究采用相似模型试验分析不同状态下的回填层作用机制,通过研究得到了以下结论：回填层未注浆松散状态下,由于碎石的径向压缩与环向移动,围岩传递到管片上的荷载量值降低且分布较为均匀,此时回填层作为“可压缩层”,具有让压和均匀荷载的作用,能明显降低管片的受力和变形;回填层注浆固结后,回填层虽然能够承担少量的荷载与变形,但承载能力有限,主要作为围岩与管片之间的“传递层”,传递荷载与变形;对于挤压性围岩护盾式TBM隧道施工可适当应用回填层未注浆时的“可压缩性”,减小施工过程中管片受力与变形;对于浅埋及地铁隧道则应尽早注浆,使衬砌与围岩形成稳定的受力体系;回填层弹性模量的增加可提高回填层-管片组合体系支护刚度,但增加效果不明显。     

土壤／沉积物中汞污染地球化学及污染防治措施研究

本文综述了汞的来源,介绍了汞的形态及形态分析方法的研究进展,讨论了影响汞吸附和解吸的主要因素,比较了对土壤/沉积物中汞污染进行风险评价的方法,提出了生物修复、减少汞污染的排放等治理我国汞污染的有效措施。最后对汞在土壤/沉积物中的地球化学行为等研究方面进行了展望。     

吉林省常见的农业地质灾害及其防治措施初探

吉林省是农业大省，是全国重要的商品粮基地，农业收成的好坏直接影响到国民经济的发展及人民生活水平的提高，对破坏和影响农业生产的因素加以预防和防治对农业的增产增收起着举足轻重的作用，这里笔者对影响农业生产的几种常见的农业地质灾害及其防治措施作了简要论述。