聚丙烯纤维加筋黄土抗侵蚀性能试验研究 被引量：32

1

作者 安宁 晏长根 +5 位作者 王亚冲 兰恒星 包含 许江波 石玉玲 孙巍锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期501-510,共10页

以聚丙烯纤维加筋黄土在黄土边坡坡面防护中的应用推广为研究背景,探讨了聚丙烯纤维加筋黄土的抗侵蚀性能及坡面防护效果。基于室内试验,研究了纤维长度和纤维掺量对加筋黄土抗剪强度、抗崩解性和渗透系数的影响规律,并基于试验获得的... 以聚丙烯纤维加筋黄土在黄土边坡坡面防护中的应用推广为研究背景,探讨了聚丙烯纤维加筋黄土的抗侵蚀性能及坡面防护效果。基于室内试验,研究了纤维长度和纤维掺量对加筋黄土抗剪强度、抗崩解性和渗透系数的影响规律,并基于试验获得的加筋黄土最佳配合比,开展降雨冲刷模型试验。结果表明:聚丙烯纤维的掺入可有效提高黄土的抗剪强度和抗崩解性,随着纤维掺量的增加和长度的增长,加筋黄土的黏聚力和崩解速率均呈现出先减小后增大的变化趋势,当纤维长度为15mm、掺量为0.5%时,加筋土的抗剪强度和抗崩解性达到最优,相比于素黄土,加筋黄土的黏聚力提升了135.3%、崩解速率降低了91.7%;纤维的掺入提升了黄土的渗透系数,聚丙烯纤维加筋黄土的饱和渗透系数随着纤维掺量的增加而增大,随着纤维长度的增大而减小;聚丙烯纤维加筋黄土的坡面防护效果明显,当边坡坡比分别为1:1.5、1:1、1:0.75时,相比于无防护边坡,其冲刷速率分别降低了90%、90.4%和87.3%,累计冲刷量分别降低了85%、85.5%和83.6%。 展开更多

关键词 黄土边坡 聚丙烯纤维 纤维加筋土 抗侵蚀性能 抗冲刷性

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软岩大变形隧道支护结构响应规律研究 被引量：15

2

作者 王治才 孙巍锋 +2 位作者 杨万里 王凯 罗鑫 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期91-99,121,共10页

为揭示软岩大变形隧道支护结构的响应规律,以甘肃省某长大埋深软岩大变形隧道作为研究对象,监测了典型断面的初支变形、初支拱架受力、围岩-初支间接触压力、初支-二衬间接触压力和二衬混凝土受力情况,分析了初支变形及其速率的时间演... 为揭示软岩大变形隧道支护结构的响应规律,以甘肃省某长大埋深软岩大变形隧道作为研究对象,监测了典型断面的初支变形、初支拱架受力、围岩-初支间接触压力、初支-二衬间接触压力和二衬混凝土受力情况,分析了初支变形及其速率的时间演化规律,并根据各支护体系间接触压力的断面分布模式分析了软岩大变形隧道支护结构的协同作用机理。结果表明:初支变形过程可分为下导支护前的快速增长阶段、下导支护后的正常增长阶段和仰拱闭合后的缓慢增长阶段;对于局部隧道段落,较差的围岩质量导致软岩大变形隧道初支变形速率在2个月后仍难以达到规范规定的围岩稳定标准,建议初支采用强刚性主动支护方案;受围岩产状和质量的控制,围岩层状岩体表现出滑移变形和溃屈变形2种类型,进而致使初支拱架受力分布规律呈现出两侧受拉-顶部受压和顶部受拉-两侧受压2种类型;围岩-初支间的接触压力与初支-二衬间的接触压力分布规律呈现出沿着岩层走向偏压型和垂直岩层走向偏压型2种类型;二衬在承受来自初支的接触压力后进行了应力调整分配,导致了不同部位承受拉压力的差异性,但其仍具有较高的安全储备。研究成果可为软岩大变形隧道的合理设计、施工、监测和处置提供参考。 展开更多

关键词 隧道工程 支护结构变形 现场监测 软岩隧道 协同作用

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青藏高原东南缘实测地应力特征及意义分析 被引量：8

3

作者 张宁 兰恒星 +4 位作者 李郎平 孙巍锋 刘世杰 林感 田朝阳 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期696-707,共12页

在广泛收集整理了900组实测地应力数据的基础上,结合中国大陆现代构造应力场应力分区,通过统计回归分析的方法,分析了青藏高原东南缘5个4级应力区的主应力、侧压力系数、应力积累水平等应力量值特征随深度的变化规律,同时结合震源机制... 在广泛收集整理了900组实测地应力数据的基础上,结合中国大陆现代构造应力场应力分区,通过统计回归分析的方法,分析了青藏高原东南缘5个4级应力区的主应力、侧压力系数、应力积累水平等应力量值特征随深度的变化规律,同时结合震源机制解分析了应力区的应力方向特征。研究结果表明:(1)巴颜喀拉山应力区、龙门山-松潘应力区、墨脱-昌都应力区的应力梯度值较大,深部应力状态以水平应力为主,川滇和滇西南应力区的梯度值较小,深部应力状态以垂直应力为主,应力分布呈现“北强南弱”的特征;(2)应力积累水平参数μ_(m)的大小表明,巴颜喀拉山应力区、龙门山-松潘应力区与川滇应力区的应力积累水平较高,更接近摩擦极限平衡状态,发生地震的可能更大;(3)最大水平主应力优势方向表现为围绕喜马拉雅东构造结呈顺时针旋转,与中上地壳的震源机制得到最大水平方向的优势方向具有一致性。利用上述结果,结合地壳动力学模型,初步定性分析了“北强南弱”的应力特征可能是由于北侧应力区受块体侧向挤出模型控制,南侧应力区受下地壳流模型控制。最后以岩爆为例,基于各应力区的应力状态对重大地下工程稳定性进行了评价,分析表明青藏高原东南缘在0~2 km范围内岩爆风险等级以轻微岩爆、中等岩爆和强烈岩爆为主,局部区域存在极强岩爆,且各应力区相同岩爆等级对应的埋深具有明显差异性。 展开更多

关键词 青藏高原东南缘 实测地应力 应力分区 应力状态 回归分析

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基于锚杆监测的单滑动面边坡动态预警分析及安全分级 被引量：9

4

作者 晏长根 孙巍锋 +1 位作者 徐伟 刘保健 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期188-194,226,共8页

为完善边坡锚杆监测预警理论及促进锚杆监测法的广泛应用,基于锚杆实际受力特征和边坡不稳定演变规律,开展研究以确定监测锚杆预警阈值和单滑动面边坡安全分级。首先,对于锚杆监测单滑动面边坡,待加固锚杆及监测锚杆施工完,锚杆灌浆体... 为完善边坡锚杆监测预警理论及促进锚杆监测法的广泛应用,基于锚杆实际受力特征和边坡不稳定演变规律,开展研究以确定监测锚杆预警阈值和单滑动面边坡安全分级。首先,对于锚杆监测单滑动面边坡,待加固锚杆及监测锚杆施工完,锚杆灌浆体强度已稳定,将短时间内应力调整及变形发展稳定后的边坡状态定义为边坡初始监测状态。接着,考虑滑动面的抗剪强度参数、滑动面上水压力和地震的不利演变,开展平面应变数值模拟预演分析,获得相对于边坡初始监测状态的监测锚杆轴力增量和序列。再相对于边坡初始监测状态,采用边坡极限平衡稳定分析法分别获得不利演变导致的边坡滑动力增量和抗滑力减少量,从而拟合二者与监测锚杆轴力增量和的函数,并建立边坡动态稳定系数与监测锚杆轴力和的计算公式。根据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)等关于边坡安全等级和预警的规定,将锚杆监测边坡预警等级划分为:蓝色无警、黄色预警、橙色预警和红色预警。最后,设计了锚杆监测单滑动面边坡算例及2个不利演变独立工况,阐述了采用该方法进行边坡动态预警分析及安全分级的流程。结果表明:针对类似边坡,先结合已有相关资料合理预判边坡影响因素的不利演变规律,再采用该方法进行分析,可达到良好的预警效果。 展开更多

关键词 道路工程 单滑动面边坡 锚杆监测 动态预警 安全分级 监测阈值

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岩体多尺度异质性及其力学行为 被引量：6

5

作者 兰恒星 包含 +1 位作者 孙巍锋 刘世杰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期37-52,共16页

异质性是岩体的重要属性之一,从岩体的物质组成到结构特征,再到微宏观力学行为表现,异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上,从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度,对异质性的产生原因、表现特征... 异质性是岩体的重要属性之一,从岩体的物质组成到结构特征,再到微宏观力学行为表现,异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上,从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度,对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述,并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究,是岩体工程地质力学理论体系的延伸,而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。 展开更多

关键词 岩体 异质性 多尺度 微观异质性 结构面异质性 宏观异质性

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公路路堑边坡施工问题及对策探讨 被引量：7

6

作者 徐伟 孙巍锋 +2 位作者 王瑞 陶悦 赵灿 《公路》 北大核心 2019年第11期33-39,共7页

基于工程实践,总结了公路路堑边坡施工问题,并提出相应的对策。公路路堑边坡施工问题包括:下级边坡开挖超前上级边坡加固及防护;边坡开挖不规范;截排水设施施工不当;加固结构钢筋制作不规范;锚杆注浆施工不当;工人安全措施缺乏;边坡监... 基于工程实践,总结了公路路堑边坡施工问题,并提出相应的对策。公路路堑边坡施工问题包括:下级边坡开挖超前上级边坡加固及防护;边坡开挖不规范;截排水设施施工不当;加固结构钢筋制作不规范;锚杆注浆施工不当;工人安全措施缺乏;边坡监测不及时。针对上述施工问题,提出完善施工组织设计、重视施工安全、加强施工沟通与监管,以及健全惩罚机制等4个方面的处理对策,以供路堑边坡的安全施工借鉴。 展开更多

关键词 路堑边坡 开挖 加固 防护 施工问题 对策

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砂岩石窟热诱导裂纹损伤时空特征与分析 被引量：4

7

作者 袁逸齐 兰恒星 +4 位作者 刘世杰 姚佳明 孙巍锋 包含 李黎 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2530-2542,共13页

热诱导裂纹在石窟表面岩体的损伤破坏过程中扮演着极其重要的角色。石窟岩体表面温度变化导致的热诱导裂纹扩展是研究石窟岩体损伤的关键,而目前尚未有针对石窟岩体热诱导裂纹损伤问题的定量评价方法。为了厘清石窟温度变化与热诱导裂... 热诱导裂纹在石窟表面岩体的损伤破坏过程中扮演着极其重要的角色。石窟岩体表面温度变化导致的热诱导裂纹扩展是研究石窟岩体损伤的关键,而目前尚未有针对石窟岩体热诱导裂纹损伤问题的定量评价方法。为了厘清石窟温度变化与热诱导裂纹扩展的联系,采用红外热成像监测与常规监测并行的方法,分析甘肃庆阳北石窟寺的岩体表面温度变化特征,建立基于矿物分布改进的热诱导裂纹评价方法,定量评价石窟岩体热诱导裂纹扩展损伤特征,结合地基SAR监测技术对评价结果进行反演验证。发现红外热成像技术识别出的北石窟寺三处高热诱导裂纹扩展区域与地基SAR监测下的显著形变区域高度重合。红外热成像技术与地基SAR监测技术的创新性结合,可应用于评估长时间序列下石窟崖壁表面热诱导裂纹损伤的时空特征,对石窟保护及风化病害防治具有一定的实际意义。 展开更多

关键词 岩石力学 砂岩石窟 热诱导裂纹 热损伤演化 时空特征 红外热成像 地基SAR监测

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均质边坡离心试验锚杆的应力响应及布设探究 被引量：4

8

作者 晏长根 孙巍锋 +3 位作者 袁通 顾良军 郭志奇 石玉玲 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期96-101,110,共7页

以低碳钢片模拟全长黏结锚杆,开展均质岩质边坡离心模型试验,研究了锚杆的应力响应规律。基于试验模型锚杆应力响应规律启发及实际均质边坡变形破坏演变规律,提出仅针对边坡松弛区进行局部强度折减,数值模拟探讨了均质岩质边坡单锚应力... 以低碳钢片模拟全长黏结锚杆,开展均质岩质边坡离心模型试验,研究了锚杆的应力响应规律。基于试验模型锚杆应力响应规律启发及实际均质边坡变形破坏演变规律,提出仅针对边坡松弛区进行局部强度折减,数值模拟探讨了均质岩质边坡单锚应力监测的较佳位置。结果表明:均质岩质边坡变形破坏起始于坡脚的剪切破坏,且随着边坡变形破坏的开展,靠近坡脚的全长黏结锚杆会较早产生明显的应力响应,锚杆应力增长速率会不断增加;锚杆应力监测点距离边坡潜在滑动面(塑性变形区)越近,锚杆应力响应时间越早,且量值越大;建议在距离坡脚0.25~0.35 H(H为边坡高度)的坡面处布设监测锚杆,但对于具体监测边坡对象,应具体问题具体分析。研究成果可为均质岩质边坡的锚杆监测工作提供一定的参考借鉴。 展开更多

关键词 应力响应 离心试验 均质岩质边坡 松弛区 强度折减 锚杆 监测 布设

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边坡边界范围对FLAC3D数值模拟稳定性计算影响探讨 被引量：4

9

作者 徐伟 孙巍锋 +1 位作者 蒋亮亮 王瑞 《公路交通科技（应用技术版）》 CSCD 北大核心 2019年第3期8-9,共2页

为以均质黏土边坡为例,应用控制变量法和FLAC3D强度折减法,研究了边坡边界范围对FLAC3D数值模拟稳定性计算的影响。研究结果如下:当L_1、L_2和L_3(L_1为坡脚至其左方边界距离,L_2为坡肩至其右方边界距离,L_3为坡脚至底部边界距离)同步... 为以均质黏土边坡为例,应用控制变量法和FLAC3D强度折减法,研究了边坡边界范围对FLAC3D数值模拟稳定性计算的影响。研究结果如下:当L_1、L_2和L_3(L_1为坡脚至其左方边界距离,L_2为坡肩至其右方边界距离,L_3为坡脚至底部边界距离)同步以边坡高度倍数增加时,计算边坡稳定系数偏大;当固定L_1、L_2和L_3中的某两个量为定值时,边坡稳定系数会随着另一变量的增加而增加,且L_3为变量时引起的计算边坡稳定系数增长速率和增幅最大;采用FLAC3D开展边坡数值模拟稳定性分析时,建议将边坡边界长度L_i取为约2H(H为边坡高度)。 展开更多

关键词 边坡边界 FLAC3D 强度折减法 边坡稳定性

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四面楔形体监测敏感部位试验研究 被引量：2

10

作者 晏长根 安宁 +3 位作者 薛志佳 杜柯 许江波 孙巍锋 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期96-103,共8页

针对岩质四面楔形体的监测敏感部位问题,利用自主研制的边坡模型试验平台,开展岩质边坡四面楔形体物理模拟试验,对楔形体在滑动失稳全过程中结构面处的内部位移和内部应力进行监测。结果表明:随着楔形体滑动位移的增加,各位移监测点处... 针对岩质四面楔形体的监测敏感部位问题,利用自主研制的边坡模型试验平台,开展岩质边坡四面楔形体物理模拟试验,对楔形体在滑动失稳全过程中结构面处的内部位移和内部应力进行监测。结果表明:随着楔形体滑动位移的增加,各位移监测点处位移变化速率的差异越小,楔形体表现出的整体滑动特性更为明显。在楔形体失稳过程前期,位移监测和应力监测敏感部位均在楔形体下部,临近失稳时,楔形体上部为位移监测敏感部位,楔形体中上部为应力监测敏感部位。在楔形体失稳过程前期,监测到的应力值较初始状态便有明显增大,应力监测相比位移监测的反馈更为提前,能够更及时地对边坡变化产生响应。研究结果可对岩质边坡楔形体的安全监测提供参考依据。 展开更多

关键词 岩质边坡 楔形体 位移监测 应力监测 监测敏感部位

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岩土工程勘察中冻土可钻性的影响因素分析 被引量：1

11

作者 王要锋 王汉席 +2 位作者 潘殿琦 单春雪 孙巍锋 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2015年第3期48-52,共5页

对含水率为13%~27%的粉质粘土,在0^-25℃之间进行冻结,测定冻土的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、波速等。试验结果表明,当粉质粘土含水率在18%~25%,冻土温度为0^-18℃的条件下,温度一定时,随着含水率的增大,抗压、抗拉和抗剪强度... 对含水率为13%~27%的粉质粘土,在0^-25℃之间进行冻结,测定冻土的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、波速等。试验结果表明,当粉质粘土含水率在18%~25%,冻土温度为0^-18℃的条件下,温度一定时,随着含水率的增大,抗压、抗拉和抗剪强度总体呈降低趋势,可钻性级别呈降低趋势;含水率一定时,冻土的抗压、抗拉和抗剪强度随着温度的降低而增大,可钻性级别提高。冬季勘察时,受冻土影响,可通过在钻孔内加热水提高钻速的方法提高成孔效率。 展开更多

关键词 冻土 温度 抗压强度 抗拉强度 可钻性 岩土工程勘察

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公路路堑边坡施工问题及其对策探讨 被引量：1

12

作者 徐伟 孙巍锋 +2 位作者 王瑞 陶悦 赵灿 《公路交通科技（应用技术版）》 CSCD 北大核心 2019年第9期77-78,共2页

在山区公路路堑边坡施工的过程中,发现了一些危及边坡稳定性的施工问题。为此,基于工程实践总结了公路路堑边坡施工问题:下级边坡开挖超前及上级边坡加固防护不及时,边坡开挖不规范,截排水设施施工不当,加固结构钢筋制作不规范,锚杆注... 在山区公路路堑边坡施工的过程中,发现了一些危及边坡稳定性的施工问题。为此,基于工程实践总结了公路路堑边坡施工问题:下级边坡开挖超前及上级边坡加固防护不及时,边坡开挖不规范,截排水设施施工不当,加固结构钢筋制作不规范,锚杆注浆施工不当,工人安全措施缺乏和边坡监测不及时。提出了完善施工组织设计、重视施工安全、加强施工沟通与监管和健全惩罚机制等对策,以确保路堑边坡的正确施工和稳定安全。 展开更多

关键词 路堑边坡 开挖 加固 防护 施工问题 对策

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高寒阴湿区边坡浅层土体温湿响应规律研究 被引量：2

13

作者 孙巍锋 常洲 +3 位作者 兰恒星 晏长根 杨万里 徐伟 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期204-213,共10页

基于长期原位监测对高寒阴湿区边坡土体温湿响应规律研究存在的不足,选取甘肃双达高速公路沿线土-岩二元结构边坡为研究对象,构建远程监测系统对边坡浅层土体温温度及大气降雨开展了为期2年多的现场监测,结合傅里叶模型与Pearson相关性... 基于长期原位监测对高寒阴湿区边坡土体温湿响应规律研究存在的不足,选取甘肃双达高速公路沿线土-岩二元结构边坡为研究对象,构建远程监测系统对边坡浅层土体温温度及大气降雨开展了为期2年多的现场监测,结合傅里叶模型与Pearson相关性分析方法,揭示了边坡土体水热迁移及降雨入渗规律,分析了边坡土体温湿度相互作用效应。研究结果表明:(1)边坡浅层土体温湿度随时间呈简谐式周期变化,且变化幅度随埋深逐渐减小,2 m深度处土体月平均温度变化具有一定滞后性,滞后时间约为30 d。(2)年内3月与9月,土体月平均温度曲线出现“纽结”现象,使边坡呈现出由春夏季表热而内凉向秋冬季表寒而内温转变的趋势。(3)春季降雨期,土体含水率增长仅发生在50 cm深度以内;夏季降雨期,降雨引起更深层土体含水率变化,因雨水持续性补充,浅层土体湿度长时间保持在35%以上。(4)土体温湿度存在较高的正相关关系,随土体埋深增加温湿度相关性增强,不同时期温湿度相互影响程度不同,年内温湿度相关性表现出“循环圈”效应。研究成果可为进一步认识边坡土体水文响应规律、水-热相关性与坡面侵蚀机理提供一定参考。 展开更多

关键词 高寒阴湿区 浅层土体 长期监测 温湿响应 相关性分析

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