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类岩石节理MICP封堵抗酸性侵蚀性能试验研究
1
作者 肖维民 翁金耀 +1 位作者 钟建敏 朱占元 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期217-224,共8页
尽管微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation,简称MICP)技术已在岩土体加固领域广泛应用,但针对MICP酸性侵蚀耐久性的研究成果鲜见报导。为此,通过开展不同pH值(pH=4,5和7)和侵蚀时间(7d,14d和28d)下的MICP封... 尽管微生物诱导碳酸钙沉积(Microbially Induced Calcite Precipitation,简称MICP)技术已在岩土体加固领域广泛应用,但针对MICP酸性侵蚀耐久性的研究成果鲜见报导。为此,通过开展不同pH值(pH=4,5和7)和侵蚀时间(7d,14d和28d)下的MICP封堵3D打印类岩石节理试件酸性侵蚀试验,研究岩石节理中碳酸钙封堵层溶蚀情况及其在酸性侵蚀前后的渗透性演化规律。试验结果表明:MICP封堵岩石节理试件中碳酸钙溶蚀量随侵蚀溶液pH值减小而增大,且随侵蚀时间增长而增大,碳酸钙溶蚀区域主要集中在试件四周边缘附近区域;MICP封堵前后岩石节理试件渗透系数平均降幅为97%,经酸性侵蚀后其渗透系数有略微回升,但相应的渗透系数降幅均大于95%,MICP封堵岩石节理试件经酸性侵蚀后其封堵效果依旧良好。研究成果可为MICP技术在岩体工程中的应用提供科学依据。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石节理 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 酸性侵蚀
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薄层充填岩石节理剪胀特性试验研究 被引量：11
2
作者 肖维民 余欢 +2 位作者 朱占元 李锐 刘伟超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1499-1508,共10页
岩石节理剪胀特性是影响节理渗流的重要因素,主要受节理表面粗糙性和法向应力的影响。而对于充填岩石节理而言,其剪胀特性还受到充填介质的影响。为了研究薄层充填岩石节理的剪胀特性,首先制备了3组具有Barton标准剖面线形貌特征、充填... 岩石节理剪胀特性是影响节理渗流的重要因素,主要受节理表面粗糙性和法向应力的影响。而对于充填岩石节理而言,其剪胀特性还受到充填介质的影响。为了研究薄层充填岩石节理的剪胀特性,首先制备了3组具有Barton标准剖面线形貌特征、充填度△=0.00,0.25,0.50,0.75及1.00的薄层充填模拟岩石节理试件,然后在低、中、高三级法向应力下进行直剪试验,得到了薄层充填岩石节理试件法向位移–剪切位移曲线及其破坏特征。结果表明:在低法向应力条件下,节理表面粗糙性和充填度共同影响薄层充填岩石节理试件的剪胀特性,而在中高法向应力条件下,节理表面粗糙性是影响其剪胀特性的关键因素;薄层充填岩石节理破坏特征包含充填介质的剪切挤碎和节理上下表面粗糙凸起体被剪断两种,且随着充填度的增加,充填介质剪切挤碎逐渐占主导地位,成为薄层充填岩石节理试件的主要破坏特征。在此基础上,考虑充填介质对节理表面粗糙度系数JRC的弱化作用,建立了薄层充填岩石节理峰值剪胀角随充填度呈指数变化的经验关系式,并通过直剪试验数据和已有文献数据对其适用性进行了初步分析。 展开更多
关键词 岩石力学 薄层充填岩石节理 直剪试验 剪胀 充填度
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不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究 被引量：18
3
作者 黄巍 肖维民 +1 位作者 田梦婷 张林浩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2349-2359,共11页
结合Voronoi图随机模拟和3D打印技术制备不规则柱状节理网络模型,采用白水泥浆类岩石相似模型材料浇筑模型并拆模,然后分别采用白乳胶和502胶水作为黏结剂黏结柱体得到两组不规则柱状节理岩体试件,通过对其进行室内单轴压缩试验研究不... 结合Voronoi图随机模拟和3D打印技术制备不规则柱状节理网络模型,采用白水泥浆类岩石相似模型材料浇筑模型并拆模,然后分别采用白乳胶和502胶水作为黏结剂黏结柱体得到两组不规则柱状节理岩体试件,通过对其进行室内单轴压缩试验研究不规则柱状节理岩体强度特性和破坏模式。试验结果表明:不规则柱状节理岩体试件单轴抗压强度随柱体倾角的变化曲线呈现近似"J"型,表现出显著各向异性特征;不规则柱状节理岩体试件典型破坏模式包括沿柱状节理面的劈裂破坏、沿柱状节理面的剪切破坏和沿柱体的压裂破坏等3种,其部分破坏形态有异于规则柱状节理岩体试件。同时,通过与采用净水泥浆作为黏结剂的柱状节理岩体试验结果进行比较,结果表明:采用白乳胶和502胶水作为黏结剂时柱体间黏结强度更低,能够较好反映柱状节理面的弱化效应,试件力学响应与真实柱状节理岩体更为一致。 展开更多
关键词 岩石力学 不规则柱状节理岩体 模型试验 单轴压缩试验 破坏模式
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岩石节理微生物诱导碳酸钙沉积封堵渗流演化规律试验研究 被引量：4
4
作者 肖维民 林馨 +2 位作者 钟建敏 李双 朱占元 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2798-2808,共11页
微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbially induced calcite precipitation,MICP)在土体加固中应用广泛,但在岩体封堵领域的研究成果还不多见。为了研究岩石节理MICP封堵机制,以透明树脂模拟粗糙岩石节理试件为研究对象,考虑MICP反应影响因... 微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbially induced calcite precipitation,MICP)在土体加固中应用广泛,但在岩体封堵领域的研究成果还不多见。为了研究岩石节理MICP封堵机制,以透明树脂模拟粗糙岩石节理试件为研究对象,考虑MICP反应影响因素,开展了6种不同工况下的岩石节理MICP封堵室内试验,得到了MICP封堵过程中岩石节理导水系数和水力隙宽变化规律以及相应的碳酸钙时空分布图像。试验结果表明:MICP封堵过程中岩石节理水力隙宽随灌注轮次大致呈线性减小趋势,且水力隙宽减小速率与岩石节理中碳酸钙分布情况密切相关,而MICP反应过程中碳酸钙分布又受灌注速率、固定液、菌液和反应液灌注时长、静置时长等因素影响;6种工况中灌注速率较大、先灌注菌液和固定液静置一段时间再灌注菌液和反应液、灌注和静置时间最长的工况4封堵效率和效果最佳,在仅灌注2轮的情况下可将岩石节理导水系数由40.51×10^(-6)m^(2)/s减小至0.52×10^(-6)m^(2)/s,降幅达98.72%,对应的水力隙宽值由0.367 mm减小至0.086 mm,降幅达76.6%;通过观测岩石节理试件上、下表面的碳酸钙沉积情况,发现岩石节理中MICP反应产生的碳酸钙在较短时间内就可以形成一定胶结强度,在封堵岩石节理减小其渗透性的同时,还有改善其力学性能的潜力。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石节理 微生物诱导碳酸钙沉积 导水系数 水力隙宽
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地铁基坑下穿铁路桥的桥墩保护设计方案合理性研究 被引量：13
5
作者 李恒一 王志杰 +2 位作者 何晟亚 王如磊 徐海岩 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第7期180-185,共6页
以深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际铁路特大桥工程为依托,通过数值模拟和理论分析,对地铁基坑下穿段实施的桥墩保护措施的合理性展开了深入研究。研究结果发现:针对桥墩水平位移,若仅采用隔离桩和采用土体加固两个措施,对两侧桥墩... 以深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际铁路特大桥工程为依托,通过数值模拟和理论分析,对地铁基坑下穿段实施的桥墩保护措施的合理性展开了深入研究。研究结果发现:针对桥墩水平位移,若仅采用隔离桩和采用土体加固两个措施,对两侧桥墩产生的影响差别较小;设置隔离桩可有效控制桥墩的竖向位移;在地下连续墙能保证基坑稳定的前提下,改变其墙厚和嵌固深度,对桥墩位移的变化影响较小;分区开挖可有效控制基坑变形及临近桥梁区域土体的变形。 展开更多
关键词 地铁深基坑 下穿铁路桥 近接施工 桥墩保护 隔离桩 土体加固
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基于微变形控制要求的地铁车站基坑钢支撑预加轴力研究 被引量：2
6
作者 李恒一 王志杰 +2 位作者 蔡李斌 李振 徐海岩 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第6期53-57,共5页
地铁车站基坑钢支撑合理取值范围的确定对于围护结构变形控制效果及其受力安全具有重要意义。以深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际铁路高架结构段基坑工程为依托,通过数值模拟和理论分析,对基于地连墙变形、地连墙受力、钢支撑受力及... 地铁车站基坑钢支撑合理取值范围的确定对于围护结构变形控制效果及其受力安全具有重要意义。以深圳地铁12号线和平站下穿穗莞深城际铁路高架结构段基坑工程为依托,通过数值模拟和理论分析,对基于地连墙变形、地连墙受力、钢支撑受力及墩台位移等不同控制对象的钢支撑预加轴力取值范围进行了研究。结果表明,地铁车站基坑钢支撑预加轴力的合理取值范围宜为钢支撑设计轴力的0.5~0.7倍。 展开更多
关键词 地铁 车站 基坑 钢支撑 预加轴力 微变形控制要求
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全风化红砂岩地层隧道掌子面变形特征及控制技术研究 被引量：6
7
作者 王如磊 王志杰 徐海岩 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S01期301-311,共11页
为解决全风化红砂岩地层隧道在开挖过程中出现的掌子面失稳问题,以浩吉铁路阳城隧道为工程依托,利用现场调研、室内试验以及数值模拟等多种研究方法,对全风化红砂岩地层隧道掌子面的变形特征及控制技术进行系统研究。结果表明:1)掌子面... 为解决全风化红砂岩地层隧道在开挖过程中出现的掌子面失稳问题,以浩吉铁路阳城隧道为工程依托,利用现场调研、室内试验以及数值模拟等多种研究方法,对全风化红砂岩地层隧道掌子面的变形特征及控制技术进行系统研究。结果表明:1)掌子面挤出位移主要集中在掌子面高度3~10 m的位置,掌子面最大挤出位移出现在上台阶和中台阶交界位置。2)拱顶沉降主要发生在已开挖段和掌子面前方约1倍洞径处,其预变形量占总变形量的比值均在40%以上,最大达到78.33%。3)掌子面前方核心土挤出变形曲线的变化趋势从快速减小到缓慢减小,直至减小为零,大致将其分为强影响区、弱影响区和无影响区3个区间,影响范围为5.8~19.2 m。4)阳城隧道采用超前水平旋喷桩和三台阶预留核心土法可以较为有效地控制掌子面的挤出变形,实际施工中,建议在采取降水措施的情况下将2种控制措施配合使用。 展开更多
关键词 铁路隧道 全风化红砂岩 掌子面变形 超前水平旋喷桩 三台阶预留核心土 降水
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浅埋隧道围岩破裂面的极限平衡分析 被引量：10
8
作者 郭子红 刘新荣 朱占元 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3217-3224,共8页
为探索浅埋隧道稳定性定量分析,采用极限平衡法和变分原理分别建立自由边界条件下浅埋隧道的垂直型、倾斜型和曲线型破裂面稳定分析方法,结合数值模拟共同分析浅埋隧道破裂面分布形式和稳定性指标。研究结果表明:当F为静止土压力时,曲... 为探索浅埋隧道稳定性定量分析,采用极限平衡法和变分原理分别建立自由边界条件下浅埋隧道的垂直型、倾斜型和曲线型破裂面稳定分析方法,结合数值模拟共同分析浅埋隧道破裂面分布形式和稳定性指标。研究结果表明:当F为静止土压力时,曲线型和倾斜型破裂面条件下所获浅埋隧道破裂面分布和安全系数很接近,且所获安全系数最小,选择其作为浅埋隧道稳定性分析比较保守;浅埋隧道围岩破裂面分布受内摩擦角、内聚力和支护压力的影响相对较小,受隧道埋深影响最显著;内摩擦角和埋深对隧道安全系数影响相对较小,内聚力和支护压力对隧道稳定系数影响最显著,增加围岩内聚力和支护压力是提升隧道安全系数最有效的方法。 展开更多
关键词 浅埋隧道 破裂面 稳定 极限平衡 变分原理
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芦山地震单开间砌体结构房屋震害特征 被引量：5
9
作者 朱占元 陈婷婷 +1 位作者 邹祖银 阙明阳 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期203-210,共8页
4.20芦山地震灾区临街自建单开间砌体结构房屋震害特别严重,本文基于现场调查研究该类特殊房屋的建造习惯、震害特征与损伤机理,研究表明:单开间砌体房屋是芦山地震灾区等四川小城镇比较常见的临街建筑模式,其平面狭长,建造随意,结构体... 4.20芦山地震灾区临街自建单开间砌体结构房屋震害特别严重,本文基于现场调查研究该类特殊房屋的建造习惯、震害特征与损伤机理,研究表明:单开间砌体房屋是芦山地震灾区等四川小城镇比较常见的临街建筑模式,其平面狭长,建造随意,结构体系不合理,构造措施不到位,抗震能力弱;芦山地震地震烈度8、9度灾区单开间砌体房屋底层纵墙剪切破坏,普遍出现严重的贯通整片墙体的斜裂缝或X形裂缝。底层前部房间横墙无纵向支撑,独立墙段过长,横墙压弯破坏出现贯通整片墙体的水平裂缝,并且墙体外鼓;结构刚度中心与质量中心严重偏离,房屋扭转震动加剧墙体裂缝开展,相邻建筑反复碰撞作用是上部楼层震害的主要原因;鞭梢效应加重突变楼层结构损伤,引起出屋面附属建筑严重破坏甚至倒塌,横墙端部剪切断裂乃至溃散。据此,提出了既有单开间砌体房屋加固工作的建议。 展开更多
关键词 砌体结构 单开间房屋 震害调查 建造习惯 芦山地震
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修缮前后汉平阳府君阙燕尾榫地震力学响应分析
10
作者 肖维民 刘伟超 +2 位作者 苏奇 朱占元 钟治 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2020年第4期53-61,共9页
汉平阳府君阙是由石块堆叠而成的松散高耸结构,在竖直方向上下石块间无连接,在水平方向同一层相邻石块间采用燕尾榫连接。1989年对阙体进行修缮时采用抗压强度较高的铁质燕尾榫,在水平地震荷载作用下燕尾槽附近岩石中的应力超过其极限... 汉平阳府君阙是由石块堆叠而成的松散高耸结构,在竖直方向上下石块间无连接,在水平方向同一层相邻石块间采用燕尾榫连接。1989年对阙体进行修缮时采用抗压强度较高的铁质燕尾榫,在水平地震荷载作用下燕尾槽附近岩石中的应力超过其极限值而产生开裂甚至挤碎,从而导致燕尾榫失效,为避免此类情况再次出现,此次修缮汉平阳府君阙时用木质燕尾榫替代铁质燕尾榫。为了分析修缮前后汉平阳府君阙燕尾榫的地震力学响应,采用有限元方法建立阙体结构数值计算模型,在对燕尾榫与石块间连接型式进行分类的基础上,根据有限元计算结果将燕尾榫与石块间的相互作用归纳为挤压作用、剪切作用以及剪切-挤压复合型作用三类;然后针对现场调研观测到的阙体结构典型破损情况,分析了3个典型燕尾榫-槽节点的破损力学机理。结果表明:与铁质燕尾榫相比,采用木质燕尾榫时阙体结构中各应力分量都明显减小,减幅在29.8%~75.2%之间,证实木质燕尾榫可以改善燕尾榫以及周围岩石的受力情况,并且对减小阙体结构榫-槽节点的应力值可以起到积极地作用。研究成果为石质文物结构的抗震找到了合理的方法,为石质古建筑的加固修缮提供了科学的参考依据。 展开更多
关键词 汉平阳府君阙 铁质燕尾榫 木质燕尾榫 地震响应 破损机理
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