昔格达地层公路修建技术研究总结

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1、昔格达地层公路修建技术研究报告简本昔格达地层是形成于第三纪上新世（N2）～第四纪下更新世（Q1）的湖相沉积物，主要由浅黄色、肉红色、灰白色、灰黑色粘土层与浅黄色粉细砂层呈韵律互层组成，广泛分布于四川西南部攀西地区以及云南北部的元谋地区等十三个县市区，尤其是金沙江、安宁河、雅砻江、大渡河流域的山间河谷和盆地区域，在攀西地区的安宁河谷、攀枝花市分布面积和沉积厚度较大，以攀枝花市盐边县红格乡昔格达村命名，其中昔格达村剖面沉积厚约248m。虽然昔格达地层分布具地域性，但是作为国内外极为典型的半成岩地层（N2x～Q1x），因形成时代新、成岩胶接作用差、岩层结构疏松、具崩解性和一定

2、的膨胀性，工程特性差，是我国著名的“易滑”地层，在昔格达地层中修建公路其修筑技术资料几乎空白。昔格达地层公路修建面临一系列关键技术问题，尤其是项目依托的西攀高速公路沿线穿越的昔格达地层长达90km，为了解决工程建设中路基、边坡、桥基、滑坡治理等的问题，并为昔格达地层地区土木工程建设提供借鉴和参考，在四川省交通厅和交通部西部科技中心支持下，研究课题“昔格达地层公路修建技术研究”于2003年在交通部西部交通建设科技项目（合同号2003－318－800－55）立项研究。为解决昔格达地层公路修建的成套关键技术问题，四川省交通厅公路规划勘察设计研究院联合四川攀西高速公路开发股份有

3、限公司、西南交通大学、成都理工大学和四川大学等多家单位组成课题组，以西攀高速公路为依托，通过调研、室内外试验、理论分析和数值模拟，对昔格达地层岩土工程特性、路堑边坡稳定性分析与防治技术、桥梁桩基承载性能和机理、抗滑桩支挡技术、昔格达填料特性与填筑工艺、路堤土工格栅加筋技术等基础性问题进行了系统研究，项目获得的主要研究成果分述如下：一、昔格达地层岩土工程性质研究昔格达地层作为国内外极为典型的跨时代地层（N2x～Q1x），是研究并检验青藏高原隆升和现代西南季风气候形成的标志性地层之一，我国老一辈地质学家对其形成时代、古地理、古气候、古生态、古环境、古地貌和构造运动的演化进行

4、了大量的研究，从上至下可分为三段：上部为9厚层状黄色细砂岩和杂色粘土岩互层,通常称为“黄色层”,粘土岩具微层理滑感,渗水性弱；中部以灰色、灰黑色为主的粘土岩和黄色细砂岩互层,通常称为“灰色层”；下部由卵石、砾石层或砂砾石层夹棕色砂粘土组成的砂砾岩层。图1西攀路昔格达地层（新九）图2西攀路昔格达地层（安宁河岸）昔格达地层岩土工程特性研究方面，除了做常规的基本的物理力学实验外，重点开展了三轴不同围压条件下试验研究、直剪试验研究、室内高精度MTS岩石抗压试验、动三轴动模量、阻尼特性试验、承载板试验等研究，取得的主要研究成果有：①综合单轴抗压强度和其他有关力学指标，从工程特性角

5、度，明确指出昔格达岩层应属极软岩和极硬土之间的过渡类型——半成岩；②采用土力学和岩石力学试验方法相结合研究了昔格达半成岩的工程特性，结合昔格达地层的沉积环境提出了西攀路沿线昔格达地层可分为安宁河流域和金沙江流域两个区段，明确指出昔格达中段半成岩工程特性较好、工程性质更接近极软岩，而上段半成岩工程特性较差、工程性质更接近硬土；图3粉砂质泥岩破坏特征图4砖红色泥岩破坏特征9③运用伺服控制单轴压缩试验和高精度MTS压缩试验研究了昔格达半成岩的应力应变全过程，运用动三轴仪研究了昔格达半成岩的动力特性，探究了动、静力学特性差异，采用反复剪试验模拟了攀西地区降雨引起昔格达地层反复蠕

6、滑的软弱层带长期强度；图5MTS试验数据采集系统图6砖红色泥岩MTS应力应变全过程曲线④建立了昔格达半成岩各组岩性抗剪强度参数(c、φ)与基本物理指标含水量(w)和孔隙比(e)或干密度(ρd)的复相关公式；⑤系统研究了昔格达半成岩不同岩性的非线性本构特性、动力本构特性和滑动面的剪切刚度特性，提炼了相应的本构模型的试验参数，丰富了半成岩研究理论，为昔格达地层公路修筑技术研究的后续子课题研究奠定了基础；图8昔格达基底滑坡典型地质剖面（如干田湾滑坡）⑥归纳总结了昔格达地层分布区公路病害的三种主要形式（覆盖层滑坡、昔格达基底滑坡、昔格达层面滑坡）和失稳模式（蠕滑拉裂）。图7覆盖

7、层滑坡典型地质剖面（如永郎互通滑坡）9图9昔格达组近水平层面滑坡典型地质剖面图10昔格达组倾斜层面滑坡典型地质剖面（如攀枝花服务区滑坡）（如K151+300左侧边坡滑坡）二、昔格达地层路堑边坡稳定性分析与防护技术研究近年来，国内外边坡研究进入了定性与定量相结合、概念模型与仿真模型相结合、监测与反馈分析相结合的新阶段。对于边坡稳定问题的分析评价一般有定性分析和定量分析两种方法。定性分析即根据对坡体自然形成历史和变形破坏特点的研究及对坡体结构、岩性的认识，并借鉴对比类似工程经验对坡体的稳定性作出定性的判断。定量分析则需要以详细的地质资料为基础