浅谈南宁盆地灰色泥岩力学参数复原的试验设计与研究

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1、广西大学硕士学位论文南宁盆地灰色泥岩力学参数复原的试验设计与研究姓名：马福荣申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张信贵;易念平20060501南宁盆地灰色泥岩力学参数复原的试验设计与研究摘要随着近年南宁城市建设的快速发展，许多高耸建筑物犹如雨后春笋般出现，所涉及到的基础工程问题莸越来越复杂，基础深度越来越大，高、重建构物往往选择第三系泥岩作为地基持力层或桩基持力层。因此不可避免地涉及到泥岩岩土参数的确定问题。由于泥岩生成及赋存环境的特殊性和后期人类工程活动扰动等各类因素的相互作用下，使得泥岩试验参数具有

2、很大的离散性、变异性，在工程实践中往往会表现出很大的不确定性与模糊性。因此研究因素与泥岩力学参数间的关系及相互作用就显得尤为重要，以便提供真实、准确、可靠的岩土参数。并依据现有仪器设计一些室内试验而且又能行之有效的解决主要因素对泥岩力学参数的影晌，从而达到“反馈”、“复原”或“回归”真实的泥岩岩土参数的目的。基于上述目的，本文从影响泥岩力学性质的因素分析入手，以找到影响泥岩性质的主要因素。利用主要因素作为模拟因子进行模拟试验，模拟泥岩取样的扰动过程，以结构分析作为分析的平台，对试验进行正反对比分析。本次研究的

3、主要因素有：泥岩的应力状态与水岩相互作用。基于泥岩结构，分析取样过程中的扰动引发泥岩性质变异问题：一是研究基于水岩相互作用下结构的变化分析以及泥岩的力学性质变化；二是研究基于应力释放对样品的扰动，并在结构的平台上从能量角度分析卸荷作用下的结构变异程度及对结构的改变方式；三是研究基于水与应力扰动两个因素的联合作用下，结构的变化方式，以及水岩作用发生的先后顺序、路径对结构的影响及对力学参数的作用．本文从泥岩的天然应力历史状态及取样卸荷应力状态分析出发，得出卸荷扰动一结构损伤一力学性质变异存在必然联系，并可通过对试

4、样进行预压固结来消除绝大部分由于钻探过程中对泥岩试样扰动而引起的回弹，改善泥岩的性质。因此，在室内设计了多类型试验进行研究。试验研究表明扰动作用是引起泥岩性质变化的根本原因。扰动对泥岩结构的影响在宏观上表现出来的是压缩性增大，可恢复变形的减小，且所有宏观上表现出来的不可逆和力学性能的降低归根结底是其结构损伤的结果。扰动后泥岩表现出一种欠固结性，对泥岩性质的影响通过前期固结压力的衰减而反映出来，其中宏观裂纹的形成往往是结构损伤高度集中的结果。水岩作用对原始状态下泥岩性质的影响程度很小，此时水岩作用对泥岩的力学效

5、应并未表现出“负的力学效应”，而在卸荷扰动环境下，却表现出巨大的“负的力学效应”，水岩作用的岩石宏观力学效应就是从结构变化导致宏观力学性质发生改变的。水与应力扰动两因素的联合作用下，强度大幅度降低。反复变化的扰动作用使粒间的连接和相互作用产生“疲劳”现象，胶结连接力出现所谓“老化”现象，最终导致泥岩结构发生严重变异。从无荷载膨胀率试验中得出，卸荷回弹量占总变形量的份额较小，而水岩作用占较大份额，但这恰恰表明了卸荷回弹扰动引起了结构的强烈损伤，以致后期的水岩作用发挥至极点，卸荷回弹是结构损伤的潜在形式。关键词：

6、南宁盆地泥岩扰动结构原始结构的恢复影响因素ⅡTHEEXPERIMENTALDESIGNANDRESEARCHOFMECHANICALPARAMETERSRESTORATl0NFORNANNlNGBASlNGREYMUDSTONEABSTRACTWlththeraplddevelopmentorNanningurbanconstructionrecently，manyhigh—risesbuildingarepoDpingup．AndinvolvedfoundationengineeringprobleⅢsar

7、ebecOmingmore8nd啪rec锄plex，thedepthoffoundationisincreasi【lg，sothe叫dstoneofTertiaryOftenarechoosedasthefoundationsupportinglayerandsupportinglayerofPiletopoftheimportantandhigh—risesconstruction．Therefore，itisinevitabletoinv01vetheproblemsaboutdeterminingthe

8、geotechnicalpar绷etersofmudstone．Becauseoftheparticularityofthemudstonefor腑tionandtheenviro皿entandtheinteractionofkindsofhu】nanityactivityandprojection，enablesthemudstoneexperimentalpar锄eterstohavethedi