三峡库区巴东地区紫红色泥岩的崩解特性研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第21卷第4期Vo1．21No．42002年12月Dec．2OO2三峡库区巴东地区紫红色泥岩的崩解特性研究余宏明，胡艳欣，张纯根。G(1．中国地质大学工程学院，湖北武汉430074；2．中冶集团武汉勘察研究总院，湖北武汉430080)Og摘要：在地质调查及大量岩土实验的基础上，研究了巴东县新城区中三叠统巴东组二段Tb紫红色泥岩的膨胀崩解特性。测∞定了强风化泥岩的矿物及化学成分，对岩石在不同状态和不同浸水时间条件下表现出的快速胀裂、崩解现象进行了细致观察，同S．时对不同浸水状态的岩石进行了强度试验，发现该区紫红色泥岩凤

2、化后具有微弱的膨胀性，以及沿微裂面快速崩解的特性，其膨地质胀e崩解特性与岩石的物理状态密切相关。关键词：红色泥岩；膨胀；崩解；特性；相关因素科中图分类号：P642文献标识码：A文章编号：1000—7849(2OO2)O4—0077—04技情m巴东县西壤坡地区发育大面积的中三叠统巴东量，饱水系数愈大，说明岩石中的大开型空隙相对较组报(Tyb)泥岩，包括两种岩性，即紫红色粉砂质泥岩多，而小开型空隙较少，也反映岩石在常压吸水后留(下文简称红色泥岩)及少量灰绿色泥质粉砂岩。此出的空间有限。由表1可知，Tb的紫红和灰绿两种套岩∞层在水的作用下易软化，宏观上可以见到该岩岩石的

3、饱水系数都较大，对于含粘土矿物的岩石，这m石具有崩解破坏的现象，这一特性对工程建设极为将使其吸水后可供粘土膨胀的空间较少，易形成胀O不利n。笔者在室内做了大量样品的实验，以便观察分碎破坏，导致岩石强度明显下降，甚至消失。析泥岩的膨胀崩解特性。2岩石的膨胀机制及特性l岩石的物理水理性质唐大雄等[】研究发现，对于含有胀缩性粘土矿岩石的物理水理性质是岩石的重要性质。笔者物的软岩，失水过程将使岩石破裂并使矿物晶层间对两种岩性进行了室内实验测试，其物理水理性质距收缩，这种结构扰动过程将活化岩石中粘土矿物指标见表1。在长期地质成岩过程中被陈化了的物理化学活性，吸水率和饱和吸水

4、率是两个重要的参数。岩石一旦重新吸水，矿物晶层间距不仅会恢复到原来的吸水率的大小主要取决于岩石中孔隙和裂隙的数间距，而且还会超过原来的间距。因为蒙脱石的晶层量、大小及其开启程度，同时还受到岩石成因、时代、间距原来就是与高地应力相适应的，现在因破裂空及岩性的影响。岩石的吸水率反映岩石内部空隙的间的产生而使得表层内晶层间距的原有约束丧失，发育程度，吸水率愈大，内部空隙越发育。岩石的饱因此晶层可以吸收更多的水而使其体积膨胀。水系数反映岩石大开型空隙与小开型空隙的相对含早在80年代，陈宗基就提出了软岩的扩容膨胀表1岩石的主要物理水理性质参数Table1Mainparame

5、tersofphysicalandhydrologicalcharactersofrocks收稿日期：2002—09—2O编辑：曲梅兰基金项目：国务院三峡移民开发局攻关课题“三峡工程库区巴东县新城区地质灾害试验场的建立和综合治理示范研究”作者简介：余宏明(1952一)，男，副教授，主要从事岩土工程及地质灾害研究方面的教学和科研工作。维普资讯http://www.cqvip.com78地质科技情报效应问题。他把膨胀划分为：扩容引起的体积碎胀；种破坏形式同时发生对岩体性质的影响。物理化学作用产生的自由膨胀；弹性变形引起的流3．2岩石崩解的相关因素研究变膨胀。近年来，国

6、内的一些专家学者对软岩的扩容文献E2]和笔者在现场和室内试验的观测均发及物理化学的联合作用进行了实验研究，结果表明，现，当新鲜泥岩开挖出来并立即浸入水中时，即使浸因软岩物质成分及结构等自身因素以及受力作用程泡多天也可以保持原状不崩解；但当此类岩石在大度的不同，其扩容对膨胀的影响各有差异。力学作用气中脱水或稍稍失水后再浸入水中时，就可能发生所产生的软岩膨胀性变化的本质在于结构胶结程度不同程度的崩裂或崩解。这种崩解或崩裂明显与岩的变化。在扩容前、后胶结强度变化不大的情况下，石中的粘土矿物成分有关。扩容的膨胀效应不明显，膨胀以物理化学作用为主。3．2．1实验现象及分析而

7、扩容前后结构发生力学和物理化学的联合作用，岩石的崩解除与粘土矿物成分有关外，还与岩对于原始结构疏松、胶结弱的软岩，在发生较大的扩石的物理状态有关，尤其是含水状态的改变严重影容胀碎情况下，膨胀会因密实度的降低而减小，因而响崩解的程度。笔者在室内模拟了几种含水状态，对常产生负的扩容膨胀效应。现场所取的岩石做了室内的定性崩解实验，并进行岩石的浸水膨胀性除了与所含的粘土矿物类型了现象观察。有关外，还取决于其成岩的胶结程度。如果胶结密(1)岩块在室内存放数天后的情况。实，粘土矿物吸水膨胀就没有空间；若粘土矿物吸水a．野外采取的自然状态的红色泥岩，存放数天所产生的膨胀压力超过

8、胶结强度，