南岳地区全风化花岗岩的微观特性.pdf

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1、第23卷第4期Vo1．23．No．42013年12月Dec．2013南岳地区全风化花岗岩的微观特性赵柳，陈秋南，李建新，赵磊军(湖南科技大学土木工程学院，湘潭411201)摘要：采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪对南岳地区全风化花岗岩的微观特性进行分析．研究发现，在不同放大倍数条件下原状全风化花岗岩微观结构依次为团粒状结构、块状结构、片状结构、层状结构．微观结构松散，孔隙发育，矿物边缘清晰，结构中胶结物质较少，表明颗粒间的连接力较弱．能谱分析发现，不同微观结构的全风化花岗岩所含元素种类及原子百分比可能相同，表明两种结构单元为同一种矿物成分风化形成的，或者一种结构单元是另一种

2、结构单元风化形成的产物．XRD谱表明，该地区全风化花岗岩主要的矿物成分为石英、高岭石、白云母、正长石及少量锆石等矿物．关键词：微观结构；矿物成分；全风化花岗岩；能谱分析中图分类号：P583文献标识码：A文章编号：1671—119X(2013)04—0068—05评价全风化花岗岩工程特性的重要指标．0引言1微观结构土的微观结构一般是指微结构单元的形状、大小、表面特征、定量比例关系、各单元体间在空问上1．1试样制备的排列方式及其相互作用形式[1]．1925年，Terzaghi本文所使用试样取自南岳地区某建筑工地，如最早提出土的微观结构的概念，随后Goldschmidt图1所示，通过常

3、规室内试验测定全风化花岗岩原(1926)提出粘土颗粒为片架状结构，Casagrande状土物理力学指标如表l所示．本文使用JSM一(1932)发展了蜂窝结构．Chugh和Missavge从矿6380LV扫描电镜对该地区全风化花岗岩进行微观物成分发生变化引起了岩石的某些宏观行为[2]．国分析，试样尺寸为120mm×80mm×50mm．扫描内学者尚彦军、刘晓明、吴能森等[3]人采用电镜扫电镜具有样品制备简单、景深大、立体感强、分辨率描和X射线衍射试验等方法对土体微观特性进行高、多功能性等特点．为保证微观结构的真实结构，了研究．伴随电子显微镜和X射线衍射仪等的发制样过程操作需小心．首先

4、将原状土置于105℃下展，微观特性的研究取得了较大进展．目前，X射线烘干8h，保持试样干燥，试样的大小与金属基座相衍射、扫描电子显微镜、立体摄影、差热分析、激光散当．然后，用橡皮球吹去试样表面扰动颗粒，用导电斑法等微观测试技术应用普遍．胶将试样粘贴在金属基座上．最后，将试样放人真空全风化花岗岩质质地不均一，微观结构复杂．同溅射镀膜机中，在样品表面喷镀一层金属膜，使试样风化程度的花岗岩由于母岩和外界气候条件不同，通具有较好导电性能，如图2、图3所示．常具有不同的微结构．同一层的全风化花岗岩由于所表1全风化花岗岩物理力学指标含矿物成分分布差异等因素会存在多种微观结构．全风化花岗岩矿物

5、颗粒的接触形式、颗粒间胶结程度、孑L隙分布等特征影响了其基本物理力学性质．土的工程性质很大程度受其微观特性的影响，尤其是土体的某些特殊性质(如崩解性等)．因此，微观特性特征是收稿日期：2Ol30523基金项目：国家自然科学基金资助项目(41172275)作者简介：赵柳(1987一)，男，硕士研究生，研究方向：岩士与隧道工程第4期赵柳等：南岳地区全风化花岗岩的微观特性71表3能谱分析元素种类及原子百分比统计表样品XRD谱表明南岳地区全风化花岗岩主要的矿物成分为石英、高岭石、白云母、正长石及少量锆石等矿物．a、b样品XRD谱对比可知两组试样波峰走向差别不大，a样品波峰稍强于b样品，其

6、中石英、高岭石、白云母矿物含量大致相同，灰白色样品含有一定正长石、而褐黄色样品含有少量锆石．文献[11]研究表明花岗岩风化程度越强，云母、长石等矿物成分风化成高岭石、针铁矿、三水铝矿等矿物越多，石英含量略有减小．XRD衍射谱图显示南岳地区全风化花岗岩主要矿物成分与文献_1研究结果相同，次要矿物成分略有不同．进一步说明，不同地分析可知该微观区域矿物所含主要元素均为区全风化花岗岩所含矿物成分也略有不同．O、Si、Al三种元素，次要元素则包含Mg、Fe、Zr、Ti等元素．图谱1、图谱2所示位置其结构截然不同，但其矿物元素种类、原子百分比相近．说明这两种结4小结构单元为同一种矿物成分风化

7、形成的，或者一种结本文利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射构单元是另一种结构单元风化形成的产物．仪对全风化花岗岩做了大量微观特性分析．(1)从南岳地区全风化花岗岩不同放大倍数3矿物成分分析SEM照片中分析出，从低倍镜到高倍镜观察其结构依次呈现为团粒状结构、块状结构、片状结构、层状x射线衍射技术广泛用于分析物质结构，是用来研究物质微观结构最早的方法之一，并应用于材结构．(2)该地区全风化花岗岩微观结构呈现结构松料科学等学科中．本文对南岳地区全风化花岗岩两种试样分别进散，孔隙发育，