巴東組軟巖殘積紅色黏土物性特征.pdf

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1、第32卷第1期Vo1．32No．12013年1月Jan．2013巴東組軟巖殘積紅色黏土物性特征余宏明h，劉勇，羅昌宏，祝艷波h，劉艷敏h(1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)a．工程學(xué)院；b．機(jī)械與電子信息學(xué)院，武漢430074；2．湖北省宜巴高速公路建設(shè)指揮部，湖北興山443700)Ge摘要：紅色黏土在黏土化過(guò)程中，經(jīng)歷了鐵、鋁質(zhì)礦物的累積與鹽基成分的淋失，表現(xiàn)出高液限、高含水率、高塑性、分散陛等Og特殊物理力學(xué)性質(zhì)。對(duì)三峽庫(kù)區(qū)不同深度、高程、風(fēng)化程度的紅色黏土開(kāi)展了物理、力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，并采用X一衍射實(shí)驗(yàn)、化學(xué)全分析、環(huán)境掃描電

2、鏡等微觀實(shí)驗(yàn)手段，分析了紅色黏土的物相結(jié)構(gòu)特征，探討了巴東組殘積紅色黏土的宏觀、微觀物性特征及其規(guī)地．S律。研究結(jié)果表明，紅色黏土的物理、力學(xué)性質(zhì)沿水平與深度方向均表現(xiàn)出規(guī)律性，其母巖類(lèi)型、風(fēng)化程度、礦物組成及結(jié)構(gòu)、粒度特征是影響這一規(guī)律的主要因素。質(zhì)ea關(guān)鍵詞：巴東軟巖；紅色黏土；物理力學(xué)陛質(zhì)；微觀物性特征；物相結(jié)構(gòu)特征；水敏感科_呈中圖分類(lèi)號(hào)：P642．13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000—7849(2013)01—0186—05技情國(guó)家重點(diǎn)公路工程宜昌一巴東段，穿越大量巴色條帶、斑點(diǎn)，形成“蠕蟲(chóng)”狀構(gòu)造。

3、剖面下部，偶有報(bào)y東組紅色軟巖層。施工過(guò)程中，路基邊坡的開(kāi)挖，使見(jiàn)河流相沖擊形成的卵、礫石層，局部可見(jiàn)粒徑達(dá)2n得其上部風(fēng)化殘積紅色黏土層暴露，該區(qū)域紅色黏m的漂石，磨圓度好。水平方向上，隨紅色黏土分土水敏感性強(qiáng)，物理、力學(xué)性質(zhì)差，為路基邊坡穩(wěn)定布特征不同，地質(zhì)剖面垂向上時(shí)有缺失，在紅土覆蓋m性帶來(lái)很大隱患。工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于不同地區(qū)的淺表層，大部分只保留地質(zhì)剖面上部部分，呈漸變On紅色黏土的物性性質(zhì)采用同一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是不準(zhǔn)確關(guān)系連接下部基巖。沿深度方向，黏粒含量變化存的，這往往也是造成工程設(shè)計(jì)變更的主要原因。

4、因在一個(gè)特征點(diǎn)，這個(gè)特征點(diǎn)存在于lm至十幾米不此，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)環(huán)境，探討紅色黏土的物性性質(zhì)及等深度，特征點(diǎn)上部為礫石含量稍高的殘坡積紅色其規(guī)律具有更為準(zhǔn)確、可行的工程指導(dǎo)意義。黏土，特征點(diǎn)下部為黏粒含量偏高幾乎不見(jiàn)大于2mm碎石的紅色黏土，由此也說(shuō)明該地區(qū)紅土風(fēng)化1工程地質(zhì)概況程度深，較徹底。、宜巴段線(xiàn)路橫跨宜昌一巴東大部分地區(qū)，上覆第四紀(jì)土體以紅色、紅棕色為主，夾少量灰白色、灰2物理性質(zhì)綠色或褐灰色條塊，其直接覆蓋于巴東組第二段紫紅色砂巖、粉砂質(zhì)泥巖之上，接觸處呈漸變關(guān)系。紅選取不同高程點(diǎn)、不同深度鉆孔樣，進(jìn)

5、行物理、色黏土覆蓋其上，為其下部紅層軟巖殘積或局部坡力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，2。積風(fēng)化殼上部的原生殘積紅色黏土。其中含少量礫試驗(yàn)結(jié)果表明，受不同成巖環(huán)境、地理位置、形石，大小混雜，分選性差，棱角分明，有的呈傾斜式條成條件等因素影響，紅色黏土的物理性質(zhì)與厚度變帶狀斷續(xù)分布，殘坡積特征顯著?；^大。在研究范圍內(nèi)沿深度方向，紅色黏土的含野外調(diào)查工作表明，線(xiàn)路區(qū)殘坡積紅色黏土地水率、孑L隙比、壓縮系數(shù)、自由膨脹率總體上表現(xiàn)出質(zhì)剖面可分為2～3個(gè)地層單元，厚度在2～3m至隨深度增大而增高，稠度狀態(tài)由硬塑變?yōu)榭伤?、?/p>

6、15～30m不等，上部為顏色、質(zhì)地較為均一的紅色塑。水平方向上，地勢(shì)較高處相對(duì)低洼地帶，紅色黏黏土層，其殘坡積特性顯著，其中常伴有礫石，棱角土含水率、壓縮性等指標(biāo)均較低，強(qiáng)度參數(shù)較高。分明，大小混雜，土體結(jié)構(gòu)松散，風(fēng)化特征明顯，力學(xué)與具有類(lèi)似含水率的其他南方紅土相比l_4]，雖然性質(zhì)差，伴隨公路路塹的開(kāi)挖，常常發(fā)生崩、滑垮塌測(cè)試結(jié)果顯示研究區(qū)紅色黏土天然含水率均大于及緩慢的松散堆積體沿破壞面蠕動(dòng)變形。剖面中20，最高達(dá)到62，但是其天然密度相對(duì)較高，這主部，紅色黏土水分、稠度均有增加，?；煊邪咨?、灰綠要是由于部

7、分研究區(qū)表層土體中含有一定量的礫石。收稿日期：2011—11—25編輯：劉江霞基金項(xiàng)目：湖北省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目“巴東組軟巖邊坡變形破壞機(jī)理及處置技術(shù)研究”作者簡(jiǎn)介：余宏明(1952一)，男，教授，主要從事地質(zhì)災(zāi)害分析與防治的教學(xué)與科研工作。E—mail：yuhongming55@sohu．com通信作者：劉勇(1979一)，男，副教授，主要從事地質(zhì)災(zāi)害及其信息處理方面的科研工作。E—mail：adamlau430@yahoo．COrn．cn第1期余宏明等：巴東組軟巖殘積紅色黏土物性特征187表1現(xiàn)場(chǎng)高程341

8、m處鉆孔原狀土樣物理性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果Table1Testresultsofundisturbedsoilsamplephysicalpropertiesinh：341m紅色黏土強(qiáng)度參數(shù)與其自由膨脹率密切相關(guān)，本次粒度分析實(shí)驗(yàn)，采用水洗法，對(duì)于粒徑小于其剪切強(qiáng)度隨膨脹率的增大而降低。由于紅色黏土0．075mm的粒組，采用密度計(jì)法，加人4的六偏吸水膨脹，失水收縮，導(dǎo)致土體表層裂隙發(fā)育，整體磷酸