考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩变形与强度试验

预崩解炭质泥岩作为路堤填料已在我国西南地区路堤工程中广泛应用,为研究荷载与浸水条件下预崩解炭质泥岩变形与强度特性,研发一套可综合考虑多因素影响的湿化变形试验装置,并设计正交试验方案开展预崩解炭质泥岩湿化变形与直剪试验。结果表明:在加载初期和首次浸水时,预崩解炭质泥岩将产生较大竖向变形,分别为压缩变形和湿化变形,竖向荷载、循环次数、浸水时间、压实度、含水率对预崩解炭质泥岩竖向变形影响程度依次降低;预崩解炭质泥岩湿化变形过程中抗剪强度的变化主要源于黏聚力的变化,各因素对黏聚力的影响程度由强至弱依次为循环次数、浸水时间、竖向荷载、压实度及含水率;抗剪强度随竖向变形的增加先急剧降低后逐渐趋于稳定,拟合得到抗剪强度与竖向变形的函数关系式,可为炭质泥岩变形计算及工程实践提供一定参考依据。     

改良黄土强度特性与工程处置试验研究

本文针对山西朔州典型黄土,利用素黄土与石灰粉煤灰、石灰水泥、水泥粉煤灰三种改良黄土,进行了击实特性、抗剪强度特性及崩解特性试验研究,提出了黄土改良的最佳方案,并采用该方案对山西某煤矿电梯井填方段进行了数值模拟分析,验证了石灰粉煤灰改良黄土工程应用的可行性。试验结果表明:粉煤灰与黄土形成致密的混合结构,石灰的掺入,激活了粉煤灰的活性,发生了一系列的水化反应,使改良黄土的强度大大提高,改良黄土在物理力学性质方面有明显改善。     

利用测井曲线判别分析煤与炭质泥岩

为了准确划分煤与炭质泥岩,本文对陕北府谷石炭二叠纪煤田测井参数视电阻率和自然伽(?)用概率统计的方法,找出物性统计规律,建立函数判别式,根据费歇准则和克莱姆法则解方程,求得函数判别式 P=0.015ρ(?)-0.77γ,用视电阻率值和自然伽(?)值确定 P 值,进行判别分析煤与炭质泥岩。通过实地应用验证,这种方法效果显著,出错率低。文中最后讨论了测井曲线的应用范围和要求。     

煤系地层中炭质泥岩滑带土的初步研究

通过化学成分、X-射线衍射以及红外吸收光谱分析,研究了原状炭质泥岩及其生成的炭质泥岩滑带土在物质成分上的变化过程,揭示了两者在干燥和浸润条件下力学性能存在巨大差异的根本原因;通过对炭质泥岩滑带土重塑样的分组快剪试验结果分析,探讨了含水量、干密度等物理指标与抗剪强度参数之间的相关规律性,最终建立了具有实用参考价值的经验性公式。     

炭质页岩的颗粒破碎及其路用性能试验研究

为综合评估炭质页岩的路用性能,充分认识炭质页岩的颗粒破碎行为,测试了炭质页岩块在循环压实过程中各粒组含量的演化规律,结合室内击实试验阐述了颗粒破碎对炭质页岩击实性能的影响,确定了最佳填筑级配,并依据最佳级配进行三轴湿化变形试验,从颗粒破碎角度分析了炭质页岩填料湿化变形的变化规律,最后对炭质页岩现场填筑效果进行了验证。结果表明：炭质页岩压实过程经历结构调整、颗粒破碎、压缩变形3个阶段,形成的相对稳定级配结构为其用作路堤填料提供了基础;填料最大干密度形成机制受颗粒破碎过程中粒径为20～40 mm与粒径小于2 mm颗粒含量变化的影响较大,随粗料含量增加,试样相对破碎率线性增大,最大干密度呈先增大后减小变化,最优粗料含量约为70%;湿化变形是混合料颗粒破碎的外在表现,浸水湿化后混合料强度降低约40%,可采用相对破碎率 B_r 预估混合料遇水产生的湿化变形量,并建立了相对破碎率与围压、应力水平间的数学关系式;现场填筑过程中路堤压实度检测与沉降观测表明,炭质页岩路堤的最佳铺松厚度约为40 cm。     

泥岩含量对昔格达土填料路用性质的影响研究

为研究泥岩含量对昔格达土混合填料路用性质的影响,对不同泥岩含量的混合料进行重型击实、无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验。试验结果表明:随机混合料的最优含水率与最大干密度除受泥岩颗粒粒径、含水量及泥岩含量的影响外,主要取决于混合料中泥质粉砂岩的含量;昔格达土人工混合料室内击实结果与实际的天然随机混合料的击实结果存在显著差异,应根据实际工程混合填料中泥岩含量、含水量、板结程度及团块状泥岩量等对混合料最大干密度和最优含水量进行动态取值。当泥岩含量（质量分数) 低于65%时,混合料无侧限抗压强度随泥岩含量增加而线性增大,当泥岩含量大于65%后混合料无侧限抗压强度随泥岩含量增加而减小;混合料回弹模量值随泥岩含量的增加而增大;通过对泥岩含量与CBR值间的多项式回归分析,建立了混合料CBR值与泥岩含量的多项式回归方程,两者间相关性良好。     

泥岩损伤特性试验研究

以南京长江三桥地基中的泥岩为对象,对泥岩进行三轴试验。试验结果表明：随着侧压的增大,破坏荷载增大,塑性变形明显增大,岩石破坏后,残余强度随侧压增大而提高。在此基础上研究分析了泥岩微元强度服从Weibull分布,泥岩微元体破坏服从莫尔-库仑岩石强度判据时的损伤软化参数与围压的关系特征。结合岩石破裂过程应力 应变全过程曲线,讨论了初始损伤特性,分析结果表明：泥岩初始损伤时的主应力差对数随围压增大而增大,两者呈线性关系; 分析了泥岩损伤变量随主应力差变化关系,结果表明泥岩损伤变量与主应力差呈双曲线数学关系,通过对双曲线模型作线性化处理,结合试验数据采用回归分析法确定模型参数,分析结果发现F 0随围压的增大而增大,而m则随压的增大而减小,反映泥岩随围压的增大,脆性度降低。     

炭质泥岩地层滑坡稳定性分析及治理方法

炭质泥岩遇水工程性能大幅降低,容易造成不良的工程问题。本文结合滑坡工程实例对炭质泥岩地层在滑坡形成中的作用进行了研究。通过收集资料、现场勘查以及室内试验等方式,对滑坡区赋存环境和基本特征进行了调查。根据滑坡发展历程,对其形成机制进行了分析,得出滑坡形成的主要因素是炭质泥岩地层水理特性差,主要诱导因素是连续的降雨。在此基础上,从定性和定量两方面,对滑坡稳定性进行了分析,认为该滑坡在不利条件下会继续发展,应该尽快进行治理。针对该滑坡特点,经过方案论证和比选,提出了抗滑桩、裂缝填埋、截排水沟、挡土墙以及位移监测等措施相结合的治理方案。     

广西红层分布及其泥岩工程特性分析

随着我国西部大开发战略的实施,近年来广西红层地区工程建设逐渐增加,本文以红层岩组为基础,对广西地区红层分布进行分析,认为十万大山地区和桂东-桂东南区域分布较为密集。通过物理化学试验及力学试验对红层泥岩进行工程特性统计分析,得出上述区域泥岩膨胀性和崩解性特征,并通过击实特性、CBR承载比、软化系数等指标得知两区域泥岩填料级别主要为C3和C2,从而为相关红层区域工程建设提供一定的理论依据。     

对西宁城区古近系泥岩工程地质特性的新认识

西宁城区古近系泥岩分布范围很广,遍及城中、城东、城西、城北四区,是西宁地区高层建筑工程建设中常见的岩土体。在本次勘察中,对泥岩的工程地质特性提出新的认识:一是发现泥岩中存在裂隙水,呈脉状分布,有较高的承压水头;二是在泥岩中确实存在溶洞,认为其形成与成岩程度和石膏与芒硝的富集有关。结合工程实例,对泥岩的工程地质特性进行了详细的分析和评价,提出了泥岩分布区域工程地质勘察要点及设计施工中应注意的主要问题。     

珠江口盆地惠州凹陷泥岩压实特征及其成因

为了弄清楚珠江口盆地惠州凹陷新生界地层泥岩压实与油气生成和聚集的关系,首先探讨了该地区泥岩压实的特征,并运用最高热解温度和生烃指数等对欠压实的成因进行了讨论。研究表明：从纵向上来看,惠州凹陷内发育浅部快速压实段、正常压实段和低幅度欠压实段等3种类型,浅部快速压实段主要发育在深度小于700 m的万山组和第四系地层,正常压实段自万山组底部或者粤海组顶部到珠海组底部或者恩平组顶部（1 800～3 200 m）,低幅度欠压实段自恩平组顶部向深部延伸到文昌组（2 400～4 000 m）;从横向上来看,惠州凹陷划分为东北部和中西部两个具有不同欠压实特征的区域,东北部欠压实区地层发育珠江组—韩江组和文昌组—恩平组2个低幅度欠压实段,中西部欠压实区只发育文昌组—恩平组欠压实段;珠江组—韩江组欠压实段主要由泥质高含量和快速沉积沉降引起,文昌组—恩平组欠压实段主要由沉积作用、高地热值和生烃作用共同引起,后者为有效生油段;惠州凹陷新生界地层砂岩不存在超压。     

赣西北下寒武统观音堂组碳硅泥岩地球化学特征及其沉积环境演化

赣西北下寒武统黑色岩系,是一套重要的铀等金属的含矿岩系,其中观音堂组碳硅泥岩是典型的黑色岩石类型。运用地球化学方法,对这套灰黑色泥质岩的元素地球化学及古环境演变特征进行了研究。研究结果表明:该碳硅泥岩黏土类矿物含量55%～59%,SiO_2,Al_2O_3,Fe_2O_3,K_2O,MgO平均含量分别为69.47%,11.39%,3.32%,2.76%,1.57%;化学成分表现为高硅低铝低钾低镁特征,有机碳平均含量5.82%,属富碳黑色岩系。对比中国东部泥质岩,其Ni、V、U、Ba、Cd、In、Tl、Se、W、Mo、Cu、Zn、Au、Ag、As、Sb等元素有相对富集的特点。从碳硅泥岩层的上部到下部,SiO_2、Na_2O、Ni、Mo含量逐渐增高,Al_2O_3、K_2O、TiO_2、H_2O^-、LOI、Cr、Th、Ba、Ga、Li、Be、Rb、Sc、Sn、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、REE则显示逐渐降低趋势。主量或微量元素的判别参数或图解显示,碳硅泥岩的物源以陆源碎屑岩为主,是在一个沉积速率较小、且较稳定的深水还原环境下沉积的,从早期到晚期,物源区呈现风化作用逐渐增强、气候环境越来越湿润、盆地水质越来越淡化的趋势。     

第四系泥岩型生物气储层特征及动态成藏过程

第四系泥岩型生物气作为非常规油气领域一种新型的资源类型,具有巨大的资源潜力和勘探开发价值。以柴达木盆地三湖地区第四系泥岩型生物气为例,通过岩心观察、光学显微镜、扫描电镜、高压压汞、族组分分析等实验手段,分析了第四系泥岩型生物气储层特征及动态成藏过程。结果表明,第四系泥岩型生物气储层具有砂泥薄互层频繁交互、纵横向非均质性极强的特点。成岩作用处于早期阶段,R_o小于0.3%,岩石固结程度低,含贝类壳体没有石化,孔隙度普遍在20%以上,仍以微纳米孔隙为主,含极少量毫米孔隙。泥岩储层TOC极低,平均0.2%~0.4%,干酪根以Ⅲ型为主,主要成分是粗纤维,其次是半纤维素、有机氮,是第四系泥岩生气的主要母质来源。第四系泥岩型生物气为甲烷为主的干气,平均含量98.85%,地层水水型以CaCl₂型为主,酸碱度中等偏弱酸性。泥岩突破压力是甲烷滞留成藏的主要动力,低渗、富水和黏土的特征决定了泥岩具备自封闭能力。极低的气候温度、极高的水体盐度、充足的气源条件、有效的自封闭性是泥岩型生物气成藏的关键要素,以此建立了凹陷区自封闭富集带、斜坡区水封富集带、构造高点泥岩气-砂岩气叠合富集带等三种泥岩型生物气成藏模式。     

泥岩地层抗浮锚杆试验研究

为探讨泥岩地层全黏结抗浮锚杆荷载传递机理和承载性能,基于陕西安康地区泥岩地层抗浮锚杆现场进行了基本试验和锚杆杆体的轴力测试,试验结果表明:锚杆杆体的轴力分布是不均匀的,从锚杆顶面向深部逐渐减小,且超过一定的长度后不再受力;同时表明锚杆受力时,沿锚固端全长的黏结应力分布也是不均匀的,其有效发挥黏结应力的分布长度有一定限度;确定了该地区泥岩地层中直径为150 mm抗浮锚杆的有效锚固长度、极限黏结强度标准值及8 m长锚固段对黏结强度的影响系数等,为类似泥岩地层抗浮锚杆的设计提供依据。     

Compacting Deformation Engineering Characteristics of Weathered Soft Rock Mixture in Subgrade

The engineering characteristics of weathered soft rock are important contents of soft rock mechanics. They also play a significant role in compacting deformation, which has been known to exert a significant amount of influence on the stability of highway filling subgrade engineering. In an effort to investigate this aspect of the problem, compacting tests and unconfined compressive strength tests have been carried out on weathered argillaceous slate and pelitic siitstone rocks, which are broken and graded before the test. The testing results indicate that the relationships of both between stress and strain and between axial strain and tangent modulus are exponential relationships; the size of the grain plays some influence on the deformation modulus, whereas the water content impacts the compressive strength greatly, which shows quadratic function; the unconfined compressive strength is linear with the dry density of loose soft rock mixtures. Therefore, the water content must be controlled in both the design and the construction of subgrade engineering of soft rock filling, and at the same time some effective measures should be taken to reach the requirement of compaction.     

贵州省六盘水水城高位远程滑坡流态化运动过程分析

高位远程滑坡是中国西南山区常见的一类灾难性地质灾害,其发生往往伴随有碰撞解体效应,导致滑体碎裂化,转化为碎屑流或泥石流,具有流化运动堆积的特征。2019年7月23日发生于中国贵州省六盘水市水城县的鸡场镇滑坡是典型的高位远程流态化滑坡,滑坡前后缘高差430 m,水平运动距离1340 m,堆积体体积200×104 m3,导致21幢房屋被掩埋,51人遇难。基于野外详细调查和滑前滑后地形对比,采用DAN-W软件对水城滑坡的整个运动堆积过程进行了模拟,结果显示:水城滑坡在滑源区残留堆积体厚度最大为27 m,堆积区最大堆积厚度为15 m,滑坡碎屑流前缘最大运动速度为27 m/s,最大动能为6.57×106 J;滑坡高位剪出,由于势能转化为动能,滑坡快速达到速度峰值,并铲刮地表松散土层;由于强降雨,滑体高速运动使基底孔隙水来不及排出,导致基底摩擦力下降,降低能量损耗,滑体解体促进颗粒流化运动,减少了摩擦,也是滑坡远程运动的重要原因。      

贵州省水工环地质工作需求分析

本文简要介绍了当今世界地质工作的发展趋势,强调了资源与环境并重的环境型社会对水工环地质的更高要求。结合贵州省情和环境现状,从八个方面对我省水工环地质工作旺盛的需求进行分析,并提出了今后的工作建议。     

福建三明盆地工程地质特征

福建三明盆地工程地质条件对三明市工程建设和城市规划起决定性作用。三明盆地是个构造断陷盆地，地质构造复杂，岩土体工程地质条件复杂，应根据不同建筑场地合理规划工程建设，确定工程勘察手段及工作量，确保工程建设经济、合理及安全。