红层软岩遇水失稳特性及建井实践

介绍了苏鲁豫皖边界地区中新生代红层的地质概况、物质组成及岩体结构,分析了红层软岩遇水膨胀崩解特性及影响因素,对井筒通过红层时所采用的方法进行了评价。      

水岩耦合下的红层软岩微观结构特征与软化机制研究

水岩长期作用下红层软岩体现出成岩作用差、易风化、易软化崩解等特点,给软岩工程设计与施工带来挑战。以滇中红层软岩地区所取泥岩试样为研究对象,首先对自然和饱水状态下岩样进行单轴和三轴压缩试验,分析水岩作用下软岩的力学特性;然后采用X射线衍射技术对不同含水状态下软岩微观结构进行对比研究;最后基于试验结果对滇中地区红层软岩遇水软化机制进行了探讨。研究结果表明:水岩作用下软岩力学性质劣化明显,岩石峰值抗压强度显著降低,岩体破坏程度提高;软岩黏土矿物颗粒吸水膨胀,微观结构由致密的团粒状转变为疏松多孔的不规则片状和鳞片状结构;伊利石等黏土矿物与水反应,产生的不均匀应力和大量微孔隙导致软岩内部结构破坏;红层软岩的遇水软化机制包括软岩矿物的溶蚀和次生作用、黏土矿物的吸水膨胀与崩解、软岩与水作用导致颗粒间胶结连结破坏等。     

滇中红层软岩微观结构及水理特性试验研究

滇中红层软岩具有成岩作用差、易产生较大变形、遇水易软化、易崩解等特征,本文采用环境扫描电镜试验和水理特性试验,对红层软岩的微观结构特征,崩解、膨胀、软化等水理特性进行了研究。试验结果表明,红层软岩矿物粒间空隙大多被粘土矿物填充,粘土矿物以伊利石和蒙脱石为主,为混层结构,结晶程度相对较差,多数有蚀变的痕迹。具有微小裂隙的红层软岩在1~2次充分饱水烘干后,崩解性开始显现;随着干湿循环次数增加,岩样的质量变化呈减小趋势;干湿循环次数继续增加,崩解性指数趋于平缓。红层软岩由于风化作用影响程度和自然含水率的差异,岩体内部崩解张力具有明显不均匀性。经过自由浸水48h后,红层软岩的单轴抗压强度降低29.83%~58.47%,各地层软化系数在0.4~0.7之间,遇水后呈现显著软化效应。这些结果为红层软岩地区公路工程建设的工程地质研究提供了一定参考。     

中国红层的分布及地质环境特征

根据我国红层的分布特征及形成背景 ,将我国红层划分为西南地区红层、西北地区红层、中南、东南地区红层和其他地区 (西藏及华北的部分地区 )红层。重点研究了以川滇红层为代表的西南地区红层和以甘肃红层为代表的西北地区红层 ,研究了各个区域红层的地质构造特征、地形地貌特征、气候环境特征等工程地质环境特征 ,根据工程地质环境特征 ,将研究区域的红层划分为四川盆地红层、西昌滇中红层、滇西红层和甘肃红层.     

恩施盆地红层边坡变形破坏模式研究

恩施盆地红层分布范围广,存在大量的斜坡或人工高陡边坡。由于红层岩体工程地质性质的特殊性,在自然地质作用和人类工程活动的影响下,边坡产生变形破坏,造成人员伤亡和财产损失,对城市市政工程和道路工程建设产生了较大的影响和制约。本文通过恩施盆地红层边坡的野外工程地质调查、钻探、现场试验（压水和渗水试验）、样品采集和室内岩体特性参数测试等工作,基本查清了红层的工程地质特性、水理特性和边坡变形特点。恩施盆地红层可分为“硬砂岩”和“软砂岩”,前者由胶结较好的粉砂岩和砂岩组成,强度较高,透水性差,属相对隔水层;后者由胶结较差的砂岩构成,强度低,透水较强,为含水层。边坡变形破坏规模较小,但点多、危害较大。本文从运动方式和影响因素两个方面对边坡变形破坏模式进行研究,依据斜坡岩土体运动方式,红层边坡变形破坏划分为:顺层岩质滑坡、坠落式崩塌、倾倒式崩塌3种;按变形破坏影响因素,边坡变形破坏划分为:软硬互层红砂岩差异风化、顺层结构面和切层结构面不利组合、人工开挖扰动3种,并分析了各类变形破坏模式的特点和变形破坏过程,对恩施盆地及同类型地区的红层边坡变形破坏的防治具有指导意义及参考价值。     

红层泥岩水岩作用特征研究

红层是红色陆相沉积为主的碎屑沉积岩层,岩性以砂岩、泥岩、粉砂岩和页岩为主。该类岩层多为软岩与硬岩相间,呈互层状产出,层间结合力弱。受区域构造影响,岩层扭曲褶皱强烈,多中高倾角,结构面发育,有泥化现象。红层中的泥岩具有透水性弱、亲水性强,遇水易软化、塑变,抗风化能力弱,易崩解等特性。特别是遇水后岩体及结构面抗剪强度大幅度降低,并且具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性。水岩作用对边坡的影响主要有,结构面遇水泥化导致楔形体失稳,泥岩塑性变形引起边坡蠕变,同时红层还具有很强的崩解性,边坡开挖后发生崩解等现象。     

我国红层分布特征及主要工程地质问题

我国中新生代红层分布总面积约826 389km2,是工程建设中不可避免的岩土体。南方地区红层约占红层总面积的60%,以西南、中南地区红层分布较广,多为裸露型红层,受降雨等因素影响滑坡、风化等问题突出;北方地区红层约占40%,以甘肃以及蒙宁晋陕交界红层分布相对较多,多为埋藏型红层,工程地质问题具有隐蔽性。红层分布受控于分布区的区域断裂带,岩体结构破碎,水文网络发育,渗流、软化等问题突出。由于砂岩、泥岩、页岩、蒸发岩、杂色岩等多种软硬岩层互层结构和工程活动等因素的影响,沿着软弱结构面易发生滑坡、差异风化等工程地质问题。由于时代较新,岩土体的胶结性差,物理力学性能相对较差,岩石多属于软岩类别。稳定性差,易崩解软化。蒸发岩和红层岩土体中可溶成份在水作用下,容易发生岩溶、腐蚀、渗流等物理化学问题。建议在工程建设中将红层作为特殊岩体对待。     

淮北古近系“红层”工程地质特性及不良地质分区研究

我国“红层”分布广泛,“红层”成分复杂和结构特殊,极易诱发地质灾害。以淮北矿区信湖煤矿82采区为研究区,通过室内试验,从矿物成分、微观结构、物理力学特性和水理特性4个方面研究了淮北古近系“红层”工程地质特性,基于古近系“红层”工程地质特性,结合层次分析法,建立了“红层”潜在诱发灾害工程地质模型,提出了9个指标作为“红层”潜在诱发灾害的主要地质因素,对信湖煤矿82采区“红层”诱发矿井地质灾害进行了不良工程地质分区评价。研究结果表明：古近系“红层”以泥岩为主,抗压强度低,微观结构较差,稳定性差,含大量的亲水矿物,具有较强的亲水膨胀和崩解性。整体上,82采区范围内古近系“红层”覆岩结构相对稳定,“红层”诱发矿井地质灾害隐患易发生程度从西北至东南逐渐增加,其中：南部及东南部和采区范围内断层附近灾害隐患最强,西部局部地区较安全,中部及北部大部区域内较危险。     

我国南方红层的地质特征及其工程地质问题

前言我国白垩纪至下第三纪的中新生代红层是岩石地层序列中最年轻的红色碎屑岩建造.在我国南方的广大地区都有分布,总出露面积达二十余万平方公里.浙赣及鄂西中新生代红层的累计厚度约2000～4000米,滇中地区自侏罗纪起始的红层总厚度达8000米以上.     

试论四川盆地红层风化带裂隙水

一、红层水文地质条件 (一)岩性 四川红层含水层主要为粘土岩类(包括泥岩、页岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩等)和碎屑岩类(包括粗、中、细粒砂岩,钙质砂岩,砾岩等)粘土岩类和碎屑岩的结构,构造及组合关系对岩体的     

四川红层区应用地源热泵技术地质适宜性初探

四川红层区是全省人口最为集中、经济较发达的地区之一。随着国家"节能减排"政策的落实,如何在该区运用先进的地源热泵技术、合理开发利用浅层地温能,已成为地质工作者的一项重要研究任务。通过在典型地区开展的地源热泵工程试验入手,着重对红层区的地质、水文地质条件进行论述,并对在该区开展地源热泵的适宜性进行了初步分析。     

滇中多尺度地质异常的构造背景场

滇中成矿带具有多尺度地质异常,它们受多级构造系统的制约。中南南北构造带控制了作为区域性地质异常的滇中成矿带,伸展构造系统,逆冲构造系统和剪切构造系统控制了局部性地质异常,剥离断层,逆冲断层－脆－韧性剪切带等控制了小型地质异常。     

滇中林柱状旅游地质景观赏析

滇中林柱状旅游地质景观是造型奇异、极具旅游吸引力的高品级旅游景观,具有极高的旅游价值。滇中林柱状旅游地质景观已开发成旅游胜地,是地质资源旅游资源化的范例。从旅游角度探讨林柱状旅游地质景观的赏析,以期进一步开展旅游地质景观的深层次研究。     

滇中富民县宝石洞旅游地质特征与成景机制探讨

滇中富民县宝石洞岩溶地下河洞穴景观系统规模适中,洞内岩溶景观千姿百态,洞中有宝（玛瑙）,洞外有优美的生态环境和多元民族宗教文化以及潜在的温泉资源,加上优越的交通区位,旅游要素集群度较高,具较高开发价值。文章根据宝石洞地区区域地质背景,分析了该地区区域地史演化特征,根据本次对宝石洞的实地探测成果,总结了宝石洞旅游地质特征,再结合前人对成景机制的探讨,从岩性、构造、水文地质、古地理和成景时代五个方面探讨了宝石洞景区的成景机制,指出多期次断层（破碎带）共同控制了宝石洞景观空间格局,岩溶作用始于燕山晚期,喜山期是宝石洞岩溶地下河洞穴系统的主要成景期,并对宝石洞中产出的宝石（玛瑙）成因作了初步的推断解释。     

基于多源遥感数据的云南西双版纳地区地质构造解译

西双版纳地区地处云南横断山系纵谷南段西双版纳热带雨林区,常年高温多雨、植被茂密、地形复杂,出露地质信息少,给区域地质调查工作造成了很大的困难。为有效获取该地区更多的地质信息,配合使用Landsat 8 OLI、SPOT 6、Sentinel-1A雷达遥感数据和高程数据等多源数据,基于建立的解译标志,提取区内地质构造信息,大至宏观上的大地构造背景信息、小至露头尺度构造信息,并详细分析区内各类型线性断裂构造的遥感影像特征与地质意义。提取的构造结果表明,原地质构造与解译构造吻合度较高,同时新解译出大量的线性构造。研究成果为完善该地区的地质构造轮廓与特征认识提供了丰富的遥感基础资料。     

云南环形构造遥感影像特征及其找矿意义

各种环形构造反映原生地质作用及后期改造作用形成的地表形态,也是矿化的直接体现。描述、研究云南环形构造遥感影像特征,寻找其矿化规律,指出潜在找矿方向。     

桂南红层岩溶及其发育控制因素探讨

桂南红层岩溶形态主要表现为岩溶缓丘、地下溶洞、岩溶泉以及地下河、天窗等。在地下50m深度范围,溶洞高0.5～3m,多为无充填溶洞,发育数量随深度增加而减少。岩溶泉类型有上升泉和下降泉,泉水流量变化较大。目前尚未发现仅由红层作为含水层的地下河。桂南红层岩溶的发育程度及形态特征与岩性、构造及水文地质条件有关。红层岩溶主要发育于红层盆地边缘的钙质砾岩中。红层的层组结构可分为单一型和互层型,单一型岩溶发育相对强烈,互层型以岩溶顺层发育为特征。通常,在可溶岩与非可溶岩接触带附近红层溶洞发育;在断裂破碎带以及河谷地带红层岩溶发育强烈,溶洞规模较大。      

绳索取心钻进工艺在水利水电工程地质勘探中的应用研究

以绳索取心钻进工艺在滇中引水工程可行性研究阶段万家—新庄段ZK2108孔的实践性应用为例,介绍了绳索取心钻进工艺技术的特点和应用细节,并对实际应用效果进行了对比分析,对关键技术环节进行了探索和应用研究,为绳索取心钻进工艺在水利水电工程地质勘探中的推广及应用奠定了基础,积累了经验。     

云南西畴荒田矿区萤石白钨矿地质特征及成因初探

西畴县荒田萤石钨矿床为滇东南锡锌多金属成矿带重要组成部分,矿体呈似层状、透镜状,贮存于寒武系中统龙哈组碎裂岩中,受推覆-滑脱构造控制,以中低温矿化蚀变为主。根据矿床成矿地质背景和矿床地质特征,认为该矿床是受地层、推覆构造、热液等多因素控制的岩浆热液矿床。     

滇中地区铝土矿床地质特征及成矿规律

通过对滇中地区典型铝土矿(老煤山铝土矿)成矿地质特征研究, 认为该区铝土矿为古风化壳沉积型铝土矿, 主要受地层层位、岩性古地理条件、褶皱构造及后期抬升改造影响。研究认为该区具有一定勘探潜力。