甘肃红层泥岩耐崩解试验与矿物夹杂效应研究

为探究干湿作用下甘肃红层质泥岩加速崩解机制，针对典型的石膏质泥岩，开展浸水及快速崩解试验，并通过与泥质砂岩、页岩和石膏岩的对比，分析了影响岩石耐久性的主要因素，对崩解过程中的矿物夹杂效应进行了讨论。研究结果表明：原状石膏质泥岩浸水自然崩解速度较慢，3 h崩解量为0.11，但高温(>163℃)干燥后夹杂的石膏矿物将完全脱水硬化，体积收缩，再次遇水后岩块于2 h内完全崩解。石膏质泥岩的二次循环耐崩解指数I_d2为0.80，属于高耐久性岩石，但在干湿过程中有加速崩解的趋势，第5次循环时的相对崩解指数I₅达到了0.56。岩石的耐久性受矿物成分和胶结强度影响较大，矿物膨胀驱使岩块崩解的过程中，泥质岩块易发生均匀破碎而砂质岩块易出现非均匀破碎。石膏质泥岩中黏土矿物夹杂密实，干湿作用下易崩解，所夹杂的石膏矿物具有溶蚀性，且溶蚀后崩解液显弱酸性，石膏溶蚀产生的微裂隙和酸性环境下钙质结核的脱落是导致石膏质泥岩加速崩解的主要原因。