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。     

红层泥岩填筑路堤本体沉降特性研究

本文首先通过对几种不同压实度的红层填料路堤的室内离心模型试验与数值计算分析,确定最合理的压实度为0.93;然后对用压实度为0.93填筑的红层泥岩路堤进行现场碾压试验,确定了碾压参数;最后对达到压实度0.93的红层泥岩路堤进行沉降监测,监测结果表明,红层泥岩填筑路堤本体压密沉降占填土高度的0.7～0.8%,且完成的时间较快.     

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。     

层厚比对水平砂泥岩互层岩体抗剪强度参数的影响

现有标准规定砂泥岩互层岩体的抗剪强度参数,当层厚在5 m以下时按泥岩取值,对不同工程场景、不同的层厚比例关系未做进一步区分。引入泥岩层厚与砂岩层厚之比,即层厚比,利用FLAC3D建立不同层厚比的水平砂泥岩互层岩体三轴数值试验模型,探索了层厚比对水平砂泥岩互层岩体的抗剪强度参数和变形特征的影响规律。结果表明:当岩层总厚度不变,层厚比以0.75为界,当层厚比小于0.75时,层厚比越小岩体黏聚力越大,反应砂岩对岩体黏聚力有增大效应,在此区间内水平砂泥岩互层岩体黏聚力可按1～4倍的泥岩黏聚力取值;同样,岩体内摩擦角仅按泥岩取值也不客观,但其随层厚比的变化规律不明显。当层厚比大于0.75时,水平砂泥岩互层岩体抗剪强度参数按泥岩取值是可行的。当层厚比不变,层厚对水平砂泥岩互层岩体的抗剪强度参数有明显影响,层厚比小于0.2时,互层岩体的黏聚力随层厚变化较大;层厚比大于0.2时,互层岩体的黏聚力随层厚的变化较小,可按泥岩取值。层厚比小于0.75时,互层岩体的内摩擦角随层厚变化较大;层厚比大于0.75时,岩体内摩擦角随层厚的变化较小,可按泥岩取值。水平砂泥岩互层岩体的变形特征也同岩体层厚比和层厚有关。层厚比较小时,岩体变形发生在砂岩层,破坏范围较大;随着层厚比的增大,其变形破坏发生在软岩部分,硬岩部分基本不出现变形或出现少量变形;若岩体层厚比不变,层厚减小,岩体的变形范围变大。     

红层泥岩在不同浸水条件下填料强度特性试验研究

西南地区红层泥岩分布广泛,常用于工程填筑施工,其遇水易崩解特性常对工程填筑体的稳定性产生不良影响,因此,研究红层泥岩不同浸水条件下单轴抗压强度和浸水-风干循环崩解的变化规律具有重要的工程意义。利用红层泥岩中常见的粉砂质泥岩开展了单轴抗压试验和浸水循环实验,对不同浸水条件的红层软泥岩样品的吸水量、吸水率、单轴抗压强度、弹性模量和峰值应变进行测试;对样品浸水-风干崩解过程进行观测记录,并讨论了干湿环境交替对泥岩单轴抗压强度性能和崩解规律的影响。研究结论如下：(1)随着样品单次浸水过程的进行,样品的含水率与单轴抗压强度、弹性模量、峰值应变呈负相关;(2)样品在单次浸水过程中软化度明显增大,静置后样品外部先产生垂直层理方向裂隙,后垂直层理方向裂隙和平行层理方向裂隙逐渐闭合,使样品软化度小幅度变小,说明泥岩强度损伤主要发生在每次干湿环境交替过程的浸水过程中;(3)样品在多次浸水过程中,崩解过程不断进行,其转折点在第六次和第八次浸水循环,样品崩解频率加剧,在第12次浸水循环后,崩解物颗粒级配趋于稳定。     

饱和红层泥岩填料累积变形特性及安定界限研究

最优含水率下红层泥岩作为高速铁路路基填料的适用性已经在西南地区得到了初步验证,但饱和状态下红层泥岩填料的累积变形特性仍不明确。为此,开展了不同围压及动应力下饱和红层泥岩填料的动三轴试验,讨论了围压和动应力对填料累积变形特性的影响。结果表明：不同动应力幅值下,饱和红层泥岩填料的等效模量随振次增加,先迅速减小后趋于稳定。稳定后填料的等效模量具有应力水平相关性,随围压增大而增大,随动应力比增大而呈指数减小。不同动应力幅值下,填料变形可分为塑性稳定型、塑性蠕变型和增量破坏型3种类型。填料应变随振次增加而不再处于稳定阶段的应力状态定为塑性稳定界限应力状态。动应力进一步增加后,填料应变速率发生突增,对应的应力状态为塑性蠕变界限应力状态;塑性稳定与塑性蠕变界限应力状态对应的动应力比均低于静强度,且随围压增加呈指数衰减的规律。基床表层如用红层泥岩作填料,应考虑降雨的影响,并采取排水和改良措施以提高路基稳定性。     

砂泥岩间互地层裂缝延伸规律探讨

目前裂缝预测主要集中在对开度、密度和发育强度等参数的半定量或定量化预测方面,对裂缝的延伸规律和穿透性研究缺少深入研究。针对这种情况,文中以天山山前某油田沙泥岩间互地层为例,采用应力场数值模拟法建立应力场与裂缝参数之间的定量关系,从而实现裂缝在沙泥岩间互地层中的的延伸规律与穿透性研究。模拟结果显示,越薄的砂岩层越容易产生构造裂缝,而砂岩厚度对砂岩中产生的裂缝在泥岩中的延伸长度影响很小,几乎可以忽略,且对延伸到泥岩中裂缝的孔隙度影响也不大,即不管泥岩上下砂岩层的厚度如何,延伸到泥岩中的裂缝孔隙度变化不大,均在038％左右;砂泥岩互层处裂缝在泥岩中延伸长度一般为15~2 m,当泥岩厚度为4 m左右时,砂岩裂缝恰好无法穿透泥岩,泥岩可作为有效的封盖层。     

软硬互层状岩体渗透特性研究

叙述软硬互层状岩体中的裂隙发育规律,并由此建立了互层状岩体渗流的离散裂隙网络模型.根据裂隙网络水均衡原理,介绍了裂隙岩体网络渗流数学模型以及模型的求解方法;通过一个数值算例验证了模型的合理性,并且讨论了软岩中的切层裂隙以及软岩层面裂隙开度对渗流场分布和通过软岩流量的影响.     

循环荷载下红层泥岩土的动态特性

针对红层泥岩土这种特殊的粒类材料,通过动三轴试验研究了其在循环荷载下的动态特性。分析了应变和围压对动态参数(动模量、阻尼比)的影响,在对动模量归一化的基础上,并考虑最大阻尼比与围压的关系,提出了一个阻尼比的计算方法。引入了动应力水平的概念,由试验数据得到红层泥岩土的临界动应力水平为30%左右。动强度随围压增加而增大,而随振次的增加减小;在较小的破坏应变标准下,动应力对动强度的影响起主导作用,破坏应变标准增大时,振次的影响起主要作用。根据累积应变曲线的发展趋势,把红层泥岩土的累积变形分为稳定型和破坏型,分析了产生不同变形曲线的原因,并分别采用不同的经验公式对两种累积变形进行计算,得到了各参数的取值范围。     

重庆长寿地区红层水岩作用时效性实验研究

通过重庆长寿地区大洪河水电站、狮子滩水电站、上硐水电站、回龙寨水电站及桃花溪水电站库区受库水长期浸泡的饱水岩样和岩性与其相同但未受库水影响的干岩样抗压强度来求导岩石经长期浸泡后的软化系数以及软化系数随时间的变化规律。试验结果表明,经过几十年库水浸泡后的泥岩的软化系数较实验室测得的软化系数降低20％～30％,显示重庆长寿县地区岩石水-岩作用具有时效性特点。     

蚀变岩的蠕变特性研究

以某水电站工程项目为依托,利用自行研制的试验仪器对大量的蚀变岩做了单轴压缩流变试验。通过对试验数据的处理和分析,得到了该种岩石的流变,并对蚀变岩的蠕变特性进行了分析总结,为工程设计提供了试验依据。     

河北省峰峰矿区通二井田石炭系—二叠系砂岩显微组构特征分析

对河北省峰峰矿区通二井田煤系地层砂岩中石英光轴的组构特征进行了显微镜下的观察分析。实测的12个岩组图均呈大圆环带状,表现为多组的极密区和次极密区,并以单斜对称组构为主体,具有一个对称面和垂直对称面的1个二次轴,以该轴两两对称的极密区和次极密区有2对或2对以上,表明研究区发生过不容忽视的旋转或剪切运动,它们的构造变形史可能具有多次活动性,并伴随有地温上升的过程。根据水平相岩组图所做的主应力轨迹图显示F56断层是形成张家庄向斜构造区和集贤村构造区的内部边界条件,并表明通二井田最大主压应力方向在北部以北西—南东向为主,向南逐渐转为东西向;最小主压应力方向在集贤村构造区以北东向为主,在中南部张家庄向斜构造区则以近南北向为主。     

红层软岩边坡岩体工程特性研究

通过调查研究四川地区80个红层软岩边坡的几何形状、结构面产状、边坡岩体强度等特征,探讨了块度、回弹值、回弹比、JRC、坡高与坡度的关系.提出了回弹比,分析其与坡度、稳定性间的相关关系,指出回弹比是对边坡稳定性影响的一个重要因素.确定了各因素对坡度的影响的重要性依次是块度、回弹值、回弹比、JRC和坡高.     

炭质泥质灰岩饱水流变试验研究

采用岩石直剪流变仪对重庆武隆鸡尾山滑坡滑带(炭质泥质灰岩)进行了岩石饱水直接剪切流变试验.通过分析流变试验结果,从而得出滑带炭质泥质灰岩的剪应力-剪切位移曲线,进而得到软岩的长期强度.结果表明:炭质泥质灰岩饱水条件下与自然状况下流变强度和瞬时剪切强度参数相比,饱水状况下的长期强度有明显降低,饱水状况下炭质泥质灰岩摩擦系数比自然流变降低13.87%,比瞬时剪切的摩擦系数低40.91%; 饱水状况下炭质泥质灰岩黏聚力比自然流变降低13.81%,比瞬时剪切获取的黏聚力降低36.67%.因裂隙损伤扩展,饱水条件下长期抗剪强度比自然状况下长期抗剪强度有所降低,但是没有直剪流变试验长期抗剪强度与瞬时抗剪强度相比降低显著,为深入认识和分析鸡尾山滑坡滑带软岩的流变力学特性提供重要的试验和依据.     

阿克库勒地区东河砂岩储集层特征及与邻区对比

阿克库勒地区东河砂岩以石英砂岩为主,成熟度较好,但物性较差,平均孔隙度小于10%,平均渗透率为5.41×10-3μm2.该区东河砂岩具极强的非均质性,这种非均质性与沉积相类型和成岩作用有关.滨岸相沉积的东河砂岩一般具较好物性,而潮坪相沉积的东河砂岩储集层物性较差.对东河砂岩物性影响较大的成岩作用包括胶结作用和大气降水淋滤作用.其中,碳酸盐岩胶结是主要胶结类型,对储集层物性的破坏作用最大,石英次生加大和粘土矿物胶结降低了储集层物性,也降低了孔隙的连通性,大气降水的淋滤作用使东河砂岩段顶部砂体储集物性变好.由于哈得逊地区和塔中地区东河砂岩沉积相类型和构造位置不同于研究区,其储集层物性较研究区好.     

红层M形路堑边坡特征及病害的初步研究

在对红层地区渝綦、綦万高速公路路堑边坡调查的基础上,提出了M形路堑边坡的概念,并总结了其特点;简要分析了红层和坡残积层物质的岩土矿物成分和结构特征,探讨了红层M形路堑边坡病害发生的类型及形成原因,为边坡稳定性评价与采取合理的边坡加固措施提供了依据。     

沅麻盆地西南缘凤凰-麻阳白垩系红层中脉状铅锌矿控矿条件

沅麻盆地为一中生代断陷盆地,盆地西缘铅锌矿点较多.矿床（点）类型为赋存于白垩系红层砂岩-砾岩中脉状铅锌矿,具有规模较大、品位较高、矿石选冶性能良好等特点.对凤凰-麻阳地区白垩系红层中脉状铅锌矿（点）特征及控矿条件进行分析、归纳、总结.加强对区内铅锌矿控矿条件的研究,对促进区内铅锌矿的找矿勘查具有重要意义.     

内蒙古正镶白旗碎斑熔岩岩石学特征及其岩相划分

白旗碎斑熔岩为不规则穹状体,可分为边缘玻质碎斑熔岩、过渡霏细碎斑熔岩、中心粒状碎斑熔岩和根部花岗斑岩四个岩性带。从玻质碎斑熔岩到粒状碎斑熔岩,斑晶碎裂度逐渐减弱,珠边结构在粒状碎斑熔岩中最发育,根部花岗斑岩与正常次火山岩相近。碎斑熔岩中钾长石有序度低,指示了岩石高温成因特征。白旌碎斑熔岩属太平洋岩系钙碱质系列,原始岩浆由来源于上地幔和下地壳熔体的混熔作用形成。     

广东河源盆地红层的初步研究

河源盆地红层厚达 5 0 0 0 m,依岩性特征自下而上划分为大凤组、主田组、浈水组、丹霞组和莘庄村组。前三组称南雄群 ,粗碎屑岩较发育 ,厚 16 0 0— 370 0 m。大凤组为紫红、暗紫红色砾岩 ,在盆地北部该组上部为细砾岩夹含砾砂岩 ,富产恐龙圆形蛋化石 ,厚 5 6 7m;主田组为紫红色含砾砂岩与不等粒砂岩互层夹细砾岩、砂质泥岩 ,富含灰质结核 ,产窃蛋龙、恐龙长形蛋、龟鳖类、腹足类和瓣鳃类化石 ,厚 90 0 m;浈水组沉积物又较粗 ,以细砾岩、含砾砂岩发育为主要特征 ,厚达 2 2 0 0 m。大凤组和主田组富含恐龙蛋化石 ,其面貌与南雄盆地相似 ,时代属晚白垩世无疑。丹霞组全为粗碎屑岩 ,为紫红色块状砾岩、砂砾岩 ,具丹霞地貌特征 ,厚 70 0 m,时代暂归晚白垩世—古新世。莘庄村组以红色细碎屑岩发育、富含灰质结核、下粗上细、上部红黑相间为主要特征 ,产介形虫、轮藻、腹足类、瓣鳃类化石 ,时代属古新世     

塔里木盆地顺托果勒-满加尔地区寒武系、奥陶系沉积特征

顺托果勒－满加尔地区勘探程度相对较低,通过对地震资料的解释分析,结合钻井、地表露天资料初步查明了寒武－奥陶系的沉积特征及与烃源岩发育的关系。其中寒武系－下奥陶统主要为欠补偿的半深海盆地－斜坡－台地边缘－碳酸盐台地沉积,有利于烃源岩发育,特别是半深海盆地及斜坡相沉积。中上奥陶统刚为超补偿的半深海盆地（以厚度巨大的浊积岩为特征）－混职陆棚沉积,总体不利于烃源岩发育。