干湿作用下受荷石膏质泥岩的不可逆膨胀特征

为研究干湿作用及应力状态对石膏质泥岩膨胀性的影响，采用自行设计的试验装置对采自平-绵高速公路天水2号隧道的原状岩样进行荷载耦合的干湿循环试验，就循环过程中及干湿循环后泥岩的宏观膨胀规律和细观膨胀机制进行分析。研究结果表明：（1）该试验装置可以实现干湿循环与特定应力状态（侧限压缩）的全过程耦合，且试样无自由表面，与地下岩体真实赋存状态较为接近；（2）当法向压力小于试样膨胀应力时，第1次吸水后试样有明显膨胀变形，在排水固结后可恢复的变形比例较小，而继续干湿循环，试样的胀缩变形将不再明显；（3）第1次干湿循环后，泥岩内矿物由颗粒胶结状态退化为絮状堆积状态，黏土化趋势明显，膨胀应力下降比例超过80%;(4)增加法向压力虽然可以减小甚至消除干湿循环过程中石膏质泥岩的膨胀变形，但无法抑制其细观结构的劣化；（5）通过有荷载的干湿循环，以一定的围岩变形为代价，可以减弱石膏质泥岩的膨胀性，但需要注意干湿循环也会降低石膏质泥岩的抗剪强度。上述结论对于石膏质泥岩地区隧道建设及地质灾害防治具有一定的指导作用。