通平高速公路红砂岩崩解的微观特性

针对通平高速公路的红砂岩虽然可归类为Ⅲ类岩但其仍具崩解性的特点,从成分、晶体形貌等微观角度研究了该路段红砂岩崩解特性.矿物成分分析结果表明该路段红砂岩所含粘土矿物为绿泥石,而非蒙脱石、高岭石、伊利石这3种常见粘土矿物.浸水膨胀试验表明该路段红砂岩虽然可崩解但是不具有膨胀性.对崩解前后的红砂岩成分、晶体形貌的粉晶XRD、...     

考虑荷载及干湿循环作用的炭质泥岩崩解特征试验

针对炭质泥岩遇水易软化、破碎及崩解的特点，以广西六寨-河池高速公路沿线的炭质泥岩为例，开展荷载及干湿循环共同作用下炭质泥岩崩解特征试验，并采用扫描电镜、X线衍射等方法系统研究炭质泥岩崩解过程中颗粒的形态、质量、粒径分布特征，进而探讨炭质泥岩崩解机理。试验结果表明：随着干湿循环次数的增加，炭质泥岩崩解宏观上表现为大粒径崩解物逐渐消失，小粒径崩解物的含量逐渐增大，微观上表现为黏粒逐渐脱落并流失，片状结构逐渐转化为细长针状结构，同时孔隙不断扩大，直至贯通；炭质泥岩第1次干湿循环过程崩解最为强烈，5次干湿循环后崩解趋于稳定，试样的不均匀系数及曲率系数均随循环次数的增加呈先上升随后逐渐稳定的趋势，相同循环次数下，荷载越大，不均匀系数及曲率系数越大；炭质泥岩崩解程度高，最终崩解率均大于30%，荷载越大，最终稳定时的崩解比越低，分别为50.68%、50.07%、41.09%及35.95%；炭质泥岩崩解具有分形特征，分形维数在前5次干湿循环过程中不断增长，之后逐渐趋于稳定，干湿循环次数相同时，分形维数随荷载的增加而增大。研究成果可为炭质泥岩路堤稳定性分析及工程实践提供参考。     

炭质页岩填料利用与路堤结构设计研究

针对某公路炭质页岩填料利用与处治难题,开展炭质页岩崩解软化机理分析与路用性能试验,分析填料强度的湿化衰减特性。试验结果表明：炭质页岩的微观结构、亲水矿物、含硫矿物是造成其易崩解软化、植物难以生长的主要原因;经历2次干湿循环后炭质页岩崩解已大部完成,随着干湿循环次数的增加,炭质页岩崩解率逐渐稳定在12%左右;炭质页岩填料中石料含量对密实度的提高影响不大,但对填料承载比CBR值的提升非常显著,CBR值随含石率的增加近似呈线性增长;中风化炭质页岩填料浸水前的工程性质较好,受水浸泡6小时后填料回弹模量衰减41.5%,受水浸泡24小时后填料回弹模量衰减47.0%。并探讨公路路基炭质页岩利用部位及其典型结构形式。     

页岩填料在肯尼亚蒙内铁路中的适用性研究

为验证肯尼亚蒙内铁路工程挖方段页岩作为陆域填料的适用性，对不同深度的页岩进行界限含水率、自由膨胀率、崩解性和软化的试验研究，确定页岩是否具有作为填料的稳定性。结果表明:①上层0.0~3.0 m深度内页岩含有一定量亲水性矿物，具有膨胀性，不适合作为陆域填料使用，下层3.0~23.5 m深度内属弱风化和微风化页岩，破碎后不具有膨胀性；②下层3.0~23.5 m内页岩具有一定的崩解性，随着干湿循环次数的增加，页岩将会发生崩解，但崩解产物颗粒级配趋于稳定，崩解后小于0.075 mm的细颗粒含量大于20%；③对下层3.0~23.5 m内页岩进行CBR试验，试样在浸水状态下14天后的CBR值大于6%，满足作为陆域填料的要求。研究结果验证了蒙内铁路3.0~23.5 m深度内页岩作为陆域填料的适用性。     

红砂岩崩解性试验研究

以瑞寻高速公路K1453+120段的红砂岩为研究对象,选取具有代表性的岩样进行室内崩解试验,分析各岩样在崩解过程中的颗粒级配变化情况,并分析其崩解的可能性。试验结果表明:岩样在浸水后1min内有崩解的现象,初崩时间较短;试样在经过烘干、浸水剧烈的干湿循环后出现快速崩解;在崩解过程中,崩解物颗粒大于5mm的颗粒含量逐渐减小,小于5mm的颗粒含量逐渐增加,但最终两者的颗粒含量趋于平衡。最后,对红砂岩的崩解机制进行了研究。     

红砂岩改良试验研究

红砂岩岩性特殊,不能直接用于路基填料,因此,对红砂岩的性质及水泥改良进行了试验研究。结果表明:红砂岩岩体崩解质量损失与干湿循环次数呈二次曲线关系,首次干湿循环的崩解质量损失较大,随干湿循环次数的增加质量损失逐渐趋于稳定;风化后的红砂岩作为路基填料,除满足CBR要求外,同时还应保证无侧限抗压试件遇水后具有一定的强度;风化后红砂岩的黏聚力非常小甚至为零,通过添加水泥改良,其黏聚力与内摩擦角均增大,强度得到大大提高,表明水泥改良崩解红砂岩效果好。     

考虑干湿循环效应红砂岩路基填料分类方法初探

考虑运营期路基湿度变化对填料性能的影响,通过干湿循环试验和承载比(CBR)试验,定义了干湿循环强度衰减指数K,结合崩解试验,提出了一种基于干湿循环强度衰减指数K和崩解特性的红砂岩填料分类方法.依托鄂西地区某高速公路工程,测试了9处不同红砂岩填料崩解性与干湿循环强度衰减指数,分析得出红砂岩填料分类指标与标准;结合干湿循环...     

基于分形机制的红砂岩路基填筑现场试验研究

红砂岩的软化和崩解是具有复杂机制的物理现象。本文结合湖南通城至平江高速公路工程中遇到红砂岩,基于红砂岩崩解过程的分形机理,针对红砂岩崩解过程中的颗粒及其分数维变化特征,建立红砂岩完全崩解的分维数指标,并开展现场试验。试验结果表明：通平高速公路红砂岩属于III类红砂岩,但仍会崩解,故不能作为填石路堤对待;红砂岩崩解颗粒及其分数维变化的临界值最后稳定在2．6—2．7之间;采用“光静1遍＋羊静1遍＋羊振4—5遍＋光振1遍＋光振1遍”处治的红砂岩下路堤最大粒径控制在25cm以下的能力,弯沉满足设计要求;路基中的红层填料的分数维基本满足2．6—2．7要求,采用该工艺处治后的红砂岩路基崩解已经趋于完成,可用于93区填筑。     

红砂岩路用性质的试验研究

分布在湘耒高速公路沿线的红砂岩具有两种基本结构,即泥状结构和粒状碎屑结构,并富含粘土矿物.在温度变化和干湿循环的条件下,红砂岩具有渐进崩解特性,即红砂岩的结构逐步解体、强度逐步丧失并最终还原为颗粒的松散堆积物,崩解产物简称为红砂土.压实后的红砂土抗剪强度大、抗渗能力强、压缩性低、回弹模量和CBR值较高,具有良好的路用性质.     

使用红砂岩的路基填筑技术

红砂岩是一种具有特殊物理力学性质的岩体,暴露在自然界表面后,在大气、阳光、特别是雨水的作用下容易崩解。与良好的石质填料相比,红砂岩一般强度低、抗风化能力差、遇水易软化和失水崩解,路基填筑的自稳能力很差,因此未经处治的红砂岩不能直接用作路基填筑。在准备使用红砂岩于路基工程的地区,红砂岩路基的稳定性已成为的工程界急需解决的一大难题。文章主要介绍了红砂岩在路基填筑中的应用技术。     

不同崩解条件下泥质红砂岩路用性能试验研究

工程实践表明红砂岩在遇水情况下易崩解,且崩解后红砂岩的物理性质变化较大。以湖南长沙某环保科技园工地现场泥质红砂岩为研究对象,通过崩解试验和击实试验对不同条件下红砂岩的崩解情况和红砂岩崩解后的最佳含水量、最大干密度等物理性质进行试验研究,表明不同崩解条件下红砂岩崩解后的差异性,为红砂岩在路基工程中的应用提供参考。     

浏醴高速公路红砂岩路基填筑现场试验研究

在湖南省高速公路建设中存在大量红砂岩路段,该类岩石因其成因特殊而成分复杂且大部分具有崩解性,作为一种特殊路基填料使用往往导致工程建设成本高,施工进度缓慢,施工质量难以控制。结合湖南长沙浏阳（黄泥界）至醴陵高速公路工程中遇到的红砂岩地质情况,开展红砂岩成分、强度、崩解及其现场试验,试验结果表明,浏醴高速Ⅲ类红砂岩长时间仍会崩解,不能作为一般填石路堤对待;采用预崩解与耙压相结合的工艺适用于该地区红砂岩路基施工;考虑到红砂岩的特殊性,对于全线砂岩挖填接合处、高填方路段等难以压实的地段建议进行强夯加速其沉降。     

改良花岗岩残积土崩解特性试验研究

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的崩解特性,采用自行设计的干湿循环崩解测试仪,开展华南地区干湿循环环境下改良花岗岩残积土的崩解试验,结合X射线衍射试验以及扫描电镜试验,研究固化剂对花岗岩残积土抗崩解性的改良效果,分析改良花岗岩残积土崩解机理。结果表明：干湿循环条件下,改良花岗岩残积土土样崩解过程可以分为4个阶段,即表层吸水剥落阶段、饱水软化阶段、饱和稳定阶段和完全解体阶段;干湿循环作用显著增大改良土崩解速率,部分试样崩解速率可达到原来的2～3倍,添加固化剂能有效增强花岗岩残积土的抗崩解性,完全崩解时长增加到素土的2～6倍;基于绿化角度,掺入高岭土对花岗岩残积土进行改良较为合适;素土以及改良土崩解过程中,土样黏土矿物(例如高岭石)含量减少,显著降低土样胶结作用,促进土样崩解的发生;花岗岩残积土内部孔隙大小分布不均匀的结构特征,使土样在崩解过程中产生吸力不平衡现象,较小的孔隙先被水填入,压缩土样孔隙内的空气...     

怀芷高速公路红砂岩路基填料改良试验研究

通过对红砂岩矿物成分分析、土工试验、崩解及CBR试验，结合怀芷高速公路红砂岩路基填筑，发现红砂岩若直接填筑路基，会造成路基不均匀沉陷或塌方。为消除红砂岩作为路基填料的不良特性，采用水泥和石灰分别作为改良剂对红砂岩风化产物进行改良试验。结果表明:掺入4%的水泥可使红砂岩路基的强度达到要求。     

干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验

为探究库水位周期性涨落条件下,库岸边坡消落区岩体的强度劣化特性及损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,通过干湿循环试验模拟库岸边坡岩体的实际赋存环境,以常规单轴、三轴试验为手段,开展干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验研究,分析干湿循环作用下红砂岩波速等特性的演化规律,定量分析了干湿循环作用对红砂岩强度主要力学参数的影响,并提出了基于黏聚力的损伤变量。结果表明：随干湿循环作用次数的增多,红砂岩的波速逐渐减小,孔隙率逐渐增大,减小和增大的趋势呈现出明显的三阶段特征,红砂岩单轴强度也逐渐减小,对应的峰值应变逐渐增大,其破坏形式为脆性破坏;以波速计算的红砂岩损伤变量表明,损伤变量随干湿循环次数的增多呈非线性增大趋势,可采用幂函数拟合;干湿循环作用下红砂岩黏聚力显著减小,而摩擦角变化不明显,干湿循环作用主要通过弱化黏聚力造成红砂岩单轴强度的降低,单轴抗压强度降低百分比η_1N与黏聚力降低百分比η_2N呈显著非线性对应关系;提出了基于黏聚力衰减的新损伤变量,并通过与波速损伤变量的计算值和试验值的对比验证了该损伤变量指标的合理性。     

红砂岩力学性能室内大型直剪试验研究

红砂岩在风化崩解过程中,抗剪强度大幅降低,易引起红砂岩质边坡顺层坍滑。为研究其边坡滑塌的力学机制,采用单点法在边坡软弱岩层位置取样、制样,并通过室内大型直剪试验来模拟红砂岩岩层结构面的摩擦剪切情况。试验结果表明：未风化崩解的红砂岩块经历多次干湿循环,其岩层界面的力学性能显著下降,并由此导致其边坡失稳。