贵阳地区泥质白云岩风化特征研究

贵阳地区泥质白云岩风化特征研究【关键词】：贵阳地区泥质岩体白云岩风化特征物理特性化学特性【摘要】：在岩体工程情况中，风化岩体是一类不可避免的工程岩体，尤其在贵阳地区风化是较严重而常见的工程地质问题之一，风化对岩体（石）强度、刚度很耐久性都产生影响，因此研究泥质白云岩的风化特征对拟建工程的工程设计、参数取值、岩体质量分级、岩体开挖、建基面的选取乃至工程运行等都有非常重要的意义，尤其对于风化很敏感的泥质白云岩来说意义更为重大。本文以贵阳三桥阳光高地风化岩体为研究背景，详细探讨了该地泥质白云岩的风化机理、风化作用类型，风化影响因素；通过现场取样、点荷载、冻融试验、等湿状态下的强度试验、岩块崩解等一系列试验方法研究，然后探讨泥质白云岩不同状态下物理性质、变形与强度指标之间的关系，本文通过以上内容的研究，主要得到以下结论与认识：（1）白云岩风化速度不同于一般岩性较好的岩体，它风化速度快，受外力影响明显。（2）开挖暴露在外的泥质白云岩在很短的时间内，其表层岩石即可全部软化成泥，对边坡的稳定影响较严重。1，概述在贵阳地区广泛分布着泥质白云岩，建筑荷载的作用，周围环境的变化会加速它的风化，在泥岩地区修建建筑物需充分考虑泥岩的各项指标影响，尤其对开挖后暴露在外的部分，其边坡稳定问题尤为突出，将对整个工程进度和造价等诸多方面都有影响，因此泥质白云岩的风化特征情况的重要性是不言而喻的。此研究意在找出影响泥质白云岩边坡风化的内外部因素，掌握风化规律，为泥质白云岩的有效防护提供依据。2，泥岩的化学成分泥岩有很多种颜色，贵阳地区泥岩的颜色以黄色、砖红色、褐色为主通常是由于铁的氧化物或氢氧化物染色的结果。泥岩的成分变化不大，以SiO2,为主，含量一般为50%-70%，其次为Al2O3含量一般为15%-20%，SiO2和Al2O3含量和约占70%-80%，并含少量Fe2O3、FeO、CaO。3，泥岩的物理力学特性根据室内20组新鲜泥岩样品试验天然抗压强度仅13.7-26.12Mp，按岩石坚硬程度划分属于软岩。空隙率为3.15-4.15%，吸水率为1.48-1.7%，软化系数0.42-0.47，组成泥岩的矿物成分中有吸水性较强的粘土矿物。4，泥岩的崩解试验到现场采集泥岩微弱风化、强风化试样，试件切成10cm的立方体，每组试件10个。经5次干、湿循环测得泥岩的耐崩解指数，结果见下表：泥岩干、湿循环的耐崩解指数泥岩风化程度各循环耐崩解指数（%）耐崩解指数%第一循环第二循环第三循环第四循环第五循环弱微风化强风化9997.997.496.696.197.985.668.963.956.950.768.9试验表明：弱微风化泥岩的耐崩解能力较强，强分化泥岩的耐崩解能力较差。5，泥岩在不同环境下风化情况的室内试验为了解泥岩在不同环境条件下风化情况，针对泥岩在工程边坡中遇到的自然环境，在实验室分4种情况进行试验研究：（1）在室内自然环境下风化情况；（2）在室外自然环境中日晒、风吹、雨淋条件下风化情况；（3）在饱水环境中完全浸水条件下风化;(4)在埋藏环境中潮湿砂隐埋条件下风化。取泥质白云岩新鲜试样，分4组，进行上述四种环境下的风化情况试验。历时2个月，观测试验前后颗粒变化。从实验前后泥岩颗粒变化情况来看，泥岩在埋藏环境中潮湿砂隐埋条件下风化解体量最小；在饱水环境中完全浸水条件风化解体量较小；在（1）条件下风化解体量较大；在（2）条件下风化解体量最大，即在室外自然日晒、风吹、雨淋环境中风化解题速度快。6，泥岩边坡失稳机理及防治措施泥岩岩体本身的抗压强度低，抗剪强度不高，并且具有随干湿循环急剧衰减降低的特点，泥岩发育的各种软弱结构面多具有抗剪强度低，压缩大等特点，且不能承受拉力。泥质岩体进行边坡开挖后，由于失去原有覆盖物保护裸露在外，很容易受外界环境影响，同时暴露与大气环境下的临空面，由于蒸发作用，岩体的含水量不断减少，裂隙发展。等在发展下去，泥质边坡将发生更大范围的失稳坍塌下滑。总的来说，贵阳地区泥质白云岩风化破坏经过开挖破坏（应力释放）、暴露（卸荷回弹）、自然环境：风吹雨淋的影响（风化膨胀）、变形（各种张拉推挤应力）、最后滑动破坏，这一过程中自然环境影响一环最突出。针对具有膨胀性、碎裂性、低强度性的泥岩边坡设计，既要防止其干湿循环产生的膨胀性，又要考虑其碎裂性和低强度性。对泥质白云岩应优先考虑风化因素设计边坡坡形，采用一经开挖立即防护的手段力求风化程度达到最轻，并采用坡脚防护结合坡面防护进行。鉴于泥岩的低强度性，抗滑桩可起到较好的抗滑固破效果，重力式挡土墙也能起到不错的效果，还可考虑毛干湿中立挡墙来弥补重力式挡土墙的截面大的缺点。7，结论1),泥质白云岩是一种高膨胀性、碎裂性、低强度性、强度降低快等特点为一体的极软岩。2），它的破坏过程为：开挖暴露—环境作用—岩体变形—滑动破坏。3），泥质白云岩防护应优先考虑风化因素设计边坡坡形，采用坡脚坡面相结合，可采用多种防护措施如：抗滑桩、锚杆式重力挡土墙。