红层软岩膨胀力学特性试验研究Experimental study on expansive mechanical characteristics of red-bed soft rock
和铭,魏良帅,贾逸,黄安邦,王家柱,黄细超
摘要(Abstract)：
红层地区岩体膨胀变形现象显著。为研究红层软岩膨胀力学性能,采用YYP-50型岩石膨胀压力试验仪和岩石自由膨胀率试验仪对某隧洞区5种不同岩性的红层软岩进行室内膨胀特性试验,并通过pH计测定了膨胀压力试验前后水溶液的pH值。试验结果表明:该隧洞区5种红层软岩的平均膨胀压力差异明显,最低为175.13 kPa,最高可达2 080.16 kPa,膨胀力的对数与膨胀应变呈线性增长关系,膨胀压力与干密度、吸水率皆呈正相关,与初始含水率呈负相关;膨胀压力试验后5种软岩的水溶液pH值均大于7,且不同地层水溶液pH值变化率不同,膨胀压力的大小与pH值及其变化率呈正相关;5种软岩的平均自由膨胀率相对较大,纵向、径向最高可达40.8%和32.4%,平均膨胀压力与平均自由膨胀率表现出指数增长趋势。研究成果可为今后膨胀岩地区工程建设提供一定的理论支撑。
关键词(KeyWords)： 引水隧洞;红层软岩隧道;膨胀;黏土矿物;pH值;隧道围岩大变形;岩体膨胀性分级;陆相碎屑深积地层
基金项目(Foundation): 中国地质调查局二级项目(DD20160287);; 国家自然科学基金项目(41372306)
作者(Author): 和铭,魏良帅,贾逸,黄安邦,王家柱,黄细超
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2019.04.024
参考文献(References)：
- [1] ZHANG M,YIN Y,HUANG B.Mechanisms of rainfall-induced landslides in gently inclined red beds in the eastern Sichuan Basin,SW China[J].Landslides,2015,12(5):973- 983.
- [2] 傅学敏,潘清莲.软岩的膨胀规律和膨胀机理[J].煤炭学报,1990,15(2):31- 38.
- [3] 朱珍德,邢福东,刘汉龙,等.红砂岩膨胀力学特性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2005,24(4):596- 600.
- [4] 何山,朱珍德,王思敬.红山窑风化红砂岩膨胀特性试验研究[J].河海大学学报(自然科学版),2006,34(5):557- 560.
- [5] 明建.软岩膨胀变形特性及释放规律研究[J].金属矿山,2013,42(7):17- 19.
- [6] 丁振洲,郑颖人,李利晟.膨胀力变化规律试验研究[J].岩土力学,2007,28(7):1328- 1332.
- [7] 刘静德,李青云,龚壁卫.南水北调中线膨胀岩膨胀特性研究[J].岩土工程学报,2011,33(5):826- 830.
- [8] 王海龙,朱宝龙,孙明远,等.川西南地区膨胀岩的膨胀特性[J].西南科技大学学报,2017,32(2):42- 45.
- [9] 崔晓宁,王起才,张戎令,等.荷载条件下兰新铁路地基泥岩吸水变形试验[J].中国地质灾害与防治学报,2018,29(3):127- 132.
- [10] 王冲,王起才,张戎令,等.低黏土矿物含量泥岩的自由膨胀率试验研究[J].水利水电技术,2018,49(5):123- 128.
- [11] 马福义,郭俊廷,赵威成,等.荣华煤矿软岩巷道黏土矿物变形特性分析[J].煤矿开采,2016,21(2):49- 52.
- [12] 樊恒辉,李洪良,赵高文.黏性土的物理化学及矿物学性质与分散机理[J].岩土工程学报,2012,34(9):1740- 1745.
- [13] 姜昊.复杂环境下膨润土膨胀特性研究[D].上海:上海交通大学,2015.
- [14] 周晖,房营光,梁健伟,等.矿物成分对细颗粒粘土强度特性影响的试验研究[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2016,31(4):40- 45.
- [15] 张娜,王水兵,赵方方,等.软岩与水相互作用研究综述[J].水利水电技术,2018,49(7):1- 7.