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红层软岩遇水崩解特性试验及其界面模型

岩土力学 2017年第11期38卷 3231-3239页

作者：潘艺刘镇周翠英中山大学工学院广东广州510275 广东省重大基础设施安全工程技术研究中心广东广州510275 中山大学土木工程学院广东广州510275

红层软岩遇水崩解是引发工程灾害的重要原因。红层软岩遇水崩解缘于水作用下软岩细观成分组构的变化,但目前软岩崩解特性定量表征研究多根据宏观现象,所得到的崩解模型难以对软岩崩解的细观过程进行研究。根据室内软岩静态崩解和软岩碎... 详细信息

红层软岩遇水崩解是引发工程灾害的重要原因。红层软岩遇水崩解缘于水作用下软岩细观成分组构的变化,但目前软岩崩解特性定量表征研究多根据宏观现象,所得到的崩解模型难以对软岩崩解的细观过程进行研究。根据室内软岩静态崩解和软岩碎片浸水试验以及不同浸泡阶段的软岩的成分组构扫描电镜观察试验,揭示了水-软岩界面的细观演化规律:红层软岩的崩解机制缘于软岩碎片间泥质填充区中水-岩界面上的黏土颗粒在水作用下发生水化、扩散和流失致使泥质胶结带缩减,从而引起碎片间凝聚力下降;静水作用下软岩碎片间的凝聚力随时间呈幂函数衰减。在此基础上,利用界面与胶体化学、断裂力学理论,定量表征了软岩中水化黏土颗粒的流失以及软岩碎片间的模式Ⅱ型开裂,建立了软岩遇水崩解的界面模型,进而定量表征了软岩遇水崩解过程。通过对比计算,利用上述所建模型计算的软岩碎片剥落时间和试验观察的软岩碎片剥落时间相近,从而验证了模型的合理性。

关键词：红层软岩崩解特性水-岩作用界面模型

铜坑矿地表塌陷区膏体处置体崩解特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2017年第A01期36卷 3224-3232页

作者：孙伟吴爱祥王洪江侯克鹏杨溢刘磊昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

利用自制的崩解率测试仪,配合SEM,CT等分析手段研究了废石掺量、水泥添加量对铜坑矿地表塌陷区膏体处置体崩解特性影响规律,探讨了处置体崩解机制。结果表明:在相同水泥添加量时,随废石掺量增加,处置体崩解率减小、崩解时间缩短。在相... 详细信息

利用自制的崩解率测试仪,配合SEM,CT等分析手段研究了废石掺量、水泥添加量对铜坑矿地表塌陷区膏体处置体崩解特性影响规律,探讨了处置体崩解机制。结果表明:在相同水泥添加量时,随废石掺量增加,处置体崩解率减小、崩解时间缩短。在相同废石掺量时,随水泥添加量增加,处置体崩解率大幅降低;将处置体崩解过程划分为吸水崩解、稳定崩解、崩解结束3个阶段;处置体的黏结力源于水泥水化产物形成的强度;处置体内部渗流是在渗透压力作用下,随机分布的开口通道与闭口通道不断扩展的结果;通道扩展的驱动力源于基质吸力,当处置体吸水后,通道中气–液相向固相不断传递力值,当力值大于胶结产物的黏结力后,处置体持续崩解。当力值小于黏结力时,处置体不发生崩解。

关键词：采矿工程地表塌陷区回填体崩解特性基质吸力 SEM

基于抗崩解特性的全风化花岗岩地层注浆参数设计方法

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工程科学与技术 2019年第5期51卷 87-95页

作者：张健李召峰李术才张庆松杨磊齐延海李恒天都君琪山东大学岩土与结构工程研究中心

全风化花岗岩遇水极易崩解破坏,受工程扰动后常诱发突水突泥等地质灾害。为实现全风化花岗岩地层注浆加固参数的有效设计,基于响应面试验设计方法,通过注浆模拟试验获得注浆压力、全风化花岗岩初始含水率、黏土含量3因素对注浆后全风化... 详细信息

全风化花岗岩遇水极易崩解破坏,受工程扰动后常诱发突水突泥等地质灾害。为实现全风化花岗岩地层注浆加固参数的有效设计,基于响应面试验设计方法,通过注浆模拟试验获得注浆压力、全风化花岗岩初始含水率、黏土含量3因素对注浆后全风化花岗岩土体抗崩解特性及抗压强度的作用规律,并获得三者与抗崩解特性、抗压强度的拟合方程。结果表明:注浆压力、初始含水率、黏土含量对抗崩解特性及抗压强度影响程度大小顺序分别为注浆压力>初始含水率>黏土含量和注浆压力>黏土含量>初始含水率,其中注浆压力与注浆加固效果成正相关关系,但当注浆压力达到1.5 MPa时,抗崩解特性及抗压强度增幅减小;注浆加固效果随初始含水率和黏土含量的升高均呈先升高后降低的趋势,其中最佳含水率为16%,最佳黏土含量为24%。通过分析注浆压力、全风化花岗岩初始含水率及黏土含量三者之间的交互作用,提出全风化花岗岩地层注浆参数设计方法,根据初始含水率及黏土含量将全风化花岗岩分为低压注浆区(0.5~1.0 MPa)、中压注浆区(1.0~2.0 MPa)和高压注浆区(2.0~3.0 MPa)。通过现场工程验证,研究成果可用于指导该地层注浆加固参数设计,对全风化花岗岩及类似地层的注浆加固治理具有指导意义。

关键词：全风化花岗岩响应面法崩解特性抗压强度注浆参数设计

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水热环境对不同紫色母岩崩解特性的影响

土壤学报 2013年第4期50卷 643-651页

作者：张丹陈安强苏友波段红平王蓉刘刚才云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南省农业科学院农业环境资源研究所昆明650205 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

为研究马头山组(K2m)、禄丰组(J1l)和妥甸组(J3t)紫色母岩在不同水热环境下的崩解特性,综合考虑了水作用(饱和泡水和表面浸水)、热作用(自然昼夜温差和极端温差)和水热相互作用,设计了紫色母岩崩解的5种试验处理:浸水极端温差、饱和极... 详细信息

为研究马头山组(K2m)、禄丰组(J1l)和妥甸组(J3t)紫色母岩在不同水热环境下的崩解特性,综合考虑了水作用(饱和泡水和表面浸水)、热作用(自然昼夜温差和极端温差)和水热相互作用,设计了紫色母岩崩解的5种试验处理:浸水极端温差、饱和极端温差、饱和自然温差、浸水自然温差和极端温差。结果表明母岩崩解速率的大小顺序为:浸水极端温差>饱和极端温差>饱和自然温差>浸水自然温差>极端温差,说明在温差较大时,干湿交替处理比饱和泡水处理更利用崩解,在温差不大时,饱和泡水处理比干湿交替处理更利于母岩崩解,纯粹的温度变化对母岩崩解的影响很小。三种紫色母岩的平均崩解速率大小依次为:妥甸组>禄丰组>马头山组,这与母岩的化学成分、矿物组成和微结构特征密切相关。不同试验处理下的崩解速率与干湿变化、冷热变化和循环次数呈较好的线性关系。妥甸组崩解速率与循环次数呈负相关,其他两种母岩的崩解速率与循环次数、冷热变化和干湿变化均呈正相关。

关键词：紫色母岩水热环境崩解特性

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压实花岗岩残积土的崩解特性试验研究

长江科学院院报 2021年第9期38卷 121-127页

作者：尹松白林杰李新明付英杰王玉隆中原工学院建筑工程学院郑州450007 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

以深圳市花岗岩残积土为研究对象,考虑氧化铁含量、含水率及干密度影响,对压实花岗岩残积土进行崩解试验研究。结果表明:压实花岗岩残积土遇水快速崩解,崩解过程中崩解物以小颗粒-碎屑-泥状形式逐渐剥离于土样,直至完全崩解。土的崩解... 详细信息

以深圳市花岗岩残积土为研究对象,考虑氧化铁含量、含水率及干密度影响,对压实花岗岩残积土进行崩解试验研究。结果表明:压实花岗岩残积土遇水快速崩解,崩解过程中崩解物以小颗粒-碎屑-泥状形式逐渐剥离于土样,直至完全崩解。土的崩解过程主要受氧化铁含量影响,物理状态对其影响程度较小。土的崩解速率随时间的变化规律主要呈先迅速增大后快速减小、迅速增大后保持稳定和出现多个峰值3种模式;最大崩解速率随其氧化铁含量的增加而逐渐增大,随土样含水率和干密度的增大而减小;土样的完全崩解时间受其含水率的影响程度与其干密度有关,土样干密度较小时,其完全崩解时间变化范围较小,而当干密度>1.50 g/cm^(3)时完全崩解时间随含水率的增大呈增大趋势;相同含水率时,土样的完全崩解时间随干密度的增大逐渐增大。

关键词：道路工程花岗岩残积土崩解特性氧化铁干密度含水率

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花岗岩剖面土壤崩解特性与初始含水率的关系

中国水土保持科学 2016年第2期14卷 17-22页

作者：刘丹露赵媛丁树文邓羽松王秋霞吕国安华中农业大学资源与环境学院武汉430070 广西壮族自治区亚热带作物研究所南宁530004

土壤的崩解特性是南方红土区土壤侵蚀的重要指标,也是开展水土保持工作的重要依据。作者选择花岗岩发育的2个土壤剖面,分别采集淋溶层、淀积层、过渡层和母质层原状土壤样品。利用崩解仪进行崩解实验,测定剖面不同层次土壤崩解特性与初... 详细信息

土壤的崩解特性是南方红土区土壤侵蚀的重要指标,也是开展水土保持工作的重要依据。作者选择花岗岩发育的2个土壤剖面,分别采集淋溶层、淀积层、过渡层和母质层原状土壤样品。利用崩解仪进行崩解实验,测定剖面不同层次土壤崩解特性与初始含水率的关系。结果表明:在不同的初始含水率条件下,土壤崩解特性均表现为淋溶层和淀积层土壤崩解缓慢,过渡层和母质层崩解迅速;初始含水率的递变,对淋溶层和淀积层土壤达到崩解完全所需用时影响较大,对过渡层和母质层土壤影响较小;随着初始含水率的减小,淋溶层和淀积层的最大崩解量逐渐增加,风干状态时可趋于完全崩解;过渡层和母质层均可全部达到完全崩解,初始含水率对其影响较小。研究结果可为治理南方崩岗水土流失提供依据,也为探索崩岗的发生机制提供参考。

关键词：花岗岩剖面崩解特性初始含水率崩岗

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改良川西红层软岩填料崩解特性试验研究

工程地质学报 2023年

作者：刘凤云郑文凤谢飞罗怀瑞邱恩喜王知深万旭升西南石油大学土木工程与测绘学院

红层软岩是一种特殊岩土，具有易崩解、易风化、遇水易软化等工程特性。直接将其作为工程填料时，将产生地基开裂、沉陷、滑塌等工程地质问题。为改善红层软岩填料的崩解特性，以川西金堂县和中江县两处红层边坡开挖的红层软岩填料为研... 详细信息

红层软岩是一种特殊岩土，具有易崩解、易风化、遇水易软化等工程特性。直接将其作为工程填料时，将产生地基开裂、沉陷、滑塌等工程地质问题。为改善红层软岩填料的崩解特性，以川西金堂县和中江县两处红层边坡开挖的红层软岩填料为研究对象，选取瓜尔豆胶、木质素纤维、聚丙烯纤维为改良材料，开展川西重塑红层软岩填料在单一和瓜尔豆胶-木质素纤维、瓜尔豆胶-聚丙烯纤维复合材料条件下的崩解试验。通过对比不同改良条件下川西金堂和中江试样的崩解宏观形貌、崩解率、崩解速率和最终崩解率，分析耐崩解性改良效果，并从微观角度揭示作用机理。试验结果表明：采用单一材料改良时，瓜尔豆胶改良效果最佳，且最佳掺比为1%；聚丙烯纤维改良效果次之，其改良效果与长度和掺量有关，聚丙烯纤维长度6mm，掺入比为0.8%效果最佳；木质素纤维对川西重塑红层软岩填料的耐崩解性的提升几乎为0。相较于单一材料改良，瓜尔豆胶-聚丙烯纤维与瓜尔豆胶-木质素纤维复合改良对川西重塑红层软岩填料的耐崩解性能的提升效果更显著，且瓜尔豆胶-聚丙烯纤维改良效果最优。研究成果为川西金堂和中江及其他红层软岩地区工程建设和灾害防治提供一定的参考。

关键词：红层软岩填料崩解特性崩解率崩解速率最终崩解率最佳掺比

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滇中亚高山草甸土理化性质和崩解特性关系

水土保持学报 2024年第4期38卷 170-180页

作者：王忠良范春梅段继琪陈正发李建兴段青松云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南农业大学水利学院昆明650201 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明650051

[目的]工程扰动加剧亚高山草甸水土流失和植被破坏。研究滇中亚高山草甸土理化性质和崩解特性关系,为亚高山草甸水土流失防控和植被保护提供参考。[方法]通过X射线衍射、电镜扫描和静水崩解试验等,测定滇中亚高山草甸土矿物成分、微观... 详细信息

[目的]工程扰动加剧亚高山草甸水土流失和植被破坏。研究滇中亚高山草甸土理化性质和崩解特性关系,为亚高山草甸水土流失防控和植被保护提供参考。[方法]通过X射线衍射、电镜扫描和静水崩解试验等,测定滇中亚高山草甸土矿物成分、微观结构等理化性质和崩解特性,分析土壤崩解特性与理化性质的相关性,探讨滇中亚高山草甸土崩解原因。[结果](1)滇中亚高山草甸土遇水易崩解,同一土层不同母质抗崩解特性表现为砂岩>石灰岩≈玄武岩,同一母质不同土层表现为淋溶层>淀积层>母质层。(2)相关性分析表明,土壤平均崩解速率与有机质(r=-0.84)、全氮(r=-0.83)呈极显著负相关,与黏粒(r=0.88)呈极显著正相关,与蒙脱石(r=0.68)、四氧化三铁(r=0.77)呈显著正相关。(3)生物作用和蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物的膨胀作用是影响滇中亚高山草甸土崩解特性的主要原因。[结论]滇中亚高山草甸土不同母质抗崩解特性为砂岩>石灰岩≈玄武岩,不同土层抗崩解特性为淋溶层>淀积层>母质层;滇中亚高山草甸土遇水易崩解,生物作用和蒙脱石、伊利石等亲水性黏土矿物的膨胀作用是影响滇中亚高山草甸土崩解性的主要原因。

关键词：滇中亚高山草甸土理化性质崩解特性

华南活动型崩岗崩壁土体的崩解特性及其影响因素

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水土保持学报 2017年第1期31卷 74-79页

作者：周红艺李辉霞佛山科学技术学院空间信息与资源环境系广东佛山528000

崩岗的侵蚀过程主要是通过崩壁的坍塌作用来完成,崩壁土体的坍塌必然有水的参与,土体遇水将发生崩解现象,因此,研究崩壁土体坍塌需先研究其崩解特性。通过分层采集崩壁土体4个层次的土样,进行不同层次崩壁土体的理化性质和崩解特性测试... 详细信息

崩岗的侵蚀过程主要是通过崩壁的坍塌作用来完成,崩壁土体的坍塌必然有水的参与,土体遇水将发生崩解现象,因此,研究崩壁土体坍塌需先研究其崩解特性。通过分层采集崩壁土体4个层次的土样,进行不同层次崩壁土体的理化性质和崩解特性测试分析。结果表明:(1)崩壁土体的4个层次(红土层、砂土层、碎屑层、碎石角砾残积层)的理化性质与风化壳的风化程度有密切联系,随风化程度的高低而有规律的变化。(2)在崩壁土体垂直剖面上,碎石角砾残积层的崩解速度最快,红土层最慢,崩解速度快慢表现为红土层崩解速度影响较大,对碎屑层、碎石角砾残积层的影响较少。(3)影响崩壁土体崩解特性的理化因子众多。其中对崩解速度有显著正相关影响的理化因子按相关系数大小排序为砂粒含量、MgO、自然含水量、K_2O、CaO、交换性钠、pH、Na_2O、孔隙度、阳离子交换量;有显著负相关影响的理化因子按相关系数大小排序为粘粒、Fe_2O_3、Al_2O_3、TiO_2、SiO_2、粉粒、有机质、游离氧化铁、游离氧化铝;只有交换性钙、饱和含水量、土粒比重、土粒干密度这4个因子与崩解速度的相关性不显著。崩壁不同层次土体的理化性质的分异性是崩解产生显著差异的基础,而崩壁土体崩解速度的层次分异性是崩壁坍塌的重要因素之一。

关键词：崩岗崩壁崩解特性华南花岗岩红壤区