内蒙古鄂尔多斯白垩系软岩的工程性质及其单桩承载力确定

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:a398215555
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我国软岩无论从地域和地质时代上分布都十分广泛,性质较为复杂。随着我国经济的快速发展,工程建设力度的不断加大,在我国广泛分布的软岩地区的公路、铁路、高层建筑等工程建设越来越多,使得工程人员对软岩的研究越来越深入。内蒙古鄂尔多斯地区蕴藏了丰富的煤炭资源,也蕴藏了丰富的石油、天然气及其它矿产资源,是我国能源开发建设的新基地,这促使了在该地区蕴藏煤矿的中生代软岩的研究,特别是对软岩巷道支护、软岩工程稳定性等方面理论研究。近年来以软岩为基础的工程建设也越来越多,特别是公路、铁路、高层建筑的相继兴建使得对软岩的研究有所增加。   本文首先通过搜集大量内蒙古鄂尔多斯的区域资料,论述了白垩系软岩的形成环境和地质构造背景、地形地貌及地层岩性等特征。通过实际工程资料,研究了白垩系软岩的岩性组合、风化、结构等特征。结果表明,白垩系软岩主要岩性包括砂岩、泥岩、砾岩,相变特征明显。风化程度划分主要依据剪切波速、地质勘察,同时结合地质测绘、室内试验对风化程度进行判断。在地表出露的软岩多为强风化,河谷、沟谷岸坡强风化厚度较深,而河谷因为有新近沉积的覆盖层,经过河流冲刷,河沟底部强风化厚度较薄。结构面包括层面、卸荷裂隙、断层面,层面倾角较为平缓,卸荷裂隙也不甚发育,白垩系软岩中多发育断裂构造,其结构面产状与断层产状一致。   其次,通过大量的室内试验资料,经过数理方法进行统计分析,对白垩系软岩的物质组成、物理性质、水理性质、力学性质等工程地质特性进行研究。结果表明:白垩系软岩主要由粘土矿物、石英、长石等组成,其中粘土矿物为伊/蒙混层、高岭石、伊利石及少量蒙脱石组成。白垩系软岩的天然密度、干密度较小,各岩性相差不大。吸水性较强,变化幅度大,软化系数较小,为软化岩石,不具有膨胀性。抗压强度、抗剪强度低,主要为极软岩。承载低力,工程性质较差。   再次,鄂尔多斯白垩系软岩的地基承载力确定方法比较多。全风化软岩多风化呈土状或碎石状碎块状,风化成土状软岩地基承载力多是采用原位测试和室内土工试验指标参照粘性土进行确定;碎石状软岩地基承载力是采用原位测试数据参照碎石土进行确定。强风化软岩多风化呈碎块状,地基承载力是参考原位测试、室内土工试验、饱和抗压强度试验等指标结合现场地质测绘及临近工程经验、规范进行综合确定。中风化~微风化软岩根据理论公式计算的结果和结合经验查表所得的结果比较接近,结合本地区的工程经验,能够客观的反映地基土的承载力。   最后,分析鄂尔多斯白垩系软岩的桩基适用类型,论述摩擦型桩、嵌岩型桩的承载性状、影响因素及这两种桩型的单桩竖向容许承载力确定公式。结合工程实例,对工程地质概况进行综述,包括工程概况、地质构造、地层岩性,对白垩系软岩的物理性质、水理性质、力学性质等室内试验进行统计分析,根据室内指标的单轴饱和抗压强度结合工程经验及规范确定地基承载力。通过摩擦型桩、嵌岩型桩两种桩型以不同的条件进行了单桩承载力计算,这两种方法计算结果表明:在单桩承载力计算中,桩侧阻力占大部分,而桩端阻力所占的比例较小,表现出端承摩擦桩性状,说明摩擦型桩比端承型桩更适合内蒙古白垩系软岩地层。   本文系统的研究了内蒙古鄂尔多斯白垩系软岩的工程性质,确定了单桩承载力适用这种软岩地层的桩基础类型为端承摩擦桩。其结论为该地区工程建设提供了重要的工程力学数据及工程经验,为其它地方的白垩系软岩性质的研究提供了宝贵的经验数据及重要的工程参考价值。
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