泥质膨胀岩膨胀性控制因素识别及崩解物粒径特征试验研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zuizui8321
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泥质膨胀岩因其工程性质的特殊性和复杂性,常增加工程实施难度。而在涉及泥质膨胀岩的工程问题中,首先需对膨胀岩的膨胀性进行判别。然而,已有判别指标多以反映膨胀岩组成特征的参数间接描述其膨胀性,而少见以崩解性及崩解物特征描述膨胀性的定量指标;此外,不同泥质膨胀岩在组成上存在差异,且因各判别指标对膨胀性控制因素的反映程度不一,故需识别膨胀性控制因素,以确定判别指标的适用性并更为客观地描述其膨胀性,但目前研究尚少。我国有关规范将膨胀岩划归为特殊性岩土,试验方法和判别指标比较多,但目前无统一指标和方法,提出宜在多种测试数据的基础上进行综合分析和评价。开展泥质膨胀岩崩解性和控制因素的研究,对于膨胀岩的快速和准确判别具有重要意义。   本文基于我国多地代表性泥质膨胀岩样品,开展崩解性与膨胀性试验研究,建立膨胀岩崩解物粒径分布和膨胀性控制因素相关性表征,得出如下结论:   1.泥质膨胀岩的判别指标之间具有一定的相关性。其中,蒙脱石含量与比表面积具有强正相关性;蒙脱石含量与干燥饱和吸水率具有强或极强正相关性;干燥饱和吸水率与比表面积具有正相关性,但变化较大,从弱正相关至强正相关均有出现;胶结系数与蒙脱石含量、比表面积和干燥饱和吸水率呈负相关,但其相关性变化较大,从弱负相关至强负相关均有出现;   2.泥质膨胀岩膨胀性控制因素可分为促进因素和抑制因素。促进因素为代表岩石物质组成和结构特征的各参数的综合,表达了粘土矿物组成、比表面积和初始含水率等对膨胀性的影响,与膨胀性呈正相关;抑制因素主要为胶结物种类,表达胶结作用对于膨胀性的影响,与膨胀性呈负相关;   3.考虑识别出的控制因素对样品膨胀性的贡献,综合评价泥质膨胀岩的膨胀性,其判别结果与由干燥饱和吸水率所得膨胀性分级基本一致;   4.泥质膨胀岩膨胀势强弱与其干燥崩解后崩解物最大含量粒组的粒径(dmax)大小呈负相关关系。二者的对应关系为:非膨胀:dmax>2mm;微膨胀:dmax=1~0.5mm;弱膨胀:dmax=1~0.075mm;强膨胀:dmax=0.25~0.075mm;   5.膨胀性强弱与崩解物的有效粒径(d10)呈良好的负相关关系。即膨胀岩的膨胀性越强,其崩解物的有效粒径越小;   6.膨胀性强弱与耐崩解性指数(粒径大于2mm的崩解物质量与岩样原质量之比)之间呈良好的负相关关系。即膨胀岩的膨胀性越强,耐崩解性指数越小。
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