全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷试验研究

为了探究全风化混合花岗岩的冲刷破坏演化规律,设计了坡面降雨冲刷试验。借助高密度电法和面波测试方法,选取云南临沧南部山区混合花岗岩边坡进行现场冲刷试验,并构建了全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法,对全风化混合花岗岩边坡降雨冲刷破坏特征进行了分析。结果表明:1)边坡受雨水冲刷的影响深度分为3层,即0~0.5 m表层、0.5~1.6 m中层和1.6 m以下深层;2)侵蚀过程分为3个阶段,即①雨水溅蚀、入渗阶段,雨水溅蚀,坡面岩土体结构发生初始破坏,平均电阻率升高,剪切波速降低;②下层潜蚀入渗饱和阶段,雨水入渗饱和,岩土体结构进一步破坏呈松散砂状,坡面径流量较小,表层岩土体保持较好的完整性;③细沟贯通冲蚀破坏阶段,表土层平均电阻率迅速升高,剪切波速大幅度降低,坡面径流量增加,细沟贯通延伸至坡脚并出现大规模片蚀。以剪切波速变化率和电阻率变化率为基础建立的全风化混合花岗岩边坡入渗侵蚀量化评估方法,可为全风化混合花岗岩工程边坡冲刷治理提供可靠的技术支撑。

全风化混合花岗岩矿物成分与微观结构研究

运用扫描电镜研究不同含水率的风化混合花岗岩微观结构,通过X射线粉晶衍射获得其矿物成分分布,取得了以下新进展:岩样的矿物成分主要为石英、长石、蒙脱石、伊利石和高岭石,石英、长石的平均的含量分别为28.09%、44.26%,黏土矿物中亲水性较强的蒙脱石占比最高,为19.79%;试样显微结构以粗颗粒石英、长石为骨架,以叠片状和碎粒状黏土矿物为充填物形成较为密实的骨架–充填结构;通过对试样的颗粒形态和孔隙分布数据统计分析发现随着含水率升高,细砂粒含量不断增加且颗粒的排列趋于混乱无序,孔隙整体含量及贯通率呈上升趋势,中大孔含量显著增加;由于亲水性黏土矿物吸水诱发膨胀势,导致原始充填结构遭到破坏,密实程度大幅度降低。

差异含水率下全风化混合花岗岩抗剪强度与微观结构试验研究

全风化混合花岗岩是一类成因极为特殊的岩石,当前对其力学性质和微观结构研究极少。为探究临沧全风化混合花岗岩宏观强度特性与微观结构间的联系,对不同含水率试样开展三轴试验和扫描电镜测试,提取计算表征颗粒和孔隙尺寸、形态与定向特征的微观结构参数,对比分析这些微观结构参数的变化规律,揭示了控制全风化混合花岗岩宏观强度特性的微观机制。研究结果表明:随着含水率升高,试样应力-应变曲线表现出差异化的硬化特征,抗剪强度显著劣化,内摩擦角呈线性趋势衰减,而黏聚力则上下波动;低含水率状态下,试样孔隙分布以微、小孔为主,颗粒形态多为角状和次角状的长条形且具有一定的定向性;随着含水率升高,孔隙含量呈上升趋势,形成了分布均匀的蜂窝状中、大孔且在轴向荷载作用下更容易被压缩,颗粒的形态向圆形发展,整体分布表现为混乱无序,定向性较差。全风化混合花岗岩的力学性质表现本质上是微观颗粒、孔隙结构相互作用的结果,含水率升高弱化了粗颗粒间的摩擦性,黏土颗粒遇水产生不均匀膨胀,在微观层面上直接导致孔隙的贯通、粗化以及充填结构的损伤、破坏,继而在宏观层面上表现出力学性能下降。研究成果为全风化混合花岗岩力学性质及微观结构损伤演化的认知提供了有益参考。

全风化混合花岗岩的工程地质性质

结合混合花岗岩地区铁路工程地质勘察经验 ,通过对混合花岗岩全风化状态下工程地质性质的分析 ,提出了全风化混合花岗岩地区主要工程地质问题 ,以及风化砂砾继续风化对工程不良影响的预防及措施 ,对在全风化混合花岗岩地区铁路工程勘测、设计和施工有一定参考价值。