红砂岩崩解特性及其路堤填筑施工技术研究

本文首先针对红砂岩多应用于高速公路铺路材料,因此,对高速公路中红砂岩展开实际施工提取、试验验证,对提取的红砂岩的化学成分、内部组成结构等物理、化学特性展开深入探讨。其次,对红砂岩进行崩解试验,对其产生原理、属性进行研究,进而判定红砂岩可行性施工工程方案。最后,根据总结的所得特性,对有效利用红砂岩筑路、施工等技术的优化,采用合理工艺,使其符合相应的筑路质量标准,并给予验证。本文探究红砂岩特性,即高质量筑路标准,为实际中红砂岩的应用提供可靠建设性建议。

干湿循环对不同粒径组崩解性砂岩改良膨胀土的影响

基于引江济淮工程研究利用河道开挖弃料崩解性砂岩改良膨胀土的长期效果。试验结果表明:①崩解性砂岩改善膨胀土的压实性和强度特性,岩屑粒径小于2 mm时改良土的压实性最优,砂岩物理改良土的直剪指标与岩屑粒径正相关,砂岩水泥复合改良土的直剪指标主要受水泥改良作用控制,岩屑粒径的影响不明显;②崩解性砂岩对改良土干湿循环过程中的开裂具有抑制作用,砂岩物理改良土中岩屑粒径大于10 mm时其周围土中会出现裂隙集中现象,砂岩水泥复合改良土的裂隙率明显小于纯水泥改良土,与岩屑尺寸无显著相关性;③崩解性砂岩具有延缓改良土在干湿循环过程中凝聚力衰减的作用,延缓作用受岩屑尺寸影响,岩屑粒径在砂岩物理改良土中应不大于10 mm,在砂岩水泥复合改良土中应不大于5 mm;④崩解性砂岩微观上的演化特征影响改良土宏观上的裂隙发育和强度衰减规律。

公路红砂岩路基施工关键技术分析

以某公路工程为依托,分析红砂岩路基施工关键技术的应用。研究结果表明,在公路路基施工中采用红砂岩作为填料,通过采用填料崩解处理、基底处理、松铺厚度控制、碾压施工、超填处理以及特殊情况处理等施工关键技术,以及加强路基养护维修工作,能够保证红砂岩路基工程质量,减少病害发生。

崩解性砂岩-水泥改良膨胀土物理力学特征及微观机理研究

基于引江济淮工程特有的地质条件,采用常规物理力学试验及扫描电镜试验,开展渠道下层崩解性砂岩弃料及水泥改良渠道上层膨胀土的改良效果及改良机理研究。结果表明,膨胀土中掺入砂岩与水泥后,土体最大干密度与抗剪强度增大,最优含水率减小,击实曲线曲率半径增大,土体胀缩特性被有效抑制,呈现出非膨胀特性。砂岩掺入能有效改善膨胀土颗粒级配,增加土体密实度,减小土体孔隙比,其对土体击实特征的影响更为显著。水泥掺入后,水泥水化反应使土中强亲水性黏粒被侵蚀,土体微观结构被改变,胀缩性及水敏感性降低;水泥水化产物具有强吸附性,相互之间连接紧密,能有效增强土体的整体性,因此,水泥掺入对膨胀土胀缩特性及抗剪强度影响更为显著。同时掺入崩解性砂岩与水泥,膨胀土改良效果最佳。

崩解性砂岩改良膨胀土的裂隙发育规律研究

文章以引江济淮项目膨胀土、崩解性砂岩为研究对象,利用崩解性砂岩对膨胀土进行改良,通过室内干湿循环试验研究干湿循环对砂岩改良土的裂隙宽度发展情况的影响。试验结果表明:在持续的水分蒸发过程中,砂岩改良土的裂隙宽度发展较均匀,持续的水分蒸发对砂岩改良土的影响较小;随着干湿循环次数的增加,砂岩改良土的蒸发速率和残余含水率变化幅度较小,改良后土体水分蒸发受干湿循环的影响减小;随着干湿循环次数的增加,砂岩改良土裂隙最大宽度、裂隙平均宽度、宽度峰值差的变化幅度较纯膨胀土平缓,掺入砂岩后,膨胀土裂隙发育受干湿循环影响减小。

干湿循环作用对崩解性砂岩改良膨胀土抗剪强度影响

基于引江济淮工程特有的地质条件,采用室内干湿循环试验及剪切试验,研究干湿循环作用对崩解性砂岩改良膨胀土抗剪强度的影响。结果表明,纯膨胀土及砂岩改良土的抗剪强度(粘聚力与内摩擦角)随干湿循环次数的增加而逐渐减小,粘聚力的衰减主要发生1~3次循环过程中,随后将逐渐趋于稳定;干湿循环作用未对土体内摩擦角产生规律性影响。崩解性砂岩的掺入能有效限制膨胀土表面裂隙的开展,降低土体表面裂隙率,增强土体的抗剪强度,抑制干湿循环过程中膨胀土粘聚力衰减,使膨胀土强度性状的稳定性增强。

崩解性砂软岩改良弱膨胀土性状实验研究

引江济淮河(航)道工程引江济巢段和江淮沟通段地层连续分布弱膨胀土和具有崩解性的砂软岩,为资源化利用河道开挖弃渣开发非膨胀土来源,实验研究利用崩解性软岩改良弱膨胀土的可行性。研究表明:崩解性砂软岩易粉碎、无膨胀性、天然含水率低,具备作为改性材料的条件;弱膨胀土掺入崩解性砂岩后其膨胀率、膨胀力、最优含水率与掺入量负相关,最大干密度、渗透系数与掺入量正相关;弱膨胀土掺入崩解性砂岩后其内摩擦角随掺量呈反S型曲线规律发展,黏聚力随掺量增加近似呈二次曲线规律衰减,掺量高于30%时,改良土的抗剪强度可能低于天然弱膨胀土;在砂岩掺量及粒径范围相同情况下,砂岩粗颗粒含量越高,改良土的黏聚力越高和摩擦角越低;砂岩改良土在干湿循环条件下的强度稳定性得到改善,且水化砂岩的改良效果优于机碎砂岩。以弱膨胀土改良后强度不损失为标准,确定砂岩合理掺量为30%,并须合理控制砂岩改良土施工过程中机碎砂岩中粗粒组的含量。

侏罗纪巨厚基岩下采煤突水溃砂典型案例分析

国内学者对浅埋煤层开采引起的上部松散含水砂层溃入采场的研究十分深入,泥砂来源于第四系松散层已成为共识。近年来西北侏罗纪巨厚基岩下采煤引起的水-砂混合突涌事故日益增多,成为一种新的危害性较大的地质灾害,目前国内学者对此鲜有研究。为揭示基岩突水溃砂的孕灾机理,制定科学防范措施,以陕西黄陇煤田某矿采煤工作面突水溃砂事故为例,首先对前人做出的事故原因分析和认定提出技术商榷和探讨;依据补充勘探成果,结合突水溃砂过程,提出该起事故具有离层水害特征:离层空间汇集水源功能将砂岩裂隙水转化为“自由”水体,引起短时高强度突水,进而提出离层水害需要同时具备5个条件,即岩石力学条件、富水性(水源)条件、汇水时间条件、离层空间条件、导水通道条件等。其次,根据大量的岩石物理力学试验数据,判断4-2煤层上覆岩层具备离层产生的物质基础;根据离层水害时间、空间条件,借用“经验公式”推断引起该起事故的离层空间应该位于4-2煤顶板上30.54~77.10 m的地层内,并将这个高度范围内的地层作为富水性评价的目标层段;选取砂岩层厚度、脆塑性比值、构造分维等3种地学信息,采用新型复合叠加方法,绘制了富水性综合指数等值线图,事故点位于相对富水区内,证明离层空间所处的围岩具备离层水害的富水性(水源)条件;室内对现场采集的砂岩做了浸水崩解性试验,试验表明4-2煤层上覆砂岩遇水极易崩解,在水动力下具有显著的流砂属性,结合历次勘探没有发现古河床(或称松散地质体)这一事实,分析该起事故的泥砂来源于含水基岩。最后,依据离层水害发生必须具备的5个基本条件,提出改变地层富水性条件或破坏离层空间封闭性条件(或汇水时间条件)等源头治理技术措施。通过对本起典型案例的研究,揭示了西北侏罗纪煤田基岩下突水溃砂的孕灾机理,强调事故偶发性,对西部条件类似矿区煤炭资源安全开采具有一定的借鉴意义。