泥岩耐崩解性与矿物组成相关性的试验研究

岩石的耐崩解性是岩土工程实践中岩体和岩石材料的重要特征参数之一。基于4组不同成煤期煤系地层泥岩的耐崩解性对比试验,结合岩样的X射线衍射(XRD)和压汞试验(MIP)分析结果,研究了循环崩解作用下泥岩崩解物形态特征和耐崩解性指数的变化规律,并探讨了泥岩耐崩解性差异、差异产生机理及其与矿物组成的关系。研究结果表明:泥岩的耐崩解性与其矿物组成和孔裂隙结构特征密切相关;随崩解循环次数的增多,泥岩耐崩解性指数呈负指数关系递减;受矿物组成的影响,泥岩崩解机理可分为两类:矿物组成中含有蒙脱石的,崩解主要由岩体遇水时内部差异膨胀引起;矿物组成中不含蒙脱石的,崩解主要由岩体遇水时内部孔裂隙相界面受水的楔裂压力作用,孔裂隙扩容引起。

不同种类片岩耐崩解特性试验研究

为研究不同种类片岩耐崩解特性,以曼家寨东帮边坡3种片岩为研究对象,通过室内耐崩解性试验和薄片鉴定分析,研究3种片岩崩解物形态特征、破坏模式和耐崩解性指数的变化规律,同时探讨3种片岩崩解差异产生的机理。研究结果表明:3种片岩的崩解差异特性与其物质组成成分密切相关;在相同循环次数下,3种片岩的耐崩解性指数有如下关系,绿泥石化片岩>云母石英片岩>石英云母片岩;片岩的崩解模式分为表层剥落、顺节理面劈裂、次生劈裂3个类型;从崩解微观机制上分析,岩石内部孔隙度这一微观结构的损伤是引起片岩崩解的内在因素,孔隙度的高低影响着损伤因子的大小,从而导致3种片岩崩解特性呈现差异性。

道路边坡片岩耐崩解特性室内试验研究

通过对干湿循环条件下片岩崩解的变化规律及崩解差异产生机理的试验研究,得出如下结论:(1)片岩的耐崩解性指数随循环次数的增加而降低;(2)在相同循环次数下,两种片岩的耐崩解性指数有以下关系:云母石英片岩>石英云母片岩;(3)通过物质成分鉴定可知,片岩主要结构为片状变晶白云母及粒状变晶石英。片岩中片状云母与粒状石英两种物质成分含量比决定了片岩的崩解特性存在差异性。

干湿循环作用下膨胀岩的崩解特性及分形特征

对湖南株洲地区不同初始粒径的膨胀岩样进行室内浸水崩解试验,在干湿循环作用下对其崩解物的粒径分布规律、耐崩解性特征与分形特征进行研究。基于岩石破碎分形理论,推导了考虑不同初始粒径与不同循环次数的膨胀岩崩解分形维数计算公式。试验结果表明:初始粒径的大小对膨胀岩的崩解特性及分形特征存在较大的影响。在粒径较大的粒组中,初始粒径越大,该粒组的百分含量越大,且几乎不随循环次数的增加而发生变化;在粒径较小的粒组中,初始粒径越大,该粒组的百分含量越大,但随循环次数的增加先增加后减小。随着循环次数的增加,耐崩解性指数逐渐减小;初始粒径越大,耐崩解性指数越小。计算结果表明:随着循环次数的增加,分形维数逐渐增大;初始粒径越大,分形维数越大。其结论可为膨胀岩工程提供参考。

钻井液性能对火山碎屑岩崩解性的影响——以青海阿克楚克塞矿区火山碎屑岩为例

为解决火山碎屑岩在钻进中易剥落、易崩塌的问题,探讨钻井液性能对火山碎屑岩崩解性的影响,以青海阿克楚克塞矿区火山碎屑岩为例,分析了其岩石样品的矿物成分,进行了岩石样品烘干和浸水循环实验,采用多元线性回归分析法分析了原1#、2#钻井液的主要参数和耐崩解性指数之间的关系。结果表明,钻井液的动塑比、静切力、失水量和漏斗黏度4项性能指标与火山碎屑岩崩解性的相关性可达83.37%,其中动塑比对火山碎屑岩崩解性的影响尤为显著。通过调整水解聚丙烯酰胺和褐煤树脂质量分数提高了钻井液的动塑比和稳定性,从而获得优选钻井液配方:水+4%膨润土+3%Na2CO3+0.1%NaOH+0.15%MV-CMC(中黏钠羧甲基纤维素)+0.5%LV-CMC(低黏钠羧甲基纤维素)+2%SPNH(褐煤树脂)+0.08%PHP(水解聚丙烯酰胺)。现场应用表明,钻进至429.00m深度时使用优选钻井液孔底沉渣厚度较1#钻井液降低了89.7%,较2#钻井液降低了80.3%。

不同矿物组成的软岩崩解特征及其差异性分析

针对软岩遇水易崩解的特点,选取3组代表性岩样开展了浸水时间不同及多次干湿循环室内崩解试验,分析其崩解过程的颗粒级配变化情况,研究其耐崩解性指数变化规律;对比分析3组软岩崩解性强度,并结合岩矿鉴定结果,探讨软岩崩解强度与矿物组成的关系。结果表明,软岩崩解过程主要经过初崩、未完全崩解和完全崩解三个阶段,伴随块状、片状、颗粒状及泥状崩解形式;软岩类型不同,崩解性相应不同,粉砂质泥岩与细砂泥质粉砂岩表现强崩解,粉砂细砂岩屑砂岩表现弱崩解;强崩解软岩崩解物粒径小于0.25mm颗粒逐渐处于主导地位,弱崩解软岩崩解物粒径大于5mm颗粒一直处于主导地位;其矿物组成,尤其粘土矿物、微观结构中胶结物成分等内在因素决定软岩崩解性强弱。

泥岩填筑路基填料的工程特性及选用标准研究

高填路基为我国西部山区高速公路应用比较广泛的路基结构型式。考虑到高填方路基需要大量填筑填料,为降低施工成本,需要采用泥岩作为路基填料。现场应用结果表明:采用软岩填筑路基填料进行分级标准指导施工,能够较好控制填方高度大于20m的高路堤压实质量,成为山区高等级公路高填方路基稳定与否的关键,对环境保护、节约投资具有重要意义。