砒砂巖力學(xué)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、砒砂巖是發(fā)育于干旱半干旱地區(qū)，成巖較差的沉積巖石互層。由于砒砂巖具有典型的結(jié)構(gòu)性和對(duì)水特殊的敏感性，所以同時(shí)在外界風(fēng)蝕、水蝕和重力侵蝕作用下極易發(fā)生邊坡破壞問(wèn)題，引發(fā)災(zāi)害。并且近年來(lái)隨著內(nèi)蒙古南部砒砂巖地區(qū)工程建設(shè)和規(guī)模的不斷增加，研究砒砂巖的力學(xué)性能顯得尤為重要。
　　本文以內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗的砒砂巖作為研究對(duì)象，采用室內(nèi)試驗(yàn)和野外試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究。試驗(yàn)結(jié)果表明砒砂巖的密度大，其在沉積過(guò)程中成巖比較密實(shí)，具有較高的強(qiáng)度

2、;其滲透系數(shù)較大，飽和含水量較低，自然界的降雨極易使裸露的砒砂巖含水量迅速增加達(dá)到飽和，從而喪失強(qiáng)度，產(chǎn)生水土流失。通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，表明砒砂巖在低含水量時(shí)的靈敏度較高，具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性;隨著含水量的增加，其強(qiáng)度減弱，達(dá)到飽和含水量時(shí)強(qiáng)度為零。同時(shí)建立了砒砂巖在單軸受壓下的本構(gòu)方程，其應(yīng)力應(yīng)變曲線基本符合薩恩斯模型。通過(guò)砒砂巖的直剪試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其抗剪強(qiáng)度隨含水量的增大逐漸減小，含水量達(dá)到飽和時(shí)強(qiáng)度損失一半以上;進(jìn)一步研究表明，含水量主

3、要影響的是砒砂巖的粘聚力:隨著含水量的增大，砒砂巖的粘聚力呈對(duì)數(shù)規(guī)律急劇減小，當(dāng)含水量接近飽和時(shí)，砒砂巖的粘聚力接近于零;而含水量對(duì)砒砂巖內(nèi)摩擦角的影響卻不明顯；由于砒砂巖較強(qiáng)的各向異性，取樣角度變化對(duì)其抗剪強(qiáng)度影響顯著。取樣角度對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響也主要表現(xiàn)在粘聚力上，30～60度時(shí)的粘聚力值最低，0度的略高，90度時(shí)粘聚力最高;取樣角度的變化對(duì)內(nèi)摩擦角影響不大，30度、60度、90度的內(nèi)摩擦角值接近，略高于0度。在砒砂巖基本力學(xué)性能試驗(yàn)