紅層巖土中水的物理化學(xué)效應(yīng)及其工程應(yīng)用研究.pdf

1、本文以紅層路基滲流、坡面侵蝕、可溶鹽溶蝕等特殊工程地質(zhì)問題為研究對(duì)象，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、常規(guī)試驗(yàn)、微觀分析、化學(xué)分析、物理模擬、化學(xué)模擬、數(shù)值模擬等研究手段，系統(tǒng)研究了紅層巖土中水的各種物理化學(xué)效應(yīng)微細(xì)觀特征及其對(duì)工程的影響：首次建立了紅層巖土中水的物理化學(xué)效應(yīng)的工程判別標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)紅層地區(qū)路基設(shè)計(jì)施工中的特殊巖土工程問題，提出了新的設(shè)計(jì)原則及其工程對(duì)策。主要內(nèi)容如下： (1)系統(tǒng)總結(jié)了我國(guó)紅層在分布、地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀

2、、巖體結(jié)構(gòu)、工程性能、工程地質(zhì)問題等8個(gè)方面的工程地質(zhì)特征，為紅層特殊工程地質(zhì)研究提供了基礎(chǔ)。 (2)通過對(duì)鐵路、公路、水利水電、建筑等30個(gè)工點(diǎn)調(diào)查總結(jié)，根據(jù)紅層巖土中水的作用規(guī)律，將紅層工程地質(zhì)問題分為物理效應(yīng)問題、化學(xué)效應(yīng)問題和力學(xué)效應(yīng)問題，較深入的研究了它們對(duì)紅層路基穩(wěn)定性的影響。 (3)通過513組巖石、土工、化學(xué)、模型、模擬試驗(yàn)研究，證明了紅層巖土中水的物理化學(xué)效應(yīng)顯著；提出了應(yīng)用崩解指數(shù)、軟化系數(shù)、膠結(jié)系數(shù)

3、、CBR軟化系數(shù)、自由膨脹率等參數(shù)判斷紅層巖土中水的物理效應(yīng)工程判別標(biāo)準(zhǔn)；提出了應(yīng)用PH值、電導(dǎo)率、關(guān)鍵物質(zhì)成分含量等參數(shù)判斷紅層巖土中水的化學(xué)效應(yīng)工程判別標(biāo)準(zhǔn)。 (4)設(shè)計(jì)制作了紅層巖土崩解率、崩解量、崩解速率等崩解指標(biāo)的實(shí)時(shí)測(cè)試儀器，并得到了較為理想的崩解試驗(yàn)成果，為崩解試驗(yàn)指標(biāo)獲取和崩解規(guī)律研究提供了新的方法，并獲得了紅層巖土崩解新的成果。 (5)設(shè)計(jì)18組室內(nèi)外紅層泥巖崩解模擬試驗(yàn)，得到了原狀樣、烘干樣、風(fēng)干樣、

4、飽水樣在不同條件下的崩解變化規(guī)律、崩解破壞形式等試驗(yàn)參數(shù)。 (6)通過對(duì)9種路基填料CBR試驗(yàn)研究，提出CBR軟化系數(shù)的概念，應(yīng)用CBR軟化系數(shù)分析路基填料遇水穩(wěn)定性的分析方法，并用紅層填料實(shí)例驗(yàn)證分析方法的有效性。 (7)設(shè)計(jì)制作了測(cè)量粗顆粒填料水平滲透系數(shù)和垂直滲透系數(shù)的改進(jìn)儀器，并得到了不同壓實(shí)度下紅層填料的水平滲透系數(shù)和垂直滲透系數(shù)變化規(guī)律。 (8) 設(shè)計(jì)15組路堤滲流模型模擬和數(shù)值模擬，得到了路堤滲流與

5、路堤幾何形狀、壓實(shí)度、填料類型、填筑方式、水頭壓力、各向異性等參數(shù)的變化規(guī)律。 (9)通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及野外試驗(yàn)，提出紅層路基邊坡坡面侵蝕基本特征和侵蝕深度確定方法。 (10)設(shè)計(jì)18組浸泡、淋濾等化學(xué)模擬試驗(yàn)，得到了堿性紅層巖土工程性能與蒸餾水、酸性水、碳酸水的變化規(guī)律。 (11)通過12組化學(xué)成分、30組易溶鹽、6組難溶鹽，50組PH、50組電導(dǎo)率等測(cè)試分析，得到了紅層巖土工程性質(zhì)隨PH值、電導(dǎo)率、關(guān)鍵物質(zhì)成分含