贵阳地区泥质白云岩风化特征研究

贵阳地区泥质白云岩风化特征研究
【关键词】：贵阳地区泥质岩体白云岩风化特征物理特性化学特性
【摘要】：在岩体工程情况中，风化岩体是一类不可避免的工程岩体，尤其在贵阳地区风化是较严重而常见的工程地质问题之一，风化对岩体（石）强度、刚度很耐久性都产生影响，因此研究泥质白云岩的风化特征对拟建工程的工程设计、参数取值、岩体质量分级、岩体开挖、建基面的选取乃至工程运行等都有非常重要的意义，尤其对于风化很敏感的泥质白云岩来说意义更为重大。

本文以贵阳三桥阳光高地风化岩体为研究背景，详细探讨了该地泥质白云岩的风化机理、风化作用类型，风化影响因素；通过现场取样、点荷载、冻融试验、等湿状态下的强度试验、岩块崩解等一系列试验方法研究，然后探讨泥质白云岩不同状态下物理性质、变形与强度指标之间的关系，本文通过以上内容的研究，主要得到以下结论与认识：（1）白云岩风化速度不同于一般岩性较好的岩体，它风化速度快，受外力影响明显。

（2）开挖暴露在外的泥质白云岩在很短的时间内，其表层岩石即可全部软化成泥，对边坡的稳定影响较严重。

1，概述
在贵阳地区广泛分布着泥质白云岩，建筑荷载的作用，周围环境的变化会加速它的风化，在泥岩地区修建建筑物需充分考虑泥岩的各项指标影响，尤其对开挖后暴露在外的部分，其边坡稳定问题尤为突出，将对整个工程进度和造价等诸多方面都有影响，因此泥质白云岩的风化特征情况的重要性是不言而喻的。

此研究意在找出影响泥质白云岩边坡风化的内外部因素，掌握风化规律，为泥质白云岩的有效防护提供依据。

2，泥岩的化学成分
泥岩有很多种颜色，贵阳地区泥岩的颜色以黄色、砖红色、褐色为主通常是由于铁的氧化物或氢氧化物染色的结果。

泥岩的成分变化不大，以SiO
2
,
为主，含量一般为50%-70%，其次为Al
2O
3
含量一般为15%-20%，SiO
2
和Al
2
O
3
含
量和约占70%-80%，并含少量Fe
2O
3
、FeO、CaO。

3，泥岩的物理力学特性
根据室内20组新鲜泥岩样品试验天然抗压强度仅13.7-26.12Mp，按岩石坚硬程度划分属于软岩。

空隙率为3.15-4.15%，吸水率为1.48-1.7%，软化系数0.42-0.47，组成泥岩的矿物成分中有吸水性较强的粘土矿物。

4，泥岩的崩解试验
到现场采集泥岩微弱风化、强风化试样，试件切成10cm的立方体，每组试件10个。

经5次干、湿循环测得泥岩的耐崩解指数，结果见下表：
泥岩干、湿循环的耐崩解指数
泥岩风化程度
各循环耐崩解指数（%）耐崩
解指
数% 第一循
环
第二循
环
第三循
环
第四循
环
第五循
环
弱微风化强风化
99 97.9 97.4 96.6 96.1 97.9 85.6 68.9 63.9 56.9 50.7 68.9
试验表明：弱微风化泥岩的耐崩解能力较强，强分化泥岩的耐崩解能力较差。

5，泥岩在不同环境下风化情况的室内试验
为了解泥岩在不同环境条件下风化情况，针对泥岩在工程边坡中遇到的自然环境，在实验室分4种情况进行试验研究：（1）在室内自然环境下风化情况；（2）在室外自然环境中日晒、风吹、雨淋条件下风化情况；（3）在饱水环境中完全浸水条件下风化;(4)在埋藏环境中潮湿砂隐埋条件下风化。

取泥质白云岩新鲜试样，分4组，进行上述四种环境下的风化情况试验。

历时2个月，观测试验前后颗粒变化。

从实验前后泥岩颗粒变化情况来看，泥岩在埋藏环境中潮湿砂隐埋条件下风化解体量最小；在饱水环境中完全浸水条件
风化解体量较小；在（1）条件下风化解体量较大；在（2）条件下风化解体量最大，即在室外自然日晒、风吹、雨淋环境中风化解题速度快。

6，泥岩边坡失稳机理及防治措施
泥岩岩体本身的抗压强度低，抗剪强度不高，并且具有随干湿循环急剧衰减降低的特点，泥岩发育的各种软弱结构面多具有抗剪强度低，压缩大等特点，且不能承受拉力。

泥质岩体进行边坡开挖后，由于失去原有覆盖物保护裸露在外，很容易受外界环境影响，同时暴露与大气环境下的临空面，由于蒸发作用，岩体的含水量不断减少，裂隙发展。

等在发展下去，泥质边坡将发生更大范围的失稳坍塌下滑。

总的来说，贵阳地区泥质白云岩风化破坏经过开挖破坏（应力释放）、暴露（卸荷回弹）、自然环境：风吹雨淋的影响（风化膨胀）、变形（各种张拉推挤应力）、最后滑动破坏，这一过程中自然环境影响一环最突出。

针对具有膨胀性、碎裂性、低强度性的泥岩边坡设计，既要防止其干湿循环产生的膨胀性，又要考虑其碎裂性和低强度性。

对泥质白云岩应优先考虑风化因素设计边坡坡形，采用一经开挖立即防护的手段力求风化程度达到最轻，并采用坡脚防护结合坡面防护进行。

鉴于泥岩的低强度性，抗滑桩可起到较好的抗滑固破效果，重力式挡土墙也能起到不错的效果，还可考虑毛干湿中立挡墙来弥补重力式挡土墙的截面大的缺点。

7，结论
1),泥质白云岩是一种高膨胀性、碎裂性、低强度性、强度降低快等特点为一体的极软岩。

2），它的破坏过程为：开挖暴露—环境作用—岩体变形—滑动破坏。

3），泥质白云岩防护应优先考虑风化因素设计边坡坡形，采用坡脚坡面相结合，可采用多种防护措施如：抗滑桩、锚杆式重力挡土墙。