西沙群岛珊瑚礁灰岩物理力学特性试验研究
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第 ｌ ５卷 第 ５期 ２ ０ １ ６年 ｌ ０月
广州 大 学学 报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
收稿 日期： ２ ０ １ ６— ０ ６—３ ０ ； 修 回日期 ： ２ ０ １ ６—０ ９—１ ２
作者简介 ： 杨永康 （ １ ９ ８ ６一 ） ， 男， 工程师 ， 硕士 ． Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ ｇ ｙ ｏ ｎ ｇ ｋ ａ ｎ ｇ ２ ０ ０ ５ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ
块 密度 ｐ与纵波波速 、 孔 隙率 与干燥波速 以及 单轴抗压强度 与岩块纵波 波速 的回归方程 ．
关键词 ：西 沙群 岛；珊瑚 礁灰岩 ； 纵 波波速试验 ； 单轴抗压 强度 试验 ； 孔 隙率
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ３ 文献标志码 ： Ａ
珊瑚 礁 在 岩 石 学 上 统 称 为礁 灰 岩 ， 礁 灰 岩是 造礁 石 珊瑚 群体 死亡 后其 遗 骸 经 过 漫长 的地 质 作 用后 形成 的 ． 珊瑚 死 后 仍 留在 海底 原 地 ， 丛 生
制备成 １ ６ ７ ￣ １ ： 试样
量体积、称重，求天然状态密度
Ｉ 天然状态纵波测试Ｉ
ｌ 按波 速试验结果分成 ’ ２ 组Ｊ
第ｌ ｉ ｇ ９ ９ 件试样 Ｉ 第２ 组６ ８ 件试样
干燥处理 ，称重求干燥状态密 度ｌ
干燥状态纵波测试 分２ 批， 每批均按波速试验结果分成４ 组
的 圆柱体 ， 此 时试 件 内应 力 分 布较 均 匀 ， 易 处 于 弹
摘 要 ：珊瑚礁灰岩是一种特殊 的岩土类型 ， 由于其 物质组 成、 结构和发 育环 境 的特 殊性 ， 导致 其具有 独特 的
物理 力学特性 ． 文章通过对 西沙群 岛珊瑚礁 灰岩的室 内物理 力 学特 性展 开试验 ， 设 定试验 流程 ， 分析珊瑚 礁灰
岩 的纵波 波速试验 、 密度试验 、 孔 隙率试验及单轴抗压 强度试验 等结果 ， 采 用回归分析 方法 ， 提 出珊瑚 礁灰岩岩
Ｖ０ １ ． １ ５ Ｎｏ ． ５ ０ｃ ｔ ． ２ ０ １ ６
文章编 号 ： １ ６ ７ １ － ４ ２ ２ ９ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ５ － ０ ０ ７ ８ － ０ ６
西沙群岛珊瑚礁灰岩物理 力学特性试验研究
杨 永康 ，丁 学武 ， 冯春 燕 ， 徐 新 星２
（ １ ．海南有 色工程 勘察设计院 ， 海南 海 口 ５ ７ ０ １ ０ ０ ； ２ ． 广州 大学 土木工程学院 ，广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
１ 试 验 概 况
１ ． １ 试 验流 程
在 本次 岛 礁 钻 探 试 验 中 ， 共采取 了 ３ ７ ９件 珊 瑚礁灰岩岩样． 由于珊瑚礁灰岩具有疏松多孔 、 质 脆易碎等特点 ， 导致在采取 、 运输和制备过程 中容 易 产生 缺 陷 ， 从 ５个 岛礁 钻 孔 中 现 场 取 回 的 ３ ７ ９ 件岩样 中， 选取 了其 中 １ ６ ７件珊瑚礁灰岩进行其 物 理力 学性 质试 验 ， 其试验 流 程见 图 １ ．
一
为研 究 珊瑚 礁 的工 程 力 学 性 质 ， ２ ０ １ ３年 ６月
１ ０月期 间 ， 在西 沙 群 岛 的 ５个 渔 民集 中居 住 的 岛礁 进行 了 ２ ２个 ５ ０ ｍ 钻孑 Ｌ 钻探工作 ， 现 场选 取 块 径大 、 结 构 完 整性 好 的 珊 瑚 礁 灰 岩 样 品进 行 室
第 ５期
１ ． ２ 岩样 制备 ’
杨 永康 等 ： 西 沙群 岛珊 瑚礁 灰岩 物 理力学 特性 试 验研 究
７ ９
对 比、 统 计过 程 中 的离 散 性 ， 可 根 据 岩石 的纵 波 波 速大 小对 试 件 进 行 分 组 ， 在 各 组 再 选 择 其 它 室 内
根据 规范 《 工 程岩 体 试验 方 法标 准》（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ２ ６ ６— ２ ０ １ ３ ） 的相关要求 ， 采 用 钻 孔 岩 芯 制 备试件 ， 把岩芯切割成直径为 ５ ０ ｍ ｍ、 高为 １ ０ ０ ｍ ｍ
ｌ 饱和处理 ，称重求饱和状态密度
ｌ 饱和状态 纵波溯试单轴抗压强度试验
面雨 Ｔ
干燥单轴抗 压强度试验Ｊ Ｉ 饱和处 理， 称重求孔隙 率
图１ 珊瑚礁灰岩物理 力学性 质试验流程 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｌ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｌ ａ ｒ ｅ ｅ ｆ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｒ ｅ ｏ ｕ ｓ ｒ ｏ ｃ ｋ
内力学试 验研 究 ．
的珊瑚群体死后其遗骸构成 的岩体 ， 堆积在死 前 原 生长地 称 为 原 生 礁 ； 死 或 活 的 珊 瑚 被 波 浪破 坏 后， 其残 肢 和各 种 附礁 生 物 贝 类 及 藻 类 的遗 骸 堆 积胶 结在 一 起 构 成 次 生 礁 ． 原 生 礁 和 次 生 礁 构 成 了水 中珊瑚礁灰岩地质体 Ｊ ． 南海西沙群岛的绝大多数岛屿都是 由珊瑚礁 构成 的 ， 随着 南海 石 油天 然 气 资 源 、 渔业 资 源 的 开 发 和 国防建 设 的进 行 ， 迫 切 需 要 建 设 大 型 的 珊瑚 岛礁 工程 ． 而 珊瑚 礁 灰 岩 有 着 独 特 的工 程 力 学性 质， 对珊 瑚礁 灰岩 的力 学 特 性研 究 ， 可 为珊 瑚 礁 工 程 的布局 、 规 划 和设计 提供 科 学数据 ．
广州 大 学学 报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
收稿 日期： ２ ０ １ ６— ０ ６—３ ０ ； 修 回日期 ： ２ ０ １ ６—０ ９—１ ２
作者简介 ： 杨永康 （ １ ９ ８ ６一 ） ， 男， 工程师 ， 硕士 ． Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ ｇ ｙ ｏ ｎ ｇ ｋ ａ ｎ ｇ ２ ０ ０ ５ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ
块 密度 ｐ与纵波波速 、 孔 隙率 与干燥波速 以及 单轴抗压强度 与岩块纵波 波速 的回归方程 ．
关键词 ：西 沙群 岛；珊瑚 礁灰岩 ； 纵 波波速试验 ； 单轴抗压 强度 试验 ； 孔 隙率
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ３ 文献标志码 ： Ａ
珊瑚 礁 在 岩 石 学 上 统 称 为礁 灰 岩 ， 礁 灰 岩是 造礁 石 珊瑚 群体 死亡 后其 遗 骸 经 过 漫长 的地 质 作 用后 形成 的 ． 珊瑚 死 后 仍 留在 海底 原 地 ， 丛 生
制备成 １ ６ ７ ￣ １ ： 试样
量体积、称重，求天然状态密度
Ｉ 天然状态纵波测试Ｉ
ｌ 按波 速试验结果分成 ’ ２ 组Ｊ
第ｌ ｉ ｇ ９ ９ 件试样 Ｉ 第２ 组６ ８ 件试样
干燥处理 ，称重求干燥状态密 度ｌ
干燥状态纵波测试 分２ 批， 每批均按波速试验结果分成４ 组
的 圆柱体 ， 此 时试 件 内应 力 分 布较 均 匀 ， 易 处 于 弹
摘 要 ：珊瑚礁灰岩是一种特殊 的岩土类型 ， 由于其 物质组 成、 结构和发 育环 境 的特 殊性 ， 导致 其具有 独特 的
物理 力学特性 ． 文章通过对 西沙群 岛珊瑚礁 灰岩的室 内物理 力 学特 性展 开试验 ， 设 定试验 流程 ， 分析珊瑚 礁灰
岩 的纵波 波速试验 、 密度试验 、 孔 隙率试验及单轴抗压 强度试验 等结果 ， 采 用回归分析 方法 ， 提 出珊瑚 礁灰岩岩
Ｖ０ １ ． １ ５ Ｎｏ ． ５ ０ｃ ｔ ． ２ ０ １ ６
文章编 号 ： １ ６ ７ １ － ４ ２ ２ ９ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ５ － ０ ０ ７ ８ － ０ ６
西沙群岛珊瑚礁灰岩物理 力学特性试验研究
杨 永康 ，丁 学武 ， 冯春 燕 ， 徐 新 星２
（ １ ．海南有 色工程 勘察设计院 ， 海南 海 口 ５ ７ ０ １ ０ ０ ； ２ ． 广州 大学 土木工程学院 ，广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
１ 试 验 概 况
１ ． １ 试 验流 程
在 本次 岛 礁 钻 探 试 验 中 ， 共采取 了 ３ ７ ９件 珊 瑚礁灰岩岩样． 由于珊瑚礁灰岩具有疏松多孔 、 质 脆易碎等特点 ， 导致在采取 、 运输和制备过程 中容 易 产生 缺 陷 ， 从 ５个 岛礁 钻 孔 中 现 场 取 回 的 ３ ７ ９ 件岩样 中， 选取 了其 中 １ ６ ７件珊瑚礁灰岩进行其 物 理力 学性 质试 验 ， 其试验 流 程见 图 １ ．
一
为研 究 珊瑚 礁 的工 程 力 学 性 质 ， ２ ０ １ ３年 ６月
１ ０月期 间 ， 在西 沙 群 岛 的 ５个 渔 民集 中居 住 的 岛礁 进行 了 ２ ２个 ５ ０ ｍ 钻孑 Ｌ 钻探工作 ， 现 场选 取 块 径大 、 结 构 完 整性 好 的 珊 瑚 礁 灰 岩 样 品进 行 室
第 ５期
１ ． ２ 岩样 制备 ’
杨 永康 等 ： 西 沙群 岛珊 瑚礁 灰岩 物 理力学 特性 试 验研 究
７ ９
对 比、 统 计过 程 中 的离 散 性 ， 可 根 据 岩石 的纵 波 波 速大 小对 试 件 进 行 分 组 ， 在 各 组 再 选 择 其 它 室 内
根据 规范 《 工 程岩 体 试验 方 法标 准》（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ２ ６ ６— ２ ０ １ ３ ） 的相关要求 ， 采 用 钻 孔 岩 芯 制 备试件 ， 把岩芯切割成直径为 ５ ０ ｍ ｍ、 高为 １ ０ ０ ｍ ｍ
ｌ 饱和处理 ，称重求饱和状态密度
ｌ 饱和状态 纵波溯试单轴抗压强度试验
面雨 Ｔ
干燥单轴抗 压强度试验Ｊ Ｉ 饱和处 理， 称重求孔隙 率
图１ 珊瑚礁灰岩物理 力学性 质试验流程 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｌ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ｒ ｌ ａ ｒ ｅ ｅ ｆ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｒ ｅ ｏ ｕ ｓ ｒ ｏ ｃ ｋ
内力学试 验研 究 ．
的珊瑚群体死后其遗骸构成 的岩体 ， 堆积在死 前 原 生长地 称 为 原 生 礁 ； 死 或 活 的 珊 瑚 被 波 浪破 坏 后， 其残 肢 和各 种 附礁 生 物 贝 类 及 藻 类 的遗 骸 堆 积胶 结在 一 起 构 成 次 生 礁 ． 原 生 礁 和 次 生 礁 构 成 了水 中珊瑚礁灰岩地质体 Ｊ ． 南海西沙群岛的绝大多数岛屿都是 由珊瑚礁 构成 的 ， 随着 南海 石 油天 然 气 资 源 、 渔业 资 源 的 开 发 和 国防建 设 的进 行 ， 迫 切 需 要 建 设 大 型 的 珊瑚 岛礁 工程 ． 而 珊瑚 礁 灰 岩 有 着 独 特 的工 程 力 学性 质， 对珊 瑚礁 灰岩 的力 学 特 性研 究 ， 可 为珊 瑚 礁 工 程 的布局 、 规 划 和设计 提供 科 学数据 ．