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膨胀性泥岩抗剪强度与含水率相关性机理

2021-04-13李永志王世明邹建文

科学技术与工程 2021年7期

李永志, 王世明, 邹建文, 王 华, 李 豪, 吴 楠

(1.中铁隧道勘察设计研究院有限公司, 广州 511458; 2.西南交通大学地球科学与环境工程学院, 成都 610031)

红层是一套偏红色调的陆相碎屑岩,主要分布于西南、华中、华南和西北等地区。其中,四川、云南地区红层分布最为广泛,四川出露的红层, 主要为侏罗系和白垩系[1],岩性以砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩为主,也可含少量的薄层泥灰岩及石膏层。红层区较硬的砾岩、砂岩层和较软的泥岩层通常相间分布,软硬互层的岩性组合特点,导致红层区边坡在遭遇特大暴雨时,常因泥岩透水性弱、亲水性强、遇水易软化、膨胀,失水产生收缩、崩解等特性,使泥岩层泥化为软弱夹层,抗剪强度大幅下降,最终导致边坡失稳[2-3]。红层泥岩在高含水条件下抗剪强度的降低,也是许多红层区大坝失事的重要原因[4]。抗剪强度指标是衡量岩土体破坏最重要的基本力学参数,而影响抗剪强度特性的因素较多,膨胀性泥岩由于较强的崩解性、制样困难,其抗剪强度影响因素的研究较一般岩土体更为复杂。当前对于岩土体抗剪强度的相关性研究,大多是通过含水率、矿物成分来展开,例如:王中文等[5]提出高含水率和低含水率的抗剪强度相差很大,随含水率的增加而减小;刘虎虎等[6]提出滑带土成分以黏土矿物、石英、钠长石等为主的抗剪强度指标受含水率影响较为明显,具体体现为黏聚力随含水率增大而增大,内摩擦角随含水率增大而减小;……

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