紅層巖土中水的物理化學效應及其工程應用研究.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)問題為研究對象，應用現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、常規(guī)試驗、微觀分析、化學分析、物理模擬、化學模擬、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效應微細觀特征及其對工程的影響：首次建立了紅層巖土中水的物理化學效應的工程判別標準；對紅層地區(qū)路基設計施工中的特殊巖土工程問題，提出了新的設計原則及其工程對策。主要內(nèi)容如下： (1)系統(tǒng)總結(jié)了我國紅層在分布、地層、巖性、地質(zhì)構造、巖層產(chǎn)狀

2、、巖體結(jié)構、工程性能、工程地質(zhì)問題等8個方面的工程地質(zhì)特征，為紅層特殊工程地質(zhì)研究提供了基礎。 (2)通過對鐵路、公路、水利水電、建筑等30個工點調(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)問題分為物理效應問題、化學效應問題和力學效應問題，較深入的研究了它們對紅層路基穩(wěn)定性的影響。 (3)通過513組巖石、土工、化學、模型、模擬試驗研究，證明了紅層巖土中水的物理化學效應顯著；提出了應用崩解指數(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工程判別標準；提出了應用PH值、電導率、關鍵物質(zhì)成分含量等參數(shù)判斷紅層巖土中水的化學效應工程判別標準。 (4)設計制作了紅層巖土崩解率、崩解量、崩解速率等崩解指標的實時測試儀器，并得到了較為理想的崩解試驗成果，為崩解試驗指標獲取和崩解規(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)設計18組室內(nèi)外紅層泥巖崩解模擬試驗，得到了原狀樣、烘干樣、風干樣、

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參數(shù)。 (6)通過對9種路基填料CBR試驗研究，提出CBR軟化系數(shù)的概念，應用CBR軟化系數(shù)分析路基填料遇水穩(wěn)定性的分析方法，并用紅層填料實例驗證分析方法的有效性。 (7)設計制作了測量粗顆粒填料水平滲透系數(shù)和垂直滲透系數(shù)的改進儀器，并得到了不同壓實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) 設計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)場調(diào)查及野外試驗，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)設計18組浸泡、淋濾等化學模擬試驗，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組化學成分、30組易溶鹽、6組難溶鹽，50組PH、50組電導率等測試分析，得到了紅層巖土工程性質(zhì)隨PH值、電導率、關鍵物質(zhì)成分含