花岗岩残积土的工程地质特性研究

发布时间：2020-07-19 17:56

【摘要】：花岗岩残积土大范围发育于福建沿海区域。由于花岗岩残积土工程地质特性的特殊性以及区域性较强的特点,使得对其物理力学特征研究不够深入,从而导致花岗岩残积土地区岩土工程问题频发。论文以福州某边坡取得的花岗岩砾质黏性土为研究对象,通过物质成分分析及压缩性试验、湿陷性试验、崩解性试验、应力路径三轴试验等室内试验,研究了花岗岩残积土的工程地质特性,并就其本质原因进行探讨。本文的主要工作和研究成果如下:(1)花岗岩残积土的物质成分分析。研究表明:花岗岩残积土的黏土矿物成分以高岭石和伊利石为主,缺少蒙脱石,其发育过程经历了明显的富铝化和盐淋失过程。花岗岩残积土可溶盐和有机质含量较少,阳离子交换量较小,比表面积较小。同时,花岗岩残积土拥有大量的微孔隙和小孔隙,表明团粒体内颗粒排列比较紧密,胶结较强。(2)开展结构性对花岗岩残积土压缩性和湿陷性影响的研究。研究表明:花岗岩残积土属于中压缩性土体,湿陷性不明显。原状样相比于重塑样其压缩系数较小,但随着荷载增加,两者的压缩特性趋于一致。干湿循环作用对花岗岩残积土的结构有较大影响,使得其更易发生压缩变形,循环次数越多,影响就越明显。但由于湿陷系数量值过小,重塑和干湿循环变化对其影响不明显。(3)pH值和浸泡时间对花岗岩残积土崩解特性影响。研究发现:pH值相同条件下,花岗岩残积土的崩解量随浸泡时间的增加而增加,浸泡时间越长,增加量越大。在浸泡时间一定时,花岗岩残积土的崩解量随着pH值的减小呈现不同程度的增加,酸性越强增加量越大。(4)花岗岩残积土应力路径三轴试验研究。分析结果表明:花岗岩残积土增p和等p三轴试验的应力应变曲线均为应变硬化型,而减p三轴试验应力应变曲线为应变软化型,破坏形态均为鼓状破坏。除等p应力路径下的结构性表现不明显之外,花岗岩残积土原状样相比重塑样均表现出较强的结构性。等p和减p三轴试验与增p三轴试验强度指标相比:原状样黏聚力c'有一定幅度降低,而内摩擦角φ'则有一定幅度增加,其中等p三轴试验下指标变化更加明显,而重塑样相应的抗剪强度指标则表现为均有不同程度的提高,其中减p相对于增p的指标变化幅度较小。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P642
【图文】：

取样位置,1试验,碎石

而下各岩土层如下：逡逑１）第一层为杂填土，该土颜色为灰色、灰黄色，呈松散？稍密状及坡残积上及风化岩块为主，含少量杂草及植物根茎，块石，硬质物含量约３５￣５０％，分布不均句，均为新近回填，未经专，均匀性和密实度差。逡逑）第二层为含黏性土碎石，土体颜色为灰黄色，呈硬塑状态，为土由大量黏粒及粉粒组成，含有较多碎石，碎石粒径３？８ｃｍ，６１．０％，该层局部相变为含碎石黏性土。切面粗糙，无摇震反应，中等。逡逑ｎ逡逑

剖面图,剖面,碎石,黏性土

示意图,示意图,花岗岩残积土,黏土矿物

将花岗岩残积土试样放置在烘箱中，在１０５°Ｃ的温度下烘干１２ｈ，逡逑以确保样品完全千燥，再用碾钵将试样碾成粉末备用。试验所用仪器为逡逑ＭｉｎｉＦｌｅｘ６００的台式Ｘ射线衍射仪，仪器构成示意图如图２－３所示。逡逑Ｉ逡逑计算机逡逑逦逦逦１逦系统逡逑Ｘ射线逦ｉ邋逦乙、样品台逡逑发射器邋ｔ￣￣￣■甲：—……逡逑＼邋测角仪逦＼私逡逑—ｖ逦！＞％邋ｒ－＾逡逑逦测量记录逡逑系统逡逑图２－３邋Ｘ射线衍射仪示意图逡逑衍射试验图谱如图２－４所示。Ｘ衍射试验得到的最基本数据足衍射角度值和逡逑强度值，在衍射图谱上分别为Ｘ轴和Ｙ轴。从图谱中的峰位、峰强以及峰形可逡逑初步定性判断该花岗岩残积土样品中发育有多种矿物。通过图谱物相分析最终得逡逑到表２－３的矿物成分和含量分析表。逡逑由矿物含量分析表可知，该处花岗岩残积土的原生矿物中石英和长石占据绝逡逑大比例，次生黏土矿物中高岭石含量最多，占据较大的比例，而价利石含量相对逡逑较小，不含蒙脱石。花岗岩残积中的黏土矿物具有一定的粘结作用，在湿润的状逡逑态下可以将细颗粒连接在一起，而当土体干燥时，粘结效果减弱。同时，由于土逡逑体中含有较多的高岭石，使得土体具有更高的亲水性，同时会对土体力学性质造逡逑成一定的影响，造成上体压缩性较高，抗剪强度较低。逡逑１４逡逑

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