湿热条件下红层泥岩的崩解特性研究
发布时间：2022-10-20 20:04
红层泥岩广泛分布在我国的中西部等地区,包括红色砾岩、砂砾岩、泥质岩、砂质页岩和粉砂岩等,且绝大多数具有崩解特性,即遇水膨胀、失水收缩,导致开裂破碎,尤其在湖南等亚热带大陆季风性湿润气候地区,丰富的降雨量和各种温度影响下的干湿交替等恶劣环境,给路基填筑处理、隧道围岩稳定性、边坡稳定性带来巨大的影响。因此,考虑红层泥岩在湿热条件下的崩解试验研究,可为工程提供一定的理论依据。本文主要从以下几个方面开展研究:（1）对泥岩的矿物组分和化学组分及微观特征进行分析测试,分析泥岩崩解性与矿物组成的关系。XRD试验表明红层泥岩含有蒙脱石和绿泥石,亲水性强。SEM试验可观察到红层泥岩矿物成分的分布构造和胶结程度,其构造上的微裂纹、微孔洞及微裂隙,矿物颗粒和矿物集合体等共同决定着泥岩的初始强度和力学性质。（2）对红层泥岩的参数指标进行了一系列室内土工试验,揭示了红层泥岩的物理水理性质,得出红层泥岩是一种极低耐久性的泥质软岩,若处于诸如干湿交替的湿热条件下,其崩解破碎的能力非常强。（3）对不同地区红层泥岩进行不同湿热条件下的室内浸水试验与干湿循环崩解试验,探讨红层泥岩在水与温度的共同作用下的崩解机理及干湿循环...
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文研究主要内容
1.4 论文研究主要思路
第二章 泥岩的工程地质特性
2.1 概述
2.2 泥岩的物质组成
2.2.1 矿物成分
2.2.2 化学成分
2.3 微观结构
2.4 泥岩的物理水理性质
2.4.1 岩石密度
2.4.2 含水率
2.4.3 吸水性
2.4.4 软化性
2.4.5 膨胀性
2.4.6 耐崩解性
2.5 泥岩的其他工程特性
2.6 本章小结
第三章 红层泥岩湿热崩解试验研究
3.1 概述
3.2 试验方案的确定
3.2.1 试验目的
3.2.2 试验设计
3.2.3 试验方案
3.2.4 试验步骤
3.3 室内浸水试验结果与分析
3.3.1 新鲜样在不同湿热条件下的浸水试验
3.3.2 风干样在不同湿热条件下的浸水试验
3.3.3 烘干样在不同湿热条件下的浸水试验
3.3.4 试验结果的对比分析
3.4 干湿循环试验结果及分析
3.4.1 不同湿热条件下的干湿循环试验
3.4.2 干湿循环试验的结果分析
3.4.3 实验结果的对比分析
3.4.4 干湿循环崩解试验验证分析
3.5 本章总结
第四章 红层泥岩的崩解分形与机理应用
4.1 概述
4.2 分形理论
4.2.1 分形理论简介
4.2.2 分形的几个概念
4.2.3 分形的定义
4.2.4 分形的应用
4.3 分形维数的计算
4.3.1 分维数计算方法
4.3.2 红层泥岩的分形维数计算
4.4 红层泥岩的崩解机制
4.4.1 水与红层泥岩崩解作用
4.4.2 成岩作用与红层泥岩崩解作用
4.4.3 微观结构与红层泥岩崩解作用
4.4.4 干湿循环次数与红层泥岩崩解特性的关系
4.4.5 温度与红层泥岩崩解特性的关系
4.5 红层泥岩填料的工程应用
4.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利
附录B 攻读学位期间参加的科研课题项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]温、湿度对粉砂质泥岩单轴力学性能的影响试验[J]. 付宏渊,陈镜丞,曾铃,邱祥. 土木工程学报. 2019(01)
[2]考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩变形与强度试验[J]. 付宏渊,刘杰,曾铃,卞汉兵,史振宁. 岩土力学. 2019(04)
[3]温压条件下蒙脱石水化的分子动力学模拟[J]. 张亚云,陈勉,邓亚,金衍,卢运虎,夏阳. 硅酸盐学报. 2018(10)
[4]某高速公路路基红色泥岩微观结构试验研究[J]. 许天祥,李元松,肖尊群,司马丹琪,张家铭. 路基工程. 2017(06)
[5]泥岩耐崩解性和颗粒粒径相关性的试验研究[J]. 王浪,邓辉,邓通海,朱俊杰. 长江科学院院报. 2017(08)
[6]炭质泥岩路堤填料崩解性试验研究[J]. 曾铃,付宏渊,周功科,谢琳. 中外公路. 2015(02)
[7]皖南山区红砂岩崩解特性的试验研究[J]. 吴迎雷,沈银斌,朱大勇,姚华彦,周玉新. 工程与建设. 2015(01)
[8]高温后围压对花岗岩变形和强度特性的影响[J]. 徐小丽,高峰,张志镇. 岩土工程学报. 2014(12)
[9]三轴CT条件下预崩解炭质泥岩路堤填料的细观试验[J]. 曾铃,付宏渊,贺炜,何忠明,周功科. 中南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[10]矿物成分强度对岩石单轴抗压强度的影响[J]. 张威,刘新义,郑小燕. 科学技术与工程. 2012(30)
博士论文
[1]爆破—地下水协同作用下板岩隧道围岩性质劣化机理研究[D]. 李波.中国地质大学 2017
[2]甘肃红层工程地质特性与边坡稳定性研究[D]. 王骑虎.北京工业大学 2016
[3]介孔有机无机纳米复合颗粒的合成及结构研究[D]. 祖雷.延边大学 2014
[4]煤矿深部开采底板突水机理研究[D]. 张乐中.长安大学 2013
[5]湘西红砂岩顺层边坡稳定可靠度分析和风险评估[D]. 周斌.中南大学 2010
[6]深部复合型破坏高应力软岩巷道支护技术研究[D]. 马春德.中南大学 2010
[7]引洮工程红层软岩隧洞工程地质研究[D]. 刘小伟.兰州大学 2008
[8]红层岩土中水的物理化学效应及其工程应用研究[D]. 郭永春.西南交通大学 2007
[9]软岩各向异性渗透特征及力学特征的试验研究[D]. 闫小波.同济大学 2007
[10]红层软岩崩解性及其路基动力变形特性研究[D]. 刘晓明.湖南大学 2006
硕士论文
[1]红层软岩铁路隧道劣化分析及长期安全性评价[D]. 殷召念.西南交通大学 2018
[2]大断面富水泥岩隧道受力特性及仰拱底鼓机理研究[D]. 樊纯坛.兰州交通大学 2017
[3]兰州红砂岩地层深基坑支护结构优选及变形规律研究[D]. 徐信.兰州交通大学 2017
[4]巴东组紫红色泥岩风化分带与剪切蠕变特性研究[D]. 范志军.中国地质大学 2016
[5]青藏高原东北部苦海沉积粘土矿物记录的末次冰消期以来的环境变化研究[D]. 赵黎.西北师范大学 2015
[6]娄衡高速公路红砂岩崩解实验及路堑边坡稳定性分析[D]. 刘翰辞.长沙理工大学 2015
[7]红层软岩遇水软化的微细观机理研究[D]. 宋磊.西南交通大学 2014
[8]衡桂高速红砂岩路基填筑技术及沉降变形研究[D]. 杨梁.长沙理工大学 2013
[9]红层泥岩崩解机理的实验研究[D]. 吕学伟.西南交通大学 2013
[10]水对泥质红砂岩的影响研究[D]. 曾清林.华南理工大学 2012
本文编号：3695213
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 论文研究主要内容
1.4 论文研究主要思路
第二章 泥岩的工程地质特性
2.1 概述
2.2 泥岩的物质组成
2.2.1 矿物成分
2.2.2 化学成分
2.3 微观结构
2.4 泥岩的物理水理性质
2.4.1 岩石密度
2.4.2 含水率
2.4.3 吸水性
2.4.4 软化性
2.4.5 膨胀性
2.4.6 耐崩解性
2.5 泥岩的其他工程特性
2.6 本章小结
第三章 红层泥岩湿热崩解试验研究
3.1 概述
3.2 试验方案的确定
3.2.1 试验目的
3.2.2 试验设计
3.2.3 试验方案
3.2.4 试验步骤
3.3 室内浸水试验结果与分析
3.3.1 新鲜样在不同湿热条件下的浸水试验
3.3.2 风干样在不同湿热条件下的浸水试验
3.3.3 烘干样在不同湿热条件下的浸水试验
3.3.4 试验结果的对比分析
3.4 干湿循环试验结果及分析
3.4.1 不同湿热条件下的干湿循环试验
3.4.2 干湿循环试验的结果分析
3.4.3 实验结果的对比分析
3.4.4 干湿循环崩解试验验证分析
3.5 本章总结
第四章 红层泥岩的崩解分形与机理应用
4.1 概述
4.2 分形理论
4.2.1 分形理论简介
4.2.2 分形的几个概念
4.2.3 分形的定义
4.2.4 分形的应用
4.3 分形维数的计算
4.3.1 分维数计算方法
4.3.2 红层泥岩的分形维数计算
4.4 红层泥岩的崩解机制
4.4.1 水与红层泥岩崩解作用
4.4.2 成岩作用与红层泥岩崩解作用
4.4.3 微观结构与红层泥岩崩解作用
4.4.4 干湿循环次数与红层泥岩崩解特性的关系
4.4.5 温度与红层泥岩崩解特性的关系
4.5 红层泥岩填料的工程应用
4.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利
附录B 攻读学位期间参加的科研课题项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]温、湿度对粉砂质泥岩单轴力学性能的影响试验[J]. 付宏渊,陈镜丞,曾铃,邱祥. 土木工程学报. 2019(01)
[2]考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩变形与强度试验[J]. 付宏渊,刘杰,曾铃,卞汉兵,史振宁. 岩土力学. 2019(04)
[3]温压条件下蒙脱石水化的分子动力学模拟[J]. 张亚云,陈勉,邓亚,金衍,卢运虎,夏阳. 硅酸盐学报. 2018(10)
[4]某高速公路路基红色泥岩微观结构试验研究[J]. 许天祥,李元松,肖尊群,司马丹琪,张家铭. 路基工程. 2017(06)
[5]泥岩耐崩解性和颗粒粒径相关性的试验研究[J]. 王浪,邓辉,邓通海,朱俊杰. 长江科学院院报. 2017(08)
[6]炭质泥岩路堤填料崩解性试验研究[J]. 曾铃,付宏渊,周功科,谢琳. 中外公路. 2015(02)
[7]皖南山区红砂岩崩解特性的试验研究[J]. 吴迎雷,沈银斌,朱大勇,姚华彦,周玉新. 工程与建设. 2015(01)
[8]高温后围压对花岗岩变形和强度特性的影响[J]. 徐小丽,高峰,张志镇. 岩土工程学报. 2014(12)
[9]三轴CT条件下预崩解炭质泥岩路堤填料的细观试验[J]. 曾铃,付宏渊,贺炜,何忠明,周功科. 中南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[10]矿物成分强度对岩石单轴抗压强度的影响[J]. 张威,刘新义,郑小燕. 科学技术与工程. 2012(30)
博士论文
[1]爆破—地下水协同作用下板岩隧道围岩性质劣化机理研究[D]. 李波.中国地质大学 2017
[2]甘肃红层工程地质特性与边坡稳定性研究[D]. 王骑虎.北京工业大学 2016
[3]介孔有机无机纳米复合颗粒的合成及结构研究[D]. 祖雷.延边大学 2014
[4]煤矿深部开采底板突水机理研究[D]. 张乐中.长安大学 2013
[5]湘西红砂岩顺层边坡稳定可靠度分析和风险评估[D]. 周斌.中南大学 2010
[6]深部复合型破坏高应力软岩巷道支护技术研究[D]. 马春德.中南大学 2010
[7]引洮工程红层软岩隧洞工程地质研究[D]. 刘小伟.兰州大学 2008
[8]红层岩土中水的物理化学效应及其工程应用研究[D]. 郭永春.西南交通大学 2007
[9]软岩各向异性渗透特征及力学特征的试验研究[D]. 闫小波.同济大学 2007
[10]红层软岩崩解性及其路基动力变形特性研究[D]. 刘晓明.湖南大学 2006
硕士论文
[1]红层软岩铁路隧道劣化分析及长期安全性评价[D]. 殷召念.西南交通大学 2018
[2]大断面富水泥岩隧道受力特性及仰拱底鼓机理研究[D]. 樊纯坛.兰州交通大学 2017
[3]兰州红砂岩地层深基坑支护结构优选及变形规律研究[D]. 徐信.兰州交通大学 2017
[4]巴东组紫红色泥岩风化分带与剪切蠕变特性研究[D]. 范志军.中国地质大学 2016
[5]青藏高原东北部苦海沉积粘土矿物记录的末次冰消期以来的环境变化研究[D]. 赵黎.西北师范大学 2015
[6]娄衡高速公路红砂岩崩解实验及路堑边坡稳定性分析[D]. 刘翰辞.长沙理工大学 2015
[7]红层软岩遇水软化的微细观机理研究[D]. 宋磊.西南交通大学 2014
[8]衡桂高速红砂岩路基填筑技术及沉降变形研究[D]. 杨梁.长沙理工大学 2013
[9]红层泥岩崩解机理的实验研究[D]. 吕学伟.西南交通大学 2013
[10]水对泥质红砂岩的影响研究[D]. 曾清林.华南理工大学 2012
本文编号：3695213
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