探讨分析红层地质特性及其边坡破坏防治__期刊目录网,论文发表,发表
分类：矿业论文发表
时间：2011-02-25 16:13
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摘 要: 红层主要形成于中、新生代的地质历史时期,在我国分布广泛,是一种外观以红色为主色调的陆相碎屑岩沉积地层。红层具有的特性在边坡中易产生地质灾害,文中提出相应的防治措施。
关键词:红层；工程地质；性质
1 前言
红层主要形成于中、新生代的地质历史时期,在我国分布广泛,是一种外观以红色为主色调的陆相碎屑岩沉积地层。其岩性主要有粘土岩、泥岩、砂岩、页岩和砾岩等碎屑沉积岩,岩性呈现多样性和不均匀性,存在砂岩泥岩互层或砾岩泥岩互层等形式,不同岩层的矿物组成、颗粒大小、胶结物、胶结类型、均存在差异。红层的独特的矿物组成性质及其岩层的差异性是导致红层边坡破坏的主要原因。
2 红层的工程性质
2.1 红层的基本构成
了解红层的基本构成对于研究红层的工程性质是重要的,红层的岩性、矿物组成及化学成分是决定岩石物理力学性质的基本因素。
2.1.1 红层的岩性
红层岩性主要有粘土岩、泥岩、砂岩(包括粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩等)、页岩和砾岩等碎屑沉积岩,岩性呈现多样性和不均匀性,在路基边坡中常发现红层是以砂岩泥岩互层或砾岩泥岩互层等形式,存在软弱夹层,容易产生地质灾害。
2.2.2 红层的矿物成分
由于红层一般是中生代的原始基岩在干旱、炎热的古气候条件下被氧化成的红色风化壳在古盆地或湖盆中沉积而固结成岩的,其矿物成分主要是以粘土矿物(伊利石、蒙脱石、高岭石、绿泥石等)和碎屑物质(石英、长石、云母、方解石、石膏等)为主。红层中粘土矿物含量一般在10%～50%。红层抗风化能力较弱,长石、云母等容易被溶蚀形成粒间孔隙或蒙脱石和伊利石等粘土矿物亲水性较强,遇水膨胀,直接影响着红层的工程性质。
2.2.3 红层的化学成分
红层的化学成分主要为SiO2、Al2O3、Fe2O3及CaO, SiO2的含量一般在50%以上,其次为Al2O3,一般占10% ～20%,Fe2O3和CaO含量也较高。某地红层中的泥岩、砂岩化学全分析中发现SiO2的含量最高,在52.39～60.07%之间,Al2O3的含量在10.9～22.64%之间, CaO的含量在5.71～12.18%之间,Fe2O3的含量在271～6.97%之间。红层中SiO2及Al2O3相对大量富集, K、Na等组分相对含量较少,反应了红层沉积形成前经历了强烈的风化作用,硅质、铁质及钙质在红层沉积过程作为胶结物,其含量的高低在一定程度上能反应红层的强度特征, Fe2O3及其水合物的积聚使得红层呈现出红色。
2.2.4 红层的胶结物和胶结类型
红层的连结主要是通过类型胶结连结的,其胶结物和胶结类型对红层强度影响很大。从胶结物来看,硅质和铁质胶结的强度高,钙质胶结次之,泥质胶结强度最低。红层具有基质胶结、接触胶结和孔隙胶结等三种主要的胶结类型,其它就是介于两者之间的胶结类型,如孔隙-接触胶结。
2.2 红层的物理力学性质
红层的重要的物理力学性质有红层孔隙性、膨胀崩解性、软化性、吸水性以及红层的强度特性。
2.2.1 红层的孔隙性
红层的孔隙度取决于粒间孔隙及后期的风化作用形成的次生孔隙,固结程度对孔隙度的影响也比较大,孔隙度是衡量红层工程质量的重要物理性质指标。对相同岩性的红层来说,孔隙度与其力学性能负相关,孔隙度越大,其力学性能就越差。粉砂岩和泥岩因粘土矿物较多而形成基质胶结,长石等构成“斑晶”,孔隙不发育。总的来说泥岩的孔隙度最小,低于5%,且孔隙直径也较小,砂岩的孔隙度最大,一般在20～30%,最大在50%以上,砾岩处于两者之间。工程上大多采用压汞试验测其孔隙度及孔径。本文采用铸体薄片和扫描电镜等手段来观察岩石的微观特性及孔隙特征。对某红层砂岩的铸体薄片观察,其面孔隙率达28%。
后期的风化作用主要形成红层的次生孔隙,次生孔隙占强烈风化的红层总孔隙很大比例。对南昆线上某滑坡砖红色粉砂质砾岩微结构的扫描电镜观察,长石被强烈溶蚀而形成大量孔隙,在铸
