濕熱條件下紅層泥巖的崩解特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-20 20:04
紅層泥巖廣泛分布在我國的中西部等地區(qū),包括紅色礫巖、砂礫巖、泥質(zhì)巖、砂質(zhì)頁巖和粉砂巖等,且絕大多數(shù)具有崩解特性,即遇水膨脹、失水收縮,導(dǎo)致開裂破碎,尤其在湖南等亞熱帶大陸季風(fēng)性濕潤氣候地區(qū),豐富的降雨量和各種溫度影響下的干濕交替等惡劣環(huán)境,給路基填筑處理、隧道圍巖穩(wěn)定性、邊坡穩(wěn)定性帶來巨大的影響。因此,考慮紅層泥巖在濕熱條件下的崩解試驗(yàn)研究,可為工程提供一定的理論依據(jù)。本文主要從以下幾個(gè)方面開展研究:(1)對(duì)泥巖的礦物組分和化學(xué)組分及微觀特征進(jìn)行分析測(cè)試,分析泥巖崩解性與礦物組成的關(guān)系。XRD試驗(yàn)表明紅層泥巖含有蒙脫石和綠泥石,親水性強(qiáng)。SEM試驗(yàn)可觀察到紅層泥巖礦物成分的分布構(gòu)造和膠結(jié)程度,其構(gòu)造上的微裂紋、微孔洞及微裂隙,礦物顆粒和礦物集合體等共同決定著泥巖的初始強(qiáng)度和力學(xué)性質(zhì)。(2)對(duì)紅層泥巖的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了一系列室內(nèi)土工試驗(yàn),揭示了紅層泥巖的物理水理性質(zhì),得出紅層泥巖是一種極低耐久性的泥質(zhì)軟巖,若處于諸如干濕交替的濕熱條件下,其崩解破碎的能力非常強(qiáng)。(3)對(duì)不同地區(qū)紅層泥巖進(jìn)行不同濕熱條件下的室內(nèi)浸水試驗(yàn)與干濕循環(huán)崩解試驗(yàn),探討紅層泥巖在水與溫度的共同作用下的崩解機(jī)理及干濕循環(huán)...
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究主要內(nèi)容
1.4 論文研究主要思路
第二章 泥巖的工程地質(zhì)特性
2.1 概述
2.2 泥巖的物質(zhì)組成
2.2.1 礦物成分
2.2.2 化學(xué)成分
2.3 微觀結(jié)構(gòu)
2.4 泥巖的物理水理性質(zhì)
2.4.1 巖石密度
2.4.2 含水率
2.4.3 吸水性
2.4.4 軟化性
2.4.5 膨脹性
2.4.6 耐崩解性
2.5 泥巖的其他工程特性
2.6 本章小結(jié)
第三章 紅層泥巖濕熱崩解試驗(yàn)研究
3.1 概述
3.2 試驗(yàn)方案的確定
3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.3 試驗(yàn)方案
3.2.4 試驗(yàn)步驟
3.3 室內(nèi)浸水試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.1 新鮮樣在不同濕熱條件下的浸水試驗(yàn)
3.3.2 風(fēng)干樣在不同濕熱條件下的浸水試驗(yàn)
3.3.3 烘干樣在不同濕熱條件下的浸水試驗(yàn)
3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析
3.4 干濕循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.4.1 不同濕熱條件下的干濕循環(huán)試驗(yàn)
3.4.2 干濕循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果分析
3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析
3.4.4 干濕循環(huán)崩解試驗(yàn)驗(yàn)證分析
3.5 本章總結(jié)
第四章 紅層泥巖的崩解分形與機(jī)理應(yīng)用
4.1 概述
4.2 分形理論
4.2.1 分形理論簡介
4.2.2 分形的幾個(gè)概念
4.2.3 分形的定義
4.2.4 分形的應(yīng)用
4.3 分形維數(shù)的計(jì)算
4.3.1 分維數(shù)計(jì)算方法
4.3.2 紅層泥巖的分形維數(shù)計(jì)算
4.4 紅層泥巖的崩解機(jī)制
4.4.1 水與紅層泥巖崩解作用
4.4.2 成巖作用與紅層泥巖崩解作用
4.4.3 微觀結(jié)構(gòu)與紅層泥巖崩解作用
4.4.4 干濕循環(huán)次數(shù)與紅層泥巖崩解特性的關(guān)系
4.4.5 溫度與紅層泥巖崩解特性的關(guān)系
4.5 紅層泥巖填料的工程應(yīng)用
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利
附錄B 攻讀學(xué)位期間參加的科研課題項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溫、濕度對(duì)粉砂質(zhì)泥巖單軸力學(xué)性能的影響試驗(yàn)[J]. 付宏淵,陳鏡丞,曾鈴,邱祥. 土木工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]考慮荷載與浸水條件的預(yù)崩解炭質(zhì)泥巖變形與強(qiáng)度試驗(yàn)[J]. 付宏淵,劉杰,曾鈴,卞漢兵,史振寧. 巖土力學(xué). 2019(04)
[3]溫壓條件下蒙脫石水化的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 張亞云,陳勉,鄧亞,金衍,盧運(yùn)虎,夏陽. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(10)
[4]某高速公路路基紅色泥巖微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究[J]. 許天祥,李元松,肖尊群,司馬丹琪,張家銘. 路基工程. 2017(06)
[5]泥巖耐崩解性和顆粒粒徑相關(guān)性的試驗(yàn)研究[J]. 王浪,鄧輝,鄧通海,朱俊杰. 長江科學(xué)院院報(bào). 2017(08)
[6]炭質(zhì)泥巖路堤填料崩解性試驗(yàn)研究[J]. 曾鈴,付宏淵,周功科,謝琳. 中外公路. 2015(02)
[7]皖南山區(qū)紅砂巖崩解特性的試驗(yàn)研究[J]. 吳迎雷,沈銀斌,朱大勇,姚華彥,周玉新. 工程與建設(shè). 2015(01)
[8]高溫后圍壓對(duì)花崗巖變形和強(qiáng)度特性的影響[J]. 徐小麗,高峰,張志鎮(zhèn). 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]三軸CT條件下預(yù)崩解炭質(zhì)泥巖路堤填料的細(xì)觀試驗(yàn)[J]. 曾鈴,付宏淵,賀煒,何忠明,周功科. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[10]礦物成分強(qiáng)度對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的影響[J]. 張威,劉新義,鄭小燕. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2012(30)
博士論文
[1]爆破—地下水協(xié)同作用下板巖隧道圍巖性質(zhì)劣化機(jī)理研究[D]. 李波.中國地質(zhì)大學(xué) 2017
[2]甘肅紅層工程地質(zhì)特性與邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 王騎虎.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[3]介孔有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合顆粒的合成及結(jié)構(gòu)研究[D]. 祖雷.延邊大學(xué) 2014
[4]煤礦深部開采底板突水機(jī)理研究[D]. 張樂中.長安大學(xué) 2013
[5]湘西紅砂巖順層邊坡穩(wěn)定可靠度分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D]. 周斌.中南大學(xué) 2010
[6]深部復(fù)合型破壞高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究[D]. 馬春德.中南大學(xué) 2010
[7]引洮工程紅層軟巖隧洞工程地質(zhì)研究[D]. 劉小偉.蘭州大學(xué) 2008
[8]紅層巖土中水的物理化學(xué)效應(yīng)及其工程應(yīng)用研究[D]. 郭永春.西南交通大學(xué) 2007
[9]軟巖各向異性滲透特征及力學(xué)特征的試驗(yàn)研究[D]. 閆小波.同濟(jì)大學(xué) 2007
[10]紅層軟巖崩解性及其路基動(dòng)力變形特性研究[D]. 劉曉明.湖南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]紅層軟巖鐵路隧道劣化分析及長期安全性評(píng)價(jià)[D]. 殷召念.西南交通大學(xué) 2018
[2]大斷面富水泥巖隧道受力特性及仰拱底鼓機(jī)理研究[D]. 樊純壇.蘭州交通大學(xué) 2017
[3]蘭州紅砂巖地層深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)選及變形規(guī)律研究[D]. 徐信.蘭州交通大學(xué) 2017
[4]巴東組紫紅色泥巖風(fēng)化分帶與剪切蠕變特性研究[D]. 范志軍.中國地質(zhì)大學(xué) 2016
[5]青藏高原東北部苦海沉積粘土礦物記錄的末次冰消期以來的環(huán)境變化研究[D]. 趙黎.西北師范大學(xué) 2015
[6]婁衡高速公路紅砂巖崩解實(shí)驗(yàn)及路塹邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 劉翰辭.長沙理工大學(xué) 2015
[7]紅層軟巖遇水軟化的微細(xì)觀機(jī)理研究[D]. 宋磊.西南交通大學(xué) 2014
[8]衡桂高速紅砂巖路基填筑技術(shù)及沉降變形研究[D]. 楊梁.長沙理工大學(xué) 2013
[9]紅層泥巖崩解機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 呂學(xué)偉.西南交通大學(xué) 2013
[10]水對(duì)泥質(zhì)紅砂巖的影響研究[D]. 曾清林.華南理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3695213
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究主要內(nèi)容
1.4 論文研究主要思路
第二章 泥巖的工程地質(zhì)特性
2.1 概述
2.2 泥巖的物質(zhì)組成
2.2.1 礦物成分
2.2.2 化學(xué)成分
2.3 微觀結(jié)構(gòu)
2.4 泥巖的物理水理性質(zhì)
2.4.1 巖石密度
2.4.2 含水率
2.4.3 吸水性
2.4.4 軟化性
2.4.5 膨脹性
2.4.6 耐崩解性
2.5 泥巖的其他工程特性
2.6 本章小結(jié)
第三章 紅層泥巖濕熱崩解試驗(yàn)研究
3.1 概述
3.2 試驗(yàn)方案的確定
3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br> 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.3 試驗(yàn)方案
3.2.4 試驗(yàn)步驟
3.3 室內(nèi)浸水試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.1 新鮮樣在不同濕熱條件下的浸水試驗(yàn)
3.3.2 風(fēng)干樣在不同濕熱條件下的浸水試驗(yàn)
3.3.3 烘干樣在不同濕熱條件下的浸水試驗(yàn)
3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析
3.4 干濕循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果及分析
3.4.1 不同濕熱條件下的干濕循環(huán)試驗(yàn)
3.4.2 干濕循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果分析
3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析
3.4.4 干濕循環(huán)崩解試驗(yàn)驗(yàn)證分析
3.5 本章總結(jié)
第四章 紅層泥巖的崩解分形與機(jī)理應(yīng)用
4.1 概述
4.2 分形理論
4.2.1 分形理論簡介
4.2.2 分形的幾個(gè)概念
4.2.3 分形的定義
4.2.4 分形的應(yīng)用
4.3 分形維數(shù)的計(jì)算
4.3.1 分維數(shù)計(jì)算方法
4.3.2 紅層泥巖的分形維數(shù)計(jì)算
4.4 紅層泥巖的崩解機(jī)制
4.4.1 水與紅層泥巖崩解作用
4.4.2 成巖作用與紅層泥巖崩解作用
4.4.3 微觀結(jié)構(gòu)與紅層泥巖崩解作用
4.4.4 干濕循環(huán)次數(shù)與紅層泥巖崩解特性的關(guān)系
4.4.5 溫度與紅層泥巖崩解特性的關(guān)系
4.5 紅層泥巖填料的工程應(yīng)用
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利
附錄B 攻讀學(xué)位期間參加的科研課題項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溫、濕度對(duì)粉砂質(zhì)泥巖單軸力學(xué)性能的影響試驗(yàn)[J]. 付宏淵,陳鏡丞,曾鈴,邱祥. 土木工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]考慮荷載與浸水條件的預(yù)崩解炭質(zhì)泥巖變形與強(qiáng)度試驗(yàn)[J]. 付宏淵,劉杰,曾鈴,卞漢兵,史振寧. 巖土力學(xué). 2019(04)
[3]溫壓條件下蒙脫石水化的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 張亞云,陳勉,鄧亞,金衍,盧運(yùn)虎,夏陽. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(10)
[4]某高速公路路基紅色泥巖微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究[J]. 許天祥,李元松,肖尊群,司馬丹琪,張家銘. 路基工程. 2017(06)
[5]泥巖耐崩解性和顆粒粒徑相關(guān)性的試驗(yàn)研究[J]. 王浪,鄧輝,鄧通海,朱俊杰. 長江科學(xué)院院報(bào). 2017(08)
[6]炭質(zhì)泥巖路堤填料崩解性試驗(yàn)研究[J]. 曾鈴,付宏淵,周功科,謝琳. 中外公路. 2015(02)
[7]皖南山區(qū)紅砂巖崩解特性的試驗(yàn)研究[J]. 吳迎雷,沈銀斌,朱大勇,姚華彥,周玉新. 工程與建設(shè). 2015(01)
[8]高溫后圍壓對(duì)花崗巖變形和強(qiáng)度特性的影響[J]. 徐小麗,高峰,張志鎮(zhèn). 巖土工程學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]三軸CT條件下預(yù)崩解炭質(zhì)泥巖路堤填料的細(xì)觀試驗(yàn)[J]. 曾鈴,付宏淵,賀煒,何忠明,周功科. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[10]礦物成分強(qiáng)度對(duì)巖石單軸抗壓強(qiáng)度的影響[J]. 張威,劉新義,鄭小燕. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2012(30)
博士論文
[1]爆破—地下水協(xié)同作用下板巖隧道圍巖性質(zhì)劣化機(jī)理研究[D]. 李波.中國地質(zhì)大學(xué) 2017
[2]甘肅紅層工程地質(zhì)特性與邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 王騎虎.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[3]介孔有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合顆粒的合成及結(jié)構(gòu)研究[D]. 祖雷.延邊大學(xué) 2014
[4]煤礦深部開采底板突水機(jī)理研究[D]. 張樂中.長安大學(xué) 2013
[5]湘西紅砂巖順層邊坡穩(wěn)定可靠度分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D]. 周斌.中南大學(xué) 2010
[6]深部復(fù)合型破壞高應(yīng)力軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究[D]. 馬春德.中南大學(xué) 2010
[7]引洮工程紅層軟巖隧洞工程地質(zhì)研究[D]. 劉小偉.蘭州大學(xué) 2008
[8]紅層巖土中水的物理化學(xué)效應(yīng)及其工程應(yīng)用研究[D]. 郭永春.西南交通大學(xué) 2007
[9]軟巖各向異性滲透特征及力學(xué)特征的試驗(yàn)研究[D]. 閆小波.同濟(jì)大學(xué) 2007
[10]紅層軟巖崩解性及其路基動(dòng)力變形特性研究[D]. 劉曉明.湖南大學(xué) 2006
碩士論文
[1]紅層軟巖鐵路隧道劣化分析及長期安全性評(píng)價(jià)[D]. 殷召念.西南交通大學(xué) 2018
[2]大斷面富水泥巖隧道受力特性及仰拱底鼓機(jī)理研究[D]. 樊純壇.蘭州交通大學(xué) 2017
[3]蘭州紅砂巖地層深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)選及變形規(guī)律研究[D]. 徐信.蘭州交通大學(xué) 2017
[4]巴東組紫紅色泥巖風(fēng)化分帶與剪切蠕變特性研究[D]. 范志軍.中國地質(zhì)大學(xué) 2016
[5]青藏高原東北部苦海沉積粘土礦物記錄的末次冰消期以來的環(huán)境變化研究[D]. 趙黎.西北師范大學(xué) 2015
[6]婁衡高速公路紅砂巖崩解實(shí)驗(yàn)及路塹邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 劉翰辭.長沙理工大學(xué) 2015
[7]紅層軟巖遇水軟化的微細(xì)觀機(jī)理研究[D]. 宋磊.西南交通大學(xué) 2014
[8]衡桂高速紅砂巖路基填筑技術(shù)及沉降變形研究[D]. 楊梁.長沙理工大學(xué) 2013
[9]紅層泥巖崩解機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 呂學(xué)偉.西南交通大學(xué) 2013
[10]水對(duì)泥質(zhì)紅砂巖的影響研究[D]. 曾清林.華南理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3695213
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