南寧盆地灰色泥巖力學參數(shù)復原的試驗設計與研究.pdf

1、隨著近年南寧城市建設的快速發(fā)展，許多高聳建筑物猶如雨后春筍般出現(xiàn)，所涉及到的基礎工程問題就越來越復雜，基礎深度越來越大，高、重建構物往往選擇第三系泥巖作為地基持力層或樁基持力層。因此不可避免地涉及到泥巖巖土參數(shù)的確定問題。由于泥巖生成及賦存環(huán)境的特殊性和后期人類工程活動擾動等各類因素的相互作用下，使得泥巖試驗參數(shù)具有很大的離散性、變異性，在工程實踐中往往會表現(xiàn)出很大的不確定性與模糊性。因此研究因素與泥巖力學參數(shù)間的關系及相互作用就顯得尤

2、為重要，以便提供真實、準確、可靠的巖土參數(shù)。并依據(jù)現(xiàn)有儀器設計一些室內試驗而且又能行之有效的解決主要因素對泥巖力學參數(shù)的影響，從而達到“反饋”、“復原”或“回歸”真實的泥巖巖土參數(shù)的目的。 基于上述目的，本文從影響泥巖力學性質的因素分析入手，以找到影響泥巖性質的主要因素。利用主要因素作為模擬因子進行模擬試驗，模擬泥巖取樣的擾動過程，以結構分析作為分析的平臺，對試驗進行正反對比分析。本次研究的主要因素有：泥巖的應力狀態(tài)與水巖相互作

3、用。基于泥巖結構，分析取樣過程中的擾動引發(fā)泥巖性質變異問題：一是研究基于水巖相互作用下結構的變化分析以及泥巖的力學性質變化；二是研究基于應力釋放對樣品的擾動，并在結構的平臺上從能量角度分析卸荷作用下的結構變異程度及對結構的改變方式；三是研究基于水與應力擾動兩個因素的聯(lián)合作甩下，結構的變化方式，以及水巖作用發(fā)生的先后順序、路徑對結構的影響及對力學參數(shù)的作用。本文從泥巖的天然應力歷史狀態(tài)及取樣卸荷應力狀態(tài)分析出發(fā)，得出卸荷擾動一結構損傷一

4、力學性質變異存在必然聯(lián)系，并可通過對試樣進行預壓固結來消除絕大部分由于鉆探過程中對泥巖試樣擾動而引起的回彈，改善泥巖的性質。因此，在室內設計了多類型試驗進行研究。 試驗研究表明擾動作用是引起泥巖性質變化的根本原因。擾動對泥巖結構的影響在宏觀上表現(xiàn)出來的是壓縮性增大，可恢復變形的減小，且所有宏觀上表現(xiàn)出來的不可逆和力學性能的降低歸根結底是其結構損傷的結果。擾動后泥巖表現(xiàn)出一種欠固結性，對泥巖性質的影響通過前期固結壓力的衰減而反映

5、出來，其中宏觀裂紋的形成往往是結構損傷高度集中的結果。 水巖作用對原始狀態(tài)下泥巖性質的影響程度很小，此時水巖作用對泥巖的力學效應并未表現(xiàn)出“負的力學效應”，而在卸荷擾動環(huán)境下，卻表現(xiàn)出巨大的“負的力學效應”，水巖作用的巖石宏觀力學效應就是從結構變化導致宏觀力性學質發(fā)生改變的。水與應力擾動兩因素的聯(lián)合作用下，強度大幅度降低。反復變化的擾動作用使粒間的連接和相互作用產生“疲勞”現(xiàn)象，膠結連接力出現(xiàn)所謂“老化”現(xiàn)象，最終導致泥巖結構