攀枝花地區昔格達地層巖土工程特性

張志彬 張宇靜

攀枝花地區昔格達地層巖土工程特性

張志彬 張宇靜

通過對攀枝花地區昔格達組粘土巖及粉砂巖的室內土工試驗,分析了昔格達地層巖土工程特性,得出昔格達地層作為路基或建筑物邊坡時,如果防水問題處理好,其自穩性較高。

地層,物理特性,工程特性

1 昔格達地層簡介

昔格達地層主要分布于我國西南地區,是一套半成巖,也是一種工程性質較差的極軟巖。主要由灰黃色、灰綠色、灰黑色的河湖相粘土、粉砂質粘土、粉砂及中粗砂組成。

昔格達組原名“混旦層”,由常隆慶(1937年)命名,時代歸屬為上新世。1958年袁復禮根據該層出露地點在昔格達村,故改稱為昔格達層,并據巖性具有紋泥特征,1956年中國區域地層會議后改為“混旦組”。將其時代歸屬于第四紀中、后期。1965年曾忻耕稱為昔格達組。同時,四川地質局區測隊將其時代定為早更新世。1977年第四紀冰川隊和西南地震烈度隊根據氣候地層學對地層的劃分,同意將昔格達組歸入早更新世。1978年四川省區域地層表編寫組據地層之間的關系將其劃為上新統。李有恒等(1978年)認為上部黃色堆積層屬下更新統,下部灰色堆積層中含有第三紀植物化石應屬上新統上部,并將后者另擬名為安寧河組。1988年陳富斌、趙永濤根據古地磁測定,確定其屬高斯正向極性時 ～松山反向極性時,年齡約為 3.29Ma～1.78Ma,屬上新世 ～早更新世[3]。

由于昔格達組沉積物中缺乏生物化石,地層出露不全,而且缺乏可靠的定年手段,昔格達組的研究還較為膚淺,尚存在許多問題[1],昔格達組地層在沉積環境、物質來源及成巖作用等方面具有特殊性,不同地區昔格達組既有共性,又具有差異性。

2 昔格達地層特征

為查明昔格達地層物理特性,在攀枝花地區采取了多處巖樣,取樣地點主要為攀枝花市炳三區機場路、西區清香坪、東風、仁和區四處。對采取巖樣進行主要顆粒級配、礦物組成及化學組成、膠結物成分、膠結類型、膨脹性以及常規物理力學性質分析。

2.1 顆粒分級

顆粒分級見表 1。

表1 顆粒分析一覽表

2.2 礦物及化學組成

昔格達組粘土巖的礦物成分以伊利石為主,高嶺石、綠泥石次之,此外,還含有石英及鐵的氧化物,及少量蒙脫石等。昔格達組粉砂巖主要礦物是石英、長石、方解石,其次含有綠簾石、角閃石和磁鐵礦等。粘土巖和粉砂巖的化學成分以 SiO2為主,依次有Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,K2O等[2]。

2.3 膠結物成分

昔格達組粘土巖及昔格達組粉砂巖的膠結類型均為接觸性膠結[4]。

2.4 膨脹性研究

通過膨脹性試驗研究表明,昔格達組粘土巖的自然膨脹率最大值達 72%,平均值 41%,而攀枝花“昔格達地層”中肉紅色及紫紅色粘土(巖)自由膨脹率為 50%～66%,屬于中等膨脹性質,淺黃及黑色粘土無膨脹性。“昔格達地層”粉砂巖無膨脹性。

2.5 物理性質

通過一系列常規土工實驗測得昔格達組的飽和度、孔隙比、比重、天然密度、天然含水量、液限、塑限、液性指數、塑性指數、壓縮模量、內聚力、內摩擦角等指標,詳見表 2。

表2 昔格達地層物理性質指標

3 結語

通過以上土工實驗分析,昔格達地層具有以下工程特性：

1)昔格達組粘土巖顆粒成分以粉粒為主,粒間空隙較大,粉砂巖顆粒成分以砂粒為主,粒間空隙較小。2)從膨脹性實驗可以看出,昔格達組粘土巖具有弱膨脹性,昔格達組粉砂巖無膨脹性。3)從物理力學性質看出,昔格達組泥巖和粉砂巖均屬中等壓縮土層,由于昔格達地層形成較新,沒有完成沉積成巖作用,是一套弱膠結半成巖地層,因而表現出似土非土,似巖非巖的力學性質,正是這種獨特的力學性質特征導致了其性質不穩定、易滑等工程地質特征。

綜上,昔格達地層巖性軟弱,為極軟巖,半固結,水穩性較差,工程性質亦較差,但昔格達地層大部分產狀平緩,因此昔格達地層作為路基或建筑物邊坡時,如果防水問題處理得好,其自穩性較高。

[1]王書兵,趙志中,喬彥松,等.瀘定昔格達組時代認定與古環境[J].第四紀研究,2006,26(3)：257-264.

[2]楊 碧,范柱國,劉文連,等.攀鋼釩鈦鋼鐵新基地昔格達地層巖土工程特性研究[J].科學技術與工程,2010,10(4)：973-976.

[3]張永治.攀西地區昔格土綜述[J].攀枝花大學學報,1995(1)：75-78.

[4]文麗娜,朱學雷,白志勇,等.西攀高速公路新九地區昔格達地層巖土特性[J].公路,2005(7)：83-85.

[5]GB/T 50123-1999,土工試驗方法標準[S].

On features of rock projectsw ith Xigeda strata in Panzhihua area

ZHANG Zhi-bin ZHANG Yu-jing

According to the indoor civil experiments on clay rock of Xigeda group and slit layer in Panzhihua area,the paper analyzes the features for the rock projectswith Xigeda strata,and concludes the self stability can be higher,if the waterp roof problems are solved,when Xigeda strata is used as the roadbed or the side slope for the buildings.

strata,physical feature,engineering features

TU452

A

1009-6825(2011)03-0061-02

2010-10-05

張志彬(1983-),男,工程師,中國建筑西南勘察設計研究院有限公司,四川成都 610081

張宇靜(1981-),女,工程師,中國建筑西南勘察設計研究院有限公司,四川成都 610081