昔格達土工程性質研究概述

王俊峰

摘要：隨著西部大開發(fā)政策的實施，高速公路、隧道等交通建設及水利水電工程都可能會遇到大量分布的昔格達土。昔格達地層巖性因其似土非土、似巖非巖的半成巖特征，具有巖性軟、強度極低、穩(wěn)定性極差等工程性質。昔格達地層上建設高速公路是可行的，并且昔格達混合填料是一種級配良好易壓實的路基填料。自然狀態(tài)下昔格達填料的天然含水量19%即為壓實所需的最優(yōu)含水量;昔格達土中所含的泥質粉砂巖顆粒的粒徑及其含水量決定了填料的壓實特性，泥巖顆粒越細且含水量越小，混合料壓實效果越好。

關鍵詞：昔格達土;路基填料;含水量;壓實特性

1 引言

昔格達地層形成于第四系早期，為靜水河湖相沉積地層，主要由細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖和粉砂質泥巖成韻律互層組成，分布在四川西昌至攀枝花、雅安至瀘定一帶，且各地厚度變化較大。昔格達地層巖性因其似土非土、似巖非巖的半成巖特征，又被工程界稱為昔格達土，具有巖性軟、強度極低、穩(wěn)定性極差等工程性質。

隨著西部大開發(fā)政策的實施，高速公路、隧道等交通建設及水利水電工程都可能會遇到大量分布的昔格達土。為了減少工程棄土和項目投資，保證工程施工的順利進行及安全營運，有必要對昔格達土作為填料的工程地質性質進行詳細研究。

2 昔格達土的物理力學特性

昔格達土主要由細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖和粉砂質泥巖成韻律互層組成。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;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。

細砂巖中砂粒含量較高，有一定透水性，孔隙比中等，飽和度小，可壓縮性較大，遇水不膨脹，干燥時松散;泥質粉砂巖中粉粒含量較高，透水性小，濕時稍有黏性，干時稍有收縮，孔隙比大，飽和度較高，可壓縮性小;粉砂質泥巖以粉粒、黏粒為主，黏粒含量高，透水性很小，濕時具有黏性和可塑性，具滑膩感，干時變得硬而輕，孔隙比大，飽和度高，可壓縮性極小。昔格達組巖層及天然混合料級配良好，除泥質粉砂巖具有較小的膨脹性外其余巖性均無膨脹性，原材料基本物理力學性質指標如表1所示。

3 昔格達土的工程性質

60年代國家對攀枝花進行大規(guī)模建設，昔格達土作為多種建筑的地基土，它的工程性質開始引起工程技術人員的重視，對其研究主要集中在水利、交通等方面。

彭盛恩在昔格達土做為筑壩土料特性的研究中，分析論述了昔格達組粘土巖、細砂巖混合粗粒土的物理力學性質，昔格達組細粒粘土具有干容重小、強度低的不良工程性質。肖榮久通過昔格達粘土的物質成分、微觀結構、昔格達地層的宏觀結構及水文地質結構相結合的研究方法，揭示了渡口地區(qū)昔格達粘土滑坡的發(fā)生規(guī)律和機理，指出昔格達粘土粘膠含量較高，遇水極易膨脹軟化，抗剪強度極易衰減降低。劉恒一在解釋昔格達組粘土巖滑坡對泥石流形成的影響中指出昔格達組粘土巖粘粒含量高，力學強度低，風干狀態(tài)下極易崩解。

隨著攀西地區(qū)發(fā)展和建設的進一步深化，高速公路、高速鐵路等交通基礎設施必將大量地通過昔格達組地層分布區(qū)，僅十三五期間，涼山州就規(guī)劃有西昭、西香等5 條高速公路，因此，對昔格達土混合填料路用性質的研究十分必要。

劉惠軍對昔格達地層的工程特性和用作高速公路路基填料的適宜性進行了研究，發(fā)現(xiàn)在昔格達地層上建設高速公路是可行的，并且昔格達混合填料是一種級配良好易壓實的路基填料。向貴府等研究了含水量變化對昔格達土填料工程性質的影響后認為含水量決定著昔格達土填料的壓實效果和強度，存在一個最優(yōu)含水量接近隨機混合的昔格達填料的天然含水量19%，天然昔格達混合填料是適合于用作路基、壩基填料的，昔格達土混合填料的含水量主要受各巖性組合及其百分含量的控制。余明東研究泥巖含量對昔格達混合料壓實特性的影響后認為昔格達土混合填料是一種級配良好易于壓實的填料，其壓實特性主要由所含的泥質粉砂巖決定，泥巖對混合料壓實特性的影響主要是泥巖顆粒的粒徑及其含水量，泥巖顆粒越細且含水量越小，混合料壓實效果越好。

4 結語

隨著攀西地區(qū)發(fā)展和建設的進一步深化，高速公路、高速鐵路等交通基礎設施必將大量地通過昔格達地層，必然會出現(xiàn)大量工程問題。雖然昔格達土具有巖性軟、強度極低、穩(wěn)定性極差等工程性質，會給工程建設帶來大量難題;但在昔格達地層上建設高速公路是可行的，并且昔格達混合填料是一種級配良好易壓實的路基填料。自然狀態(tài)下昔格達填料的天然含水量19%即為壓實所需的最優(yōu)含水量;昔格達土中所含的泥質粉砂巖顆粒的粒徑及其含水量決定了填料的壓實特性，泥巖顆粒越細且含水量越小，混合料壓實效果越好。

參考文獻：

[1] 向貴府，任光明，聶德新等.含水量對昔格達土填料工程地質性質的影響研究[J].工程地質學報，2004（02）.

[2] 余明東.泥巖含量對昔格達土填料路用性質的影響研究[J].工程地質學報，2017（02）.

[3] 彭盛恩.昔格達粘土的工程地質特性[J].水文地質及工程地質，1986（02）.

[4] 肖榮久.渡口地區(qū)昔格達粘土滑坡發(fā)生機理的探討[J].西安地質學院學報，1986（04）.

[5] 劉恒一.攀西地區(qū)的滑坡和泥石流的關系[J].水土保持通報，1987（01）.

[6] 劉惠軍.昔格達地層、工程特性與用作高速公路路堤填料工藝研究[D]成都：成都理工大學，2004.

（作者單位：西昌學院土木與水利工程學院）