基于分形理論的粉砂質(zhì)泥巖酸雨崩解特征研究*

趙曉彥 李昆鵬 肖 典 曾彩云 張 良

(①西南交通大學(xué)地質(zhì)工程系， 成都 610031， 中國) (②中國農(nóng)業(yè)銀行總行研發(fā)中心成都研發(fā)部， 成都 610031， 中國)

0 引 言

黏土巖廣泛分布于地球表面(楊坤光等， 2009)，由于富含蒙脫石、伊利石等水敏性礦物，易吸水劣化。循環(huán)降雨條件下的崩解是該類巖石主要的劣化形式。深入認(rèn)識并定量刻畫黏土巖的崩解特征，對合理評價(jià)其物理力學(xué)性質(zhì)及工程特性至關(guān)重要，關(guān)系到巖土體穩(wěn)定性計(jì)算及支擋工程設(shè)計(jì)中關(guān)鍵參數(shù)的合理取值，是工程建設(shè)亟待解決的問題之一(譚羅榮， 2001; 曲永新， 2014； Vlastelica et al.，2018)。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對于黏土巖崩解特征的研究主要集中于以下方面：(1)考慮不同環(huán)境條件下黏土巖的崩解特征，如：Erguler et al.(2009)、張丹等(2012)、梁冰等(2016)分別對不同類型黏土巖進(jìn)行干濕循環(huán)、水熱循環(huán)、凍融循環(huán)條件下崩解試驗(yàn)，并對黏土巖崩解速率進(jìn)行比較。(2)崩解程度描述，如：Admassu et al.(2016)、 Gautam et al.(2013)利用崩解結(jié)束后殘余試樣的百分比含量作為巖石耐久性指標(biāo)，對崩解程度進(jìn)行刻畫； 曾志雄等(2017)基于統(tǒng)計(jì)熵原理，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)熵能較好地描述黏土巖在干濕循環(huán)作用下崩解顆粒特征及崩解程度； 申培武等(2017)通過Matlab數(shù)字圖像處理，認(rèn)為黏土巖的圓形度變化特征與巖石耐久性指標(biāo)關(guān)聯(lián)程度極高。(3)黏土巖崩解機(jī)制分析，如：譚羅榮(2001)基于強(qiáng)度理論，認(rèn)為黏土巖的崩解是由于巖體在蒸發(fā)、吸水過程中不均勻收縮和膨脹所導(dǎo)致，表層出現(xiàn)拉應(yīng)力，巖體最外層被剝離形成崩解； 趙明華等(2003)從微觀角度討論，認(rèn)為黏土巖主要造巖礦物蒙脫石、伊利石等，由于比表面積較大及親水性較強(qiáng)，浸水時(shí)引起水分向巖石孔隙中運(yùn)動(dòng)而誘發(fā)黏土巖的膨脹、軟化和最終崩解。……