南寧盆地灰色泥巖力學(xué)參數(shù)復(fù)原的試驗設(shè)計與研究.pdf

1、隨著近年南寧城市建設(shè)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(chǔ)工程問題就越來越復(fù)雜，基礎(chǔ)深度越來越大，高、重建構(gòu)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(xué)參數(shù)間的關(guān)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(shè)計一些室內(nèi)試驗而且又能行之有效的解決主要因素對泥巖力學(xué)參數(shù)的影響，從而達到“反饋”、“復(fù)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(xué)性質(zhì)的因素分析入手，以找到影響泥巖性質(zhì)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(jié)構(gòu)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(yīng)力狀態(tài)與水巖相互作

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

4、力學(xué)性質(zhì)變異存在必然聯(lián)系，并可通過對試樣進行預(yù)壓固結(jié)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(zhì)。因此，在室內(nèi)設(shè)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(zhì)變化的根本原因。擾動對泥巖結(jié)構(gòu)的影響在宏觀上表現(xiàn)出來的是壓縮性增大，可恢復(fù)變形的減小，且所有宏觀上表現(xiàn)出來的不可逆和力學(xué)性能的降低歸根結(jié)底是其結(jié)構(gòu)損傷的結(jié)果。擾動后泥巖表現(xiàn)出一種欠固結(jié)性，對泥巖性質(zhì)的影響通過前期固結(jié)壓力的衰減而反映

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