探讨分析红层地质特性及其边坡破坏防治__墨水学术,论文发表,发表(2)

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体薄片下观察到由灰岩屑及长石碎屑被溶形成粒内溶孔,面孔率高达45%。
2.2.2　膨胀崩解性
红层的一个最显著的特性就是膨胀崩解性,红层的膨胀特性主要是由于红层中含有较多的蒙脱石类粘土矿物。蒙脱石的晶胞是2:1型(或三层型)的结构单位层,相邻的晶胞之间是以相同的原子O2-相接,只有分子键连结,且具有电性相斥作用,水分子容易在晶胞之间浸入,吸水时晶胞间距变大,晶格膨胀,而失水时晶格收缩。红层崩解与粘土矿物的崩解密切相关,红层在开挖后失水变得干燥,当有降雨时红层吸水就很可能会发生崩解。其原因到底就是由于粘土矿物膨胀时受限,在红层内部产生了拉应力,当红层的抗拉强度不足抵抗时就会产生崩解。
2.2.3　红层的强度特征
红层的力学强度主要取决于岩性,岩性不同其强度变化很大,在相同的岩性下,随矿物成分及含量、胶结程度、风化程度不同,其强度也变化较大。表1列举了不同岩性、不同胶结类型及风化作用不同条件下红层强度对比。泥质岩、粘土岩强度较低,而砂岩、砾岩的强度相对较高。对同种岩性的岩石来说,硅质、钙质质胶结的砂岩要比泥质胶结的砂岩强度要高。
红层在吸水后的强度较干燥时下降明显,即红层的软化系数较低,大都小于0.75,其工程性质是比较差的。主要与红层的矿物成分、胶结方式、孔隙性及膨胀崩解性有关,水分子进入粒间间隙而削弱了粒间连结,并可以溶解岩石中的矿物成分如钙质或其它可溶性胶结物来降低红层岩石的强度。 


 
2.2.4　地质构造特征
红层属典型的层状沉积岩,层理构造明显,往往原生结构面是软弱相间的层状结构,其工程地质性质各向异性明显。红层在后期的构造地质应力作用下,形成褶皱、节理、断层等构造形态。层间错动破碎带、断层面及各种结构裂隙在表生改造作用下易形成红层边坡潜在的破坏面。
3　常见的边坡破坏类型及防治方法
红层中发生的主要地质灾害与其自身特殊的矿物组成及地质构造特性密切相关,针对引发灾害的原因提出一些防治的措施。
3.1　红层边坡的主要灾害
3.1.1　崩塌落石
由于红层岩性的多样性和不均匀性,有软弱相间的层状结构,硅质胶结、铁质胶结和钙质胶结的砂岩或砾岩具有较强的抗风化的能力,在近水平的高陡自然斜坡或人工边坡上突出来,而泥岩和页岩泥质胶结为主的岩层等较容易被风化而形成凹槽。
另外强度高的岩层应力高于相对较软的岩层,软硬岩层结合部位往往是剪应力高度集中的部位,在风化作用或人工扰动等外界影响因素下,引起岩体内一侧或两侧的应力释放促使岩体回弹变形的卸荷作用,在较硬岩层中形成密集的卸荷裂隙,当边坡岩体演化到一定程度时就有可能会发生崩塌落石。
3.1.2　风化剥落
在红层地区修建的路基边坡时风化剥落等问题值得重视,路基开挖后红层风化作更加明显,风干和降雨的入渗,使红层反复的失水和吸水而生膨胀崩解,不仅降低了岩体的强度和边坡的稳定性,而且风化剥落产物会堵塞排水侧沟,堵塞路基影响行车,若风化作用继续作用还可以引起边坡崩坍落石等重大灾害。
风化速度随红层岩石中矿物成分及含量、胶结物等的不同而有不同。一般泥质岩石抗风化能力较差,红层中的泥质砂岩裸露10天左右就可出现风化剥落现象, l～3个月在坡面或坡脚就可能有剥落的碎片堆积。
3.1.3　滑坡
红层边坡中发生的滑坡与降雨密切相关。由于红层中砂岩等渗透性较好,降雨沿着孔隙或裂隙下渗,遇到孔率较低、渗透性差泥岩形成隔水挡板时,就会形成上层滞水,不仅增大孔隙水压力,且使得红层岩层间的软弱夹层或风化的层间错动破碎带形成泥化夹层。当岩层层面倾向与边坡坡面倾向大致相同,滑动面沿软弱夹层层面滑动的可能性较大,甚至有可能产生群发性的浅层滑坡。
3.2　防治措施
由于红层中的地质灾害和水的关系密切相关,首先应采用相应的截水、排水及坡面防水屏障等主动防水措施并减少

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