攀枝花地区昔格达地层岩土工程特性

张志彬 张宇静

攀枝花地区昔格达地层岩土工程特性

张志彬 张宇静

通过对攀枝花地区昔格达组粘土岩及粉砂岩的室内土工试验,分析了昔格达地层岩土工程特性,得出昔格达地层作为路基或建筑物边坡时,如果防水问题处理好,其自稳性较高。

地层,物理特性,工程特性

1 昔格达地层简介

昔格达地层主要分布于我国西南地区,是一套半成岩,也是一种工程性质较差的极软岩。主要由灰黄色、灰绿色、灰黑色的河湖相粘土、粉砂质粘土、粉砂及中粗砂组成。

昔格达组原名“混旦层”,由常隆庆(1937年)命名,时代归属为上新世。1958年袁复礼根据该层出露地点在昔格达村,故改称为昔格达层,并据岩性具有纹泥特征,1956年中国区域地层会议后改为“混旦组”。将其时代归属于第四纪中、后期。1965年曾忻耕称为昔格达组。同时,四川地质局区测队将其时代定为早更新世。1977年第四纪冰川队和西南地震烈度队根据气候地层学对地层的划分,同意将昔格达组归入早更新世。1978年四川省区域地层表编写组据地层之间的关系将其划为上新统。李有恒等(1978年)认为上部黄色堆积层属下更新统,下部灰色堆积层中含有第三纪植物化石应属上新统上部,并将后者另拟名为安宁河组。1988年陈富斌、赵永涛根据古地磁测定,确定其属高斯正向极性时 ～松山反向极性时,年龄约为 3.29Ma～1.78Ma,属上新世 ～早更新世[3]。

由于昔格达组沉积物中缺乏生物化石,地层出露不全,而且缺乏可靠的定年手段,昔格达组的研究还较为肤浅,尚存在许多问题[1],昔格达组地层在沉积环境、物质来源及成岩作用等方面具有特殊性,不同地区昔格达组既有共性,又具有差异性。

2 昔格达地层特征

为查明昔格达地层物理特性,在攀枝花地区采取了多处岩样,取样地点主要为攀枝花市炳三区机场路、西区清香坪、东风、仁和区四处。对采取岩样进行主要颗粒级配、矿物组成及化学组成、胶结物成分、胶结类型、膨胀性以及常规物理力学性质分析。

2.1 颗粒分级

颗粒分级见表 1。

表1 颗粒分析一览表

2.2 矿物及化学组成

昔格达组粘土岩的矿物成分以伊利石为主,高岭石、绿泥石次之,此外,还含有石英及铁的氧化物,及少量蒙脱石等。昔格达组粉砂岩主要矿物是石英、长石、方解石,其次含有绿帘石、角闪石和磁铁矿等。粘土岩和粉砂岩的化学成分以 SiO2为主,依次有Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,K2O等[2]。

2.3 胶结物成分

昔格达组粘土岩及昔格达组粉砂岩的胶结类型均为接触性胶结[4]。

2.4 膨胀性研究

通过膨胀性试验研究表明,昔格达组粘土岩的自然膨胀率最大值达 72%,平均值 41%,而攀枝花“昔格达地层”中肉红色及紫红色粘土(岩)自由膨胀率为 50%～66%,属于中等膨胀性质,浅黄及黑色粘土无膨胀性。“昔格达地层”粉砂岩无膨胀性。

2.5 物理性质

通过一系列常规土工实验测得昔格达组的饱和度、孔隙比、比重、天然密度、天然含水量、液限、塑限、液性指数、塑性指数、压缩模量、内聚力、内摩擦角等指标,详见表 2。

表2 昔格达地层物理性质指标

3 结语

通过以上土工实验分析,昔格达地层具有以下工程特性：

1)昔格达组粘土岩颗粒成分以粉粒为主,粒间空隙较大,粉砂岩颗粒成分以砂粒为主,粒间空隙较小。2)从膨胀性实验可以看出,昔格达组粘土岩具有弱膨胀性,昔格达组粉砂岩无膨胀性。3)从物理力学性质看出,昔格达组泥岩和粉砂岩均属中等压缩土层,由于昔格达地层形成较新,没有完成沉积成岩作用,是一套弱胶结半成岩地层,因而表现出似土非土,似岩非岩的力学性质,正是这种独特的力学性质特征导致了其性质不稳定、易滑等工程地质特征。

综上,昔格达地层岩性软弱,为极软岩,半固结,水稳性较差,工程性质亦较差,但昔格达地层大部分产状平缓,因此昔格达地层作为路基或建筑物边坡时,如果防水问题处理得好,其自稳性较高。

[1]王书兵,赵志中,乔彦松,等.泸定昔格达组时代认定与古环境[J].第四纪研究,2006,26(3)：257-264.

[2]杨 碧,范柱国,刘文连,等.攀钢钒钛钢铁新基地昔格达地层岩土工程特性研究[J].科学技术与工程,2010,10(4)：973-976.

[3]张永治.攀西地区昔格土综述[J].攀枝花大学学报,1995(1)：75-78.

[4]文丽娜,朱学雷,白志勇,等.西攀高速公路新九地区昔格达地层岩土特性[J].公路,2005(7)：83-85.

[5]GB/T 50123-1999,土工试验方法标准[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

张志彬(1983-),男,工程师,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,四川成都 610081

张宇静(1981-),女,工程师,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,四川成都 610081