Question

泥质岩的工程地质特性

Answer 1

滇藏铁路沿线的中新生代泥质岩分布比较广泛，主要分布在滇西北的大理、鹤庆松桂、丽江拉石海南、德钦奔子栏等以及西藏境内的芒康盐井、邦达等地。由于泥质岩常具有不良的工程特性且在铁路沿线分布广泛，在野外工作期间，对滇藏铁路沿线典型的中新生界泥质岩进行了系统调查和采样，并进行了主要工程地质特性的试验测试，样品测试结果具有一定的代表性（表12-5）。

表12-5 滇藏铁路沿线泥质岩工程性质测试结果

一、泥质岩的粒度组成和粘土矿物成分

采用移液管法对滇藏铁路沿线部分泥质岩的粒度进行了分析，结果表明：各时代的泥质岩粘粒含量普遍较低，＜0.005 mm粘粒含量大多低于20%，仅少量样品的粘粒含量超过20%；同一时代的泥质岩粒度也有较大差异（表12-5）。

粘土矿物成分对泥质岩性质的影响是相当显著的。测试结果表明，铁路沿线泥质岩的粘土矿物成分主要是低活性、非膨胀或低混层比的微膨胀性粘土矿物，而贫单矿物蒙脱石和中-高混层比伊利石/蒙脱石、绿泥石/蒙脱石混层矿物（表12-6，图12-5）。

表12-6 泥质岩＜2 μm粒组粘土矿物定量测试结果

图12-5 大理新顺砖厂泥岩＜2 μm粒组的X-射线衍射曲线

二、泥质岩的胶结作用和膨胀性判别

泥质岩成岩胶结作用不仅控制和影响岩石的膨胀势，而且控制和影响岩石的强度和风化耐久性，即随着胶结程度的升高，强度增大、耐久性增强。为此，我们对所采集的泥质岩样品进行了胶结程度测试分析，结果表明，滇藏铁路沿线的泥质岩大多数为中等和强胶结，仅个别为弱胶结（表12-5），因而具有较高的强度和风化耐久性。但是应当看到，泥质岩边坡开挖后仍表现出较强的风化剥落现象，因此在工程上采取必要的抗风化设计是必要的。

采用有效蒙脱石含量和成岩胶结系数联合判别的方法对泥质岩的膨胀势进行判别。大量测试结果表明，中国膨胀性岩土有效蒙脱石含量下限一般为8%～10%（曲永新等，2000）。随着有效蒙脱石含量的增高，膨胀势将急剧增大。根据有效蒙脱石含量测试结果，滇藏铁路沿线的侏罗系、三叠系泥质岩的有效蒙脱石含量整体在4.00%～4.64%之间，低于膨胀岩的下限；结合泥质岩的成岩胶结系数进行判别，滇藏铁路滇西北段除了个别侏罗系、白垩系泥质岩具有微-弱膨胀性以外，其他时代较老的泥质岩总体上具有较好的工程地质特性。但是，有时由于结构的差异，泥质岩的工程性质差异较大，因此当粘粒含量高或破碎程度较高的泥质岩作为隧道围岩或边坡时，必须给以高度重视，工程施工中尽量减少扰动，并采取必要防护措施。