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昆明市呈贡新区红粘土物理力学特性研究

杨瑶池  
【摘要】:红粘土以其特殊的物理力学性质区别于一般的粘土,由于经济的飞速发展,在红粘土区域上的工程建设日趋增加,对红粘土的研究也日益深入,取得了一系列的成果。呈贡新区位于昆明盆地的东部边缘,位于小江断裂带与普渡河—西山断裂带夹持的“康滇菱形活动断块”经向构造带的南中部,康滇地轴与滇东台褶带的交汇部位。区内被第四系广泛覆盖,基岩仅局部出露。 呈贡新区红粘土的母岩为碳酸盐岩,母岩经溶蚀和物理化学风化作用形成的溶蚀和风化残余物质在水流作用下搬运至地势低缓处沉积、富集,在后期红土化作用等一系列复杂因素的作用下形成现代红粘土,并可称之为冲积或冲洪积的次生红粘土。地形地貌对红粘土的分布也起到了一定的控制作用。红粘上相对集中地分布在地表岩溶地貌的负地形上,多发育于地形舒缓的剥蚀夷平台地及波状起伏的岩溶盆地。红粘土形成早期的溶蚀和风化残余物质的化学成分与其母岩有相同之处,但在成分的含量上又发生了极大的变化。溶蚀和风化残余物质中Si、Al、Fe的比例逐渐增加,Ca、Mg等母岩中高含量的物质则逐渐减少,在现代红粘土中,钙镁氧化物的含量不足3%。红粘土几乎全由难溶解的成分构成,主要有石英,含铁矿物及粘土矿物三大类,这也与溶蚀和风化残余物质存在较大的差别。红粘土的物理力学性质决定了其特殊的工程地质性质。 通过收集已有的岩土工程勘察资料,对红粘土的物性指标和力学指标的数据进行分析得出:呈贡新区的红粘土具有弱膨胀性、裂隙性、“上硬下软”、高含水量、大孔隙比、低密度、高液限和塑限的特征。在工程中,红粘土具有压实性较差和较高的抗剪强度与承载力的特点。为了进一步研究红粘土物理力学指标之间的相关关系,采用散点图和SPSS软件对力学指标和主要物性指标进行对比相关性分析,得出:(1)孔隙比e为标贯击数N63.5的决定因素,含水量ω、液限ωL重力密度Y次之;(2)锥尖阻力Qc与孔隙比e和含水率ω%存在着相关性,但相关系数均不高,所得关系曲线不可靠。可暂认为锥尖阻力由各因素综合作用决定。(3)由两种分析方法所知,压缩模量Esl-2与各物性指标间的相关性均较低,可认为压缩模量Es1-2由各物性指标共同影响。(4)桩周摩阻力fs与孔隙比e呈现单相关曲线,孔隙比e越大,桩周摩阻力fs越小。(5)内摩擦角φ值与液性指数IL存在一定的相关关系,但回归系数较低,所得的回归曲线可信度不高。因此可以认为内摩擦角与本文所选指标间均无显著的线性关系。


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