全风化花岗岩的结构性及压缩性试验研究
全风化花岗岩的结构性及压缩性试验研究
摘要:全风化花岗岩作为一种独特的花岗岩材质,已逐渐深入到现代化建设的各个领域。本文对全风化花岗岩受扰动的结构特性、取样的方法及扰动性进行细致的分析,并对取样试验及原位试验压缩性指标进行一系列深入的对比探究。
关键词:全风化花岗岩;结构性;压缩性
花岗岩类岩石是大陆上分布最广泛的岩石之一,是构成陆壳的基础。在陆壳形成过程中,花岗岩占十分重要的地位,花岗岩在我国东部沿海、东南部、海南省分布十分广泛,其地表出露面积约占这些地区总面积的五分之一。全风化花岗岩天然孔隙比差异性较大,此类土具有灰黄色、褐黄色、灰褐色夹灰白色物斑点,风化呈硬塑~坚硬土状、砂土状,有些呈硬塑偏软塑土状,结构松散,含水量较高,呈现黏土状,土样的粗细颗粒的差异比较大。地下孔隙水位埋藏较浅,在沟槽地段一般在0.5~3.0 m,主要受大气降水和地表水补给,水位随季节动态变化较明显。全风化岩“似土非岩”,其性质与原岩完全不同,但与一般沉积土体亦有很大差别。为能够准确把握其压缩特性及分析这些特性物理量间的关系,对深圳地铁5号线全风化花岗岩饱和地基土进行一维固结压缩试验,研究其应力与孔隙比减少量和应力—应变—时间之间关系。
1、全风化花岗岩研究现状
全风化花岗岩是花岗岩体在物理化学及生物等风化营力作用下,使其结构、成分性质等产生了不同程度变异的岩石。其矿物成分与原岩相比虽有本质的改变,但多保留在原位并具有它的原始性状,其原生矿物主要有石英、长石、云母等,原体矿物的晶体形状、硬度和力学强度不同,构成的砂粒形状有明显差别,不同大小、不同形状砂粒组成的砂土含有的孔隙大小和孔隙率显然也不相同。风化花岗岩的工程特性不仅与其母岩花岗岩而且与其受到的风化作用有关,因此,不同地区的风化花岗岩的工程性质存在较大差异,其土体的均一性差、结构性强(包括抗剪强度、压缩性、透水性、毛细性等的差异)。全风化花岗岩具有“似土非岩”的性质,其性质与原岩完全不同,但与一般沉积土体亦有很大差别。以往及当前对花岗岩全风化的研究主要集中在以下几个方面:全风化花岗岩的分类研究;全风化花岗岩的物理力学特性研究;作为建筑物持力层的研究;全风化花岗岩边坡治理方面的研究;全风化花岗岩作为填料的试验研究。
2、全风化花岗岩受扰动的结构特性
在静荷载作用下,全风化花岗岩石结构各层的应力、变形和基层底面的拉应变与荷载呈线性关系,且全风化花岗岩石和基层的回弹模量越小,应力和变形越大。在动荷载作用下,全风化花岗岩石结构各层的最大动应力、回弹变形以及基层底面的拉应变与荷载值呈线性关系,且全风化花岗岩石和基层的回弹模量越小,动应力越大。当静荷载与动荷载的峰值相同时,动荷载作用下全风化花岗岩石结构各层的应力、变形与底基层底面的拉应变均大于静荷载作用下的应力、变形和