攀枝花地區(qū)昔格達(dá)地層巖土工程特性

張志彬 張宇靜

攀枝花地區(qū)昔格達(dá)地層巖土工程特性

張志彬 張宇靜

通過對攀枝花地區(qū)昔格達(dá)組粘土巖及粉砂巖的室內(nèi)土工試驗(yàn),分析了昔格達(dá)地層巖土工程特性,得出昔格達(dá)地層作為路基或建筑物邊坡時(shí),如果防水問題處理好,其自穩(wěn)性較高。

地層,物理特性,工程特性

1 昔格達(dá)地層簡介

昔格達(dá)地層主要分布于我國西南地區(qū),是一套半成巖,也是一種工程性質(zhì)較差的極軟巖。主要由灰黃色、灰綠色、灰黑色的河湖相粘土、粉砂質(zhì)粘土、粉砂及中粗砂組成。

昔格達(dá)組原名“混旦層”,由常隆慶(1937年)命名,時(shí)代歸屬為上新世。1958年袁復(fù)禮根據(jù)該層出露地點(diǎn)在昔格達(dá)村,故改稱為昔格達(dá)層,并據(jù)巖性具有紋泥特征,1956年中國區(qū)域地層會(huì)議后改為“混旦組”。將其時(shí)代歸屬于第四紀(jì)中、后期。1965年曾忻耕稱為昔格達(dá)組。同時(shí),四川地質(zhì)局區(qū)測隊(duì)將其時(shí)代定為早更新世。1977年第四紀(jì)冰川隊(duì)和西南地震烈度隊(duì)根據(jù)氣候地層學(xué)對地層的劃分,同意將昔格達(dá)組歸入早更新世。1978年四川省區(qū)域地層表編寫組據(jù)地層之間的關(guān)系將其劃為上新統(tǒng)。李有恒等(1978年)認(rèn)為上部黃色堆積層屬下更新統(tǒng),下部灰色堆積層中含有第三紀(jì)植物化石應(yīng)屬上新統(tǒng)上部,并將后者另擬名為安寧河組。1988年陳富斌、趙永濤根據(jù)古地磁測定,確定其屬高斯正向極性時(shí) ～松山反向極性時(shí),年齡約為 3.29Ma～1.78Ma,屬上新世 ～早更新世[3]。

由于昔格達(dá)組沉積物中缺乏生物化石,地層出露不全,而且缺乏可靠的定年手段,昔格達(dá)組的研究還較為膚淺,尚存在許多問題[1],昔格達(dá)組地層在沉積環(huán)境、物質(zhì)來源及成巖作用等方面具有特殊性,不同地區(qū)昔格達(dá)組既有共性,又具有差異性。

2 昔格達(dá)地層特征

為查明昔格達(dá)地層物理特性,在攀枝花地區(qū)采取了多處巖樣,取樣地點(diǎn)主要為攀枝花市炳三區(qū)機(jī)場路、西區(qū)清香坪、東風(fēng)、仁和區(qū)四處。對采取巖樣進(jìn)行主要顆粒級配、礦物組成及化學(xué)組成、膠結(jié)物成分、膠結(jié)類型、膨脹性以及常規(guī)物理力學(xué)性質(zhì)分析。

2.1 顆粒分級

顆粒分級見表 1。

表1 顆粒分析一覽表

2.2 礦物及化學(xué)組成

昔格達(dá)組粘土巖的礦物成分以伊利石為主,高嶺石、綠泥石次之,此外,還含有石英及鐵的氧化物,及少量蒙脫石等。昔格達(dá)組粉砂巖主要礦物是石英、長石、方解石,其次含有綠簾石、角閃石和磁鐵礦等。粘土巖和粉砂巖的化學(xué)成分以 SiO2為主,依次有Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO,K2O等[2]。

2.3 膠結(jié)物成分

昔格達(dá)組粘土巖及昔格達(dá)組粉砂巖的膠結(jié)類型均為接觸性膠結(jié)[4]。

2.4 膨脹性研究

通過膨脹性試驗(yàn)研究表明,昔格達(dá)組粘土巖的自然膨脹率最大值達(dá) 72%,平均值 41%,而攀枝花“昔格達(dá)地層”中肉紅色及紫紅色粘土(巖)自由膨脹率為 50%～66%,屬于中等膨脹性質(zhì),淺黃及黑色粘土無膨脹性?！拔舾襁_(dá)地層”粉砂巖無膨脹性。

2.5 物理性質(zhì)

通過一系列常規(guī)土工實(shí)驗(yàn)測得昔格達(dá)組的飽和度、孔隙比、比重、天然密度、天然含水量、液限、塑限、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、壓縮模量、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等指標(biāo),詳見表 2。

表2 昔格達(dá)地層物理性質(zhì)指標(biāo)

3 結(jié)語

通過以上土工實(shí)驗(yàn)分析,昔格達(dá)地層具有以下工程特性：

1)昔格達(dá)組粘土巖顆粒成分以粉粒為主,粒間空隙較大,粉砂巖顆粒成分以砂粒為主,粒間空隙較小。2)從膨脹性實(shí)驗(yàn)可以看出,昔格達(dá)組粘土巖具有弱膨脹性,昔格達(dá)組粉砂巖無膨脹性。3)從物理力學(xué)性質(zhì)看出,昔格達(dá)組泥巖和粉砂巖均屬中等壓縮土層,由于昔格達(dá)地層形成較新,沒有完成沉積成巖作用,是一套弱膠結(jié)半成巖地層,因而表現(xiàn)出似土非土,似巖非巖的力學(xué)性質(zhì),正是這種獨(dú)特的力學(xué)性質(zhì)特征導(dǎo)致了其性質(zhì)不穩(wěn)定、易滑等工程地質(zhì)特征。

綜上,昔格達(dá)地層巖性軟弱,為極軟巖,半固結(jié),水穩(wěn)性較差,工程性質(zhì)亦較差,但昔格達(dá)地層大部分產(chǎn)狀平緩,因此昔格達(dá)地層作為路基或建筑物邊坡時(shí),如果防水問題處理得好,其自穩(wěn)性較高。

[1]王書兵,趙志中,喬彥松,等.瀘定昔格達(dá)組時(shí)代認(rèn)定與古環(huán)境[J].第四紀(jì)研究,2006,26(3)：257-264.

[2]楊 碧,范柱國,劉文連,等.攀鋼釩鈦鋼鐵新基地昔格達(dá)地層巖土工程特性研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2010,10(4)：973-976.

[3]張永治.攀西地區(qū)昔格土綜述[J].攀枝花大學(xué)學(xué)報(bào),1995(1)：75-78.

[4]文麗娜,朱學(xué)雷,白志勇,等.西攀高速公路新九地區(qū)昔格達(dá)地層巖土特性[J].公路,2005(7)：83-85.

[5]GB/T 50123-1999,土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[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

張志彬(1983-),男,工程師,中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川成都 610081

張宇靜(1981-),女,工程師,中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川成都 610081