南水北调中线工程第三系软岩工程地质性质研究.pptx
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1、 南水北调中线工程,在总干渠经过的陶岔白河、南水北调中线工程,在总干渠经过的陶岔白河、南水北调中线工程,在总干渠经过的陶岔白河、南水北调中线工程,在总干渠经过的陶岔白河、方城沙河方城沙河方城沙河方城沙河200.6km200.6km渠渠渠渠段,分布有第三系地层。岩性包段,分布有第三系地层。岩性包段,分布有第三系地层。岩性包段,分布有第三系地层。岩性包括粘土岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩和泥灰岩共五种类型。括粘土岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩和泥灰岩共五种类型。括粘土岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩和泥灰岩共五种类型。括粘土岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩和泥灰岩共五种类型。上述岩石饱和单轴抗压强度小于上述岩石饱和单轴抗压强
2、度小于上述岩石饱和单轴抗压强度小于上述岩石饱和单轴抗压强度小于30MPa30MPa30MPa30MPa。根据。根据。根据。根据工程岩工程岩工程岩工程岩体分级标准体分级标准体分级标准体分级标准,它们均属于软岩。,它们均属于软岩。,它们均属于软岩。,它们均属于软岩。勘察查明,上述渠道地面至渠道底板以下勘察查明,上述渠道地面至渠道底板以下勘察查明,上述渠道地面至渠道底板以下勘察查明,上述渠道地面至渠道底板以下5m5m中,由中,由中,由中,由第三系软岩及其与第四系土体组合形成的渠道边坡总长第三系软岩及其与第四系土体组合形成的渠道边坡总长第三系软岩及其与第四系土体组合形成的渠道边坡总长第三系软岩及其与第
3、四系土体组合形成的渠道边坡总长度为度为度为度为63.25km63.25km,占该地区渠道总长度的,占该地区渠道总长度的,占该地区渠道总长度的,占该地区渠道总长度的31.54%31.54%。因此,。因此,。因此,。因此,第三系软岩渠道边坡是该段渠道边坡的主要组成形式;第三系软岩渠道边坡是该段渠道边坡的主要组成形式;第三系软岩渠道边坡是该段渠道边坡的主要组成形式;第三系软岩渠道边坡是该段渠道边坡的主要组成形式;其工程地质性质是南水北调中线工程重要工程地质问题其工程地质性质是南水北调中线工程重要工程地质问题其工程地质性质是南水北调中线工程重要工程地质问题其工程地质性质是南水北调中线工程重要工程地质问
4、题之一。之一。之一。之一。软岩典型地层剖面与岩性软岩典型地层剖面与岩性 研研究究区区草草墩墩河河钻钻孔孔CHC15资资料料揭揭示示,第第三三系系软软岩岩分分布布厚厚度度27.75m,可可划划分分为为12小小层层;岩岩性性依依次次为为粘粘土土岩岩、砂砂砾砾岩岩、泥泥灰灰岩岩、砂砂砾砾岩岩、粉粉细细砂砂岩岩、粘粘土土岩岩、中中粗粗粒粒砂砂岩岩、粘粘土土岩岩、粉粉细细砂砂岩岩、中中粗粗粒粒砂岩和粘土岩,单层厚度砂岩和粘土岩,单层厚度0.67.0m。岩相与沉积建造岩相与沉积建造 根据典型地层剖面,第三系软岩地层分别为根据典型地层剖面,第三系软岩地层分别为河床、河漫滩和湖泊相沉积产物。其中,第三系河床、
5、河漫滩和湖泊相沉积产物。其中,第三系软岩地层中分布的砂砾石及其斜交错层理是典型软岩地层中分布的砂砾石及其斜交错层理是典型河床相产物;含砾细砂岩、中细砂岩是河漫滩相河床相产物;含砾细砂岩、中细砂岩是河漫滩相产物;粘土岩与泥灰岩是湖泊相产物。产物;粘土岩与泥灰岩是湖泊相产物。第三系软岩地层具有明显的河床相到湖泊相第三系软岩地层具有明显的河床相到湖泊相沉积建造和沉积旋回特征,它反映了研究区古地沉积建造和沉积旋回特征,它反映了研究区古地理环境演变的过程。理环境演变的过程。软岩粒度成份软岩粒度成份 岩石粒度成份不仅是岩石分类的基础、沉积岩石粒度成份不仅是岩石分类的基础、沉积环境的标志,而且是决定其工程地
6、质性质的重要环境的标志,而且是决定其工程地质性质的重要因素。因素。研究区粘土岩粒度成分实验成果:粒径小于研究区粘土岩粒度成分实验成果:粒径小于0.005mm粒级的粘粒占有相当大的比例,有粒级的粘粒占有相当大的比例,有75%的实验样品的粘粒含量超过的实验样品的粘粒含量超过30%,最高可达,最高可达52.43%。这说明研究区粘土岩含有较多的高分。这说明研究区粘土岩含有较多的高分散性粘土矿物。散性粘土矿物。矿物成分矿物成分 研究区粘土岩矿物成分研究区粘土岩矿物成分X射线衍射、差热分射线衍射、差热分析测试成果表明,不同粘土岩样本的粘土矿物析测试成果表明,不同粘土岩样本的粘土矿物组成大体相似,即以蒙脱石
7、、伊利石、高岭石组成大体相似,即以蒙脱石、伊利石、高岭石和细分散石英矿物组合为主。其中,蒙脱石和和细分散石英矿物组合为主。其中,蒙脱石和伊利石含量占伊利石含量占3560%,是主要的次生粘土矿,是主要的次生粘土矿物。物。亲水性指标亲水性指标 亲亲亲亲水水水水性性性性指指指指标标标标主主主主要要要要指指指指其其其其液液液液限限限限和和和和塑塑塑塑性性性性指指指指数数数数。从从从从岩岩岩岩石石石石材材材材料料料料的的的的亲亲亲亲水水水水性性性性角角角角度度度度来来来来看看看看,软软软软岩岩岩岩的的的的亲亲亲亲水水水水性性性性越越越越强强强强(即即即即液液液液限限限限越越越越高高高高、塑塑塑塑性性性性
8、指指指指数数数数越越越越大大大大),其膨胀势就越大。实验结果:其膨胀势就越大。实验结果:其膨胀势就越大。实验结果:其膨胀势就越大。实验结果:灰绿色粘土岩灰绿色粘土岩灰绿色粘土岩灰绿色粘土岩液限液限液限液限41.1441.1473.25%73.25%,塑性指数,塑性指数,塑性指数,塑性指数20.3320.3343.4543.45;黄褐色粘土岩黄褐色粘土岩黄褐色粘土岩黄褐色粘土岩液限液限液限液限33.1833.1868.00%68.00%,塑性指数,塑性指数,塑性指数,塑性指数20.1320.1347.8047.80;灰绿色细砂岩灰绿色细砂岩灰绿色细砂岩灰绿色细砂岩液限液限液限液限29.1029.
9、1047.03%47.03%,塑性指数,塑性指数,塑性指数,塑性指数15.8015.8027.1527.15。由上述实验成果不难看出,研究区软岩的含水量和亲水性指由上述实验成果不难看出,研究区软岩的含水量和亲水性指由上述实验成果不难看出,研究区软岩的含水量和亲水性指由上述实验成果不难看出,研究区软岩的含水量和亲水性指标与第四系松散土体的同类指标比较接近,因此,具有与第四系标与第四系松散土体的同类指标比较接近,因此,具有与第四系标与第四系松散土体的同类指标比较接近,因此,具有与第四系标与第四系松散土体的同类指标比较接近,因此,具有与第四系松散土体相似的工程地质性质。松散土体相似的工程地质性质。松
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