采旭东：兰武铁路白垩系泥岩工程地质特性研究
兰武铁路白垩系泥岩工程地质特性研究
宋旭东
（中铁第五龄察设计院集团有限公司，北京102600）
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摘要：泥岩是由粘土矿物固化而成的况积岩，多具有膨胀性，对隧道和路墅工程有较大的影响。对兰武铁路永登地区泥岩工程特性进行了初步研究，阐速了泥岩的物质构成、物理力学指标，分析了泥岩的膨胀特性，并提出了针对性的工程措施和建议。
关键调：泥岩；膨胀性；工程措施
中图分类号：P642
0引言
文献标志码：A
兰武铁路永登段地处中低山地区，庄浪河水系在此形成宽谷阶地地貌，铁路多依山行走在阶地之上，白垩系泥岩出露于较低的山岭斜坡或埋藏于宽谷第四系冲积层之下。对于泥岩物质组成的复杂性，工程性质的特殊性，目前研究尚不充分，而工程特性又与路堑边坡坡率、桥染基础形式的选择及隧道工程断面和衬砌的设计均有紧密联系，因此，开展对泥岩工程特
性的研究，具有较强的现实意义。 1泥岩的野外特征及分布情况
本区白垩系泥岩多呈紫红色、浅红色，泥质结构，层理不明显，节理、裂隙发育，新鲜断面可见钙质斑点，泥岩出露的山坡岩体风化严重，呈碎块状，表层成土状，与砂岩、页岩呈互层状，由于泥岩较之砂岩、页岩风化严重，在岩层出露地区，可见明显的差异风化，形成明显的凹凸地貌。
河容地区泥岩之上覆盖层为第四系黄土、碎石类
土，覆盖层厚度一股在5~15m之闻，百垩系地层与第四系地层呈不整合接触，泥岩厚度达50~60m。 2泥岩矿物组成
泥岩的物质成份来源复杂，主要由基质和胶结物两大部份组成，胶结物包裹着基质，其中基质中含有大量粘土矿物。
泥岩粘土矿物成分鉴定表明，本地区泥岩粘土矿
收搞日期：2011=0321
作者简介：宋旭东（1964-），男，甘肃景泰人。高级工程师，主
要从事铁路地质技术与管理工作。E-mail：tongxudong@dy. en.
文章编号：10038825(2011)04011304
物含量以伊利石居多，绿泥石、高岭石其次，蒙脱石最少（表1），这不同于别的地区泥岩，反映在泥岩特性上也有本地区特点。对工程影响较大的粘土矿物主要有蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石，这些矿物都具有膨胀晶格（文中以下所说的粘土矿物特指蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石），也是泥岩具膨胀性主要原因；胶结物的组成也相当复杂，主要含有游离的氧化铁、氧化铝以及易溶盐、碳酸盐等；胶结物分为水溶性和水稳性矿物，水溶性有助于岩石吸水膨胀，本地区泥岩具有亲水性这种性质与胶结物中水溶性矿物为主分不开的。
表1
粘土矿物含量
绿泥石+
分布范册 00029 DK85+500 DK85+500 DK101+300
蒙脱石 7 ~ 34 9 ~15
3泥岩物理力学特性
伊利石 30 ~65 50 ~ 65
高岭石 25 ~ 48
30 ~35
% 占样本比例 98
85
泥岩通常都具有膨胀性，遇水软化、易崩解，单轴抗压强度、承载力低等特征，这些特征是由泥岩的物质构成所决定的"），反过来对物理力学指标的相关规律总结和研究，能够更全面认识泥岩，更好地为有关工程服务并提出有关对策，表2为有关岩石试验数据。
泥岩强度目前通常采用单轴抗压强度来表示，在表2中可以看出泥岩天然单轴抗压强度值较低，这与泥岩中矿物成份和颗粒（主要为石英和长石）大小、成岩的环境等多种因素有关，但不能仅凭矿物成份分