摘 要：四川地區(qū)內(nèi)分布著一些紅層砂泥巖，其表現(xiàn)出的特性包括了巖性軟弱、層理發(fā)育、各向異性、遇水容易崩解和軟化的特征，本文就該巖石的巖石強度試驗做簡要分析，此次試驗中，首先采集了試驗的樣品，然后經(jīng)過運輸和加工，最后到實驗室試驗，對各向數(shù)據(jù)進行整理，充分展示了一次完整的巖石強度試驗過程，對于未來的工程項目地質(zhì)勘測工作具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：四川；紅層；巖石；強度試驗；探討

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0182-02

在一些工程項目開始之前，需要對工程所在地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖石構(gòu)成做詳細的勘察，其中非常重要的一個環(huán)節(jié)就是巖石強度試驗，該試驗可以將該地巖體的物理力學特性指標提取出來，是勘察地質(zhì)情況的重要手段與技術(shù)支撐。整個試驗過程中必須依照相關(guān)試驗規(guī)程的具體要求進行操作，必須運用同其相適應(yīng)的方法和手段，才能保證試驗結(jié)果是合理的、準確的、可靠的。下面內(nèi)容就四川地區(qū)紅層的砂泥巖做巖石強度試驗，通過一系列方法，檢測出其巖石物理力學特點，在工程施工方面有著極大的意義。

1 采集運輸試驗樣品和試件加工

四川地區(qū)的紅層巖石具有獨特性質(zhì)，包括了巖體的均一性不好、膠結(jié)物的變化較大、膠結(jié)形式的變化大、巖相巖性不穩(wěn)定等。巖石在同一個層位下，不同的部位，有著不同的物理力學性質(zhì)；因為存在裂隙、節(jié)理、層理以及另外一些不連續(xù)的結(jié)構(gòu)面的影響，同一個巖石塊，方向不一樣，也會存在差異。所以，試樣的采集工作比較困難，采樣工作者需要同地質(zhì)工程師以及試驗工程師做充分的溝通，并且在現(xiàn)場的指導(dǎo)下，才能進行采樣。

該區(qū)域內(nèi)紅層中有砂巖和泥巖，砂巖一般是較軟巖到軟巖，而泥巖一般是軟件到極軟巖。如果巖石的含水量出現(xiàn)了變化，也就是俗話說的出現(xiàn)了干濕交替，這時就容易出現(xiàn)崩解軟化，尤其是軟到極軟的巖石，假設(shè)其部分水分失去，或者沒能達到充分的飽和，就會出現(xiàn)開裂崩解或者軟化崩解的問題，這對采樣有著極高標準的要求，就必須及時采樣，并快速臘封，采集時要保證有足夠數(shù)量的軟巖試樣，在搬運巖樣的過程中，必須要保證沒有振動的運輸。

巖石強度試驗的重要環(huán)節(jié)之一就是試件加工，巖石樣品的采集、臘封、包裝、運輸都有著嚴格的標準，到了試件加工環(huán)節(jié)，如果失敗，那么以前的努力將付之東流，后果是無法挽回的，試驗工作人員要全程指導(dǎo)并參與到試件加工環(huán)節(jié)。巖石樣品可能會在采集和運輸過程中，受到損傷，因此，加工環(huán)節(jié)要更加小心，必須要保證試件數(shù)量和質(zhì)量達到要求。試件形狀、試件直徑、試件高徑比、試件切面平整度、試件軸向加力、試件層面交角都會影響到試驗的效果，試件加工的工作必須保證試驗工作人員指導(dǎo)，并親自參與制作，才能保證試樣質(zhì)量，進而保證后續(xù)試驗結(jié)果有一個較高的質(zhì)量。

2 試驗操作

試驗過程中，試驗操作人員必須要對試驗有一個準確理解，并把握好規(guī)程，操作精心。

2.1 軟質(zhì)巖的飽和抗壓強度試驗

該地區(qū)內(nèi)紅層巖石，多以軟巖存在，尤其是泥巖，對其做飽和與單軸的抗壓強試驗時，必須依照最新標準將試驗樣品在水中浸泡足夠48h，在浸泡中很多容易出現(xiàn)問題，比如沒能等到浸泡時間達到，試件就已經(jīng)出現(xiàn)了軟化的狀態(tài)，被水破壞掉，這就不能上機試驗。但是原位飽和的承載試驗，因為會受到外部環(huán)境和時間的限制，無法實施數(shù)量足夠的原位試驗，所以，考慮實施天然狀態(tài)的抗壓試驗去代替飽和抗壓強度試驗，是非常有必要的。真正進行試驗時，可以做一些原位試驗，然后對比原位試驗的結(jié)果和室內(nèi)試驗的結(jié)果，接下來可以取折減的結(jié)果值；或者依據(jù)試驗規(guī)程標準推薦巖石含水量同抗壓強度關(guān)系，換算出飽和狀態(tài)下的抗壓強度；還可以對直接提供出的試件，處于天然狀態(tài)下，具有怎樣的單軸抗強度，直接提供給工程師，讓其作為工作依據(jù)。

2.2 軟質(zhì)巖的抗壓強度試驗和加載速率

巖石具有怎樣的單軸抗壓強度，會跟隨巖石試件所承受的加載速率變化而變化，換言之，加載速率會影響巖石單軸抗壓強度試驗值。如果出現(xiàn)了過高的加載速率，那么通過沖撞試驗得出抗壓強度數(shù)值，就會高于在緩慢加載速率下得出的試驗數(shù)值。我國關(guān)于巖石力學試驗的相關(guān)標準中規(guī)定了，加載速率一般控制在0.5～1MPa/s之間。尤其在當前這類試驗中，更要嚴格遵循這一標準。

2.3 抗壓強度同接觸面進行摩擦

對于不同試件巖石端面，在試驗加載時，試件具體應(yīng)力分布是不同的，對于其抗壓強度測定同樣會受到影響，到底會受到何種影響，就要看試件同承壓板間到底是多少摩擦系數(shù)。單軸抗壓試驗時，就必須減小試件同壓力機端面實際摩擦力，這樣端面就可以有著較小的圓周向和徑向的膨脹，促使其盡可能平均分布應(yīng)力。

2.4 試件的加載軸力方向

巖石的抗壓強度同加載軸力方向有著密切的關(guān)系。此次試驗中的巖石具有一定特點，其中明顯的就是各向異性，因此各個方向上得到的抗壓強度試驗值是不同的，將同樣一個加載力作用到斜交層面、平行層面、垂直層面上時，會得到不同的抗壓強度，存在差異，并且差異較大。因此，試驗必須嚴格依照工程師的要求進行，包括加載軸向和層面夾角試驗，并將其在報告中做詳細說明。

3 分析試驗資料并整理

3.1 整理巖性不均一的試驗成果

該類試驗的巖石對像具有較多特點，試驗工作人員要對造成特性的原因和其具體物理力學特點做針對性了解，因此，必須對試驗成果進行整理，將反應(yīng)出巖石性質(zhì)特點的結(jié)果整理到一起，才能更好地滿足試驗工程的要求。例如，巖石地層是白堊系，其構(gòu)成主要是泥質(zhì)膠結(jié)，還有一些Ca2+的鈣質(zhì)膠結(jié)。通過試驗就可以看出，即使是同一個組別的試件，其最后的試驗結(jié)果也會有所不同，其抗壓強度表現(xiàn)出倍數(shù)差異，對其做巖化分析，就會得出泥質(zhì)膠結(jié)的抗壓強度與鈣質(zhì)膠結(jié)的抗壓強度相比，要低得多。整理人員通過和地質(zhì)工程師進行溝通交流，然后分類整理膠結(jié)不同類型砂巖的試驗結(jié)果，將其確定為最終的地質(zhì)參考數(shù)據(jù)。

3.2 整理各向異性試驗成果

四川地區(qū)的紅層砂泥巖與其他地區(qū)有著明顯的不同，層理發(fā)育、某方向的節(jié)理發(fā)育、各種特異性均有著不同的地方。如果對于其認識不夠充分，對其資料整理沒能做到有效的區(qū)別，試驗結(jié)果就會存在被浪費的可能性，并且存在工程項目施工事故的問題。比如某水電工程項目，因為對于該地巖石的特異性特征，缺少一個充分地認識，巖石強度試驗中，只進行了垂直層面試驗，得出的結(jié)論是其抗壓強度符合要求?？墒窃诤笃谑┕ぶ?，發(fā)現(xiàn)了一些分層經(jīng)過了碾壓之后，堆石的填筑體出現(xiàn)了很嚴重的表面細化，再次進行抗壓強試驗，得出其并不符合要求。因為在實際施工中，對于巖石的施力，并不在一個方向，會從各個方面施力，必須做各個方向的試驗，并整理各向異性試驗成果。

3.3 整理存在缺陷巖石的試驗成果

紅層巖石中會有一些層面富集云母的砂泥巖和頁巖，這些巖石或多或少存在缺陷。想要準確地獲得這類巖石的物理力學參數(shù)，要對其缺陷有著明確的認識，還必須運用專門的試驗方法進行試驗，并整理出該類型巖石的試驗成果。比如說，對于該類巖石，其飽和單軸抗壓強度不能滿足地基承載力，因此提出了運用原位承載試驗，并取天然狀態(tài)的單軸抗壓強度，對其進行對比分析，然后綜合比較，選取合適的試驗值，才能滿足試驗?zāi)康囊蟆?/p>

4 結(jié)束語

綜上所述，四川地區(qū)紅層的砂泥巖做巖石強度試驗，必須要保證整個試驗過程中依照相關(guān)試驗規(guī)程的具體要求進行操作，必須運用同其相適應(yīng)的方法與手段，才能保證試驗結(jié)果是合理的、準確的、可靠的。實際工作中，經(jīng)過一系列試驗，才可以準確檢測出其巖石物理力學特點，對于工程施工方面有著極大的意義。

參考文獻

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收稿日期：2018-4-13

作者簡介：唐根文（1972-），男，助理工程師，從事巖石試驗及工程監(jiān)測工作。