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泥岩主要由粘土矿物和长石、石英等其他矿物组成。而粘土矿物中包含了大量亲水性极强的细微颗粒,这些细微的粘土颗粒,极易受到水、压力和温度等外界因素的影响,改变泥岩自身的状态和物化性质,使其工程性能发生变化。鉴于泥岩特殊的工程特性,对其贵黄高速二叠系泥岩的矿物成分和元素组成进行分析,了解其结构特征,并根据膨胀性、崩解性、软化性研究方向,进行相应的试验,研究该地区泥岩工程特性的变化规律及其原因。通过本次研究工作,取得如下成果:(1)贵黄高速沿线二叠系泥岩矿物成分大都由粘土矿物和碎屑矿物组成,粘土矿物主要包括蒙脱石、伊利石和高岭石等亲水性矿物;碎屑矿物主要有石英、长石和云母。随着岩石风化的进行,长石、石英等稳定矿物的含量逐渐降低。泥岩中主要的氧化物有SiO2、Al2O3、Fe2O、K2O、Na2O和CaO,其中活动性弱的氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3含量占88.72%91.12%。(2)随着风化程度的增强,泥岩的密度、抗压强度、抗拉强度和点载荷强度显著下降,孔隙率、吸水率明显提高,风化作用极大地削弱了泥岩的工程性能。(3)多次干湿循环后,强风化、中风化泥岩的软化系数分别为0.31和0.36,贵黄高速沿线二叠系泥岩遇水具有明显的软化性,其中强风化泥岩的抗软化能力要弱于中风化泥岩。(4)通过自由膨胀率、侧向约束自由膨胀率和膨胀力试验,判定贵黄高速二叠系泥岩的膨胀特性。强风化泥岩为弱膨胀性岩,中风化泥岩为非膨胀岩。泥岩遇水的膨胀过程,可以分为三个阶段:首先为膨胀急剧阶段,此阶段变形曲线呈直线,膨胀剧烈;其次为膨胀缓慢阶段,此阶段泥岩的各膨胀变形曲线(自由膨胀率、侧向约束膨胀率和膨胀力)呈直线为外凸弧线,膨胀减速;最后为膨胀稳定阶段,此阶段,岩石的膨胀变形缓慢,最后,达到稳定。(5)室内静置崩解试验和室外淋水崩解试验表明:随着干湿循环次数的增加,泥岩裂纹发育的速度变快,崩解量逐渐增加。强风化泥岩的崩解程度,随着干-湿循环次数的增加,比中风化泥岩要剧烈的多。平行于层理面的裂隙(侧面裂纹),发育的速度和强度明显高于垂直于层理面的裂隙(表面裂纹)。(6)经过本次的试验性研究,认为项目区二叠系泥岩中,强风化泥岩的工程特性较差,中风化泥岩的工程特性一般,在开展边坡工程和桥梁工程时,需进行加固处理。整体上,该项目的可行性较高,适宜建设。