不同pH条件下红层泥岩崩解特性研究

研究红层泥岩在不同酸碱环境中的崩解特性对保障红层泥岩人工边坡、地基工程的安全性十分重要。通过开展pH为3,7,11条件下红层泥岩的崩解试验,深入了解了红层泥岩在不同酸碱环境下的崩解现象,分析了干湿循环后红层泥岩粒径级配特征、不均匀系数、曲率系数、比表面积增量及崩解率及崩解比的变化规律,揭示了红层泥岩在不同pH条件下的崩解机制。研究表明：pH=3时,红层泥岩崩解现象最剧烈,裂缝出现最早,贯通速率最快;干湿循环后粒径级配均表现出大颗粒减小,小颗粒增多;与pH=7相比,pH=3和11的环境对红层泥岩崩解后颗粒的不均匀系数及曲率系数影响更加明显,增长幅度更大;红层泥岩崩解率与崩解比的变化速率在不同酸碱环境中从大到小依次为pH=3>pH=11>pH=7;在酸性条件下,红层泥岩的比表面积增幅最快,远高于碱性和中性环境。研究成果可为红层泥岩边坡及地基的稳定性分析及工程实践提供参考。     

乌东德库区小汊头红层滑坡形成机制研究

乌东德库区具有红层库段滑坡密集发育的特点，以库区小汊头滑坡为例，探究古堰塞湖的形成对库区红层滑坡孕育发展的影响。采取红层岩样进行矿物分析与矿物鉴定，将砂岩和砾岩放入去离子水中浸泡，分析不同浸泡阶段岩体的微观结构及溶解的离子浓度，并测量泥岩在干湿循环下的波速变化，并运用GeoStudio数值模拟软件计算流固耦合作用下边坡的破坏过程。研究表明：砂岩和砾岩中含有石膏，遇水易溶解形成溶蚀孔洞，渗透性增强；浸泡液中SO₄^2-离子浓度最大，其次是Ca²⁺、Na⁺,石膏为主要溶解矿物；4次干湿循环后泥岩表面有部分薄层脱落，微裂隙生成，波速明显减小；滑坡变形模式为滑移-压制拉裂，滑坡破裂面为阶梯状，在该模式下泥岩作为控滑层面，使砂岩在变形过程中内部形成上窄下宽的裂缝并不断向上扩展延伸，直至斜坡岩体发生失稳破坏。     

基于多源遥感技术的红层滑坡识别与监测研究

红层滑坡具有分布广泛、隐蔽性强、突发性高、识别难度大等特点，采用多源时序InSAR技术和光学遥感技术对四川省成都市龙泉山地区开展滑坡隐患识别，并以郑家房子滑坡为典型点开展时序监测分析，以揭示其变形规律。结果表明：基于时序InSAR技术共识别出9处滑坡地质灾害隐患点，ALOS-2数据的识别效果优于Sentinel-1数据；InSAR监测显示郑家房子滑坡变形具有周期性，变形区间与汛期重合，最大形变速率为-40 mm/a,最大变形量为134 mm。结合现场调查分析，该滑坡在强降雨等诱发因素下可能发生大规模失稳，直接威胁坡体居民区和村道，建议在雨季加强持续性监测。     

西南红层泥岩填料膨胀变形宏-微观响应机制

为探究红层泥岩填料的宏观膨胀与微观特征的响应关系，通过有荷、无荷膨胀性试验分析了不同膨胀性泥岩填料的膨胀时程曲线；采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜试验(SEM)研究了泥岩填料的矿物组分和微观结构，从而建立以微观特征参数为中间变量的宏观变形与微观结构定量关系。结果表明：在无荷条件下，泥岩填料膨胀率为泥岩的28.3倍，且膨胀率随蒙脱石掺量呈指数增长；与无荷膨胀率相比，有荷膨胀率显著降低，蒙脱石掺量越高，膨胀率降低速率越慢。试验后黏土矿物含量增加了4.57%,随蒙脱石掺量增加，结晶度和平均晶粒尺寸分别降低18.1%和16.5 nm,几何特征参数与蒙脱石掺量呈线性关系，蒙脱石含量越高，孔径为1～2μm的孔隙数量越多，且膨胀率与微观特征参数之间呈显著指数增长关系。     

红层软岩区浅埋隧洞开挖爆破及振动监测技术

十四五期间，国家大力发展水利工程，保障国民及工业用水安全，仅2022年国家确立的水利工程方面的投资目标就达8?000×108元。向家坝灌区作为国家确立的172项节水供水重大水利工程之一，灌区开发任务以灌溉为主，兼顾城乡生活、工业供水。设计灌溉面积348.85×104亩（习惯亩），并补充灌区内145个城镇（包括8座县）和443.61×104农村人口的生产生活用水，并向自贡、内江市区和隆昌县城供水。     

不同热处理温度下红层泥岩的失重–膨胀机制研究

为了研究川东上沙溪庙组红层泥岩在不同热处理温度下的质量、裂隙、孔隙、微观结构及膨胀性能的变化规律，开展不同温度热处理实验，采用场发射电子显微镜、N₂吸附孔隙测定及数字化放射影像实验(DR)，对热处理岩样的微观结构差异性、细观孔隙特征及宏观裂隙发育规律进行研究，获取岩样烘干过程的质量变化与膨胀规律，以揭示热处理对泥岩膨胀机制的影响。结果表明：(1)随着热处理温度的升高，岩样质量损失呈现快速失水–缓慢失水及缓慢失水2种模式，上沙溪庙组红层泥岩中水分完全排出需要>130℃的热处理温度；(2)高温热处理出现黏土矿物层间张开及沿层断裂的现象，而低温热处理多为层内断裂，热处理温度对热处理后宏观裂隙的贡献度低于原生裂隙；(3)随着热处理温度的降低，孔隙内0.5～2 nm的细小颗粒明显增多，在110℃时该颗粒物数量达到峰值。热处理温度对微观孔隙尺寸影响明显，与天然状态的孔隙单峰分布相比，高温热处理后孔隙分布呈现双峰的规律；(4)低温处理下呈现出宏观裂隙控制型，而高温处理下呈现出宏观裂隙‐微观孔隙控制型的膨胀模式，且提高热处理温度可显著提高快速膨胀阶段的曲线斜率及最终膨胀量。...     

饱和红层泥岩填料动力及耗散能特性试验研究

路基基床变形控制是保证高速铁路线路平顺性的重要前提之一，基床变形由外部荷载和路基填料动力特性决定。通过不同围压和动应力下的动三轴试验研究了饱和红层泥岩填料动力及能量耗散特性，结果表明：饱和红层泥岩填料的累积变形、应变速率和等效模量具有内在相关性，可通过状态边界面表征。围压变化将引起状态边界面形状和大小的改变，动应力则决定了填料动力响应在状态边界面中的位置。填料耗散能具有两阶段特征，先随振次增加而衰减随后到达稳定状态。填料的累积变形、变形速率和等效模量与耗散能大小有关，同样可通过状态边界面表征，耗散能则受动应力水平影响。当相对能量水平低于20%，填料累积变形最终能够稳定，处于动力稳定状态；当相对能量水平位于20%～60%，填料处于动力临界状态；而当相对能量水平高于60%，填料的长期稳定性无法保证，处于动力失稳状态。     

红层及其地质灾害研究

红层是指各地质历史时期沉积的红色岩系的总称，是典型的“易滑地层”，在强降雨过程中很容易产生群发性地质灾害。通过总结国内外红层发育分布和主要特性研究成果发现，红层的性质受控于沉积建造，红层岩石物理力学性质和水理性质等都与其沉积环境密切相关。红层岩石具有较强的流变性和较强的亲水性，遇水易膨胀、崩解、泥化和软化。分析、总结了红层地区的主要地质灾害类型，重点介绍砂泥岩互层地区平推式滑坡和平缓浅层土质滑坡的成因机制。结果表明，降雨过程中雨水快速进入砂岩中的竖向裂缝形成的静水压力是平推式滑坡的主要驱动力，同时地下水对砂泥岩接触界面或软弱夹层的长期泥化和饱水软化使底滑面强度大幅降低，也是导致大型平推式滑坡发生的主要原因。另外，砂泥岩互层特殊的岩性组合形成的特殊斜坡水文地质条件也是滑坡易发的重要原因。平缓红层区坡残积层中存在大气影响深度和基覆界面存在界面效应，是导致强降雨期间群发性浅层土质滑坡发生的主要原因，并由此决定了滑体的厚度。最后探讨了红层地质灾害的风险防控措施，认为通过数学力学分析结合现场观测与室内试验，建立物理预警模型，是红层滑坡预警的有效途径。而红层地区滑坡则应坚持以排水为主、抗滑支档为辅...