泥质白云岩物理力学参数试验研究

张 毅

(贵州大学土木工程学院，贵州 贵阳 550025)

1 泥质白云岩的定义

白云岩的矿物成分主要有碳酸钙、碳酸镁、二氧化硅、氧化钙、氧化镁等。针对于白云岩的分类有很多种，泥质白云岩是其中一种，它是由颗粒直径d＜0.005mm 的白云石构成，其相关的结构比较均匀，大多数的泥质白云岩都有微小的层理产状，并且大多是原生白云岩[1]。

2 泥质白云岩的物理性质

泥质白云岩的物理性质是指岩石的含水率、容重、孔隙率等基本属性[2-4]。

2.1 泥质白云岩的含水率试验

1） 仪器设备

烘箱、干燥器、天平、称量盒、水槽。

2） 试样准备

（1） 测定岩石天然含水率的试样不仅需要现场采取，而且相关的试样在采取、运输、保存和制备的过程中，岩石的含水率变化不要超过1%。

（2） 对于试验岩样的质量应该满足规范凡要求，控制在40g≤m≤200g。进行试验的一组岩样最少有5 个，本次试验共15 个岩样。

3） 试验相关步骤

（1） 选取15 个称量盒，然后将称量盒放入烘箱内烘干，将称量盒放进干燥器内冷却至室温，称取不同盒子的重量m0。

（2） 将岩样放进烘干至衡量的称量盒内，称量烘干前的试验岩样和称量盒的总的质量m1。

（3） 把称量盒和岩样共同放入烘箱中，试验设定的烘干温度为105℃≦T≦110℃，岩样的烘干时间为12≦h≦24。

（4） 将从烘箱中取出来的称量盒放入到干燥器中降到室温，称量烘干后的试验岩样和称量盒的总的质量m2。

（5） 待天然含水率试验结束后，将岩样放入盛水容器中，分阶段往水槽中注水，分别是注水至岩样1/4 高度、1/2高度、3/4 高度，每个阶段分别间隔2 个小时，6h 后将水加至高出岩样顶部20mm，之后在等待48h。

（6） 取出浸泡岩样，用湿布擦去岩样表面的水分，称量饱和岩样质量m3。

4） 试验结果

通过试验得出，泥质白云岩的天然含水率在0.1%~0.6%，其饱和含水率在0.7%~2.1%，将得出的试验结果与现场采样环境以及对试样外观的基本观察结合分析，现场的泥质白云岩偏向于砂质泥岩的范畴。

2.2 泥质白云岩容重试验

1） 仪器设备

烘箱、干燥器、天平、细线、量筒、石蜡及石蜡加热器。

2） 试样准备

（1） 测定岩石天然容重的试样不仅需要现场采取，而且相关的试样在采取、运输、保存和制备的过程中，岩石的含水率变化最好不要超过1%。

（2） 制备的岩样不宜过大，为了能够顺利进行之后的体积测量，进行试验的每组岩样不能少于5 组，本次试验共15个岩样。

3） 试验相关步骤

（1） 将选取好的15 个天然状态下的泥质白云岩岩样进行称量，天然的泥质白云岩岩样质量m1。

（2） 将称量完成的岩样进行蜡封。

（3） 针对于蜡封完成的岩样量取体积，先往量筒内注入一定体积的水V1，然后在将蜡封好的岩样放进水中，此时得到水和岩样的总体积V2。

4） 试验结果

通过试验得出，泥质白云岩的天然容重在10~45kN/m3，其饱和容重在10~44kN/m3。根据资料显示泥质白云岩的容重为24.79kN/m3，而试验结果显示白云岩的天然容重的平均值为29.86 kN/m3，饱和容重的平均值为30.53 kN/m3，明显高于泥岩的容重，表明现场采集的泥质白云岩的含泥量比较低，导致其容重值比较高。

2.3 泥质白云岩的孔隙率试验

1） 仪器设备

密度瓶、天平、轧石机、研钵、孔径为0.3mm 的筛子、烘箱、干燥器、漏斗、中骨匙、温度计等。

2） 试样准备

取代表性岩样用钢锤子手工捣碎，然后进一步碾碎，使之粉碎成为能够通过0.3mm 筛孔的岩粉。

3） 试验相关步骤

（1） 将制备好的岩粉放在器皿中，然后将其放入温度为105℃≦T≦110℃的烘箱中，进行6≦h≦12h 的烘干至衡量，将其放在干燥器中冷却至室温在使用。

（2） 每组取四份试样，每份试样都为15g（m1）。

（3） 用漏斗灌入洗干净并且烘干的密度瓶中，然后向瓶中注入半瓶的纯净水试液，然后摇动瓶子使岩粉与试液很好的融合。

（4） 采用煮沸法排除气体。

（5） 将排除气体的瓶子取出来冷却至室温，擦干瓶子外的液体，在向瓶子中加入试液，待瓶口处的悬浊物澄清后将瓶塞盖好 排除多余的液体，称其质量m3。

（6） 清理密度瓶，然后加入试液至密度瓶中，塞好瓶塞后，清除多余试液，立即称量其质量m2。

4） 试验结果

根据试验结果可知，泥质白云岩的颗粒密度为2.8~3.2g/cm3，孔隙率为0.7%~10.9%。据资料显示泥岩的颗粒密度为2.75gcm3，由此可知本试验的岩样中的颗粒密度还是比较接近泥岩的范围的，但是比泥岩稍微大了一点，说明本试验岩样中的含泥量还是偏低的。

3 结语

泥质白云岩的天然含水率在0.1%~0.6%，其饱和含水率在0.7%~2.1%，现场的泥质白云岩偏向于砂质泥岩的范畴；泥质白云岩的天然容重在10~45kN/m3，其饱和容重在10~44kN/m3，现场采集的泥质白云岩的含泥量比较低，导致其容重值比较高；泥质白云岩的颗粒密度为2.8~3.2g/cm3，孔隙率为0.7%~10.9%，本试验的岩样中的颗粒密度还是比较接近泥岩的范围的，但是还是比泥岩稍微大了一点，这说明本试验岩样中的含泥量还是偏低的。