红层软岩微观结构与抗剪强度关系实验分析.pdf

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1、第27卷第3期现代地质V01．27No．32013年6月GEOSCIENCEJun．2013红层软岩微观结构与抗剪强度关系实验分析王迎春，陈剑(中国地质大学工程技术学院，北京100083)摘要：红层软岩属于滑坡、崩塌灾害的易发地层，岩石的微观结构特性对其宏观力学强度有着重要影响。对四川省屏山县和云南省绥江县采集的侏罗系红层砂岩、粉砂岩和泥岩样品进行了扫描电镜观察及变角模抗剪强度实验。基于MATLAB数字图像处理技术，提取了红层砂岩、粉砂岩和泥岩的微观结构参量，即孑L隙率、颗粒磨圆度、颗粒定向度及欧拉数的量化值，进一步分析了上述各参量和抗剪强度

2、的定量关系。研究结果表明：红层软岩的抗剪强度和孔隙率呈负指数关系，和颗粒磨圆度、定向度呈负相关线性关系，和欧拉数呈正相关线性关系。关键词：红层软岩；抗剪强度；数字图像；微观结构；相关性中图分类号：P642．2文献标志码：A文章编号：1000—8527(2013)03—0738—05PreliminaryResearchontheRelationshipBetweenMicroscopicStructureandShearStrengthofRed-bedSoftRocksWANGYing—chun，CHENJian(Schoolo厂Engin

3、eeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China)Abstract：Red-bedsoftrocksbelongtothelayerswhicharesusceptibletolandslideandcollapse．Themicro—structuralcharacteristicsoftherockhaveanimportantimpactonitsmacroscopicmechanicalstrength．Inthispaper，themicro—s

4、tructuralobservationwithscanningelectronmicroscopy(SEM)andtheangle—changedshearstrengthtestoftheJurassicred—bedsandstone，siltstoneandmudstonesampleswhichwerecollectedfronlPingshanCountyinSichuanProvinceandSuijiangCountyinYunnanProvincewereconducted．Alargenumberofmicrostruct

5、uresofred—bedsandstone，sihstoneandmudstonewereanalyzedandtheshearstrengthvaluesofthered—bedsoftrockswereobtained．Themicrostructureparameters，i．e．porosity，particleroundness，parti—cleorientationandthequantizedvalueofrulernumberofthered—bedsandstone，sihstoneandmudstonewereextr

6、actedbasedonMATLABdigitalimageprocessingtechniques．Thenthequantitativerelationshipbetweentheaboveparametersandtheshearstrengthwereanalyzed．Theresultsshowthattheshearstrengthandporosityofthered—bedsoftrockhaveanegativeexponentialrelationship；theshearstrengthandparticleroundn

7、essandparticleorientationhaveanegativelinearrelationship；theshearstrengthandtheEulernumberhavepositivelycorrelatedlinearrelationship．Keywords：red—bedsoftrock；shearstrength；digitalimage；microstrueture；correlation031言：拿凳釜要随着西部地区的快速发展，许多水利水电、越来越受到重视。而岩石作为一种特殊的工程材收稿日期：2叭2—04—16

8、；改回日期：2013—0422；责任编辑：潘令枝。基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(40901005)；中央高校基本科研业务费资助项目(2011YXL05