[发明专利]一种含砂泥岩松土方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及含砂泥岩土方技术领域，具体是一种含沙泥浆松土方法。 

[背景技术]

随着城镇化的进程的加快、交通运输业的发展，铁路工程越来越多，且工期紧，铺设铁路的过程中需要对路基进行挖掘，但挖掘的过程中会有石灰岩、花岗岩、泥岩难以挖掘的沉积岩，泥岩是一种由泥巴及黏土固化而成的沉积岩，其成分与构造和页岩相似但较不易碎，泥岩在干燥状态下比较坚硬，抗压强度和抗剪强度与石灰岩、花岗岩相近，岩石等级可以达到4～5级，长期浸泡在地下水位以下的含砂泥岩，在水位降低、水分完全散失时，会重新变得很坚硬。 

由于含砂泥岩很坚硬，松土器无法松动，现有技术多数是采用爆破的方法粉碎含砂泥岩，但爆破需要在含砂泥岩的表面进行钻孔，钻孔时间很长，爆破的成本大、手续多、费用高、安全隐患大，管理层次。 

[发明内容]

本发明的目的在于针对现有技术用爆破成本大、手续多、费用高、安全隐患大等问题，提供一种充分利用现场资源、高效安全的对高强度泥岩进行开挖的含沙泥浆松土方法。 

为了实现上述目的，提供一种含砂泥岩松土方法，含砂泥岩的强度随着浸泡时间的增长，含砂泥岩的含水量也不断增大，抗压强度降低，从而对一些松土无法松动的含砂泥岩浇水，及浸泡，可以降低其抗压强度，从而有助于松土开挖。 

上述的具体方法如下： 

a.首先在同一区域高强度泥岩处，取7块含砂泥岩圆柱体； 

b.用烘干法，取两小块试块，试块c、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别为m₁、m₂，向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块c、试块d的质量分别为m₁’、m₂’，则含砂泥岩初始含水率w_c=（m₁-m₁’）/m₁’×100%，w_d=（m₂-m₂’）/m₂’×100%，则原有含砂泥岩含水率区试块c、试块d的平均含水率等于（w_c+w_d）/2; 

c.将7个试块分成7组，每组1个，取其中一组计算含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为： 

(1)用电子秤分别称取块质量，质量大小为m₃； 

(2)将试块放入水中； 

(3)每隔10分钟将其取出，用干毛巾擦干其表面的水，称量一次其质量，共测量称量16次； 

(4)由初始含水率可求得该试块的干重，进一步可求得各个称量点，试块对于的含水率，将所得含水率绘成与测量时间相关的曲线； 

d.将剩余6组的某一组不进行浸水并编号为0，其余5组进行分别将其放入盛满水的水槽中，将浸水的7组试块分别进行编号，为1、2、3、4、5，浸泡时间分别为0分钟、20分钟、40分钟、60分钟、80分钟、100分钟，到计划浸泡时间点，将试块取出，放在恒加载试验机上，对取出的试块进行单轴压缩试验，加载速率为5kN/s，将单轴抗压试验测得抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线； 

e.根据抗压强度绘制成关于浸水时间的曲线和含水率绘成与测量时间相关的曲线确定对高强度含砂泥岩浇足量的水，及浸泡足够长的时间，降低含砂泥岩的抗压强度，从而有助于松土开挖。 

上述的具体方法如下： 

a.首先在同一区域高强度泥岩处，取10块直径为15cm的含砂泥岩圆柱体，高度10cm到25cm，将取得的含砂泥岩切割成7块7×7×7cm的含砂泥岩立方体试块； 

b.用烘干法，取两小块试块，试块c、试块d，分别放在铝制小圆筒中，测得质量为分别为29.6g、40.1g，向两圆筒中加入足量的酒精，燃烧，待酒精停止燃烧，圆筒冷却之后，测得试块c、试块d的质量分别为29.5g、40.0g，则含砂泥岩初始含水率w_c=（29.6-29.5）/29.5×100%=0.34%，w_d=（40.1-40.0）/40.0×100%=0.26%，则原有含砂泥岩含水率区试块c、试块d的平均含水率等于（0.34%+0.26%）/2=0.3%； 

c.将7个试块分成7组，每组1个，取其中一组研究含砂泥岩试块含水率随时间的变化情况，具体方法为： 

(1)用电子秤（精度为0.1g）分别称取块质量，质量大小为792.9g；