中國(guó)南方廣泛分布著燕山期巖漿噴發(fā)侵入活動(dòng)形成的過(guò)鋁黑云母花崗巖、白云母花崗巖及二云母花崗巖，在變質(zhì)和風(fēng)化作用下，形成了深厚的富云母殘積土。隨著我國(guó)“交通強(qiáng)國(guó)”、“粵港澳大灣區(qū)建設(shè)”等重大戰(zhàn)略的實(shí)施，云母質(zhì)風(fēng)化土層上興建了大量的基礎(chǔ)設(shè)施，該類(lèi)土已成為南方地區(qū)土木工程建設(shè)中最常見(jiàn)的巖土材料之一。云母礦物具有解理發(fā)育完全、高彈性的薄片狀堆疊和低硬度的特點(diǎn)，云母質(zhì)土常表現(xiàn)出難壓實(shí)、易破碎、回彈變形大等工程問(wèn)題。然而，由于對(duì)云母質(zhì)風(fēng)化土工程特性認(rèn)識(shí)不足，南方地區(qū)的工程建設(shè)中風(fēng)化土相關(guān)的工程與地質(zhì)災(zāi)害屢見(jiàn)不鮮。

為此，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所張先偉研究員和王港博士研究生、劉新宇博士以云母作為風(fēng)化土相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵誘因?yàn)楸尘?，采用“地質(zhì)調(diào)查→室內(nèi)力學(xué)與細(xì)微觀試驗(yàn)→機(jī)理分析→工程問(wèn)題處治技術(shù)”的研究思路，針對(duì)海南島云母質(zhì)殘積土開(kāi)展了系統(tǒng)研究，查明了殘積土中云母礦物的賦存環(huán)境與理化性質(zhì)，調(diào)查了不同工況與炎熱多雨氣候影響下的力學(xué)行為與影響因素，從原子晶體結(jié)構(gòu)到微觀層理結(jié)構(gòu)，再到細(xì)觀顆粒形態(tài)，跨尺度闡明了云母質(zhì)殘積土的力學(xué)行為機(jī)理，提出了利用C型粉煤灰與天然纖維協(xié)同的綠色改良技術(shù)。

該研究授權(quán)了“消除強(qiáng)風(fēng)化巖橡皮膜嵌入效應(yīng)的制樣方法”和“殘積土空心扭剪試驗(yàn)中的扭矩輔助施加的方法和試驗(yàn)裝置”等美國(guó)和中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利5項(xiàng)；授權(quán)了“表征花崗巖風(fēng)化分級(jí)的化學(xué)指標(biāo)與礦物組成的篩選與相關(guān)性分析軟件”和“風(fēng)化花崗巖地層的預(yù)應(yīng)力管樁P-Y曲線確定軟件”等計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)10項(xiàng)；在Engineering Geology 、Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering、Construction and Building Materials、Tunnelling and Underground Space Technology、土木工程學(xué)報(bào)等期刊發(fā)表論文8篇，入選ESI高被引論文2篇以及中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀博士論文。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金（42307212）和巖土力學(xué)與工程安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（SKLGME023005）的資助。

????論文1鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2023.03.011

????論文2鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107367

????論文3鏈接：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136450

????論文4鏈接：https://doi.org/10.1007/s10064-024-03554-8

????論文5鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tust.2023.105113

圖1 云母質(zhì)殘積土工程地質(zhì)特性的微觀機(jī)理示意圖

圖2 云母質(zhì)殘積土的壓縮與水力性質(zhì)

圖3 改良云母質(zhì)殘積土的微觀結(jié)構(gòu)特征

圖4 改良云母質(zhì)殘積土的強(qiáng)度特性