中分化泥質粉砂岩遇水軟化

❶ 軟岩崩解機理分析

岩石浸水之後,引起其強度降低的性質稱為水對岩石的「軟化作用」。岩石抵抗水的軟化作用的性能主要取決於岩石中親水性礦物和易溶性礦物的含量以及岩石中孔隙與微裂隙的發育程度。親水性或可溶性礦物的含量愈多,岩石中的孔、裂隙愈發育,岩石愈易軟化、崩解。

通過對泥化夾層岩組X射線粉晶衍射分析測試結果(見表3-2)可知,其成分以黏土礦物為主(含84%～92%),其餘為石英、長石、方解石等,由於伊利石等黏土礦物顆粒較小,親水性很強,當水進入岩石的孔隙、裂隙中時,細小岩粒的吸附水膜便會增厚,引起岩石體積的膨脹。由於這種體脹是不均勻的,使得岩石內產生不均勻的應力,部分膠結物會被稀釋、軟化或溶解,加之大多都含先存裂隙及微裂縫(見表4-3),於是導致岩石顆粒的碎裂解體。如伊利石與水發生物理化學反應引起軟岩膨脹,可使原體積增加50%～60%。

下面從兩個方面來分別研究幾種典型岩組的崩解機理。

1.泥質含量與崩解特性的關系

泥質岩(泥化夾層與炭質頁岩岩組)遇水後,宏觀裂隙的增生擴張和崩解軟化,是同在水的作用下軟岩的物質組成、微結構與微孔隙的變化緊密相關的,崩解軟化是軟岩內部微觀結構和微孔隙的宏觀反映。從圖4-2a可以看出,不同岩組泥質含量對其崩解度的影響,從泥化夾層、炭質頁岩到泥質粉砂岩,其含泥量依次減少,其崩解性也愈來愈差。圖4-2b為所有軟岩與泥質含量的關系曲線,得對數關系式為S=70ln(W_m)-215。炭質頁岩與泥化夾層試樣崩解現象均極為明顯,而且崩解速度很快。由前述知6^#剖面,即進水口發育L10層間剪切破碎帶內含泥化夾層、炭質頁岩佔50%以上,遇水極易崩解,嚴重影響進水口邊坡的穩定性,在工程當中應該引起重視。

圖4-2 泥質含量對崩解度的影響曲線

2.循環崩解次數與崩解特性的關系

炭質頁岩與泥化夾層岩組大部分試樣已100%崩解,其崩解物由碎屑、角礫及大小不一的碎塊組成,崩解穩定後取崩解物進行顆粒篩分,篩分試驗結果如圖4-3所示,從圖中看出不同岩性,顆粒大小分配也有明顯的差異,炭質頁岩與泥化夾層試樣曲線類似,得出小於0.5mm粒徑的顆粒含量佔20%～30%,含量較高,即由岩石轉化成土,無法多次循環崩解,只進行一次循環。而泥質粉砂岩顆粒大多大於16mm,粒徑相對較大。顆粒大小的不同,也說明其崩解的差異性。

圖4-3 軟岩崩解物粒度分析曲線圖

圖4-4 循環崩解次數與崩解度的關系曲線

因此對於循環次數與崩解特性的分析,只針對煤和泥質粉砂岩岩組,如圖4-4所示。

從關系曲線圖4-4a中可以看出,煤岩組試樣在經過第二次循環崩解以後,崩解度均為降低的趨勢,第3次崩解後,除2^#與5^#試樣有明顯增加外,其餘試樣仍為遞減。2^#與5^#試樣由於前兩次在重復試驗中未崩解,而在第3次試驗時達到崩解狀態,說明煤在反復的乾燥與潮濕的環境條件下,也會發生不同程度的崩解。

第一次將1^#-2泡水,崩解現象不明顯,有少量碎屑脫落,沉於水底;第2次泡水,表面裂隙有所擴大,崩解不明顯,有少量岩屑脫落沉於水底;第三次泡水,試樣表面吸附有氣泡,較少量崩解。整個試驗過程,試樣即使在反復干濕循環條件下,也無大量崩解,說明其崩解性很差。

由鏡下鑒定分析結果得知,2^#-2岩性為含泥煤,岩石緻密未見裂隙,煤質組分形成過程中有陸源雲母碎片的沉積,有陸源物質、粉砂的混入。但實際上其遇水之後崩解性很差,說明其膠結性很好,而對於有機質膠結的軟弱岩土,由於有機質的憎水性,故不易崩解。

鏡下鑒定5^#-2為含雲泥粉砂質泥岩變形紋層狀含炭質泥頁岩,含泥80%,粉砂15%,炭屑及有機質5%,在被反復干濕循環後,再次遇水,崩解明顯。即開始泡水時,表層先存裂隙,有所擴大,但並未達到崩解,在多次循環後,裂隙擴大,內部夾泥較多,遇水後產生泥化,崩解明顯,從崩解現象也可以看出,在第三次循環過程中,水表層覆蓋有泥膜,水色混濁,為損失量,也為崩解物的一部分。

從圖4-4b可以看出,泥質粉砂岩岩組試樣在經過3次循環崩解以後,崩解度均有降低的趨勢,即隨崩解次數的增多,崩解度無明顯反彈現象,說明已崩解完全。由試驗過程描述可知,試樣在初崩時刻現象不明顯,崩解是慢慢進行的,從開始冒氣泡到微裂紋繼續擴展。隨著在靜水中浸泡時間的增加,導致微裂紋繼續增大,隨後可見有岩屑、煤屑崩解,混入水中,大多懸浮停於試樣表面,還可見有小的岩塊脫離試樣表面,沉於水底。第二次循環崩解試樣為第一次的未崩解物,有較少裂隙存在,整體較完整,因此崩解現象不明顯,到第三次時所取的未崩解物,幾乎完整,不存在較明顯的裂隙,因此試驗過程幾乎無崩解,從而也得出結論為泥質粉砂岩崩解性差。

鏡下鑒定3^#-3為條帶狀粉砂質泥岩,6^#-3為粉砂質泥質岩,含泥較多,但經過3次循環崩解後崩解度急劇下降,說明在試樣表層含泥在第一次崩解過程中已泥化,內部為泥質粉砂岩,含泥較少,已很難崩解。

3.軟岩崩解試驗成果分析

根據崩解試驗的現象、崩解物形態將該區軟岩的浸水崩解破壞形式進行以下分類。

A類:泥糊狀破壞,完全崩解,崩解時間短,崩解現象非常明顯(一般含泥較重)。

B類:碎屑狀破壞,其碎屑直徑1～5mm;崩解現象較明顯。

C類:角礫狀破壞,角礫直徑5～10mm;崩解現象存在,少量崩解物。

D類:碎塊狀破壞,碎塊直徑大於10mm;崩解不明顯,有極少量崩解物。

E類:浸水穩定,不破壞;隨時間增加,崩解仍穩定,幾乎無崩解性。

根據顆粒篩分結果及上述分類依據,各軟岩岩組具體分類及崩解度范圍見表4-5。從表中可以看出,炭質頁岩與泥化夾層極易崩解,屬於A類,遇水易產生崩解,破壞後含水量會顯著增大,其吸水率可以超過液限,原岩強度完全喪失,屬遇水極不穩定的岩石。泥質粉砂岩與煤崩解性較差,屬於B、C、D類,屬遇水較不穩定岩石,無E類。

表4-5 軟岩崩解試驗成果表

續表

通過試驗分析,樞紐區內發育的幾種典型軟岩,均屬於遇水不穩定岩石。在崩解過程中,化學性質沒有變化,只是強度迅速降低,表面上與岩石的風化相似,但變化過程短暫。時間越長,崩解越徹底,且經過有限的時間後,呈穩定狀態。在工程施工中除注意防止其失穩外,在支護工作方面要予以特別加強。

❷ 中風化泥質粉砂岩與中風化灰岩區別

摘要 風化岩-岩石的風化程度;岩土工程勘察規范(GB 50021-2009)附錄A(A. O. 3) 劃分未風化微風化中風化強風化全風化殘積土;中風化岩主要指岩石塊體風化(結構變化和礦物成分有微小變化);

❸ 軟岩的水理特性分析

通過吸水率測試,最後統計得軟岩岩組吸水率值見表4-6。除泥質粉砂岩試樣在1.5%～6%之間相對較低外,其他幾組吸水率指標很高,在10%～20%之間,說明軟岩極易吸水的特性。

表4-6 軟岩主要物理水理特性參數測試成果

注:軟岩極易吸水,遇水後發生泥化、軟化和崩解,岩石抵抗水的軟化作用的性能主要取決於岩石中親水性礦物和易溶性礦物的含量,以及岩石中孔隙與微裂隙的發育程度。

崩解試驗研究表明:軟岩中泥質含量對其崩解特性的影響很大,崩解度與泥質含量關系為:S=70ln(W_m)-215。根據崩解度及崩解物形態,樞紐區軟岩可分為五類:炭質頁岩與泥化夾層為A類,遇水極易崩解,破壞後含水量會顯著增大,原岩強度完全喪失,屬遇水極不穩定的岩石;泥質粉砂岩與煤屬於B、C、D類,崩解性較差,屬遇水較不穩定岩石。通過崩解試驗分析,研究區內發育的幾種典型軟岩,均屬於遇水不穩定岩石。

❹ 有請地質專家：有一種岩石,受潮或遇水就軟化為砂,這是什麼岩,有什麼價值

你說的不是岩石,是風化程度極高的風化岩,或是一種砂質土.由於缺乏生物作用,有機養分少,不利於種植.

❺ 泥水盾構結泥餅怎麼辦

3.3防治措施 雖盾構法施工應用時間已經較盤發生結泥餅問題直都盾構法施工大難題至今也沒有種能夠徹底消除盾構泥餅發生技術方法施工技術上更多各施工單位結合自己積累施工經驗進行分析研究主要集對泥水性能控制和盾構掘進參數控制選擇上對已形成泥餅處理方面主要還採取人工開倉清除等方式 3.3.1盾構機設備改造 泥餅掘進過程泥質粉砂岩地層遇水軟化和刀盤掘進擠壓形成泥團堆積附著刀盤及刀盤牛腿上斷碾壓形成因而增強土倉內循環能力降低粘土附著對減輕盾構泥餅形成有非常重要作用結合泥水盾構機環流系統特點設計了套土倉內循環裝置該裝置能同時進行刀盤注水和對刀盤心開口處送入循環泥漿(見下圖) 循環泥漿該裝置旋轉管前端與刀盤連接部孔與刀盤注水通道相通固定支座安裝盾構機隔板上端與循環泵送泥管相連旋轉管內設置隔板管內分成兩隔離內腔 循環泵循環泥漿泵送至腔經過Y型管注入刀盤心兩側從而直接沖刷刀盤和增大循環流量通過調節泵轉速來獲得合適泥漿流量而另路高壓自來水通過注水管及回轉接頭和水管進入旋轉管前腔再達心開口 通過刀盤心位置注入大流量循環泥漿直接沖刷刀盤沖掉尚未形成泥餅增大內循環流量及時把切削下來粘土帶走阻止土團相互粘結和研磨從而易結泥餅所泵入循環泥漿增加切削土體流塑性而且注入高壓自來水進步稀釋泥漿粘度提高盾構機排泥輸送能力有效防止盾構機刀盤面泥餅形成 同時盾構機土倉隔板部適當位置增加布設攪拌棒增加渣土流動性也定程度上降低泥餅形成速度 調整配置增加高度差拉開各類切削高度差等方式採用貝殼刮刀高出刀盤140mm外圈滾刀高出刀盤140mm開挖面破除下來碴土留出足夠出碴空間有效減少渣土刀盤心滯留時間減小盾構機掘進時擠壓粘土形成泥餅速度 3.3.2嚴格控制環流泥水性能參數 非常關鍵因素泥水盾構機、強風化岩和粘土地層掘進過程必須及時用低比重優質泥漿置換土倉內高粘性土防止土塊刀盤和土倉附近堆積保證刀盤開口處通暢因此要選擇適合泥漿指標並進行嚴格控制 (1)掘進過程嚴格控制泥漿各種性能指標包括粘度、密度和析水率等根據、強風化岩和粘土地層岩土特性通過對隧道洞身地層抽芯土樣進行實驗選取使用參數適合低粘度、低密度、低失水性泥漿 (2)根據實驗結泥漿指標應控制:密度1.05-1.15g/cm3;粘度18-20s掘進初期往泥漿內添加潤滑劑(工業洗滌劑)有效減少岩石粉末和土層粘土附著刀盤或已經形成泥餅上幾率並且化解初步形成泥餅 (3)掘進過程泥漿會因渣土溶解引起泥漿粘度和比重快速上升導致循環泥漿渣土攜帶能力嚴重下降容易造成粘土團滯留刀盤及土倉內因此盾構掘進過程要及時進行泥漿指標實驗必要時每5分鍾需監測次根據泥漿情況通過泥漿處理設備排漿和連續加註清水方式稀釋粘稠高濃度泥漿 3.3.3控制盾構掘進參數和環流系統配置及操作 加強對盾構掘進參數觀察注意刀盤扭矩推力異常變化掘進期間保持循環泵和刀盤防泥餅裝置對刀盤間斷泥漿循環和對刀盤間斷沖洗同時結合刀盤心注水系統使用掘進完成繼續進行泥漿循環盡量排空刀盤及土倉內渣土 防止其大量附著 加大送排泥漿流量掘進過程避免採用逆循環推進模式確保切削下渣土及時得排出盡量避免刀盤進土口和土倉內渣土粘結 盾構機掘進速度宜超過20mm/min刀盤扭矩大情況下適當加快刀盤轉速減少大塊粘土產生數量此外刀盤旋轉切削時要經常進行正反向切換要長時間同方向旋轉 掘進時要密切注意出渣量變化當發現出渣量異常減少時要及時採取對土倉和刀盤實施循環清洗掘進過程每掘30cm清洗次土倉防止土倉內結成泥餅對土倉隔板溫度也進行人工隨時探測 調整環流繼泵設置距離根據掘進地層地質情況及能出現泥漿流體性狀及環流繼泵性能隨著隧道線路延長調整環流繼泵布置距離從而獲得佳流體輸送效率 3.3.4刀盤泥餅開倉情況下消除 對於輕微泥餅現象用泥漿或高壓水清洗刀盤同時高速空轉刀盤藉助泥餅自身離心力脫離出刀盤表面 使用工業除垢劑或者漂白劑破壞粘土土質性狀通過刀盤注水或清洗系統注入工業除垢劑或者漂白劑注入刀盤處經過段時間浸泡轉動刀盤攪拌經過攪拌顯著瓦解刀盤表面泥餅結塊情況 3.3.5開倉清除刀盤泥餅 地質條件好地方比較容易實現氣壓或者常壓開倉人工進入採取高壓水切割或者其機械方式實施清除由於泥餅經過長時間擠壓受熱形成硬度極大需要較長清除時間而地質較軟或者富水地層進行人工開倉清除泥餅安全風險比較大而且准備工作多時間長必要時還必須地面加固配合條件下才能進行費用也高因而人工開倉清除泥餅具有局限性和較大安全風險

❻ 野外怎麼區分粉砂岩和泥岩

泥質粉砂岩成分主要為粉砂，含少量粘土礦物及膠結物
砂質泥岩主要成分為粘土礦物 ,含少量砂質
感覺泥質粉砂岩的斷口較沙質泥岩粗糙
手搓的話，泥質粉砂岩的砂感更強些，
而沙質泥岩細膩些
浸水後，泥岩易軟化

兩者主要就是顆粒大小和粘土礦物與膠結物與砂質的含量比區別

❼ 有請地質專家：有一種岩石，受潮或遇水就軟化為砂，這是什麼岩，有什麼價值

你說的不是岩石，是風化程度極高的風化岩，或是一種砂質土。由於缺乏生物作用，有機養分少，不利於種植。

❽ 什麼是中風化泥質粉砂岩層

粉砂岩是由粉碎細屑組成的一個岩層，粒子直徑為0.0625～0.0039毫米（mm）的粉砂構成了一個岩層，含量佔50%以粉砂岩標本的一種碎屑沉積岩

粉砂岩的顏色多種多樣，隨混入物的成分不同而變。粉砂岩是在經過了長距離搬運、水動力條件比較安靜、沉積速度緩慢的環境下形成的。在橫向上和縱向上可漸變成砂岩或粘土岩，並構成韻律性層理。

粉砂岩形成於弱的水動力條件下，常堆積於潟湖、湖泊、沼澤、河漫灘、三角洲和海盆地環境。

(8)中分化泥質粉砂岩遇水軟化擴展閱讀：

特點

粉砂碎屑的粒徑大小在0.0625～0.0039mm。比粉砂更細者稱為泥。主要由粉砂碎屑組成的沉積岩是粉砂岩。粉砂岩的碎屑組分一般比較簡單，以石英為主，長石和岩屑少見，有時含較多的白雲母。填隙物有鈣質、鐵質及粘土質等。

粉砂岩中常具有薄的水平層理，沉積物含水時易受液化產生變形層理及其它滑動構造。粉砂岩按粒度分為：粗粉砂岩（0.0625～0.0312mm）和細粉砂岩（0.0312～0.0039mm）；按混入物成分分為：泥質粉砂岩、鐵質粉砂岩、鈣質粉砂岩等 。

分類

按碎屑成分劃分為石英粉砂岩、長石粉砂岩、岩屑粉砂岩（少見）和它們間的過渡類型。根據膠結物成分劃分為粘土質粉砂岩、鐵質粉砂岩、鈣質粉砂岩和白雲質粉砂岩。黃土也是一種疏鬆的或半固結的粉砂質沉積物。粉砂岩多形成於河漫灘、三角洲、潟湖和海洋的較深水部位。

按照種類粉為：粉砂岩文化石、粉砂岩蘑菇石、粉砂岩板岩、粉砂岩腳踏石、粉砂岩網貼。

❾ 強風化粉砂岩、中風化粉砂岩、中風化粉砂質泥岩分別屬於什麼類石

強風化粉砂岩、中風化粉砂岩、中風化粉砂質泥岩都屬於碎屑岩。

強風化粉砂岩：是指顆粒粒徑在0.05-0.005mm范圍內質量大於該岩石總質量一半的一種碎屑岩。

中風化粉砂岩：中風化的岩石裂隙比較發育，沿裂隙有較多的次生礦物生成。

中風化粉砂質泥岩：生礦物質量大於岩石總質量的10%，岩體強度較岩塊強度已明顯降低，鑽取的岩芯一般都較破碎，多為碎塊狀。

(9)中分化泥質粉砂岩遇水軟化擴展閱讀：

主要就是顆粒大小和粘土礦物與膠結物與砂質的含量比區別。砂岩是由沙粒經過水搬運沉澱於河床上，經千百年的堆積堅固並經地質物理作用膠結而成的岩石。

砂岩結構呈顆粒狀，透水性能良好，其砂粒粒徑在1/16-2mm，顆粒特別細小的，比如直徑在1/16-1/250mm的稱之為粉砂岩。

主要成份為：石英成份 52％以上;256mm，比如直徑在1/。 泥岩是粘土岩的一種，泥岩易軟化，其砂粒粒徑在1。

風化系數0.4-0.8，波速比0.6-0.8。

❿ 泥質粉砂岩

首先應該區分好砂岩和泥岩的概念
1. 砂岩（Sandstone）--由沙粒經過水搬運沉澱於河床上，經千百年的堆積堅固並經地質物理作用膠結而成的岩石。砂岩結構呈顆粒狀，透水性能良好，其砂粒粒徑在1/16-2mm，顆粒特別細小的，比如直徑在1/16-1/250mm的稱之為粉砂岩。主要成份為：石英成份 52％以上；粘土 15％左右；針鐵礦18％左右；其它物質 10％以上。如果石英含量在90%以上，稱之為石英砂岩。
2. 頁岩（Shale）或是泥岩（Mud rock）--是粘土岩的一種，由粘土物質經壓實作用、脫水作用、重結晶作用後形成。其由微小礦物組成，粒徑小於1/256mm，具有頁狀或薄片狀層理，用硬物擊打易裂成碎片，透水性很差。頁岩與泥岩的區別在於頁岩有明顯平整的層理，相鄰兩層組成顆粒大小有明顯差異，單層厚度小於25cm總厚度可達到數十米；泥岩層理不明顯，單層厚度大於1米，且質地較均勻。

泥質粉砂岩成分主要為粉砂，含少量粘土礦物及膠結物
砂質泥岩主要成分為粘土礦物 ,含少量砂質
感覺泥質粉砂岩的斷口較沙質泥岩粗糙
手搓的話，泥質粉砂岩的砂感更強些，
而沙質泥岩細膩些
浸水後，泥岩易軟化

兩者主要就是顆粒大小和粘土礦物與膠結物與砂質的含量比區別

參考文章:常見岩石(石材)的簡介及分類
http://blog.sina.com.cn/s/blog_574608fd0100c363.html
希望對你能有所幫助。