『壹』 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(Wm)-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。
『貳』 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。
『叄』 岩石遇水為什麼變軟
一方面部分岩石內部含有易溶於水介質，另外岩石中很多礦物成分在飽和狀態下的單軸強度是會降低的。所以岩石和含水狀態下的強度低於乾燥狀態~
『肆』 遇水軟化岩石有多少
泥質岩，泥質膠結的碎屑岩，板岩，千枚岩，片岩，火山凝灰岩。幾乎所有的軟質岩石都是易於軟化的，有泥質岩，泥質膠結的碎屑岩，板岩，千枚岩，片岩，火山凝灰岩，水岩作用是造成水庫岸邊坡岩體強度劣化的主要因素，尤其對於千枚岩這類特殊性岩體，遇水時強度劣化現象尤為明顯。
『伍』 簡答題 什麼叫岩石的軟化性 如何評價
岩石軟化性是岩石浸水後力學強度降低的特性。它主要取決於岩石的礦物成分和孔隙性。其定量指標是軟化系數。軟化系數愈小，軟化性愈強。軟化系數小於0.75的岩石稱軟化岩石。
『陸』 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.
『柒』 岩石的水理性質有哪些
一、岩石水理性質指岩石與水接觸後表現出的有關性質，即與水分貯容和運移有關的性質稱作岩石的水理性質。它包括岩石的容水性、給水性、持水性、透水性。1．容水性容水性是在常壓下岩石空隙中能夠容納若干水量的性能，在數量上以容水度來衡量。2．持水性在分子力和表面張力的作用下，岩石空隙中能夠保持一定水量的性能，稱為岩石的持水性。3．給水性飽和岩石在重力作用下能夠自由排出若干水量的性能稱為岩石的給水性。4．透水性反應岩石的透水能力，岩石空隙直徑越大，透水性越強。根據透水性的好壞，可以將自然界的岩石分為透水層和不透水層。
二、 岩石的水理性質、
岩石的透水性：岩石能被水透過的性能稱為岩石的透水性，衡量岩石透水性的指標為滲透系數。
岩石的軟化性：岩石的軟化性是指岩石浸水後其強度降低的性質，通常用軟化系數表示水對岩石強度的影響程度，即水飽和岩石試件的單軸抗壓強度與乾燥岩石試件單軸抗壓強度之比。岩石浸水後的軟化程度，與岩石中親水性礦物和易溶性礦物的含量、孔隙裂隙的發育程度、水的化學成分以及岩石浸水時間等因素有關。
岩石的膨脹性和崩解性：岩石的膨脹性和崩解性主要是松軟岩石所表現出來的特徵,尤其是含有大量黏土礦物(如蒙脫石、高嶺土和水雲母等)的軟岩,遇水後更易產生膨脹和崩解。
岩石的膨脹性：是指軟岩浸水後體積增大的性質，相應地會引起壓力的增大。岩石遇水膨脹的特性可用膨脹應力和膨脹率兩個指標表示，岩石的膨脹應力是指岩石與水進行物理化學反應後,隨時間變化會產生體積增大現象,這時使試件體積保持不變所需施加的壓力，而岩石增大後的體積與原體積的比率稱為岩石的膨脹率。
岩石的崩解性：一般是指岩石浸水後發生的解體現象最石的吸水性和抗凍性遇水不崩解的岩石在一定實驗條件下(規定的試樣尺寸和實驗壓力)吸入水分的性能稱為岩石的吸水性。通常以岩石的自然吸水率、飽和吸水率和飽水系數表示岩石的自然吸水率。