中分化泥质粉砂岩遇水软化

❶ 软岩崩解机理分析

岩石浸水之后,引起其强度降低的性质称为水对岩石的“软化作用”。岩石抵抗水的软化作用的性能主要取决于岩石中亲水性矿物和易溶性矿物的含量以及岩石中孔隙与微裂隙的发育程度。亲水性或可溶性矿物的含量愈多,岩石中的孔、裂隙愈发育,岩石愈易软化、崩解。

通过对泥化夹层岩组X射线粉晶衍射分析测试结果(见表3-2)可知,其成分以黏土矿物为主(含84%～92%),其余为石英、长石、方解石等,由于伊利石等黏土矿物颗粒较小,亲水性很强,当水进入岩石的孔隙、裂隙中时,细小岩粒的吸附水膜便会增厚,引起岩石体积的膨胀。由于这种体胀是不均匀的,使得岩石内产生不均匀的应力,部分胶结物会被稀释、软化或溶解,加之大多都含先存裂隙及微裂缝(见表4-3),于是导致岩石颗粒的碎裂解体。如伊利石与水发生物理化学反应引起软岩膨胀,可使原体积增加50%～60%。

下面从两个方面来分别研究几种典型岩组的崩解机理。

1.泥质含量与崩解特性的关系

泥质岩(泥化夹层与炭质页岩岩组)遇水后,宏观裂隙的增生扩张和崩解软化,是同在水的作用下软岩的物质组成、微结构与微孔隙的变化紧密相关的,崩解软化是软岩内部微观结构和微孔隙的宏观反映。从图4-2a可以看出,不同岩组泥质含量对其崩解度的影响,从泥化夹层、炭质页岩到泥质粉砂岩,其含泥量依次减少,其崩解性也愈来愈差。图4-2b为所有软岩与泥质含量的关系曲线,得对数关系式为S=70ln(W_m)-215。炭质页岩与泥化夹层试样崩解现象均极为明显,而且崩解速度很快。由前述知6^#剖面,即进水口发育L10层间剪切破碎带内含泥化夹层、炭质页岩占50%以上,遇水极易崩解,严重影响进水口边坡的稳定性,在工程当中应该引起重视。

图4-2 泥质含量对崩解度的影响曲线

2.循环崩解次数与崩解特性的关系

炭质页岩与泥化夹层岩组大部分试样已100%崩解,其崩解物由碎屑、角砾及大小不一的碎块组成,崩解稳定后取崩解物进行颗粒筛分,筛分试验结果如图4-3所示,从图中看出不同岩性,颗粒大小分配也有明显的差异,炭质页岩与泥化夹层试样曲线类似,得出小于0.5mm粒径的颗粒含量占20%～30%,含量较高,即由岩石转化成土,无法多次循环崩解,只进行一次循环。而泥质粉砂岩颗粒大多大于16mm,粒径相对较大。颗粒大小的不同,也说明其崩解的差异性。

图4-3 软岩崩解物粒度分析曲线图

图4-4 循环崩解次数与崩解度的关系曲线

因此对于循环次数与崩解特性的分析,只针对煤和泥质粉砂岩岩组,如图4-4所示。

从关系曲线图4-4a中可以看出,煤岩组试样在经过第二次循环崩解以后,崩解度均为降低的趋势,第3次崩解后,除2^#与5^#试样有明显增加外,其余试样仍为递减。2^#与5^#试样由于前两次在重复试验中未崩解,而在第3次试验时达到崩解状态,说明煤在反复的干燥与潮湿的环境条件下,也会发生不同程度的崩解。

第一次将1^#-2泡水,崩解现象不明显,有少量碎屑脱落,沉于水底;第2次泡水,表面裂隙有所扩大,崩解不明显,有少量岩屑脱落沉于水底;第三次泡水,试样表面吸附有气泡,较少量崩解。整个试验过程,试样即使在反复干湿循环条件下,也无大量崩解,说明其崩解性很差。

由镜下鉴定分析结果得知,2^#-2岩性为含泥煤,岩石致密未见裂隙,煤质组分形成过程中有陆源云母碎片的沉积,有陆源物质、粉砂的混入。但实际上其遇水之后崩解性很差,说明其胶结性很好,而对于有机质胶结的软弱岩土,由于有机质的憎水性,故不易崩解。

镜下鉴定5^#-2为含云泥粉砂质泥岩变形纹层状含炭质泥页岩,含泥80%,粉砂15%,炭屑及有机质5%,在被反复干湿循环后,再次遇水,崩解明显。即开始泡水时,表层先存裂隙,有所扩大,但并未达到崩解,在多次循环后,裂隙扩大,内部夹泥较多,遇水后产生泥化,崩解明显,从崩解现象也可以看出,在第三次循环过程中,水表层覆盖有泥膜,水色混浊,为损失量,也为崩解物的一部分。

从图4-4b可以看出,泥质粉砂岩岩组试样在经过3次循环崩解以后,崩解度均有降低的趋势,即随崩解次数的增多,崩解度无明显反弹现象,说明已崩解完全。由试验过程描述可知,试样在初崩时刻现象不明显,崩解是慢慢进行的,从开始冒气泡到微裂纹继续扩展。随着在静水中浸泡时间的增加,导致微裂纹继续增大,随后可见有岩屑、煤屑崩解,混入水中,大多悬浮停于试样表面,还可见有小的岩块脱离试样表面,沉于水底。第二次循环崩解试样为第一次的未崩解物,有较少裂隙存在,整体较完整,因此崩解现象不明显,到第三次时所取的未崩解物,几乎完整,不存在较明显的裂隙,因此试验过程几乎无崩解,从而也得出结论为泥质粉砂岩崩解性差。

镜下鉴定3^#-3为条带状粉砂质泥岩,6^#-3为粉砂质泥质岩,含泥较多,但经过3次循环崩解后崩解度急剧下降,说明在试样表层含泥在第一次崩解过程中已泥化,内部为泥质粉砂岩,含泥较少,已很难崩解。

3.软岩崩解试验成果分析

根据崩解试验的现象、崩解物形态将该区软岩的浸水崩解破坏形式进行以下分类。

A类:泥糊状破坏,完全崩解,崩解时间短,崩解现象非常明显(一般含泥较重)。

B类:碎屑状破坏,其碎屑直径1～5mm;崩解现象较明显。

C类:角砾状破坏,角砾直径5～10mm;崩解现象存在,少量崩解物。

D类:碎块状破坏,碎块直径大于10mm;崩解不明显,有极少量崩解物。

E类:浸水稳定,不破坏;随时间增加,崩解仍稳定,几乎无崩解性。

根据颗粒筛分结果及上述分类依据,各软岩岩组具体分类及崩解度范围见表4-5。从表中可以看出,炭质页岩与泥化夹层极易崩解,属于A类,遇水易产生崩解,破坏后含水量会显著增大,其吸水率可以超过液限,原岩强度完全丧失,属遇水极不稳定的岩石。泥质粉砂岩与煤崩解性较差,属于B、C、D类,属遇水较不稳定岩石,无E类。

表4-5 软岩崩解试验成果表

续表

通过试验分析,枢纽区内发育的几种典型软岩,均属于遇水不稳定岩石。在崩解过程中,化学性质没有变化,只是强度迅速降低,表面上与岩石的风化相似,但变化过程短暂。时间越长,崩解越彻底,且经过有限的时间后,呈稳定状态。在工程施工中除注意防止其失稳外,在支护工作方面要予以特别加强。

❷ 中风化泥质粉砂岩与中风化灰岩区别

摘要 风化岩-岩石的风化程度;岩土工程勘察规范(GB 50021-2009)附录A(A. O. 3) 划分未风化微风化中风化强风化全风化残积土;中风化岩主要指岩石块体风化(结构变化和矿物成分有微小变化);

❸ 软岩的水理特性分析

通过吸水率测试,最后统计得软岩岩组吸水率值见表4-6。除泥质粉砂岩试样在1.5%～6%之间相对较低外,其他几组吸水率指标很高,在10%～20%之间,说明软岩极易吸水的特性。

表4-6 软岩主要物理水理特性参数测试成果

注:软岩极易吸水,遇水后发生泥化、软化和崩解,岩石抵抗水的软化作用的性能主要取决于岩石中亲水性矿物和易溶性矿物的含量,以及岩石中孔隙与微裂隙的发育程度。

崩解试验研究表明:软岩中泥质含量对其崩解特性的影响很大,崩解度与泥质含量关系为:S=70ln(W_m)-215。根据崩解度及崩解物形态,枢纽区软岩可分为五类:炭质页岩与泥化夹层为A类,遇水极易崩解,破坏后含水量会显著增大,原岩强度完全丧失,属遇水极不稳定的岩石;泥质粉砂岩与煤属于B、C、D类,崩解性较差,属遇水较不稳定岩石。通过崩解试验分析,研究区内发育的几种典型软岩,均属于遇水不稳定岩石。

❹ 有请地质专家：有一种岩石,受潮或遇水就软化为砂,这是什么岩,有什么价值

你说的不是岩石,是风化程度极高的风化岩,或是一种砂质土.由于缺乏生物作用,有机养分少,不利于种植.

❺ 泥水盾构结泥饼怎么办

3.3防治措施 虽盾构法施工应用时间已经较盘发生结泥饼问题直都盾构法施工大难题至今也没有种能够彻底消除盾构泥饼发生技术方法施工技术上更多各施工单位结合自己积累施工经验进行分析研究主要集对泥水性能控制和盾构掘进参数控制选择上对已形成泥饼处理方面主要还采取人工开仓清除等方式 3.3.1盾构机设备改造 泥饼掘进过程泥质粉砂岩地层遇水软化和刀盘掘进挤压形成泥团堆积附着刀盘及刀盘牛腿上断碾压形成因而增强土仓内循环能力降低粘土附着对减轻盾构泥饼形成有非常重要作用结合泥水盾构机环流系统特点设计了套土仓内循环装置该装置能同时进行刀盘注水和对刀盘心开口处送入循环泥浆(见下图) 循环泥浆该装置旋转管前端与刀盘连接部孔与刀盘注水通道相通固定支座安装盾构机隔板上端与循环泵送泥管相连旋转管内设置隔板管内分成两隔离内腔 循环泵循环泥浆泵送至腔经过Y型管注入刀盘心两侧从而直接冲刷刀盘和增大循环流量通过调节泵转速来获得合适泥浆流量而另路高压自来水通过注水管及回转接头和水管进入旋转管前腔再达心开口 通过刀盘心位置注入大流量循环泥浆直接冲刷刀盘冲掉尚未形成泥饼增大内循环流量及时把切削下来粘土带走阻止土团相互粘结和研磨从而易结泥饼所泵入循环泥浆增加切削土体流塑性而且注入高压自来水进步稀释泥浆粘度提高盾构机排泥输送能力有效防止盾构机刀盘面泥饼形成 同时盾构机土仓隔板部适当位置增加布设搅拌棒增加渣土流动性也定程度上降低泥饼形成速度 调整配置增加高度差拉开各类切削高度差等方式采用贝壳刮刀高出刀盘140mm外圈滚刀高出刀盘140mm开挖面破除下来碴土留出足够出碴空间有效减少渣土刀盘心滞留时间减小盾构机掘进时挤压粘土形成泥饼速度 3.3.2严格控制环流泥水性能参数 非常关键因素泥水盾构机、强风化岩和粘土地层掘进过程必须及时用低比重优质泥浆置换土仓内高粘性土防止土块刀盘和土仓附近堆积保证刀盘开口处通畅因此要选择适合泥浆指标并进行严格控制 (1)掘进过程严格控制泥浆各种性能指标包括粘度、密度和析水率等根据、强风化岩和粘土地层岩土特性通过对隧道洞身地层抽芯土样进行实验选取使用参数适合低粘度、低密度、低失水性泥浆 (2)根据实验结泥浆指标应控制:密度1.05-1.15g/cm3;粘度18-20s掘进初期往泥浆内添加润滑剂(工业洗涤剂)有效减少岩石粉末和土层粘土附着刀盘或已经形成泥饼上几率并且化解初步形成泥饼 (3)掘进过程泥浆会因渣土溶解引起泥浆粘度和比重快速上升导致循环泥浆渣土携带能力严重下降容易造成粘土团滞留刀盘及土仓内因此盾构掘进过程要及时进行泥浆指标实验必要时每5分钟需监测次根据泥浆情况通过泥浆处理设备排浆和连续加注清水方式稀释粘稠高浓度泥浆 3.3.3控制盾构掘进参数和环流系统配置及操作 加强对盾构掘进参数观察注意刀盘扭矩推力异常变化掘进期间保持循环泵和刀盘防泥饼装置对刀盘间断泥浆循环和对刀盘间断冲洗同时结合刀盘心注水系统使用掘进完成继续进行泥浆循环尽量排空刀盘及土仓内渣土 防止其大量附着 加大送排泥浆流量掘进过程避免采用逆循环推进模式确保切削下渣土及时得排出尽量避免刀盘进土口和土仓内渣土粘结 盾构机掘进速度宜超过20mm/min刀盘扭矩大情况下适当加快刀盘转速减少大块粘土产生数量此外刀盘旋转切削时要经常进行正反向切换要长时间同方向旋转 掘进时要密切注意出渣量变化当发现出渣量异常减少时要及时采取对土仓和刀盘实施循环清洗掘进过程每掘30cm清洗次土仓防止土仓内结成泥饼对土仓隔板温度也进行人工随时探测 调整环流继泵设置距离根据掘进地层地质情况及能出现泥浆流体性状及环流继泵性能随着隧道线路延长调整环流继泵布置距离从而获得佳流体输送效率 3.3.4刀盘泥饼开仓情况下消除 对于轻微泥饼现象用泥浆或高压水清洗刀盘同时高速空转刀盘借助泥饼自身离心力脱离出刀盘表面 使用工业除垢剂或者漂白剂破坏粘土土质性状通过刀盘注水或清洗系统注入工业除垢剂或者漂白剂注入刀盘处经过段时间浸泡转动刀盘搅拌经过搅拌显著瓦解刀盘表面泥饼结块情况 3.3.5开仓清除刀盘泥饼 地质条件好地方比较容易实现气压或者常压开仓人工进入采取高压水切割或者其机械方式实施清除由于泥饼经过长时间挤压受热形成硬度极大需要较长清除时间而地质较软或者富水地层进行人工开仓清除泥饼安全风险比较大而且准备工作多时间长必要时还必须地面加固配合条件下才能进行费用也高因而人工开仓清除泥饼具有局限性和较大安全风险

❻ 野外怎么区分粉砂岩和泥岩

泥质粉砂岩成分主要为粉砂，含少量粘土矿物及胶结物
砂质泥岩主要成分为粘土矿物 ,含少量砂质
感觉泥质粉砂岩的断口较沙质泥岩粗糙
手搓的话，泥质粉砂岩的砂感更强些，
而沙质泥岩细腻些
浸水后，泥岩易软化

两者主要就是颗粒大小和粘土矿物与胶结物与砂质的含量比区别

❼ 有请地质专家：有一种岩石，受潮或遇水就软化为砂，这是什么岩，有什么价值

你说的不是岩石，是风化程度极高的风化岩，或是一种砂质土。由于缺乏生物作用，有机养分少，不利于种植。

❽ 什么是中风化泥质粉砂岩层

粉砂岩是由粉碎细屑组成的一个岩层，粒子直径为0.0625～0.0039毫米（mm）的粉砂构成了一个岩层，含量占50%以粉砂岩标本的一种碎屑沉积岩

粉砂岩的颜色多种多样，随混入物的成分不同而变。粉砂岩是在经过了长距离搬运、水动力条件比较安静、沉积速度缓慢的环境下形成的。在横向上和纵向上可渐变成砂岩或粘土岩，并构成韵律性层理。

粉砂岩形成于弱的水动力条件下，常堆积于潟湖、湖泊、沼泽、河漫滩、三角洲和海盆地环境。

(8)中分化泥质粉砂岩遇水软化扩展阅读：

特点

粉砂碎屑的粒径大小在0.0625～0.0039mm。比粉砂更细者称为泥。主要由粉砂碎屑组成的沉积岩是粉砂岩。粉砂岩的碎屑组分一般比较简单，以石英为主，长石和岩屑少见，有时含较多的白云母。填隙物有钙质、铁质及粘土质等。

粉砂岩中常具有薄的水平层理，沉积物含水时易受液化产生变形层理及其它滑动构造。粉砂岩按粒度分为：粗粉砂岩（0.0625～0.0312mm）和细粉砂岩（0.0312～0.0039mm）；按混入物成分分为：泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等 。

分类

按碎屑成分划分为石英粉砂岩、长石粉砂岩、岩屑粉砂岩（少见）和它们间的过渡类型。根据胶结物成分划分为粘土质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩和白云质粉砂岩。黄土也是一种疏松的或半固结的粉砂质沉积物。粉砂岩多形成于河漫滩、三角洲、潟湖和海洋的较深水部位。

按照种类粉为：粉砂岩文化石、粉砂岩蘑菇石、粉砂岩板岩、粉砂岩脚踏石、粉砂岩网贴。

❾ 强风化粉砂岩、中风化粉砂岩、中风化粉砂质泥岩分别属于什么类石

强风化粉砂岩、中风化粉砂岩、中风化粉砂质泥岩都属于碎屑岩。

强风化粉砂岩：是指颗粒粒径在0.05-0.005mm范围内质量大于该岩石总质量一半的一种碎屑岩。

中风化粉砂岩：中风化的岩石裂隙比较发育，沿裂隙有较多的次生矿物生成。

中风化粉砂质泥岩：生矿物质量大于岩石总质量的10%，岩体强度较岩块强度已明显降低，钻取的岩芯一般都较破碎，多为碎块状。

(9)中分化泥质粉砂岩遇水软化扩展阅读：

主要就是颗粒大小和粘土矿物与胶结物与砂质的含量比区别。砂岩是由沙粒经过水搬运沉淀于河床上，经千百年的堆积坚固并经地质物理作用胶结而成的岩石。

砂岩结构呈颗粒状，透水性能良好，其砂粒粒径在1/16-2mm，颗粒特别细小的，比如直径在1/16-1/250mm的称之为粉砂岩。

主要成份为：石英成份 52％以上;256mm，比如直径在1/。 泥岩是粘土岩的一种，泥岩易软化，其砂粒粒径在1。

风化系数0.4-0.8，波速比0.6-0.8。

❿ 泥质粉砂岩

首先应该区分好砂岩和泥岩的概念
1. 砂岩（Sandstone）--由沙粒经过水搬运沉淀于河床上，经千百年的堆积坚固并经地质物理作用胶结而成的岩石。砂岩结构呈颗粒状，透水性能良好，其砂粒粒径在1/16-2mm，颗粒特别细小的，比如直径在1/16-1/250mm的称之为粉砂岩。主要成份为：石英成份 52％以上；粘土 15％左右；针铁矿18％左右；其它物质 10％以上。如果石英含量在90%以上，称之为石英砂岩。
2. 页岩（Shale）或是泥岩（Mud rock）--是粘土岩的一种，由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成。其由微小矿物组成，粒径小于1/256mm，具有页状或薄片状层理，用硬物击打易裂成碎片，透水性很差。页岩与泥岩的区别在于页岩有明显平整的层理，相邻两层组成颗粒大小有明显差异，单层厚度小于25cm总厚度可达到数十米；泥岩层理不明显，单层厚度大于1米，且质地较均匀。

泥质粉砂岩成分主要为粉砂，含少量粘土矿物及胶结物
砂质泥岩主要成分为粘土矿物 ,含少量砂质
感觉泥质粉砂岩的断口较沙质泥岩粗糙
手搓的话，泥质粉砂岩的砂感更强些，
而沙质泥岩细腻些
浸水后，泥岩易软化

两者主要就是颗粒大小和粘土矿物与胶结物与砂质的含量比区别

参考文章:常见岩石(石材)的简介及分类
http://blog.sina.com.cn/s/blog_574608fd0100c363.html
希望对你能有所帮助。