强风化泥质粉砂岩会遇水软化吗

① 岩土类型和性质

岩土体是地质灾害的载体，地质灾害一般都是通过岩土体的变形破坏而表现出来的，是地质灾害成生的物质基础。

受地壳运动的控制，“兰—郑—长”工程地段分布有不同年代、成因、物质成份和结构的岩土体，类型复杂多样，工程地质性质各异，它们对地质灾害的形成、分布和活动起着主导作用。岩土体分布出露的特点是：山区、丘陵以岩体为主，而高原、盆地、平原则以土体为主；管线经过地段绝大多数是土体。下面分别就岩体和土体讨论其分布、类型、性质及对地质灾害成生的制约。

（一）岩体

岩体在管线工程地段主要分布于甘肃、陕西段的关山—陇山，山西段的中条山、霍山和太原东山，河南段的大交口镇—观音堂、义马—新安和大别山等地段，湖北、湖南段的大别山和江南丘陵地等地段，总长约300km，约占管线全长的10%。

参考国标《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的规定，先将岩体按坚硬程度分大类，再由岩石的成因类型、岩性和工程性质，将本管道工程沿线的岩体划分为4类7种（表4-1）。现作简要讨论。

1.坚硬岩类

按成因类型划分为岩浆岩、变质岩和沉积岩3种亚岩类。

岩浆岩类管线地段分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台。分别有加里东期、华力西期、燕山期侵位的，其中祁连山褶皱带三期皆有，岩性为花岗岩、石英闪长岩；秦岭—大别山褶皱带为燕山期花岗岩；扬子地台为加里东期和燕山期的花岗岩和花岗闪长岩。一般呈岩基和岩株状产出，整体块状构造，致密坚硬，物理力学性质均质，各向同性。应该说其工程性质优良，但在亚热带环境中化学风化强烈。地质灾害一般不甚发育，以小型崩塌为主。

变质岩类在管线地段的祁连山褶皱带、华北地台、秦岭—大别山褶皱带有分布。祁连山褶皱带主要出露于关山—陇山地段，为中元古界陇山群和前震旦系，主要岩性为大理岩、黑云母片麻岩、混合岩、结晶片岩。华北地台出露于山西支干线的中条山、霍山、太原东山，为太古界涑水群和太岳山群，岩性为混合岩化的黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、角闪变粒岩等，岩性复杂，风化较强。秦岭—大别山褶皱带出露于大悟一带，为中上元古界红安群含磷的变粒岩、大理岩和石英片岩夹片麻岩，抗风化能力较弱。由于受片麻理、片理及节理的影响，使岩体的工程地质性质呈明显的各向异性和不均一性。地质灾害不甚发育，一般以小型崩滑为主。

表4-1 岩体类型汇总表

沉积岩类在丘陵、山区分布较广，在各大构造单元中皆有，其地质年代自中元古界至中生界早期几乎皆有，岩性复杂多样，主要有：中元古界熊耳群和汝阳群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩，新元古界洛峪群三教堂组的石英砂岩（以上均在河南境内）；上元古界长城系、震旦系的石英砂岩、白云岩、硅质岩、冰碛砾岩等；下古生界寒武系、奥陶系的中厚、厚层碳酸盐岩；上古生界泥盆系的砂岩和碳酸盐岩，石炭、二叠系的中厚、厚层状灰岩和中生界三叠系碳酸盐岩等（上古生界及中生界皆为扬子地台）。按岩性大类可划分为火山喷出沉积岩、碎屑岩和碳酸盐岩三大类。它们的共同特点是，层理构造发育且较厚，抗风化能力较强，但碳酸盐岩具溶蚀性，岩溶较发育，工程地质性质具各向异性。上述这几类岩性分布地段地质灾害一般不甚发育，有小型崩滑和岩溶塌陷（覆盖型岩溶地段）等地质灾害。

2.较硬岩

按成因类型可划分为变质岩和沉积岩两大亚类。

变质岩类分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台中，岩性主要是较软弱片岩和千枚岩、板岩。在祁连山褶皱带的管线地段，新元古界长城系变质细砂岩、千枚岩；秦岭—大别山褶皱带信阳群、商城群的云母石英片岩、绿色片岩、绢云石英片岩、浅变质凝灰质砂岩等：扬子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、变质凝灰岩、变质砂岩等。上述各类岩体的共同特点是：片理、千枚理、板理等结构面发育，地面风化较强烈，残坡积层厚度往往较大。岩体具明显的各向异性，力学强度相对较弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地质灾害较发育。

沉积岩类分布于华北地台和扬子地台中，华北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、铝土岩页岩、泥质粉砂岩、含煤层；扬子地台主要是泥盆系粉细砂岩、粘土岩、页岩、泥灰岩。它们层理发育、薄层状为主，遇水易软化、崩解，风化也较强烈。由上述岩体组成的丘陵山区，地质灾害较发育，主要有崩塌、滑坡、泥石流和采煤引起的地面塌陷和地裂缝灾害（在山西、河南境内较突出）。

3.软弱岩

这大类岩体主要是沉积岩类，较广泛分布于各大地构造单元中生代晚期和新生代陆相盆地中，地质年代为白垩系、古近系和新近系。由于固结压密程度低，岩体孔隙率高，强度小，变形大。岩性主要是河湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩，夹淡水泥灰岩，含石膏、芒硝。岩石一般干单轴抗压强度小于30MPa，而新近系岩石成岩性更差，接近于土体，干单轴抗压强度不足于5MPa，属极软岩。这类岩石遇水易软化崩解，抗风化能力亦低。但这类岩体出露地段地形起伏小，地质灾害不发育，主要有膨胀性岩体的轻度胀缩变形灾害，还存在采空塌陷灾害。

4.软硬相间岩

这大类岩体主要也是沉积岩类，较广泛分布于华北地台和扬子地台的古生界和中生界地层中，一般是两种强度和刚性差异较大的岩性相互成层或间夹；古生界常见的是灰岩与页岩互层，砂岩与泥页岩互层，中生界常见的是砂岩与泥页岩互层。在外力作用下会发生层间错动和脱开，而在地下水等作用下更会泥化而形成泥化夹层，层面间强度降低而成为典型的软弱结构面。所以这类地层组合可以称之为“易滑地层组合”，较易产生滑坡。此外，软硬相间岩层差异风化显著，“上硬下软”组合的条件下，软岩易形成岩龛，崩塌也较普遍。

（二）土体

土体在管线地段广泛分布，约占全长的90%。按地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土和风积土等；按粒度成份，可划分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。对一些具有特殊成份和结构、工程性质也特殊的土，则可单独划分为特殊土，本管线工程的特殊土有黄土类土、膨胀土、盐渍土和淤泥质土等。这里我们也参考国标《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的规定，将土体划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大类（表4-2）。以下分别就一般土和特殊土作简要讨论。

1.一般土体

一般土体包括各种成因类型的碎石土、砂类土、粉土和粘性土。

（1）碎石土：

碎石土指的是土中粒径d＞2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。根据规定，碎石土可再划分为砾质土、卵（碎）石土和漂（块）石土，它们的粒径分别＞2mm、20mm或200mm的质量，超过总质量50%。一般冲积成因的碎石土分选性和滚圆度较好，位于河床和河流阶地二元结构的下部，而其他成因的则较差。本工程各段情况是：甘肃段砾卵石占45%～70%，粒径一般 20～80mm，呈次圆—次棱角状，一般分布于冲洪和平原表层之下。陕西段分布于渭河及其各支流以及山前洪积扇。河流冲积成因者在河漫滩和河床地段，在渭河干流厚度可达20～40m，结构较均一；而洪积扇区则为大小混杂的砂卵石为主。山西段主要分布于汾河、龙凤河和潇河等山间河谷地段，以砂卵砾石为主，磨圆较好，级配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙颍河等诸河流河谷区，以砂砾卵石为主。湖北—湖南段碎石土多分布于低山丘陵斜坡地带，多为残坡积成因，碎石成分随母岩而变化。一般碎石土较疏松，孔隙比大，渗透性强，地基承载力高。

表4-2 土体类型汇总表

（2）砂类土：

砂类土指的是土中粒径d＞2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,d＞0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土；根据颗粒级配还可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，一般是冲洪积成因的。此类土在本工程的情况是：甘肃段分布于洪积平原表层土之下，主要由粉细砂、中细砂组成，松散—中密状态。陕西段分布于渭河及支流的漫滩、一级阶地和古河道中，以中细砂和粉细砂为主，常含少量砾石，除河漫滩地段外，砂层均埋藏于细粒土之下，厚度不均一，多呈透镜体状，孔隙度大，渗透性强，中粗砂是良好的地基持力层，而饱水粉细砂则易产生震动液化。山西段分布于黄河、汾河及其较大支流的河床、河漫滩和阶地，一般为砂砾石混合，厚度较大。也有在山前倾斜平原区前缘的洪积砂砾石，与细粒土组成多层结构。河南段分布除了与碎石土相同外，在沙颍河以南淮河平原各河流河漫滩和一级阶地前缘地带，表层之下为中细砂，稍密—中密状态，厚度不稳定。砂类土一般级配较好，渗透性较强，一般是良好的地基持力层，但在地震烈度≥Ⅶ区需关注饱和粉细砂的震动液化问题。

（3）粉土和粘性土：

粉土和粘性土也可称之为“细粒土”，前者是土中粒径d＞0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数Ⅰ_P≤10的土；而后者则Ⅰ_P＞10的土。这两类土大量广泛分布于郑州—长沙段洪冲积平原和丘陵地段。具各种成因类型。一般洪冲积成因的土体较密实，孔隙比小，含水量相对较少，透水性弱，强度高，地基承载力高。而丘陵地带的残坡积成因者往往与碎石土混杂，土体孔隙性大，透水性相对较强，在久雨或强降雨时，易产生坡积层崩滑。

2.特殊土

（1）黄土类土：

黄土类土是第四纪时期特殊的大陆松散沉积物，它在世界各地分布广而性质特殊。这类土在我国主要分布于西北、华北和东北地区，面积达60万km²以上，以北纬34°～45°之间最为发育，这些地区位于我国西北沙漠区的外围东部地区，具有大陆性干旱少雨气候的特点。黄土类土从早更新世（Q₁）开始堆积，经历了整个第四纪，直至现今还未结束。按地层时代及其基本特征，黄土类土可分为3类：老黄土、新黄土和新近堆积黄土（表4-3）。老黄土是Q₁、Q₂时期堆积的，分别称“午城黄土”和“离石黄土”，一般无湿陷性；新黄土一般是Q₃时期堆积的，称“马兰黄土”，也有Q₄早期的，具湿陷性，分布面积最广（约占60%）；新近堆积黄土一般是Q₄晚期堆积的，湿陷性不一。各地黄土类土总厚度不一，陕甘黄土高原地区最厚，可达100～200m，河谷地区一般只有数米至30m左右，且主要是新黄土。黄土类土的成因一直是争论的热点问题，但普遍的看法是，风积成因是主要的，也有冲积、洪积、坡积、冰水堆积等成因类型。颗粒成份以粉粒为主，富含碳酸钙，具大孔性，垂直节理发育，具湿陷性等特征者，称 “典型黄土”，而有些特征不明显者则称“黄土状土”。下面讨论一下本管线工程黄土类土的特性。

本管线工程的黄土类土分布于兰州—郑州段（含山西支干线）。不同地段黄土类土的粒度成份和结构有所不同，所以其物理力学指标和工程地质性质也有明显差异。下面我们以Q₃典型的湿陷性黄土为代表作分析。

首先是黄土的颗粒组成，将兰州、西安、太原、洛阳四地作比较（表4-4）。可以看出它们的差异，总趋势是：由西北往东南砂粒和粉粒含量愈来愈小，而粘粒含量则愈来愈大，而粉粒所占比例最大是一致的。所以有人将西部黄土称之为“砂黄土”，而东部为“粘黄土”。 黄土的颗粒组成对其湿陷性有一定影响，即砂粒含量愈多，湿陷性愈强，而粘性愈多则湿陷性愈弱。

表4-3 不同年代黄土的特征

表4-4 湿陷性黄土的颗粒组成单位：%

各地湿陷性黄土的基本物理力学性质指标列于表4-5中。

由西往东的总趋势是：土体的密度和天然含水率愈来愈大，液限和塑性指数也愈来愈大，孔隙比愈来愈小；而三项力学性质指标变化规律则不明显。而且可看出，陇西和陇东地区指标相近似，关中地区与汾河流域也比较接近，而豫西地区与前面的4个地区则又有明显差异。上述规律很重要，因为它与黄土的湿陷性相关的，即自西往东湿陷性逐渐变弱。

管线地段湿陷性黄土的湿陷系数（δ_s），经大量统计后汇总于表4-6中。从表中可看出，湿陷系数陇西地区最大，陇东地区次之，关中地区汾河流域再次之，而豫西则最小；而且高阶地的湿陷系数要大于低阶地。按有关规定，δ_s＞0.015时，该黄土为湿陷性土；δ_s为0.015～0.03时湿陷性轻微，δ_s为0.03～0.07时湿陷性中等；δ_s＞0.07时，湿陷性强烈。所以说，陇西和陇东地区黄土具中等—强烈湿陷性，关中地区和汾河流域黄土具中等湿陷性，而豫西地区黄土为轻微—中等湿陷性。

表4-5 各地湿陷性黄土基本物理力学性质指标

表4-6各地黄土湿陷系数（δ_s）统计表

湿陷性对黄土地区地质灾害的成生和活动关系密切，地基的湿陷变形破坏本身就是黄土地区特殊的地质灾害。此外由于黄土结构疏松，以及大孔性和垂直节理发育，潜蚀地质灾害也很普遍。由于黄土的湿陷和潜蚀特性，还可诱发崩塌、滑坡和泥石流灾害。

（2）膨胀土：

具有明显遇水膨胀和失水收缩的土称膨胀土。这类土在我国主要分布在南方山前丘陵、垅岗和二、三级阶地上，大多数是晚更新世及以前的残坡积、冲洪积和湖积物。从外表看，膨胀土一般呈红、黄、褐、灰白等不同颜色，具斑状结构，常含有铁锰质或钙质结核。土体常有网状开裂，有腊状光泽的挤压面，类似劈理。土层表面常出现各种纵横交错的裂隙或龟裂现象，这与失水土体强烈收缩有关。膨胀土的胀缩特性，主要是土中含有较多的粘粒，一般粘粒含量高达35%以上，而且这些粘粒大部分为亲水性很强的蒙脱石和伊利石等粘土矿物，膨胀收缩能力较强。天然状态下，膨胀土一般致密坚硬，天然含水率较小，所以土体常处于硬塑或坚硬状态，压缩性较低，强度较高；但在浸水膨胀后，强度明显降低，压缩性增大。膨胀土的这种胀缩特性，对工程建设会带来危害。按我国有关规定，凡自由膨胀率δ^ef大于40%者，即可定名为膨胀土，40%≤δ^ef＜65%为弱膨胀土，65%≤f＜90%为中等膨胀土，δ^ef≥90%为强膨胀土。

本管线工程的膨胀土主要分布于湖北境内的黄陂县周港、应城支线和五里桥—贺胜桥—横沟桥一带：在河南境内的平顶山、周口西、郾城—驻马店的沙汝河平原和确山—信阳北的低山丘陵也有零星分布。

湖北境内的膨胀土主要分布于高程30～45m的垅岗和岗间坳沟地带，自然地形坡度平缓。土体时代为更新世，颜色呈棕黄、褐黄、棕红色，土体平均自由膨胀率：周港一带下更新统82%（最大99%），应城支线中更新统62%（最大109%），五里桥—贺胜桥一横沟桥一带上更新统44%（最大72%）。土体胀缩性危害主要导致当地居民低层建筑墙体拉裂破坏，斜坡和水渠边坡坍滑。

河南境内的膨胀土分布于淮河平原边缘的平顶山东和确山—信阳北的低山丘陵，以及沙汝河平原之间的周口和郾城—驻马店地段。土体时代为中、晚更新世，颜色呈棕黄、灰绿、棕红色，干燥时呈硬塑状态，裂隙发育，含铁锰质和钙质结核，平均自由膨胀率43.5%。平顶山以膨胀破坏为主，而信阳多以收缩破坏为主，多发生在干旱季节。

（3）盐渍土：

土中易溶盐含量大于0.5%的土称为盐渍土。由于它发育于地表土层中，与道路、低层建筑等有关，主要是土的腐蚀作用以及盐胀和溶陷作用对工程建设的危害。盐渍土按地理分布可分为滨海盐渍土、冲积平原盐渍土和内陆盐渍土等类型。我国盐渍土主要分布在北方诸省区。盐渍土的形成及其所含盐的成分和数量与当地的地形地貌、气候条件、地下水的埋藏深度和矿化度、土壤性质和人类活动有关；它的厚度并不大，一般分布于地表以下1.5～4m范围内，且由地面至深部含盐量逐渐减少。盐渍土的形成一般是由于地下水埋深过浅（甚至出露地面），蒸发强烈而盐分在地表的聚积所致。

盐渍土的性质与所含盐分和含盐量有关。土中的盐类主要是氯盐、硫酸盐和碳酸盐三类，因此盐渍土也相应地划分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土（表4-7）。盐渍土中所含盐分及其数量对土的工程地质性质影响很大。由于土成分的改变，影响了土的结构，从而影响了塑性、透水性、膨胀性、压缩性、击实性等性质。

表4-7 盐渍土的分类

本管线工程的盐渍土主要分布于甘肃段通渭以西、陕西段华县—华阴地段和山西段的永济市东北伍姓湖区（K48～K54）及清徐张花营村—榆次西荣（K451～K464）地段。

甘肃段通渭以西地段河谷平原一级阶地潜水位埋深很浅，经测定，土壤中平均含盐量3.4%，最大可达8%～15%，属硫酸—氯型中—超盐渍土。

陕西段华县—华阴地段的盐渍土是由于黄河三门峡水库淤积和回水，引起潜水位壅高，使渭河南岸赤水河至方山河一级阶地中部成为浸没区，而导致土壤盐渍化。但近年来当地大量开采地下水，潜水位埋深增大，盐渍化已几近消失。

山西段永济伍姓湖区地势低洼（比周边低5～8m），表层土由粉质粘土和粉土组成，潜水位埋深0～3m，土中含盐量1.06%～1.18%，类型为硫酸—氯型，属中盐渍土。清除张花营村—榆次西地段地势较周边略低，表层土为粉土，潜水位埋深0.2～3m，土中含盐量0.44%～1.12%，类型为氯—硫酸盐型，属弱—中盐渍土。硫酸盐结晶膨胀以及腐蚀作用，对管道将有一定危害。

（4）淤泥质土：

淤泥质土是指在水流缓慢甚或静水环境中沉积，有微生物参与作用的条件下，含较多有机质，而疏松软弱的粘性土，它是近代在滨海、湖泊、沼泽、河弯、废河道等地区沉积的未经固结的一种特殊土。从外观看，这类土常呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等颜色，污染手指并有臭味。土中含有大量亲水性强的粘土矿物（蒙脱石和伊利石占多数），有机质含量较多（一般含量 5%～15%），天然孔隙比大于1，天然含水率大于液限。其结构形式常为蜂窝状或棉絮状，疏松多孔，压缩性很强，地基承载力很低。我国淤泥质土的地理分布基本上可分为两大类：一类是沿海沉积的，另一类是内陆和山区湖沼盆地沉积的。前者分布稳定而厚度大，后者常零星分布且厚度小。

本管线工程的淤泥质土主要分布于湖北—湖南段。管道经过长江等13条大中型河流的冲湖积平原低洼地段，有较大范围的淤泥质软土分布，有机质含量大于1.5%，岩性为淤泥、淤泥质粘土和淤泥质粉土，呈软塑—流塑状，天然含水率多大于35%，最高达133%，孔隙比1～2.02，最高达3.12，压缩系数一般大于0.5MPa^-1，最高可达3.68MPa^-1，凝聚力一般9.8～29.4k Pa，内摩擦角6°～15°，地基承载力，天然状态下一般为25～55k Pa，常导致建筑物过量沉降和不均匀沉降。很显然，这类土体对管沟开挖影响较大，常导致沟坡坍塌挤出而不易成形。此外，对场站地基稳定性也有影响。

② 泥质粉砂岩与粉砂质泥岩的区别

一、组成不同

1、泥质粉砂岩：泥质粉砂岩成分主要为粉砂，含少量粘土矿物及胶结物。泥质粉砂岩其意思是粘土含量为50~25%，粉砂含量为70~50%。

2、粉砂质泥岩：粉砂质泥岩主要成分为粘土矿物 ,含少量粉砂质。粉砂含量为25%~50%，粘土含量为75%~50%。

二、形成方式不同

1、泥质粉砂岩：泥质粉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。

2、粉砂质泥岩：粉砂质泥岩，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。

三、特点不同

1、泥质粉砂岩：砂岩结构呈颗粒状，透水性能良好。

2、粉砂质泥岩：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。

③ 泥质粉砂岩的工程地质性质

首先来看看砂岩的概念
——
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。
泥质粉砂岩成分主要为粉砂，含少量粘土矿物及胶结物

④ 全风化粉砂岩，强风化粉砂岩，中风化粉砂岩岩层描述

摘要 全风化粉砂岩：结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进。

⑤ 全风化粉砂岩，强风化粉砂岩，中风化粉砂岩岩层描述

全风化粉砂岩：结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进。

强风化粉砂岩：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进。

中风化粉砂岩：结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，有风化裂隙发育，岩体被切割成岩块。用镐难挖，干钻不易钻进。

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 。

(5)强风化泥质粉砂岩会遇水软化吗扩展阅读

粉砂岩的抗高温高压能力较低，其在高温高压的环境下，易发生变质的现象，如粉砂岩在高温高压的情况下，会蜕变成片岩或片麻岩，且粉砂岩的蜕变是不可逆的。粉砂岩的形成过程较为的缓慢，且其对于成形的条件要求较高。粉砂岩的是由细小的沙石碎屑的组成的，其的硬质相对于其他的石材较低。

作为一种天然形成的岩石，其内不含任何的胶粘剂，非常的绿色环保。粉砂岩在用于居室装修时，其具有防潮、隔音、无辐射、冬暖夏凉等优点。其与木质的装修建材相比，具有不易开裂、褪色等优势。粉砂岩的色泽种类多种多样，能够适应居室中各部分的装饰装修，其常用于居室建筑的外墙装修中，但现在许多的人们亦把其用在居室的内墙装饰中。

⑥ 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);

⑦ 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。

⑧ 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。

⑨ 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)强风化泥质粉砂岩会遇水软化吗扩展阅读：

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。