软岩和软土工程地质研究

电荷密度增大，物理化学活性加强，结构连接弱。
3.含水量高、干密度小、强度低，易于屈服的弹粘结构分散系具有一定的特
殊工程性质。
软岩和软土工程地质研究
(二)泥化夹层矿物成分和化学成分 1.矿物成分 鉴定方法：电子显微镜，x射线衍射，差热分析
蒙脱石、高岭石、伊利石
泥化夹层矿物成分影响因素：母岩性质+后期改造
水利水电工程地质勘察将岩石强度分为四级
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第2节 软弱夹层的工程地质研究
软弱夹层 含义：
坚 岩层硬的夹泥遇有质水强或易度炭软低质化、含、量高、
层延伸较广和厚度较薄的软弱岩层 状
定量表达 定义：
强度和变形模量均低于上下硬岩层的 1／5—1／50。 一般软弱夹层的强度和变形参数如下：
工程上主要是做好夹层上下接触部位的 防渗和排水设施
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(四)泥化夹层物理力学性质
软岩和软土工程地质研究
三、泥弱夹层在长期渗水条件下的演变趋势
水库蓄水后， 地下水的坡降、 渗径和循环条件
夹层可能会有恶化 演变趋势研究
工程的安全 稳定性预测
1．化学成分的变化
泥化夹层在长期渗水的作用下，主要的物理化学作用 1）盐类的溶解 2）阳离子交换 3）游离氧化物的溶解 4) 胶溶和氧化还原反软应岩和软土工程地质研究
2.化学成分： 主要化学成分：
SiO2,Al2O3,Fe2O3,
次要化学成分：
C aO ,M gO ,K 2O ,N a2O
泥化后 ：氧化钙含量比母岩偏低；氧化铝和氧化铁偏高
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(三)泥化夹层水理性质
1.膨胀性
粘土成分
微结构面 发育程度
膨胀量 决定 膨胀力
1.伊利石+高岭石+ 微结构面不发育
膨胀量 <1%
2.蒙脱石+微结构 面不发育
膨胀量达8%
3.wenku.baidu.com蒙脱石>钙蒙脱石
4.夹层扰动后，膨胀量膨胀力增加
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2.渗流
各带的渗透系数相差大： A.泥化带: 10-5—10-9cm/s 为不透水 B.劈理带: 10-3—10-5cm/s 为透水 C.节理带: 大于10-3cm/s 为良好透水
3．抗剪强度的变化
长期渗水的作用下 以劈理带泥状、 软化物比较明显
总的趋势是降低
劈理带裂隙、 微裂隙异常发育
对水的作用敏感， 发生吸附效应
① 粘土岩夹层节理带，在原有结构不被扰动时，长期渗水作用，不会产生泥 化、软化
② 劈理带具有“潜在泥化”特性，遇水后会产生泥化，抗剪强度明显降低； 但泥化后的性状不会差于现存的泥化物；
第二章 软岩和软土的工程地质研究
第1节、软弱岩石的含义 第2节、软弱夹层的工程地质研究 第3节、风化岩石的工程地质研究 第4节、构造岩石的工程地质研究 第5节、软土的工程地质研究
软岩和软土工程地质研究
第1节 软弱岩石的涵义 粘土岩、页岩
软质泥灰岩、凝灰岩
（
1 软质岩石（软岩）
大部分千枚岩、片岩 膨胀岩、软弱夹层等
(一)泥化夹层的结构特征 构造影响带：节理带，劈理带，泥化带
节理带 1.受构造影响轻微（保持原岩结构特征） 2.颗粒和微集合体物理化学活动性弱阳离子交换较
少表面积和表面电荷密度都较小，具有较弱的亲水性。 3.力学强度高，干密度较大。
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劈理带
1.原岩结构受构造影响严重破坏，劈理发育并有波状揉皱。 2.颗粒和集合体多呈松散紊乱排列，剪切位移较大处可定向排列，分
2．渗透稳定的变化 容易发生渗透变形和渗透破坏的部位--泥化错动面附近、裂
隙发育的劈理带。
泥化带与劈理带或岩石界面裂隙逐渐扩张
有些细小颗粒被带出，透水性逐渐增大 化学反应而降低夹层的抗渗性能
渗透稳定性趋向恶化
夹层就会产生渗透破坏
岩体裂隙发育，贯通性强，宽度稍大， 透水性良好，而且渗径较短
软岩和软土工程地质研究
③ 泥化错动带的性状（包括抗剪强度）受渗压水的化学类型、交换阳离子的 成分、碳酸盐的溶蚀和游离氧化物的溶解、胶溶等因素的影响，在漫长的 地质历史时期，泥化物的性状已处于相对稳定之中，在水文地质条件不发 生急剧变化时，泥化带的性状仍保持现有状态；
④ 如在工程运行期间泥化夹层的结构不被破坏，坝基采取了有效的防渗措施， 则泥化夹层的工程地质性质软不岩和会软发土工生程恶地化质研。究
与岩层产状一致。
构造型软弱夹层特点： 厚度偏大， 可通过几种岩 ，倾角变化大，有时可相交。
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次生型软弱夹层特点：
产状不稳定，厚度变化大，成层条件不好，分布于风化 卸载带地下水循环带内， 向下逐渐变薄、消失。
工程实践中的软弱夹层多属综合作用的结果，无统一标准
葛洲坝工程4类： （1）软岩夹层
坚硬岩石中的薄层软岩。
（2）碎块夹层 80％以上粒径大于2mm的粗碎屑组，粘粒含量少于10％。
（3）碎屑夹层
粒径为0．5～2mm的细碎屑约占30％。
（4）泥化夹层
粘粒含量高(一般>3软0岩％和软)土、工强程地度质研低究、变形大。
二、泥化夹层的基本特性
研究的原因：是软弱夹层中力性质最差的，强度 最低的关键部位，稳定性起控制作用。
成岩 因性
类 别
2构造、破碎岩类 3风化岩
断层破碎带，侵入破碎带 等机械热动变质产物
节理裂隙发育的
） 物 低强度
承载力低，富含泥质抗剪强度低，岩体易滑动
理 变形模量小 易产生较大沉降、不均匀变形
力 学
水理性质差
易软化崩解、膨胀收缩、管涌、潜蚀
特 流变效应明显 长期强度低：某些地下洞室因岩体强度
征
随软时岩和间软土而工降程地低质研，究 影响其长期稳定性
散 度和阳离子交换能力有所提高物理化学活性有所增强。
3.力学强度、干密度明显降低。
泥化带
1.错动面附近，粘土岩泥化夹层则仅见劈理带和泥化带泥化错动带受构造
影响强烈，原岩结构彻底改造。在较大剪切位移部位可形成颗粒和微集
合定向排列区和收到牵引影响的非定向区。
2.泥化光面（泥化带表面）平直或舒缓波状，粘粒含量高，分散度大，表面
摩擦系数<0．5 饱和抗压强度 ≤10MPa 变形模量 ≤1000MPa
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一、软弱夹层的成因与分类
1、原生型 坚硬岩层中所夹 粘粒含量多 胶结差 力学强度低 2、构造型 层间错动面 构造破碎带 3、次生型 软弱夹层 蚀变破碎带 次生充填节理
软弱夹层研究内容： 成因类型 产状 规模 分布 范围 数量 空间变化 原生型软弱夹层特点： 成层条件好，层次多、有韵律、分布广、延伸远、产状稳定