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软化系数越小表示岩石受水影响就越

发布时间: 2021-02-25 13:47:09

① 软化系数越大,越容易不软化,对不对啊

软化系数是指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值版 ,一权般建筑材料的软化系数<1,即在饱和水的长时间作用下强度都会降低,这就要求材料和环境的搭配,不能因为材料的破坏而影响整体的强度,稳定性。
这个问题是不对的!!!!

② 成分还有结构 构造 水是如何影响岩石性质

答:水对岩石性质影响,我们从成分、结构、构造等几方面分别进行阐述。
一、岩石中的结合水有对岩石产生三种作用:连结作用、润滑作用、水楔作用。
1、连结作用:将矿物颗粒拉近、接紧,起连结作用。
2、润滑作用:可溶盐溶解,胶体水解,使原有的连结变成水胶连结,导致矿物颗粒间连结力减弱,摩擦力减低,水起到润滑剂的作用。
3、水楔作用:当两个矿物颗粒靠得很近,有水分子补充到矿物表面时,矿物颗粒利用其表面吸着力将水分子拉到自己周围,在两个颗粒接触处由于吸着力作用使水分子向两个矿物颗粒之间的缝隙内挤入。
二、岩石中的重力水:对岩石力学性质的影响主要表现在孔隙水压力作用和溶蚀、潜蚀作用。
1、孔隙压力作用:孔隙压力,减小了颗粒之间的压应力,从而降低了岩石的抗剪强度,使岩石的微裂隙端部处于受拉状态从而破坏岩石的连结。
2、溶蚀-潜蚀作用:岩石中渗透水在其流动过程中可将岩石中可溶物质溶解带走,有时将岩石中小颗粒冲走,使岩石强度大为降低,变形加大。
三、水对岩石的膨胀性和崩解性有影响。
1、膨胀性:软岩浸水后体积增大和响应的引起压力增大的性质,用膨胀应力和膨胀率来表示。
(1)膨胀应力:岩石与水进行物理化学反应后,随时间变化会产生体积增大的现象,这时,使试件体积保持不变所需要的压力称膨胀应力。
(2)膨胀率:岩石与水进行物理化学反应增大后的体积与原体积的比率。
2、崩解性:软岩浸水后发生解体的性质。用耐崩解指数表示:岩石试件在承受干燥和湿润两个标准循环后,岩样对软化和崩解表现出来的抵抗力。水对岩石的软化作用岩石浸水饱和后强度降低的性质,称为软化性,用软化系数(ηc)表示。ηc定义为岩石试件的饱和抗压强度(Rcw)与干抗压强度(Rc)的比值。

③ 模型建立的理论基础

在实际钻井过程中,影响井斜的因素很复杂,若忽略井身几何形状因素的影响,其他影响因素可以归类为地质地层因素、钻具组合因素、工艺参数因素3个基本方面。为了定量分析各种因素对于井斜的影响,可以把井斜整体抽象成一个受若干自变量影响的函数,通过设置构成井斜函数的自变量以及研究井斜函数自变量之间的关系,建立数学模型。该方法改善了原有的从某个方面单一因素出发分别研究各种因素对于井斜影响的手段,通过研究多个因素综合作用下的致斜、防斜等井斜情况,更加全面的研究问题。那么对于井斜控制,则会更加的科学合理,更加的符合实际,且可以得出井眼轨迹预测数学模型的理论依据。

在井斜自变量的设置过程中,为了方便实际计算的需要,首先要对实际地质因素、钻具因素、工艺参数做一定的抽象,例如孔壁稳定、没有不良地层的影响、粗径钻具刚度(EI)统一、钻孔直径等于钻头外径、钻杆匀速转动、钻压和泵量为最优等。

自变量设置:

科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(中册)

地层影响参数:地层倾角、地层倾向、软硬互层情况层间距、单轴抗压强度、岩层三轴抗压强度、岩石各向异性、上覆地层平均密度、地层摩擦系数、地层软硬变化率;

钻具组合影响参数:扶正器的个数n、粗径钻具刚度EI、钻头外径D和内径d、钻头出刃面积A、粗径钻具的长度L;

钻进工艺参数:主要包括钻压P、转速r、泵量Q、钻井液密度、黏度、润滑系数等。

由于孔内情况的不可预见性,θ1、θ2、θ3三者定量分析都比较困难,实际应用中,大多采用半理论半经验的计算公式。由于井斜的是钻头位移的累计表现,而位移又是由力引起的,在井斜原理分析中,通常先把三者统一为一未知的总力,分析得到一定的规律后再将这一总力分解为地层力、钻具力等,最后采用微分方程、有限元、纵横弯曲等方法计算得到相应的分力,从而计算获得钻头的位移。这就是井斜控制的理论基础,力-位移模型。

力-位移模型(F-D模型)是大家公认的井斜控制模型,是由白家祉先生最先提出的,苏义脑院士做了深入研究,模型认为力是影响井眼轨道,造成井斜的本质原因,如果没有切削力,则不会在该方向产生切削位移,也就不会产生该方向的偏斜。但是,切削位移的大小除了取决于该方向的切削力之外,还取决于岩石和钻头间的综合切削效果。这涉及地层特性、岩石强度、钻头类型和钻进工况等多种因素的影响。因此,要准确地控制井斜问题,必须抓住“力”这一关键因素。模型如图2.1所示。

图2.1 井斜控制的力-位移模型

钻头上的作用力可沿3个正交的坐标轴分解成3个三维分力,三维分力在3个坐标轴方向产生相应的三维分位移。只要确定了3个分位移,即可确定合位移,即钻头轨迹,也就是井眼轨迹。

钻头上的合力可按图2.1所示的空间正交坐标系分解为3个三维分力:

科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(中册)

式中:为变井斜力,作用在井斜平面P内;为变方位力,作用在方位平面Q内,Q平面通过井眼轴线并与P平面正交;为钻压,通过钻头处的井眼轴线切线,即P平面与Q平面的交线。

进一步还可以对作如下分解:

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式中为钻具变井斜力;为钻具变方位力为地层变井斜力为地层变方位力。

钻头合位移可沿坐标轴X、Y、Z分解为相应的三维分位移:

科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(中册)

式中:为P平面内的分位移;为Q平面内的分位移;为轴向进尺(位移)。

由此可见,钻头上的三维分力是下部钻具组合的结构(包括钻头)、井身几何形状、钻井工艺参数和地层特性等四类因素综合作用的结果,是钻具组合力、钻压与地层的合力的分量。三维分力产生相应的三维位移,确定了三维分力即可确定钻头的三维位移,确定三维分位移之后即可得到钻头的合位移,即钻头轨迹(井眼轨迹)。

有力-位移模型可知,由于钻压可以近似为时已知的,该控制模型的难点就是钻具组合力和地层力的求解。而其实质就是钻头侧向力和钻头倾角(At)的求解。

2.1.1 地层力的求解

地层力是对地层由于各种原因造成钻头轨迹偏斜的宏观力学效应的描述,是国内外学者为了比较科学定量地描述地层因素对井斜的影响而设计的力学概念。如图2.2,地层力Ff分析简图。

图2.2 地层力分析简图

做一定假设后,地层力可表示为:

科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(中册)

式中:Ff为地层自然造斜力;h为地层各向异性系数,h=1-,0≤h<1;Pf为钻压;β为地层倾角;α为井斜角。

(1)顶层进与顺层跑的判断

若知遇层角(钻具轴线与岩层面法线夹角的余角)θc、钻头与岩层之间的摩擦系数f,则根据摩擦力自锁原理可知:

当θc≥arccot f时,钻头在地层斜面上产生自锁,不下滑,钻头将以顶层进取方向致斜;反之当θc<arccot f时,钻头在地层斜面上不会自锁,在压力分量的作用下沿地层面下滑,钻头将以顺层溜取向致斜。

这里的摩擦系数f,主要取决于钻头出刃和底层面的粗糙度,同时也一定程度受到钻井液润滑性的影响。根据实验测试,普通孕镶金刚石钻头钻进5~9级可钻性地层取f=0.8~2.2;普通合金钻头钻进3~6级可钻性地层取f=1.1~3.0。考虑钻井液润滑性,即钻井液润滑系数k,按一定规律加入校正系数。

(2)孔壁软化的影响

壁的软化现象是指孔壁围岩受泥浆作用后,抗压强度和稳定性发生改变的性质,一般是使围岩抗压强度和稳定性降低,其软化的程度取决于孔壁岩层的矿物成分、构造特征和结构。空隙率大、黏土矿物含量高、吸水性较高的岩层,容易与浆液作用而丧失强度和稳定性。岩石的软化性是指岩石耐水侵、承受风化的能力,数值上为岩石饱和状态下的极限抗压强度和风干状态下的比值,是岩石及工程岩体评价的重要指数之一。其软化系数可表示为:

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式中:Kn为岩石的软化系数;Fn为饱和岩石的极限抗压强度;Fc为风干状态下的极限抗压强度。

岩石软化系数的特征,软化系数值越大表示岩石的抗压强度和稳定性受水的影响小,在钻井工程中表示泥浆对孔壁的影响越小。未受风化作用的岩浆岩与部分变质岩软化系数都接近1,属于弱软化性的岩层。它的抗水和抗风化性都很强;软化系数小于0.75的岩体,属于软性性较强的岩体,其工程性质较差。

一般认为,孔壁软化对孔斜有负面的影响,如孔壁坍塌、扩径等都会促使钻井轨道趋向倾斜。如图2.3(a),若将孔壁视为不变形和不受泥浆影响的刚体,孔壁能为钻具稳定器提供稳定的支点,所以稳定器的作用下,钻具基本能保持原方向钻具,产生的偏斜很小。但实际情况是,在扶正器的侧向压力下,孔壁围岩或多或少会被压缩,且在钻井液的影响下,加强了围岩的变形,使得钻具稳定器没有固定的支点,这样使得钻具有更大的空间偏斜,导致扶正器失效,钻具产生较大偏斜,如图2.3(b)。实际工程经验表明,孔壁软化对孔斜的影响不可忽视。

图2.3 泥浆对孔斜的影响

2.1.2 钻具组合力

影响下部钻具组合力学特性的因素很多,主要包括下部钻具结构参数(各段钻铤的长度、刚度、单位长度重量、弯角、装置角、稳定器个数、安放位置、稳定器的偏心度)、井眼几何参数(井眼曲率半径、主法线方向、井斜角)和操作参数(钻压、钻井液密度)。钻具静力学研究主要经典数学微分法、有限元法、有限差分法、纵横弯曲连续梁法4种。苏义脑院士利用纵横弯曲连续梁法研究计算了钻具组合引起的钻头侧向力和钻头倾角(At),如图2.4所示。

科学超深井钻探技术方案预研究专题成果报告(中册)

式中:PB为钻压;e1为第一稳定器与井眼差值的二分之一;ω1为钻铤线重量;α为井斜角;M1为第一稳定器处内弯矩;L1为第一稳定器下钻柱长;q1为下部钻铤的横向载荷集度,q11sinα;EI1为钻铤抗弯刚度;X(u1)、Z(u1)为第一跨梁柱放大因子。

图2.4 纵横弯曲法分析图

④ 建筑材料习题

答案是:
二、是非判断题
1、石料的孔隙率是石料的孔隙体积占其实体积的百分率。(t )
2、石料的软化系数越小,耐水性能越好。(w )
3、过火石灰用于建筑结构物中,使用时缺乏粘结力,但危害不大。( t)
4、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化,而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。( w)
5、在空气中贮存过久的生石灰,不应照常使用。(w )
6、硅酸盐水泥中c2s早期强度低,后期强度高,而c3s正好相反。(w )
7、在生产水泥中,石膏加入量越多越好。( w)
8、用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。( t)
9、按规范规定,硅酸盐水泥的初凝时间不迟于45min。( t)
10、水泥是水硬性胶凝材料,所以在运输和贮存中不怕受潮。(w )
11、硅酸盐水泥的细度越细越好。( w)
12、用粒化高炉矿渣加入少量石膏共同磨细,即可制得矿渣硅酸盐水泥。(t )
13、在拌制混凝土中砂越细越好。( w)
14、试拌混凝土时若测定混凝土的坍落度满足要求,则混凝土的工作性良好。(w )
15、卵石混凝土比同条件配合比拌制的碎石混凝土的流动性好,但强度则低一些。( w)
16、混凝土拌和物中水泥浆越多和易性越好。(w )
17、普通混凝土的强度与其水灰比成线性关系。(w )
18、在混凝土中掺入引气剂,则混凝土密实度降度,因而其抗冻性亦降低。( w)
19、计算混凝土的水灰比时,要考虑使用水泥的实际强度。(t )
练 习 三

20、普通水泥混凝土配合比设计计算中,可以不考虑耐久性的要求。( w)
21、混凝土施工配合比和试验配合比二者的水灰比相同。(w )
22、混凝土外加剂是一种能使混凝土强度大幅度提高的填充料。(w )
23、在混凝土施工中,统计得出混凝土强度标准差越大,则表明混凝土生产质量不稳定,施工水平越差。(t )
24、高性能混凝土就是指高强度的混凝土。(w )
25、砂浆的流动性是用分层度表示的。(t )
26、烧结普通砖的质量等级是采用10块砖的强度试验评定的。(w )
27、含蜡沥青会使沥青路面的抗滑性降低,影响路面的行车安全。( w)
28、针入度指数(pi)值越大,表示沥青的感温性越高。( t)
29、道路石油沥青的标号是按针入度值划分的。(t )
30、与石油沥青相比,煤沥青温度稳定性和与矿质集料的粘附性均较差。(w )
31、沥青质是石油沥青化学组分中性能最好的一个组分。( w)
32、粘度是沥青材料最重要的技术性质之一。( t)
33、锰对钢的性能产生一系列不良的影响,是一种有害元素。(w )
34、钢中的氧为有益元素。(w )
35、q215af表示屈服点为215mpa的a级沸腾钢。( t)
36、木材的持久强度等于其极限强度。( w)
37、木材平衡含水率随空气温度和相对湿度而变化。(t )

⑤ 建筑材料的软化系数越大,说明其耐水性越好(判断对错)

对, 建筑材料的软化系数与分子活跃度成正比。分子越活跃起耐水性越好!

⑥ 材料的软化系数越大,耐水性越好是对的吗

对,
建筑材料的软化系数与分子活跃度成正比。分子越活跃起耐水性越好!

⑦ 一道建筑材料判断题:软化系数越大的材料,长期受水作用后,其强度降低越多。

对,因为其软化系数越打,则其耐水性越好,软化系数的范围波动在0~1之间。

⑧ 混凝土的软化系数怎么计算

表达式为K=f/F。

K——材料的软化系数;f——材料在水饱和状态专下的无侧限抗属压强度,MPa;F——材料在干燥状态下的无侧限抗压强度,MPa。

一般将KR>0.75认为软化性弱,工程性质较好。软化系数的大小对建筑工程的质量有直接影响,因此在严重受水浸蚀或处于潮湿环境下的建筑物,应选择高软化系数的建筑混凝土,经常处于干燥环境中的建筑物,可不考虑的软化系数。

当混凝土软化系数等于或小于0.75时,应定为软化混凝土。

(8)软化系数越小表示岩石受水影响就越扩展阅读

由于材料吸水后,其内部质点之间的结合力被削弱,导致材料强度均有不同程度的下降。软化系数越大,说明材料抵抗水破坏的能力越强,即耐水性越强。软化系数的数值介于0~1之间。

软化系数是选择耐水材料的重要依据。对于直接用于水中或受潮严重的材料,其软化系数不宜低于0.85;对于受潮较轻的材料,其软化系数不宜低于0.75。

通常认为软化系数大于0.85的材料是耐水材料,可以作为防水材料使用。

试验原理:浸泡件在水介质条件下,经规定的试验浸泡周期后,测定其外观、物理或力学性能的变化。

试验设备:试验设备采用恒温水浴或其他适宜的恒温水装置。

⑨ 我们通常发现高山上面的岩石都非常巨大越往山下岩石越小这是为什么

岩石级别 坚固程度 代表性岩石

Ⅰ 最坚固 最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他
各种特别坚固的岩石。(f=20)
Ⅱ 很坚固 很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固
的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)
Ⅲ 坚 固 致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿
脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)
Ⅲa 坚 固 坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁
矿,不坚固的花岗岩。(f=8)
Ⅳ 比较坚固 一般的砂岩、铁矿石 (f=6)
Ⅳa 比较坚固 砂质页岩,页岩质砂岩。(f=5)
Ⅴ 中等坚固 坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾
石。(f=4)
Ⅴa 中等坚固 各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)
Ⅵ 比较软 软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,
无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)
Ⅵa 比较软 碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎
石,坚固的煤,硬化的粘土。(f=1.5)
Ⅶ 软 软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。 (f=1)
Ⅶa 软 软砂质粘土、砾石,黄土。(f=0.8)
Ⅷ 土 状 腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。(f=0.6)
Ⅸ 松散状 砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.
(f=0.5)
Ⅹ 流沙状 流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.
(f=0.3) A
表示矿岩的坚固性的量化指标.
人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2)
式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:
① 极坚固岩石 f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)
② 坚硬岩石 f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)
③ 中等坚固岩石 f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)
④ 不坚固岩石 f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)
矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
强度是指矿岩抵抗压缩,拉伸,弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。(如抵抗锹,稿,机械碎破,炸药的综合作用力)。
岩石分类

岩石可分三大类:1,岩浆岩{喷出岩}.2,沉积岩.3,变质岩.
1、岩浆岩主要有:花岗岩,安山岩,闪长岩,流纹岩,玄武岩辉长岩等等.
2、沉积岩主要有:石英砂岩,石灰砾岩,泥铁岩,白云岩,泥岩,石膏等.
3、变质岩主要有:片麻岩,绿泥石片岩,千枚岩,大理岩,云母片岩等等.
虽然岩石的面貌是千变万化的,但是从它们形成的环境,也就是从成因上来划分,可以把岩石分为三大类:沉积岩、岩浆岩和变质岩。
1、沉积岩
沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。
沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.沉积岩的形成 1.风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风化,逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。 3.堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。 4.压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。 5.胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。 6.露出:堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。
2、岩浆岩
岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同。
岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。 由地底岩浆冷却凝固形成,由于岩浆成分和冷却凝固方式不同,便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成: 1.安山岩:岩浆藉由火山口喷发出地面,快速冷却形成的。 2.玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。 3.花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地底下慢慢冷却形成的。
3、变质岩
在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,包括沉积岩、岩浆岩,由于后来地质环境和物理化学条件的变化,在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化,而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。
变质岩又分:板岩、片岩、片麻岩、大理岩。 变质岩的形成:1.为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。 2.挤压岩层:在强大挤压和摩擦力之下,产生温度和压力,使得深埋在地底下的岩石发生变质作用。 3.变质成新岩石:岩石里零散分布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。
岩石对人类来说,并不陌生。由动物进化为人类后的第一个时代就是石器时代。那时,我们的祖先用石头作为与大自然作斗争的工具。那么什么是岩石呢?现代地质学称石头为岩石,岩石的“岩”字在古代是山崖和山穴的意思,表示山势高峻、峰岭陡峭的地势;“石”字则是指磬、碑、砚、陨星等。自从18世纪地质学诞生以来,“岩石”一词就不再沿用古义了,我们可以给岩石下这样一个定义:岩石是各种地质作用形成的自然历史产物,是构成地壳的基本组成单位,是由矿物及非晶质组成的,具有一定结构、构造的固态地质体。外观上岩石是多种多样的,但从成因上看,可将所有的岩石归为三大类,即岩浆岩、沉积岩和变质岩,这就是自然界三大类岩石。这三大类岩石在地壳中是怎样分布的呢?在全球陆地表面,沉积岩覆盖了75%,岩浆岩和变质岩加在一起才只占陆地面积的1/4。但是到了地下深处,沉积岩逐渐变成了“少数民族”。在整个地壳中,沉积岩只占到地壳体积的8%,变质岩占了27%,剩下的65%都是岩浆岩。
岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。分为:①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。
大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀
地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。
虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。
气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。
地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件。
岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。
山地的中的岩石极为多样,差别很大,进行工程分类十分必要。《94规范》首先按岩石强度分类,再进行风化分类。按岩石强度分为极硬、次硬、次软和极软,列举了代表性岩石名称。又以新鲜岩块的饱和抗压强度30MPa为分界标准。问题在于,新鲜的末风化的岩块在现场有时很难取得,难以执行。
岩石的分类可以分为地质分类和工程分类。地质分类主要根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度,可以用地质名称(即岩石学名称)加风化程度表达,如强风化花岗岩、微风化砂岩等。这对于工程的勘察设计确是十分必要的。工程分类主要根据岩体的工程性状,使工程师建立起明确的工程特性概念。地质分类是一种基本分类,工程分类应在地质分类的基础上进行,目的是为了较好地概括其工程性质,便于进行工程评价。
为此,本次修订除了规定应确定地质名称和风化程度外,增加了岩块的“坚硬程度”、岩体的“完整程度”和“岩体基本质量等级”的划分。并分别提出了定性和定量的划分标准和方法,可操作性较强。岩石的坚硬程度直接与地基的承载力和变形性质有关,其重要性是无疑的。岩体的完整程度反映了它的裂隙性,而裂隙性是岩体十分重要的特性,破碎岩石的强度和稳定性较完整岩石大大削弱,尤其对边坡和基坑工程更为突出。
本次修订将岩石的坚硬程度和岩体的完整程度各分五级,二者综合又分五个基本质量等级。与国标《工程岩体分级标准》(GB50218-94)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)协调一致。
划分出极软岩十分重要,因为这类岩石不仅极软,而且常有特殊的工程性质,例如某些泥岩具有很高的膨胀性;泥质砂岩、全风化花岗岩等有很强的软化性(单轴饱和抗压强度可等于零);有的第三纪砂岩遇水崩解,有流砂性质。划分出极破碎岩体也很重要,有时开挖时很硬,暴露后逐渐崩解。片岩各向异性特别显著,作为边坡极易失稳。事实上,对于岩石地基,特别注意的主要是软岩、极软岩、破碎和极破碎的岩石以及基本质量等级为V级的岩石,对可取原状试样的,可用土工试验方法测定其性状和物理力学性质。
举例:
1 花岗岩,微风化:为较硬岩,完整,质量基本等级为Ⅱ级;
2 片麻岩,中等风化:为较软岩,较破碎,质量基本等级为Ⅳ级;
3 泥岩,微风化:为软岩,较完整,质量基本等级为Ⅳ级;
4 砂岩(第三纪),微风化:为极软岩,较完整,质量基本等级为V级;
5 糜棱岩(断层带):极破碎,质量基本等级为V级。
岩石风化程度分为五级,与国际通用标准和习惯一致。为了便于比较,将残积土也列在表A.0.3中。国际标准ISO/TC182/SCl也将风化程度分为五级,并列入残积土。风化带是逐渐过渡的,没有明确的界线,有些情况不一定能划分出五个完全的等级。一般花岗岩的风化分带比较完全,而石灰岩、泥岩等常常不存在完全的风化分带。这时可采用类似“中等风化-强风化’“强风化-全风化”等语句表述。同样,岩体的完整性也可用类似的方法表述。第三系的砂岩、泥岩等半成岩,处于岩石与土之间,划分风化带意义不大,不一定都要描述风化。
3. 2. 4 关于软化岩石和特殊性岩石的规定,与《94规范》相同,软化岩石浸水后,其承载力会显著降低,应引起重视。以软化系数0.75为界限,是借鉴国内外有关规范和数十年工程经验规定的。
石膏、岩盐等易溶性岩石,膨胀性泥岩,湿陷性砂岩等,性质特殊,对工程有较大危害,应专门研究,故本规范将其专门列出。
3. 2. 5、3. 2. 6 岩石和岩体的野外描述十分重要,规定应当描述的内容是必要的。岩石质量指标RQD是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法,国内也有较多经验,《94规范》中已有反映,本次修订作了更为明确的规定。
岩石
岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体,按照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石,也称火成岩;沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石;变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩,由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主,它们约占大陆面积的75%,洋底几乎全部为沉积物所覆盖。
岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。
十八世纪末岩石学从矿物学中脱胎出来而发展成一门独立的学科。在岩石学发展的初期,主要研究的是火成岩,到了十九世纪中叶才开始系统地研究变质岩,而沉积岩直到二十世纪初才引起人们的注意。目前岩石学正沿着岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三个主要的分支方向发展。
古老岩石都出现在大陆内部的结晶基底之中。代表性的岩石属基性和超基性的火成岩。这些岩石由于受到强烈的变质作用已转变为富含绿泥石和角闪石的变质岩,通常我们称为绿岩。如1973年在西格陵兰发现了同位素年龄约38亿年的花岗片麻岩。1979年,巴屯等测定南非波波林带中部的片麻岩年龄约39亿年左右。
加拿大北部的变质岩—阿卡斯卡片麻岩是保存完好的古老地球表面的一部分。放射性年代测定表明阿卡斯卡片麻岩有将近40亿年的年龄,从而说明某些大陆物质在地球形成之后几亿年就已经存在了。
最近,科学家在澳大利亚西南部发现了一批最古老的岩石,根据其中所含的锆石矿物晶体的同位素分析结果,表明它们的“年龄”约为43亿至44亿岁,是迄今发现的地球上最古老的岩石样本,根据这一发现可以推论,这些岩石形成时,地球上已经有了大陆和海洋。在地球诞生2亿至3亿年后,可能并不象人们所认为的那样由炽热的岩浆所覆盖,而是已经冷却到了足以形成固体地表和海洋的温度。地球的圈层分异在距今44亿年前可能就已经完成了。
目前在中国发现的最古老岩石是冀东地区的花岗片麻岩,其中包体的岩石年龄约为35亿年。
澳大利亚西部Warrawoona群中的微化石在形态结构上比较完整。它们究竟是蓝藻还是细菌目前尚难确定。通常认为,早期叠层石是蓝藻建造的,叠层石是蓝藻存在的指示。如果35亿年前就已经出现蓝藻,则说明释氧的光合作用早就开始了,这便引出一个问题:为什么直到20亿年前大气圈才积累自由氧呢?从35亿年前到20亿年前中间相隔15亿年之久,为什么氧的积累如此缓慢?对此当然有不同的解释。例如近年来已经发现叠层石也可能完全由光合细菌建造,或甚至由非光合细菌建造。
最古老生命存在的间接证据中较重要的是格陵兰西部条带状铁建造(BIF)和轻碳同位素。如果证据成立,则由此可推断在38亿年前的地球上已经出现进行释氧光合作用的微生物,即类似蓝藻的生物。根据Cloud的解释,BIF是由光和微生物周期性地释氧而引起亚铁氧化为高价铁沉积下来的。轻碳同位素也是光合作用的间接证据。但反对的意见认为,BIF形成所需的氧可以通过大气中的水分子的光分解来提供,而轻碳同位素可能来自碳酸盐的热分解。
叠层石是前寒武纪未发生变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”,是由原核生物所建造的有机沉积。这种叠层状的生物沉积构造是由于蓝藻等低等微生物在其生命活动中,通过沉积物的捕获和胶结作用发生周期性的沉积作用而形成的。根据Walter(1983)的统计,在澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点发现了太古宙叠层石,其年龄都在25亿年以上。晚元古代是地史上叠层石最繁盛的时期,其分布广泛、形态多样。后生动物出现以后叠层石骤然衰落。寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限。泥盆纪以后叠层石只是残存。现代海相叠层石只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区特殊环境中。
陨石是太阳系内小天体的珍贵标本,为研究太阳系的起源、演化和生命起源提供了宝贵的线索和资料。球粒陨石中不仅含有氨基酸,还有烃类、乙醇和其他可能形成保护原始细胞膜的脂肪族化合物。对生命起源的研究有较大意义。生物化学家David.W.Dreamer用默奇森陨石中得到的化合物制成了球形膜,这些小泡提供了氨基酸、核苷酸和其他有机化合物以及进行生命开始所必需的转变环境。也就是说,当陨石撞击地球时,产生形成生命所需的有机物及必需的环境。和生命起源于彗星的理论一样,这是一种新的天外起源说。另外,康奈尔大学的C.Hyba指出,撞击也可以用其它方式提供生命所需的原材料,来自一次陨石撞击的热和冲击波可以在原始大气中激发起合成有机化合物的化学反应。
陨石是降落到地球表面的小块行星际物质撞入地球大气圈后尚未被烧尽的流星体的残片。在晴朗的夜晚,可以看到一线亮光划过夜空,瞬间消失。这些弥漫在宇宙空间中的星际尘埃,如果被地球的引力捕获便形成陨星;当它们以极快的速度进入地球大气圈时与大气发生摩擦、生热、发光,一部分残留下来落到地表就成为陨石。如果陨石在空中爆炸后象下雨一样降落,就称为陨石雨。1976年3月8日,我国吉林省降落过一次世界罕见的陨石雨,完整的陨石有100余块,重2吨多,其中最大的一块重达1770公斤,是世界上最大的石陨石。陨石来自星际空间,在1969年阿普罗11号在月球着陆并将月岩带回地球以前,陨石是人们能直接加以观察的唯一的外来天体。
近代史上最惊人的陨石坠落事件是1908年的通古斯事件。当时在前苏联西伯利亚通古斯方圆800公里的范围内,都可见到了火光;在100公里范围内,都听到了轰隆巨响;在50公里范围内,高大树木全部被烧毁。很多人推测这次事件与陨石坠落有关,但奇怪的是至今没有找到陨石碎块。因此成为世界著名的“通古斯之谜”,吸引了许多中外科学家前往这个地区进行考察和研究。
陨石可分为三类:石陨石、石铁陨石和铁陨石。其中以石陨石最多,约占94%。同位素年龄测定陨石的年龄约为46亿年。
石陨石:密度为3-3.5克/立方厘米。由硅酸盐矿物橄榄石、辉石、少量斜长石和金属铁的微粒组成。可分为球粒陨石和无球粒陨石,前者含有直径为1-2毫米大小的陨石球粒,它是熔融物质快速冷凝的产物。这种结构在地球上从未发现过。可能是在太阳系形成初期原始行星物质被原始太阳的高温熔化后,在脱离太阳时迅速冷却而形成的。因此,玻璃质球粒的成分就反映了太阳系形成初期原始行星的成分。
石铁陨石:密度约5.6-6克/立方厘米,由铁镍和硅酸盐矿物组成。铁陨石:密度约8-8.5克/立方厘米。大约由80%-95%的金属铁和5%-20%的镍组成

⑩ 软化系数越大,越容易不软化,对不对啊

软化系数来是指材料在吸水饱和状态自下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值
,一般建筑材料的软化系数<1,即在饱和水的长时间作用下强度都会降低,这就要求材料和环境的搭配,不能因为材料的破坏而影响整体的强度,稳定性。
这个问题是不对的!!!!

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