石英砂岩的强度

某机场石英砂岩抗压强度实验研究-【维普网】-仓储式在线作品出版平台-#摘 要：由于机场建设需要,在场区采取岩样进行单轴抗压试验。（4）ZK56 号采样点位于跑道轴线北西方向，靠近道中，工程地质分区属Ⅱ区为沟源阶梯状斜坡区。石英砂岩的强度对于非标准圆柱体试件，试验后抗压强度试验值按本节条文说明中公式（3）进行换算：7+2D/H式中：D—— —岩样直径；H—— —岩样高度。碎屑组分＞90%，中细粒，粒径介于 0.05～0.3 mm不等，但主要粒径都小于  mm，粗细混杂，分选较差，碎屑形状较不规则，以不规则次角状为主，少许呈次圆状，无序分布，碎屑组成的堆积较紧密，以颗粒支撑为主，局部有轻微压扁形成不规则交错结合的粒状结构，碎屑组分较简单，主要由石英含硅质岩屑为主，含相对较多的不规则粒状长石和云母碎屑及少许岩屑组成（图3）。出露的地层为白垩系地层，主要为下统窝头山组（Kw）。本次实验采用了圆柱型式样单轴抗压试验，干燥状态下7 组，每组7 个试样；饱水状态下共7 组试样，每组7 个试样，其中饱水试样为干燥状态下的岩样浸水48 h 后得到。

（2）同种风化程度岩石试样力学参数与其胶结类型的关系（表1 及下面分析）。3.2 成果整理要求当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的载荷与垂直于加载方向的截面积之比。采取岩样风化程度为中风化，据标准判为较坚硬岩类。根据场区地形地貌，将场区划分为三个微地貌单元：中丘区、浅丘区及冲沟区。石英砂岩的强度实验表明，中风化、微风化的软化系数明显高于强风化的岩样，即其受水影响较小；硅质胶结的岩样软化系数明显高于钙硅质及泥硅质，即其受水影响较（3）实验表明，随着岩样风化程度的降低，岩样的抗压强度及软化系数明显提高，但随着岩样风化程度的进一步降低，软化系数增加梯度也逐步降低。（2）ZK1 号采样点位于机场跑道上，靠近场区东端，工程地质分区属Ⅱ区，为沟源阶梯状斜坡区。

由图2中可以看出岩样风化程度及胶结类型与其软化系数的关系，图中的拟合曲线可以为我们预测场区不同风化程度及胶结类型岩体的软化系数提供参考（其中ZK18 岩样共计共计14个岩样，但实验数据差别，值，小值相差近20 MPa，大致可分为两个区间，数据实在差别太大，给予剔除处理）。据试验结果,给出了场区不同风化程度的岩石,在干燥和饱和两种状态下的单轴抗压强度建议取值范围。石英砂岩的强度２ 研究区概况机场场址规划建设区属丘陵地貌，规划区跑道东南端地形开阔，略有起伏，以浅丘地貌为主，道中及北西端一带地形起伏较大，以中丘地貌为主，场区高程范围385～446 m。岩性为硅质中细粒石英砂采取岩样风化程度为微风化，据标准判为较软岩类。出露的地层为白垩系地层，主要为下统窝头山组（w）。据GB50218《工程岩体分级标准》，场区出露未风化-微风化的岩层为坚硬岩，中风化的岩层为较坚硬岩，强风化的坚硬岩为较软岩。

据试验结果，给出了场区不同风化程度的岩石，在干燥和饱和两种状态下的单轴抗压强度建议取值范围。对比强风化那组知：ZK22 强风化岩样为钙硅质胶结，软化系数为0.55；ZK56 强风化岩样为泥硅质胶结，软化系数为突变到0.64；ZK54 强风化岩样为硅质胶结，软化系数突变到为0.74，这3 组岩样的饱和抗压强度也增加近3 倍，干燥抗压强度也增加近2 倍多，由此可见胶结类型对于软化系数及抗压强度影响较大，进而可以判断胶结类型对于水岩作用影响很大：ZK22，ZK56，ZK54 同为强风化岩样，但ZK22，ZK56 样明显比ZK54 样其抵抗受水侵蚀能力差了一个级别。岩性为硅质中细粒石英砂岩。３ 室内试验3.1 实验布置方案试件烘干和饱和状态应符合本规程相关条款的规定。采取岩样风化程度为中风化，据标准判为较坚硬岩类。石英砂岩的强度轻微压溶，局部由胶结物支撑，碎屑组分与ZK 号样相似；石英含硅质岩屑＞80%，仍以石英为主，硅质碎屑约10%左右，无序分布。

根据实验结果分析知，场区出露的石英砂岩，水岩相互作用与岩体的风化程度及胶结类型关系密切：中风化、微风化岩样的软化系数明显大于强风化的岩样，即其受水影响较小；硅质胶结的岩样软化系数明显高于钙硅质及泥硅质，即其受水影响较小。石英砂岩的强度粒间主要被硅质充填和胶结；石英含硅质岩屑总量约80%，以石英碎屑为主，硅质岩屑较多约10%左右；长石碎屑较少，＜2%，粒径及形态与石英碎屑岩相似，无序散；其胶结物＞10%，主要有隐晶质硅质组成，以充填碎屑粒间为主，组成孔隙式胶结，局部见少许细粒铁质色体，均质体（图5）。根据实验结果分析知,场区出露的石英砂岩,水岩相互作用与岩体的风化程度及胶结类型关系密切：中风化、微风化岩样的软化系数明显大于强风化的岩样,即其受水影响较小;硅质胶结的岩样软化系数明显高于钙硅质及泥硅质,即其受水影响较小。（3）ZK54 号采样点位于跑道轴线北西方向，靠近道中，工程地质分区属Ⅰ区台丘岭脊区。—— —软化系数；—— —岩石饱和状态下的单轴抗压强度（MPa）；—— —岩石烘干状态下的单轴抗压强度（MPa）。两种硅质岩屑常含不定量细粒绢云母无序穿插共生；长石碎屑少量，%～%左右；其他含少许细粒钛矿铁矿碎屑，偶见不规则粒状锆石碎屑无序散布，包于胶结物中；胶结物相对较多，约 15%，以隐晶质硅质为主，常见少许泥质穿插共生（图4）。

对比中风化那组知：钙硅质胶结较硅质胶结抗压强度及软化系数明显低，且这2 组岩样的抗压强度也增加近2 倍多（ZK21 试样虽同为中风化，但其颗粒组成与该大组试样均不相同，缺乏对照性，予以剔除）。石英砂岩的强度采取岩样风化程度为强风化，据标准判为较软岩类。对照这两组数据知：①钙硅质胶结岩样的各项力学指标明显较硅质胶结的低，即抗压强度低、易发生水岩作用，抗水侵蚀的能力较弱；②随着风化程度的降低，抗压强度及软化系数明显提高，但随着岩样风化程度的进一步降低，软化系数增加梯度也逐步降低（由于泥硅质只有一组试验试样，可对照性差，予以剔除；对照ZK21 及白色试样，虽同为中风化且胶结类型相同，但白色试样其颗粒组成与其它组试样均不相同，缺乏对照性，予以剔除）。碎屑组分80%～90%，中细粒，粒径介于0.05～0.4 mm 之间，中-细粒为主，粗细混杂，分布无序，颗粒形状以不规则次圆～次角状为主，少许呈角状，分布无序，颗粒支撑为主。亚昆，苟富刚，陈 宁（成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家实验室，四川 成都 659）摘要：由于机场建设需要，在场区采取岩样进行单轴抗压试验。出露的地层为白垩系地层，主要为下统窝头山组（Kw）。

一般实验室内测得砂岩的软化系数在0.72 左右。虽然岩体较土体力学性能要好很多，但越好，其和土体产生的不均匀沉降越大。（1）场区出露白垩系下统窝头山组（Kw）强风化细粒石英砂岩饱水抗压强度建议取值范围1.0～2.5 MPa，干燥抗压强度建议取值范围2.5～4.5 MPa；中风化砂岩饱和抗压强度建议取值范围10～20 MPa，干燥抗压强度建议取值范围20～35 MPa；中风化砂岩饱和抗压强度建议取值范围 80～100MPa，干燥抗压强度建议取值范围100～120 MPa。石英砂岩的强度后者仍以隐晶质致密块状硅质岩屑为主，含少许细粒石英集合体组成。中细粒以偏细粒砂状碎屑结构，无定向块状构造。岩性为泥硅质中细粒石英砂岩，中细粒以偏细粒为主，砂状碎屑结构，块状构造；碎屑组分85%左右，中细粒，粒径介于0.05～0.4 mm 不等，但以0. mm 为主，粗细混杂，分选较差，碎屑形状也较不规则，以不规则次角状为主，少许次圆状或角状，分布无序，以颗粒支撑为主。