基本介紹
- 中文名：軟弱岩石
- 外文名：Weak rock
- 特點：水穩性差
- 缺點：不適用於建築材料
- 簡稱：軟岩
- 涉及學科：工程地質和岩體力學
概念,分類,特點,軟岩剪下破壞,軟岩巷道爆破,
概念
軟弱岩石是指力學強度低，遇水容易軟化，並且在外荷載作用下易於產生壓縮變形的岩石。軟弱岩石簡稱軟岩，歷來是工程地質和岩體力學研究的重要課題之一。
分類
軟弱岩石(簡稱軟岩)歷來是工程地質和岩體力學研究的重要課題之一。但過去對軟岩的涵義比較含糊。一般是根據岩塊的單軸抗壓強度將岩石分為三類：堅硬岩石(Rc>60MPa)、半堅硬岩石(Rc=30～60MPa)和軟弱岩石(Rc<30MPa)。1980年我國舉行了全國軟弱岩石和軟弱夾層專題第一次學術討論會；1981年在日本東京舉行了國際軟弱岩石學術討論會，給予軟岩以比較廣泛的涵義，並指出了軟岩在工程地質學科中的重要地位和工程意義及今後研究方向，交流了軟岩工程地質特性研究的成果。儘管對軟岩的定義和範疇在這幾次討論會上沒有取得一致的意見，但一般認為軟岩應包括以下三方面的岩石：
①軟質岩石，即我們通常所說的軟岩，包括粘土岩、頁岩、軟質的泥灰岩、凝灰岩、大部分千枚岩、片岩、膨脹岩以及各種成因類型的軟弱夾層也歸在此類。
②構造岩或斷裂破碎岩，指在構造運動作用下形成的斷層破碎帶和岩漿岩侵入所形成的破碎帶，使岩石發生機械破碎、重結晶及新生動力變質礦物，削弱了岩石的力學特性，是機械作用和熱動力變質作用的產物。
③風化岩，因風化而削弱的岩石。
特點
在力學特徵上，軟弱岩石無側限抗壓強度低於或等於300千克/平方厘米，水穩性差，軟化係數不大於0.6，變形模量低且流變效應較顯著。在火成岩、沉積岩和變質岩3大岩類中，只要具備上述力學特徵的岩石，均屬軟弱岩石。軟弱岩石還包括部分構造岩和風化岩。構造岩是指受構造作用力影響而導致錯動破壞的岩體，一般包括斷層泥、糜棱岩、斷層角礫岩及構造破碎岩。其中，斷層泥、膠結不良的糜棱岩和斷層角礫岩均可視為軟弱岩石。風化岩是指在各種風化營力作用下，岩石成分、結構與工程性質產生變異的次生岩石。這類岩石的力學特徵與軟弱岩石相當的，也屬軟弱岩石。水工建築物的壩基、道路工程的大橋橋基和高層建築物地基岩體內如有軟弱岩石，往往會使建築物地基發生不均一沉陷或滑動變形，影響建築物安全；峽谷邊坡或傍山道路邊坡岩體內如有軟弱岩石，易產生斜坡失穩和崩滑。因此工程建設中應予以充分注意。
軟岩剪下破壞
自然界的軟弱岩石趨向於沿彎曲面發生剪下破壞，一般非飽水的軟弱岩石具有一定的內聚力，可以維持在10°～35°的斜坡上而不致下滑，但當被水滲透時，其重量增加而強度減小，並引起孔隙壓力的增大，從而促使內聚力降低。
實際上，要確定斜坡上剪下弧形面的位置及其上面的岩土體積是很困難的，可是。在野外進行直接觀察和材料試驗，雖然能確定斜坡破壞的精確位置和位移的大小，但可以鑑別出促使斜坡破壞的主要因素。
斜坡破壞的產生，需要有重力作用做為內力，當其超過了岩土的剪下強度時，就沿著斜坡上某個面產生剪下破壞，這個面的位置可以根據斜坡的幾何形狀和岩土的強度加以確定。斜坡即經破壞，應力就得到一定程度的釋放，便產生一定範圍的岩土露位移。但沿著剪下面還保留有摩擦力而具有抗滑的趨勢。於是一旦滑移開始，則剪下面以上的連續滑動或間歇性的滑動就很明顯了。
軟岩巷道爆破
在巷道爆破施工中，一般是周邊孔最後起爆。當周邊孔爆破時，光爆層岩石已受到崩落孔爆破作用的損傷，因此，巷道周邊光爆實際上是在損傷岩石中進行的。岩石損傷後，其力學性質參數要發生改變，而且岩石損傷前的強度越低，在相同爆炸載荷作用下的損傷程度越大，力學性質參數改變越多。D.S.Kim，M.K.McCarter和賀紅亮、Thomas J.Ahren等分別就爆炸載荷對岩石的損傷進行了研究，取得了岩石中損傷分布的初步關係。此外，也有不少學者對岩石的爆破損傷破壞過程進行了數值模擬研究。
經過現場的觀察與分析，我們認為，軟岩巷道周邊光面爆破的孔痕率低，出現超挖，效果不理想的原因是：崩落孔爆破使光爆層岩石損傷，力學性質參數發生改變，而在進行光爆參數設計與施工時，未考慮這種損傷效應，未對光爆參數做相應調整，結果使周邊孔壁近區圍岩受到過度破壞，失去穩定而超挖。
研究崩落孔爆破對光爆層岩石的損傷，設計出相應的合理光爆參數，並配合採用岩石定向斷裂爆破技術，是提高軟岩巷道光爆效果的有效途徑，也將有助於促進光面爆破技術的發展和進一步推廣套用。
