软岩
软岩(soft rock)是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质,可分为地质软岩和工程软岩两大类别。地质软岩指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层,该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩,是天然形成的复杂的地质介质;工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。工程软岩强调软岩所承受的工程力荷载的大小,强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。
工程软岩和地质软岩的关系是:当工程荷载相对于地质软岩(如泥页岩等)的强度足够小时,地质软岩不产生软岩显著塑性变形力学特征,即不作为工程软岩,只有在工程力作用下发生了显著变形的地质软岩,才作为工程软岩;在大深度、高应力作用下,部分地质硬岩(如泥质胶结砂岩等)也呈现了显著变形特征,则应视其为工程软岩。
根据软岩特性的差异及产生显著塑性变形的机理,软岩可分为4大类,及膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。
根据高应力类型的不同,高应力软岩可细分为自重应力软岩和构造应力软岩。前者的特点是与深度有关,与方向无关;而后者的特点是与深度无关,而与方向有关。高应力软岩根据应力水平分为3级,即高应力软岩、超高应力软岩和极高应力软岩(表1)。
表1 高应力软岩分级
级别
应力水平/MPa
高应力软岩
25~50
超高应力软岩
50~75
极高应力软岩
>75