壓實粘土的機械是什麼

『壹』 沖擊碾壓路機是什麼

沖擊碾壓路機是沖擊碾壓機械，即通過牽引設備帶動三邊形沖擊壓路機碾輪，利用沖擊壓路機自身的重量及在動態行進中輪體上下的落差，進而對路面進行反復沖擊碾壓，以達到路基補強的目的。
沖擊式壓路機適用范圍:
1.公路、鐵路、水壩、飛機場、樓房、工廠、住宅的地基壓實。

2.水泥廠廢料、灰類、煤等散狀物堆放內場地的壓實容。

3.含水量比較大的土石方壓實。

4.岩石、粘土、膨脹土的壓實。

5.露天煤層的阻燃壓實。

『貳』 何謂黏土的最優含水量，影響黏土壓實效果的因素有哪些

一。
因素有：1土的性質。
2含水量。
3壓實的機械。
4分層厚度。 二。因素的影響： 1、粘性土容易壓實。 2、含水量在最佳狀態容易壓實。大了與小了都不易壓實。 3、壓實機械重，容易壓實。 4、分層厚度適宜，容易壓實，率也高。厚了不易，薄了。

『叄』 填土壓實有哪幾種方法，有什麼特點

人工填土夯實，具有機動，靈活，適應多種復雜條件下的施工特點，但工作效率低，施工安全性專差。機械屬填土夯實，具有工作效率高，施工進度快，施工費相對較低的有點。但在狹窄處，轉角處和邊角不宜機械施工。另外填土順序要求先填石方，再填土方。先填底土，再填表土。先填近處，再填遠處。夯實時，打夯動作應先輕後重，夯實應從邊緣開始，想中間推進。必須分層堆填，分層碾壓。

『肆』 羊足碾、氣胎碾、振動碾各適合壓實哪幾種土料

羊足碾、氣胎碾、振動碾特徵分析

1、氣胎碾壓實的最大特點，就是它能夠改變輪胎的充氣壓力來調節接觸應力，以適應壓實不同性質土料的要求。所以氣胎碾既適於壓實粘性土，也適於壓實非粘性土。

2、振動碾是一種振動和碾壓相結合的壓實機械。5～10t振動平碾適宜砂、砂礫料、礫質土，10～15t振動平碾適宜堆石、砂、砂礫料、礫質土。

3、夯實機械是藉助於夯體下落的動能來壓實土料的，它有大型夯和小型夯兩種。夯實機械可用以夯實粘性土和非粘性土。

情況分析

在國內外土工建築物粘性土填築時，廣泛採用羊足碾壓實。另外在壓實過程中羊足對表土還有翻鬆的作用，無需刨毛就能保證土料層間的良好結合。

國內大中型工程及公路路基施工中經常採用振動凸塊碾，並且有取代羊足碾的趨勢。振動凸塊碾適用於礫質土、粘性土或低中強度粘土。

『伍』 常用的土方機械有哪些

土方機械化施工常用的機械有：推土機、鏟運機、挖掘機包括鏟、反鏟、拉鏟、抓鬥鏟等、裝載機以及各種碾壓、壓實機械。

1、 推土機

推土機開挖的基本作業為鏟、移、卸三工段和空載回行。特點是操作靈活，操作方便，工作面小，可挖可運土，搬運方便，掘進速度快，應用廣泛。

2、鏟運機

刮土機是一種能獨立鏟、移、卸、填、平土方的機械。

其特點是操作簡單靈活，不受地形限制，不需要專用道路，准備簡單，行駛速度快，轉移方便；需要更少的勞動力，更少的動力和更高的生產效率。常用於大面積現場找平、大基坑開挖、填築路堤、路基等土方工程中。

3、單斗挖掘機

單斗挖掘機是土方挖掘中常用的一種機械。根據行走裝置的不同，可分為履帶式和輪式。根據工作裝置的不同，可更換四種鏟式、反鏟式、拉鏟式和抓鬥式。

4、 壓路機施工機械

輥法施工機械有平磨機和羊腳磨機。

平壓路機(輕壓路機)是由內燃機驅動的自行式壓路機，重量6 - 15t;平磨適用於碾壓粘土和非粘土。羊腳碾磨一般用於碾壓粘土，而不適用於碾壓沙土，因為當在沙土中碾壓時，沙土顆粒在羊腳較大的單位壓力下會向四周移動，從而破壞土壤的結構。

5、夯法施工機械

夯實的方法是利用夯錘自由落體的沖擊力來夯實土壤。人工夯擊常用的機械和工具有木夯、石夯等。機械夯擊常用的有內燃夯擊機、蛙式夯擊機和夯擊錘。

『陸』 什麼叫最優含水量壓濕黏土為何要控制含水量

黏性土的壓實曲線中，最大幹容重相對應的含水量。黏性土的壓實干容重與含水量有密切的關系，將一定量黏性土製成不同的含水量，用一定的壓實方法和功能壓實，當含水量低時，壓實干容重隨含水量增加而增加；含水量為某值時，壓實干容重最大，此時相對應的含水量即最優含水量；繼續增加含水量時，壓實干容重隨含水量增加而降低，由此得出的含水量與干容重的關系曲線稱壓實曲線，亦稱普氏曲線。最優含水量對於制定黏性土壓實標准、選擇施工方法和壓實機械都是重要指標。

『柒』 這個是什麼機械，干什麼用的

沖擊式壓路機又名沖擊式壓實機、沖擊碾壓機，是隸屬於壓路機的一種新型的拖式壓路回機。

沖擊式壓路機通過裝答載機牽引，帶動一個沖擊輪，利用沖擊輪自身的重量和前進時的沖擊力，對水泥路面、路基進行破碎和壓實。

沖擊式壓實機於20世紀50年代由南非Aubrey Berrange公司提出，在20世紀70年代至80年代成為一種成熟的可供實用的非圓滾動壓實機械，上世紀90年代開始向全球推廣。

上海浦東國際機場擴建工程正在使用這種機械。

『捌』 壓實機械碾壓的三大原則

土石方工程施工要求及質量檢測

一般規定：
1、土石方工程應合理選擇施工方案，編制、審批、實施符合九九定額精神，盡量採用新技術和機械化施工。
2、施工中如發現有文物或古墓等應妥善保護，並應立即報請當地有關部門處理後，方可繼續施工。
3、在敷設有地上或地下管道、光纜、電纜、電線的地段施工進行土方施工時，應事先取得管理部門的書面同意，施工時應採取措施，以防損壞。
4、土石方工程應在定位放線後，方可施工。
5、土石方工程施工應進行土方平衡計算，按照土方運距最短，運程合理和各個工程項目的施工順序做好調配，減少重復搬運。

場地平整
場地平整是將需進行建設范圍內的自然地面，通過人工或機械挖填平整改造成為設計所需的平面，以利現場平面布置和文明施工；平整場地要考慮滿足總體規劃、生產施工工藝、交通運輸和場地排水等要求，並盡量使土方挖填平衡，減少運土量和重復挖運。平整場地的一般施工工藝程序安排是：現場勘察 清除地面障礙物 標定整平范圍 設置水準基點 設置方格網，測量標高 計算土方挖填工程量 平整土方 場地碾壓 驗收。
場地平整填方壓實：
1、一般要求：（1）填土應盡量採用同類土填築，並控制土的含水率在最優含水量范圍內。當採用不同的土填築時，應按土類有規則地分層鋪填，將透水性大的土層置於透水性較小的土層之下，不得混雜使用，邊坡不得用透水性較小的土封閉，以利水分排除和基土穩定，並避免在填方內形成水囊和產生滑動現象。（2）填土應從最低處開始，由下向上整寬度分層鋪填碾壓或夯實。（3）在地形起伏之處，應做好接搓，修築1：2台階形成邊坡，每台階高可取50cm，寬100 cm。分段填築時每層接縫處應作成大於1：1.5的斜坡，碾跡重疊0.5~1 m，上下層錯縫距離不應小於1 m。接縫部位不得在基礎、牆角、柱墩等重要部位。
2、機械壓實方法：（1）為保證填土壓實的均勻性及密實度，避免碾輪下陷，提高碾壓效率，在碾壓機械碾壓之前，宜先用輕型推土機、拖拉機推平，低速預壓4~5遍，使表面平實；採用振動平碾壓實爆破石渣或碎石類土，應先靜壓，而後振壓。（2）碾壓機械壓實填方時，應控制行駛速度，一般平碾、振動碾不超過2km/h；並要控制壓實遍數。碾壓機械與基礎或管道應保持一定距離，防止將基礎或管道壓壞或位移。（3）用壓路機進行填方壓實，應採用「薄填、慢駛、多次」的方法，填土厚度不應超過25~30 cm；碾壓方向應從兩邊逐漸向中間，碾輪每次重疊寬度約15~25 cm，避免漏壓。運行中碾輪邊距填方邊緣應大於50 cm，以防止發生溜坡傾倒。邊角、邊坡邊緣壓實不到之處，應輔以人力夯或小型夯實機具夯實。壓實密度，除另有規定外，應壓至輪子下沉量不超過1~2 cm為度。（4）平碾碾壓一層完後，應用人工或推土機將表面拉毛。土層表面太干時，應灑水濕潤後，繼續回填，以保證上、下層結合良好。
場地平整土方開挖：
（1）挖方邊坡應根據使用時間（臨時或永久性）、土的種類、物理力學性質、水文情況等確定。對於永久性場地，挖方邊坡坡度應按設計要求放坡。對於使用時間較長的臨時性挖方邊坡坡度，應根據工程地質和邊坡高度，結合當地實踐經驗確定。（2）場地邊坡開挖應採取沿等高線自下而上、分層、分段依次進行，禁止採用挖空底角的方法；在邊坡上採取多台階同時進行機械開挖時，上台階應比下台階開挖進深不少於30 m，以防止塌方。（3）邊坡台階開挖應作成一定坡勢以利泄水。邊坡下部設有護角及排水溝時，應盡快處理台階的反向排水坡，進行護腳矮牆和排水溝的砌築和疏通，以保證坡腳不被沖刷和在影響邊坡穩定的范圍內積水，否則應採取臨時排水措施。（4）邊坡開挖，對軟土土坡或易風化的軟質岩石邊坡在開挖後應對坡面，坡腳採取噴漿、抹面、嵌補、護砌等措施，並作好坡頂坡腳排水，避免在影響邊坡的范圍內積水。
場地平整的質量通病及預防措施：
1、場地積水預防措施：
平整前，對整個場地進行系統設計，本著先地下後地上的原則，做排水設施，使整個場地水流暢通；
填土應認真分層回填輾壓，相對密實度不低於85％；
做好測量復核工作，避免出現標高誤差。
2、填方邊坡塌方預防措施：
根據填方高度，土的種類和工程重要性按設計規定放坡，當填方高度在10m內，宜採用1:1.5，高度超過10m，可作成折線形，上部為1:1.5，下部採用1:1.75；
土料符合要求，不良土質可隨即進行坡面防護，保證邊緣部位的壓實質量，對要求邊坡整平拍實的，可以寬填0.2m；
在邊坡上下部作好排水溝，避免在影響邊坡穩定的范圍內積水。
3填方出現橡皮土現象：
填土受夯打(輾壓)後，基土發生顫動，受夯打(輾壓)處下陷，四周鼓起，這種橡皮土使地基承載力降低，變形加大，長時間不能穩定。
預防措施：
避免在含水量過大的腐殖土、泥炭土、粘土、亞粘土等厚狀土上進行回填；
控制含水量，盡量使其在最優含水量范圍內，手握成團，落地即散；
填土區設置排水溝，以排除地表水。
4、回填土密實度達不到要求的預防措施：
土料不符合要求時，應挖出換土回填或摻入石灰、碎石等壓(夯)實回填材料；
對由於含水量過大，可採取翻鬆、晾曬、風干或均勻摻入干土；
使用大功率壓實機械輾壓。
5、滑坡預防：保持邊坡有足夠的坡度；盡可能避免在坡頂有過多的靜、動載。
質量要求標准及檢測方法：
1、平整場地：平整區域的坡度與設計相差不應超過0.1%，排水溝坡度與設計要求相差不超過0.05%，設計無要求時，向排水溝方向作不小於2%的坡度。
2、場地平整的允許偏差：
表面標高：人工清理±30MM，機械清理：±50MM；
長度、寬度（由設計中心向兩邊量）不應偏小；
邊坡坡度人工施工表面平整，不應偏陡，機械施工基本成型，不應偏陡；
地面、路面下的地基：水平標高0~-50MM，平整度≤20MM。
3、基底處理必須符合設計要求或施工規范的規定。
4、回填土的土料必須符合設計要求或施工規范的規定：碎石類土、砂石和爆破石渣粒徑不大於每層鋪填的2/3，可用於表層下的填料；含水量符合壓實要求的粘性土，可作各層填料；淤泥和淤泥質土，未經處理不能用做填料。
5、回填土必須按規定分層夯壓密實：機械分層壓實每層厚度不大30cm，場地壓實密度不小於90%，道路壓實密度不小於95%。

檢測標准、方法：
序 檢驗項目 場地平整 地（路）面基礎層 檢查方法
人工 機械
1 標高 ±30 ±50 -50 水準儀每20米檢測一個斷面
2 分層壓實系數 90% 95% 環刀法或灌沙法每層400~900m2取1組
3 回填土料 設計規范要求 取樣檢查或直觀鑒別
4 分層厚度 小於30cm 水準儀每20米檢測一個斷面
5 表面平整度 20 30 20 靠尺20米檢測一個斷面
6 坡度 設計規范要求 水準儀每20米檢測一個斷面

『玖』 壓實模型的追蹤

當盆地下沉，發生水侵和水域擴大時，沉積物在水盆內持續地堆積，沉積物依次脫離地表水體和進入埋藏狀態，沉積與埋藏如此順序地進展，先後堆積的沉積物依次埋藏深度漸趨增大，老的和新的沉積物(層)在其自身和上覆沉積物(層)重量的作用下，均持續地發生不同程度的壓實、固結作用以及伴生的沉降作用。壓實作用過程導致沉積物(層)發生一系列的變化，諸如:沉積物(層)厚度的減小，埋藏深度增大，礦物顆粒排列漸趨緊密，密度增大，孔隙體積與含水量均漸趨減小，以及粘土礦物發生脫水和轉型，石膏轉化為硬石膏釋放出大量的結晶水等的變化。

沉積物(層)的壓實主要是通過孔隙流體的排出量與孔隙空間的減小來實現和完成的。因此，沉積物(層)的孔隙度是反映壓實程度的主要參數之一，但在實際工作中開展大量測定也是相當困難的，為此可藉助各種測井曲線來間接計算孔隙度，其中利用聲波測井資料間接計算孔隙度是最有效的方法之一。在通常情況下，沉積物(層)埋藏深度越大，承受上覆的負荷壓力就越大，則孔隙度減小，孔隙中的流體隨著被排出，沉積物(層)壓實程度增大。在特定的沉積層中，聲波測井的時差值Δt的大小取決於岩石性質、壓實固結程度和孔隙中流體的性質。傳播聲波的物質密度越大，聲波速度越快，Δt越小;反之，Δt越大。因此，Δt值間接地反映了沉積層的壓實狀況和孔隙度。Willie等根據實驗結果推斷，固結地層具有均勻分布孔隙的理想條件下，孔隙度與聲波時差具有下列線性關系:

盆地深層水形成演化與油氣運聚的模擬重溯

式中:Δt_f———孔隙流體時差，μs/m;

Δt_ma———岩石骨架時差，μs/m;

φ———岩石孔隙度，%。

由於沉積物(層)成分復雜，可在某一地區採集有代表性的純泥岩，實測其φ和Δt，並通過線性回歸擬合，建立孔隙度與聲波時差的相關曲線方程。據陳發景、田世澄(1986)建立的以下兩個方程是:

φ=0.1098Δt－23.155(黃驊拗陷中區)

φ=0.1142Δt－23.155(泌陽凹陷)

應用上式可計算出所在地區不同聲波時差所對應的孔隙度。

由於聲波時差與孔隙度的關系因地而異，在一個地區內適宜，在另一地區就不一定適宜，特別是在構造較為復雜的地區應另行考量。常見的岩石骨架和流體的Δt值如表4-2所示。

表4-2 常見的岩石骨架和流體的Δt取值

從國內外研究者發表的論著中關於勾畫的沉積物(層)孔隙度、密度、深度之間相關曲線資料，提供了沉積物(層)壓實作用的證據。

1.孔隙度與深度的曲線形態

圖4-2 冀中裂谷盆地砂泥岩壓實曲線(據汪蘊璞、林錦璇，1981)

眾多從事未固結沉積物的孔隙度—壓力關系的實驗研究者認為，孔隙的變化主要是最大積土應力和時間的一個函數，孔隙度是壓力的反函數(Weller，1995)。作者認為這是土工方面術語的表述，反映盆地沉積物(層)的壓實作用不夠貼切，修正為沉積物(層)孔隙度是其自身和上覆沉積物(層)重量產生的岩靜壓力(地靜壓力)或埋藏深度的函數。由我國和前蘇聯、美國、德國、義大利、日本、委內瑞拉等國的研究者勾畫的沉積盆地泥岩、頁岩、砂岩、石灰岩等的孔隙度(或聲波時差Δt)與埋藏深度的關系曲線圖(圖4-2～4-16)表明，由地域跨度遼闊構建的沉積物在地史過程中發生的壓實作用形成的地質事件具有如下幾個特性:

圖4-3 松遼盆地泥岩壓實曲線(據王行信，1980)

圖4-4 東海西湖凹陷泥岩壓實曲線(據汪蘊璞、林錦璇，1992)

圖4-5 東海西湖凹陷天外天一井砂岩壓實曲線(據汪蘊璞、林錦璇，1992)

圖4-6 我國東部三個盆地和坳(凹)陷泥岩壓實曲線圖(據陳發景、田世澄，1986)

圖4-7 黃驊裂谷盆地泥岩壓實曲線(據汪珊、張宏達，1999)

圖4-8 黃驊裂谷盆地砂岩壓實曲線圖(據汪珊、張宏達，1999)

圖4-9 頁岩和泥質沉積物孔隙度和埋藏深度關系(據Herman和George，1984)

圖4-10 泥質沉積物的孔隙度和密度隨埋藏深度增加的變化

圖4-11 沉積岩孔隙度和埋藏深度的關系(據McCulloh，1967)

圖4-12 德國里阿斯頁岩孔隙度和孔隙比與深度的關系(據Füehfauer，1960)

圖4-13 北-東前高加索砂岩孔隙度與岩石埋深的變化關系(據Е.И.Стетюха，1964)

圖4-14 北-東前高加索石灰岩孔隙度與岩石埋深的變化關系(據Е.И.Сгетюха，1964)

圖4-15 前高加索及近裏海凹地中生界及上古生界砂-粉砂岩及粘土岩孔隙度與埋藏深度關系(據Т.A.Папинская，В.К.Прошляков，1970)

圖4-16 泥岩壓實曲線(1.據Д.М.Уэллер，1961;2.據Н.Б.Вассоевиц，1960)

(1)盡管地域不同，且相距甚遠，沉積物(層)形成時代涵蓋了中、上元古代至新生代，不同岩性的沉積物(層)均無一例外地呈現出沉積物(層)的孔隙度隨著埋藏深度的增大呈現不均勻的降值變化趨勢。

(2)盡管這類不同岩性的沉積物(層)的孔隙度與埋藏深度相關曲線的形態存在變異，但曲線分布形態的走勢均是十分相似的。造成曲線形態產生變異的原因主要是與沉積物(層)參與壓實固結的數量(厚度)、成分的結構性變化、形成的地質時代和地質構造的應力史等有關。即使存在這些變異，但依然有充分的理由表明，沉積物(層)的孔隙度(或孔隙體積或孔隙流體)隨著埋藏深度的增大發生降值變化是規律性的地質事件，沉積物的壓實作用是沉降盆地固有的規律性。

(3)不同研究者構建的沉積物(層)孔隙度隨著埋藏深度的增大而降低的壓實模型不盡相同。

2.構建的壓實模型

根據收集的並由國內外研究者論述的不同岩石壓實階段劃分的壓實模型按時序依次有:

(1)Hedberg的壓實模型:建立於1936年委內瑞拉油田，深度291～6175英尺的頁岩岩心樣品的孔隙度測定數據，提出了3個不同階段組成的壓實過程。第一階段，在0～800磅/英尺²的壓力范圍內，主要為粘土質物質機械的重新排列和發生脫水作用，壓力微小的增量就會引起孔隙度迅速的降低。在孔隙度為90%～75%之間，主要是顆粒機械的重新排列和自由水的擠出;在孔隙度為75%～35%之間，吸附水水排出;在孔隙度低於35%，粘土顆粒彼此緊密接觸，要使孔隙度降低需要更大的壓力。第二階段，在800～6000磅/英尺²的壓力范圍內，孔隙度低於35%，沉積物體積的減少歸結於顆粒機械變形和吸附水的進一步排出，存在粘土顆粒的某些重結晶作用。第三階段，孔隙度低於35%，主要是高壓下發生的重結晶作用，孔隙體積降值變化十分緩慢，與高壓增量伴生的是由頁岩—板岩—千枚岩的逐漸過渡。

(2)Weller的壓實模型。於1959年提出的壓實過程，從地表粘土開始，地表粘土孔隙度為85%～45%。隨著沉積作用引起的積土壓力的增高，孔隙水從孔隙空間中被壓出來，孔隙度降至45%～10%，導致礦物顆粒重新排列和比較緊密填集的發育。這個階段的壓實作用與較堅固的顆粒之間粘土礦物的塑性變形有關。Weller推論，大約孔隙度為10%時，非粘土礦物顆粒是彼此接觸的，而粘土則被擠進孔隙空間中。孔隙度<10%時，進一步的壓實要求顆粒變形和壓碎，直至所有孔隙消失為止(圖4-9曲線8)。

(3)Vassevich(1960)和Weller(1961)的壓實模型。泥質沉積物隨著埋藏深度的增加，壓實速度降低。在1km埋藏深度上，密度以每100m埋藏深度0.05g/cm³的速度增加;在2km埋藏深度上，密度增加的速率只有0.025g/cm³的速度增加。Vassevich將壓實過程分為4個階段:第一階段，容易壓實階段;第二階段，難壓實階段;第三階段，很難壓實階段;第四階段，極難壓實階段(圖4-10)。

(4)Power的壓實模型。1967年根據泥質沉積物中粘土礦物和總體性質隨深度的變化，提出了頁岩流體的釋放理論。他假定在深埋時期，發生蒙脫石轉化為伊利石礦物時，伴隨著釋放大量結合水從蒙脫石表面釋放進入粒間空間，轉化為間隙水。當海相蒙脫石沉積物的埋藏深度為幾百英尺，沉積物中蓄存的水與蒙脫石的蓄水性能之間達到平衡。僅僅由於泥質沉積物埋深引起壓力的增高，壓擠塑性沉積物中蓄存的水是無效的。當埋深在1500～3000英尺范圍內，大多數水以結合水形式存在，並且在蒙脫石的單元層之間至少有4個蒙脫石層的厚度疊置著。當埋深在3000～6000英尺范圍內，在晶體和顆粒之間只產出少量的水。當埋深在6000英尺以下，蒙脫石轉變為伊利石，結合水轉化為自由的孔隙水。這就引起6000～9000英尺埋藏深度范圍內粘土顆粒的粒度減小，伴著有效孔隙度和滲透率的增大，在9000～10000英尺埋藏深度以下，水從被壓實的泥岩中釋放出來，直到與蝕變產物伊利石的蓄水性質相應的新的平衡建立為止。Power認為，泥質岩石的壓實歷史在很大程度上取決於其原始粘土成分及其埋藏之後經歷的成岩作用。

(5)Teodorovich和Chernov的壓實模型。於1968年在亞塞拜然產油區阿普賽龍層的壓實過程劃分為3個階段:第一階段，埋藏深度0～10m為一個迅速壓實階段，粘土孔隙度從66%降到40%，砂岩—粉砂岩孔隙度從56%降到40%，由沉積物形成作用和早期成岩作用的水被擠壓出來;第二階段，埋藏深度在8～10m至1200～1400m范圍內，壓實速度迅速降低，頁岩和砂岩—粉砂岩孔隙度降低到21%～20%;第三階段，埋藏深度1400～6000m范圍內，以緩慢的壓實作用為特點。在6000m深度，砂岩—粉砂岩孔隙度降低到16%～15%，而頁岩孔隙度降低到8%～7%。

(6)王行信的壓實模型。於1980年將松遼盆地的泥岩壓實作用劃分為4個階段:埋藏深度0～300－400m，為快速壓實階段;埋藏深度400～1100m，為穩定壓實階段;埋藏深度1100m至1400－1500m，為突變壓實階段;埋藏深度1500～3000m，為緊密壓實階段(圖4-3)。

(7)汪蘊璞、林錦璇等的壓實模型。1981年構建冀中裂谷盆地泥岩和砂岩的壓實曲線(圖4-2)。按其曲線形態劃分為4個壓實階段:第一階段，在埋藏深度500m以上為快速壓實階段，泥岩孔隙度降低到30%(注:外延推測);第二階段，埋藏深度在500～2200m之間，為緩慢壓實階段，泥岩孔隙度降低到16%，砂岩的降低到22%;第三階段，埋藏深度在2200～3200(3600)m之間，為加速壓實階段，泥岩孔隙度降低到7%，砂岩的降低到10%;第四階段，泥岩埋藏深度在3200m以下，為難壓實階段，孔隙度變化甚少。

1992年構建的東海西湖凹陷泥岩、砂岩壓實模型(圖4-4、4-5)，根據泥岩、砂岩孔隙度與深度現代實測數據，依據最小二乘法原理和曲線變換技術，採用直線、冪函數、指數函數和對數等多種曲線類型，將孔隙度與埋藏深度數據擬合，確定了各類曲線方程和待定系數，經研究對比發現，研究區泥岩採用指數方程、砂岩採用直線方程繪制的關系曲線最逼近實際資料狀況。按曲線形態可劃分為3個壓實階段:第一階段，埋藏深度在500～600m，為快速壓實階段，泥岩孔隙度降低至30%，砂岩的降至40%左右;第二階段，埋藏深度在600～2200m之間，為緩慢遞減壓實階段，泥岩孔隙度降低到8%左右，砂岩的降低到10%～11%;第三階段，埋藏深度在3500～3600m以下，為難壓實階段，孔隙度變化不大。

(8)陳發景、田世澄的壓實模型。1986年根據廣東三水盆地、河南泌陽凹陷、河北黃驊拗陷的泥岩孔隙度與埋藏深度的關系曲線(圖4-6)，按照曲線形態均劃分為四個壓實階段:第一階段，埋藏深度在0～300m(三水、泌陽)或0～500m(黃驊)，為早期快速壓實階段;第二階段，埋藏深度在300～1600m(三水)、300～1800m(泌陽)、500～2600m(黃驊)，為早期緩慢壓實階段;第三階段，埋藏深度在1600～2200m(三水)、1800～2300m(泌陽)、2600～3800m(黃驊)，為晚期快速壓實階段;第四階段，埋藏深度>2200m(三水)、>2300m(泌陽)、>3800m(黃驊)，為晚期緩慢壓實階段。

(9)汪珊、張宏達等的壓實模型。1999年在開展黃驊裂谷盆地深層水形成演化(國家自然科學基金資助項目)研究中，用計算機勾畫的第三系泥岩、砂岩的孔隙度與埋藏深度的關系曲線(圖4-7～4-8)。按曲線形態可劃分為3個壓實階段:第一階段，埋藏深度在500m左右，為快速壓實階段，泥岩孔隙度降低至30%左右，砂岩的降至36%;第二階段，埋藏深度在500～3200m，為緩慢壓實階段，泥岩孔隙度降低到7%～6%，砂岩的降低到18%～17%;第三階段，埋藏深度在3300m以下，泥岩進入難壓實階段，但砂岩仍處在壓實階段，至埋藏深度為4000m時，孔隙度降至10%。

3.密度與深度的曲線形態

在重力壓實過程中，沉積物(層)的孔隙度隨著埋藏深度的增大而減少，而密度卻增大，岩石密度與孔隙度為負相關，岩石密度的變化取決於孔隙體積的變化。沉積物的總體密度系指沉積物在天然狀態下的密度，可通過天然條件下的岩石樣品及其含有的流體的質量除以其外部的體積來測定。

(1)Dobrynin(1962)研究了在室溫條件下，過飽和水的砂岩在20000磅/英寸²壓力作用下的總體密度變化的實驗後求得的濕密度方程是:

盆地深層水形成演化與油氣運聚的模擬重溯

式中:ρ_bw———濕密度，g/cm³;

ρ_g———基質(顆粒礦物)密度，g/cm³;

ρ_w———流體密度，g/cm³;

φ———孔隙度，%。

干密度ρ_bd可按下式求得:

盆地深層水形成演化與油氣運聚的模擬重溯

圖4-17 俄克拉何馬頁岩干總體密度和深度關系曲線

(2)Athy(1930)采自俄克拉何馬州東北和得克薩斯的二疊紀和賓夕法尼亞紀的頁岩樣品2200個，在實驗室測定了總體密度，勾畫了總體密度與深度的關系曲線(圖4-17)，圖上虛線部分延伸到1.4g/cm³，為推測值，他將1.4g/cm³作為地表粘土的平均總體密度值。Dallmus(1958)認為，如果將1.4g/cm³值用到第三紀沉積岩上是有問題的，應將地表粘土的平均總體密度值定為2.4g/cm³左右才合理。

(3)Dallmus(1958)指出:砂岩、石灰岩、化學沉積岩和其他堅硬岩石，在壓實過程中引起總體密度的增高是非常緩慢的，而細粒碎屑岩的總體密度隨著壓實過程迅速地增加。

(4)Dana(1967)對上述看法提出了質疑。他研究了美國加利福尼亞聖貝納地諾(San Bernadino)山脈中新統砂岩、頁岩的總體密度在垂向和測向上的變化，但沒有找到總體密度上的系統變化，而總體密度在短距離內可以有相當大的變化。因此，他認為不可能編出一個通用的總體密度曲線，以示特定類型的泥岩沉積物或岩石的特徵。Morgan(1969)也提出他從采自伊利湖淡水粘土的資料分析中得出，顆粒的中值直徑與總體密度之間不存在簡單而明確的關系。

圖4-18 粘土的典型壓實曲線(據Vassoevich，1958)

(5)Tknostov等(1970)引用Vassoevich(1958)勾畫的粘土孔隙度和密度梯度隨深度的變化曲線(圖4-18)，表明粘土孔隙度隨深度增大迅速降低，在400～500m深度上孔隙度為35%，在2000m深度上孔隙度為20%，在3000m深度上孔隙度小於10%;而密度梯度由地表的0.05g/cm³/100m，至深度3000m時降至0.02g/cm³/100m。

(6)汪蘊璞等(1981)根據冀中裂谷盆地沉積岩的總體密度和地溫的實測數據勾畫了總體密度、地溫梯度與埋藏深度的相關曲線(圖4-19、4-20)表明:沉積岩總體密度隨著埋藏深度的增大呈遞增變化，而地溫梯度則呈降值變化。埋藏深度在1000～2000m，密度由2g/cm³增至2.15g/cm³，每增加100m平均增值0.015g/cm³，而地溫梯度由5.1℃/100m降至3.6℃/100m，平均降低0.15℃。埋藏深度在2000～3300m，密度由2.15g/cm³增至2.5g/cm³，每增加100m平均增值0.027g/cm³，而地溫梯度由3.6℃/100m降至2.9℃/100m，平均降低0.054℃。埋藏深度在3300m以下，密度和地溫梯度變化不大，基本上密度穩定在2.5g/cm³，地溫梯度穩定在2.9℃/100m。密度和地溫梯度的3個深度區間與孔隙度的變化區間大致相同，密度與孔隙度的增降變化相反，但地溫梯度與孔隙度的增降變化相似。

圖4-19 冀中裂谷盆地岩石密度地溫梯度與深度關系曲線(據汪蘊璞、林錦璇等，1981)

圖4-20 冀中裂谷盆地岩石密度與地溫梯度關系曲線(據汪蘊璞、林錦璇等，1981)

(7)Herman等(1984)匯總了美國、義大利、匈牙利、委內瑞拉等國研究者勾畫的沉積盆地的頁岩總體密度與埋藏深度的8條相關曲線(圖4-21)，所有曲線均表明:總體密度隨著埋藏深度的增大而增高。

沉積岩的孔隙度(φ)可通過樣品和測井獲得的密度資料計算求得，其計算式為:

盆地深層水形成演化與油氣運聚的模擬重溯

以上3個方程中符號的注釋同(4－6)式。

上面論述了反映沉積物(層)在持續增高負載的壓實作用過程中主要參數孔隙度與深度以及密度與深度之間垂向變化的規律性，它是古水文地質研究中一個最重要的基礎性指標。在壓實作用過程中還涉及沉積層的厚度、礦物成分、壓實水水頭、壓實水量、壓擠式水交替強度、水流動的指向等的相關性變化。這類相關性變化的水文地質事件，從垂向剖面上少數點上既不能反映出明晰的系統性和規律性，又難以測量足夠數量點的數據。因此，模擬重溯沉積盆地各研究層滲流場、水化學場在地史過程中的形成演化，必須開展盆地古水文地質研究才能論述和解讀各類水文地質參數時空變化的規律性。

圖4-21 沉積盆地中頁岩總體密度隨深度的變化