压实粘土的机械是什么

『壹』 冲击碾压路机是什么

冲击碾压路机是冲击碾压机械，即通过牵引设备带动三边形冲击压路机碾轮，利用冲击压路机自身的重量及在动态行进中轮体上下的落差，进而对路面进行反复冲击碾压，以达到路基补强的目的。
冲击式压路机适用范围:
1.公路、铁路、水坝、飞机场、楼房、工厂、住宅的地基压实。

2.水泥厂废料、灰类、煤等散状物堆放内场地的压实容。

3.含水量比较大的土石方压实。

4.岩石、粘土、膨胀土的压实。

5.露天煤层的阻燃压实。

『贰』 何谓黏土的最优含水量，影响黏土压实效果的因素有哪些

一。
因素有：1土的性质。
2含水量。
3压实的机械。
4分层厚度。 二。因素的影响： 1、粘性土容易压实。 2、含水量在最佳状态容易压实。大了与小了都不易压实。 3、压实机械重，容易压实。 4、分层厚度适宜，容易压实，率也高。厚了不易，薄了。

『叁』 填土压实有哪几种方法，有什么特点

人工填土夯实，具有机动，灵活，适应多种复杂条件下的施工特点，但工作效率低，施工安全性专差。机械属填土夯实，具有工作效率高，施工进度快，施工费相对较低的有点。但在狭窄处，转角处和边角不宜机械施工。另外填土顺序要求先填石方，再填土方。先填底土，再填表土。先填近处，再填远处。夯实时，打夯动作应先轻后重，夯实应从边缘开始，想中间推进。必须分层堆填，分层碾压。

『肆』 羊足碾、气胎碾、振动碾各适合压实哪几种土料

羊足碾、气胎碾、振动碾特征分析

1、气胎碾压实的最大特点，就是它能够改变轮胎的充气压力来调节接触应力，以适应压实不同性质土料的要求。所以气胎碾既适于压实粘性土，也适于压实非粘性土。

2、振动碾是一种振动和碾压相结合的压实机械。5～10t振动平碾适宜砂、砂砾料、砾质土，10～15t振动平碾适宜堆石、砂、砂砾料、砾质土。

3、夯实机械是借助于夯体下落的动能来压实土料的，它有大型夯和小型夯两种。夯实机械可用以夯实粘性土和非粘性土。

情况分析

在国内外土工建筑物粘性土填筑时，广泛采用羊足碾压实。另外在压实过程中羊足对表土还有翻松的作用，无需刨毛就能保证土料层间的良好结合。

国内大中型工程及公路路基施工中经常采用振动凸块碾，并且有取代羊足碾的趋势。振动凸块碾适用于砾质土、粘性土或低中强度粘土。

『伍』 常用的土方机械有哪些

土方机械化施工常用的机械有：推土机、铲运机、挖掘机包括铲、反铲、拉铲、抓斗铲等、装载机以及各种碾压、压实机械。

1、 推土机

推土机开挖的基本作业为铲、移、卸三工段和空载回行。特点是操作灵活，操作方便，工作面小，可挖可运土，搬运方便，掘进速度快，应用广泛。

2、铲运机

刮土机是一种能独立铲、移、卸、填、平土方的机械。

其特点是操作简单灵活，不受地形限制，不需要专用道路，准备简单，行驶速度快，转移方便；需要更少的劳动力，更少的动力和更高的生产效率。常用于大面积现场找平、大基坑开挖、填筑路堤、路基等土方工程中。

3、单斗挖掘机

单斗挖掘机是土方挖掘中常用的一种机械。根据行走装置的不同，可分为履带式和轮式。根据工作装置的不同，可更换四种铲式、反铲式、拉铲式和抓斗式。

4、 压路机施工机械

辊法施工机械有平磨机和羊脚磨机。

平压路机(轻压路机)是由内燃机驱动的自行式压路机，重量6 - 15t;平磨适用于碾压粘土和非粘土。羊脚碾磨一般用于碾压粘土，而不适用于碾压沙土，因为当在沙土中碾压时，沙土颗粒在羊脚较大的单位压力下会向四周移动，从而破坏土壤的结构。

5、夯法施工机械

夯实的方法是利用夯锤自由落体的冲击力来夯实土壤。人工夯击常用的机械和工具有木夯、石夯等。机械夯击常用的有内燃夯击机、蛙式夯击机和夯击锤。

『陆』 什么叫最优含水量压湿黏土为何要控制含水量

黏性土的压实曲线中，最大干容重相对应的含水量。黏性土的压实干容重与含水量有密切的关系，将一定量黏性土制成不同的含水量，用一定的压实方法和功能压实，当含水量低时，压实干容重随含水量增加而增加；含水量为某值时，压实干容重最大，此时相对应的含水量即最优含水量；继续增加含水量时，压实干容重随含水量增加而降低，由此得出的含水量与干容重的关系曲线称压实曲线，亦称普氏曲线。最优含水量对于制定黏性土压实标准、选择施工方法和压实机械都是重要指标。

『柒』 这个是什么机械，干什么用的

冲击式压路机又名冲击式压实机、冲击碾压机，是隶属于压路机的一种新型的拖式压路回机。

冲击式压路机通过装答载机牵引，带动一个冲击轮，利用冲击轮自身的重量和前进时的冲击力，对水泥路面、路基进行破碎和压实。

冲击式压实机于20世纪50年代由南非Aubrey Berrange公司提出，在20世纪70年代至80年代成为一种成熟的可供实用的非圆滚动压实机械，上世纪90年代开始向全球推广。

上海浦东国际机场扩建工程正在使用这种机械。

『捌』 压实机械碾压的三大原则

土石方工程施工要求及质量检测

一般规定：
1、土石方工程应合理选择施工方案，编制、审批、实施符合九九定额精神，尽量采用新技术和机械化施工。
2、施工中如发现有文物或古墓等应妥善保护，并应立即报请当地有关部门处理后，方可继续施工。
3、在敷设有地上或地下管道、光缆、电缆、电线的地段施工进行土方施工时，应事先取得管理部门的书面同意，施工时应采取措施，以防损坏。
4、土石方工程应在定位放线后，方可施工。
5、土石方工程施工应进行土方平衡计算，按照土方运距最短，运程合理和各个工程项目的施工顺序做好调配，减少重复搬运。

场地平整
场地平整是将需进行建设范围内的自然地面，通过人工或机械挖填平整改造成为设计所需的平面，以利现场平面布置和文明施工；平整场地要考虑满足总体规划、生产施工工艺、交通运输和场地排水等要求，并尽量使土方挖填平衡，减少运土量和重复挖运。平整场地的一般施工工艺程序安排是：现场勘察 清除地面障碍物 标定整平范围 设置水准基点 设置方格网，测量标高 计算土方挖填工程量 平整土方 场地碾压 验收。
场地平整填方压实：
1、一般要求：（1）填土应尽量采用同类土填筑，并控制土的含水率在最优含水量范围内。当采用不同的土填筑时，应按土类有规则地分层铺填，将透水性大的土层置于透水性较小的土层之下，不得混杂使用，边坡不得用透水性较小的土封闭，以利水分排除和基土稳定，并避免在填方内形成水囊和产生滑动现象。（2）填土应从最低处开始，由下向上整宽度分层铺填碾压或夯实。（3）在地形起伏之处，应做好接搓，修筑1：2台阶形成边坡，每台阶高可取50cm，宽100 cm。分段填筑时每层接缝处应作成大于1：1.5的斜坡，碾迹重叠0.5~1 m，上下层错缝距离不应小于1 m。接缝部位不得在基础、墙角、柱墩等重要部位。
2、机械压实方法：（1）为保证填土压实的均匀性及密实度，避免碾轮下陷，提高碾压效率，在碾压机械碾压之前，宜先用轻型推土机、拖拉机推平，低速预压4~5遍，使表面平实；采用振动平碾压实爆破石渣或碎石类土，应先静压，而后振压。（2）碾压机械压实填方时，应控制行驶速度，一般平碾、振动碾不超过2km/h；并要控制压实遍数。碾压机械与基础或管道应保持一定距离，防止将基础或管道压坏或位移。（3）用压路机进行填方压实，应采用“薄填、慢驶、多次”的方法，填土厚度不应超过25~30 cm；碾压方向应从两边逐渐向中间，碾轮每次重叠宽度约15~25 cm，避免漏压。运行中碾轮边距填方边缘应大于50 cm，以防止发生溜坡倾倒。边角、边坡边缘压实不到之处，应辅以人力夯或小型夯实机具夯实。压实密度，除另有规定外，应压至轮子下沉量不超过1~2 cm为度。（4）平碾碾压一层完后，应用人工或推土机将表面拉毛。土层表面太干时，应洒水湿润后，继续回填，以保证上、下层结合良好。
场地平整土方开挖：
（1）挖方边坡应根据使用时间（临时或永久性）、土的种类、物理力学性质、水文情况等确定。对于永久性场地，挖方边坡坡度应按设计要求放坡。对于使用时间较长的临时性挖方边坡坡度，应根据工程地质和边坡高度，结合当地实践经验确定。（2）场地边坡开挖应采取沿等高线自下而上、分层、分段依次进行，禁止采用挖空底角的方法；在边坡上采取多台阶同时进行机械开挖时，上台阶应比下台阶开挖进深不少于30 m，以防止塌方。（3）边坡台阶开挖应作成一定坡势以利泄水。边坡下部设有护角及排水沟时，应尽快处理台阶的反向排水坡，进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡脚不被冲刷和在影响边坡稳定的范围内积水，否则应采取临时排水措施。（4）边坡开挖，对软土土坡或易风化的软质岩石边坡在开挖后应对坡面，坡脚采取喷浆、抹面、嵌补、护砌等措施，并作好坡顶坡脚排水，避免在影响边坡的范围内积水。
场地平整的质量通病及预防措施：
1、场地积水预防措施：
平整前，对整个场地进行系统设计，本着先地下后地上的原则，做排水设施，使整个场地水流畅通；
填土应认真分层回填辗压，相对密实度不低于85％；
做好测量复核工作，避免出现标高误差。
2、填方边坡塌方预防措施：
根据填方高度，土的种类和工程重要性按设计规定放坡，当填方高度在10m内，宜采用1:1.5，高度超过10m，可作成折线形，上部为1:1.5，下部采用1:1.75；
土料符合要求，不良土质可随即进行坡面防护，保证边缘部位的压实质量，对要求边坡整平拍实的，可以宽填0.2m；
在边坡上下部作好排水沟，避免在影响边坡稳定的范围内积水。
3填方出现橡皮土现象：
填土受夯打(辗压)后，基土发生颤动，受夯打(辗压)处下陷，四周鼓起，这种橡皮土使地基承载力降低，变形加大，长时间不能稳定。
预防措施：
避免在含水量过大的腐殖土、泥炭土、粘土、亚粘土等厚状土上进行回填；
控制含水量，尽量使其在最优含水量范围内，手握成团，落地即散；
填土区设置排水沟，以排除地表水。
4、回填土密实度达不到要求的预防措施：
土料不符合要求时，应挖出换土回填或掺入石灰、碎石等压(夯)实回填材料；
对由于含水量过大，可采取翻松、晾晒、风干或均匀掺入干土；
使用大功率压实机械辗压。
5、滑坡预防：保持边坡有足够的坡度；尽可能避免在坡顶有过多的静、动载。
质量要求标准及检测方法：
1、平整场地：平整区域的坡度与设计相差不应超过0.1%，排水沟坡度与设计要求相差不超过0.05%，设计无要求时，向排水沟方向作不小于2%的坡度。
2、场地平整的允许偏差：
表面标高：人工清理±30MM，机械清理：±50MM；
长度、宽度（由设计中心向两边量）不应偏小；
边坡坡度人工施工表面平整，不应偏陡，机械施工基本成型，不应偏陡；
地面、路面下的地基：水平标高0~-50MM，平整度≤20MM。
3、基底处理必须符合设计要求或施工规范的规定。
4、回填土的土料必须符合设计要求或施工规范的规定：碎石类土、砂石和爆破石渣粒径不大于每层铺填的2/3，可用于表层下的填料；含水量符合压实要求的粘性土，可作各层填料；淤泥和淤泥质土，未经处理不能用做填料。
5、回填土必须按规定分层夯压密实：机械分层压实每层厚度不大30cm，场地压实密度不小于90%，道路压实密度不小于95%。

检测标准、方法：
序 检验项目 场地平整 地（路）面基础层 检查方法
人工 机械
1 标高 ±30 ±50 -50 水准仪每20米检测一个断面
2 分层压实系数 90% 95% 环刀法或灌沙法每层400~900m2取1组
3 回填土料 设计规范要求 取样检查或直观鉴别
4 分层厚度 小于30cm 水准仪每20米检测一个断面
5 表面平整度 20 30 20 靠尺20米检测一个断面
6 坡度 设计规范要求 水准仪每20米检测一个断面

『玖』 压实模型的追踪

当盆地下沉，发生水侵和水域扩大时，沉积物在水盆内持续地堆积，沉积物依次脱离地表水体和进入埋藏状态，沉积与埋藏如此顺序地进展，先后堆积的沉积物依次埋藏深度渐趋增大，老的和新的沉积物(层)在其自身和上覆沉积物(层)重量的作用下，均持续地发生不同程度的压实、固结作用以及伴生的沉降作用。压实作用过程导致沉积物(层)发生一系列的变化，诸如:沉积物(层)厚度的减小，埋藏深度增大，矿物颗粒排列渐趋紧密，密度增大，孔隙体积与含水量均渐趋减小，以及粘土矿物发生脱水和转型，石膏转化为硬石膏释放出大量的结晶水等的变化。

沉积物(层)的压实主要是通过孔隙流体的排出量与孔隙空间的减小来实现和完成的。因此，沉积物(层)的孔隙度是反映压实程度的主要参数之一，但在实际工作中开展大量测定也是相当困难的，为此可借助各种测井曲线来间接计算孔隙度，其中利用声波测井资料间接计算孔隙度是最有效的方法之一。在通常情况下，沉积物(层)埋藏深度越大，承受上覆的负荷压力就越大，则孔隙度减小，孔隙中的流体随着被排出，沉积物(层)压实程度增大。在特定的沉积层中，声波测井的时差值Δt的大小取决于岩石性质、压实固结程度和孔隙中流体的性质。传播声波的物质密度越大，声波速度越快，Δt越小;反之，Δt越大。因此，Δt值间接地反映了沉积层的压实状况和孔隙度。Willie等根据实验结果推断，固结地层具有均匀分布孔隙的理想条件下，孔隙度与声波时差具有下列线性关系:

盆地深层水形成演化与油气运聚的模拟重溯

式中:Δt_f———孔隙流体时差，μs/m;

Δt_ma———岩石骨架时差，μs/m;

φ———岩石孔隙度，%。

由于沉积物(层)成分复杂，可在某一地区采集有代表性的纯泥岩，实测其φ和Δt，并通过线性回归拟合，建立孔隙度与声波时差的相关曲线方程。据陈发景、田世澄(1986)建立的以下两个方程是:

φ=0.1098Δt－23.155(黄骅拗陷中区)

φ=0.1142Δt－23.155(泌阳凹陷)

应用上式可计算出所在地区不同声波时差所对应的孔隙度。

由于声波时差与孔隙度的关系因地而异，在一个地区内适宜，在另一地区就不一定适宜，特别是在构造较为复杂的地区应另行考量。常见的岩石骨架和流体的Δt值如表4-2所示。

表4-2 常见的岩石骨架和流体的Δt取值

从国内外研究者发表的论著中关于勾画的沉积物(层)孔隙度、密度、深度之间相关曲线资料，提供了沉积物(层)压实作用的证据。

1.孔隙度与深度的曲线形态

图4-2 冀中裂谷盆地砂泥岩压实曲线(据汪蕴璞、林锦璇，1981)

众多从事未固结沉积物的孔隙度—压力关系的实验研究者认为，孔隙的变化主要是最大积土应力和时间的一个函数，孔隙度是压力的反函数(Weller，1995)。作者认为这是土工方面术语的表述，反映盆地沉积物(层)的压实作用不够贴切，修正为沉积物(层)孔隙度是其自身和上覆沉积物(层)重量产生的岩静压力(地静压力)或埋藏深度的函数。由我国和前苏联、美国、德国、意大利、日本、委内瑞拉等国的研究者勾画的沉积盆地泥岩、页岩、砂岩、石灰岩等的孔隙度(或声波时差Δt)与埋藏深度的关系曲线图(图4-2～4-16)表明，由地域跨度辽阔构建的沉积物在地史过程中发生的压实作用形成的地质事件具有如下几个特性:

图4-3 松辽盆地泥岩压实曲线(据王行信，1980)

图4-4 东海西湖凹陷泥岩压实曲线(据汪蕴璞、林锦璇，1992)

图4-5 东海西湖凹陷天外天一井砂岩压实曲线(据汪蕴璞、林锦璇，1992)

图4-6 我国东部三个盆地和坳(凹)陷泥岩压实曲线图(据陈发景、田世澄，1986)

图4-7 黄骅裂谷盆地泥岩压实曲线(据汪珊、张宏达，1999)

图4-8 黄骅裂谷盆地砂岩压实曲线图(据汪珊、张宏达，1999)

图4-9 页岩和泥质沉积物孔隙度和埋藏深度关系(据Herman和George，1984)

图4-10 泥质沉积物的孔隙度和密度随埋藏深度增加的变化

图4-11 沉积岩孔隙度和埋藏深度的关系(据McCulloh，1967)

图4-12 德国里阿斯页岩孔隙度和孔隙比与深度的关系(据Füehfauer，1960)

图4-13 北-东前高加索砂岩孔隙度与岩石埋深的变化关系(据Е.И.Стетюха，1964)

图4-14 北-东前高加索石灰岩孔隙度与岩石埋深的变化关系(据Е.И.Сгетюха，1964)

图4-15 前高加索及近里海凹地中生界及上古生界砂-粉砂岩及粘土岩孔隙度与埋藏深度关系(据Т.A.Папинская，В.К.Прошляков，1970)

图4-16 泥岩压实曲线(1.据Д.М.Уэллер，1961;2.据Н.Б.Вассоевиц，1960)

(1)尽管地域不同，且相距甚远，沉积物(层)形成时代涵盖了中、上元古代至新生代，不同岩性的沉积物(层)均无一例外地呈现出沉积物(层)的孔隙度随着埋藏深度的增大呈现不均匀的降值变化趋势。

(2)尽管这类不同岩性的沉积物(层)的孔隙度与埋藏深度相关曲线的形态存在变异，但曲线分布形态的走势均是十分相似的。造成曲线形态产生变异的原因主要是与沉积物(层)参与压实固结的数量(厚度)、成分的结构性变化、形成的地质时代和地质构造的应力史等有关。即使存在这些变异，但依然有充分的理由表明，沉积物(层)的孔隙度(或孔隙体积或孔隙流体)随着埋藏深度的增大发生降值变化是规律性的地质事件，沉积物的压实作用是沉降盆地固有的规律性。

(3)不同研究者构建的沉积物(层)孔隙度随着埋藏深度的增大而降低的压实模型不尽相同。

2.构建的压实模型

根据收集的并由国内外研究者论述的不同岩石压实阶段划分的压实模型按时序依次有:

(1)Hedberg的压实模型:建立于1936年委内瑞拉油田，深度291～6175英尺的页岩岩心样品的孔隙度测定数据，提出了3个不同阶段组成的压实过程。第一阶段，在0～800磅/英尺²的压力范围内，主要为粘土质物质机械的重新排列和发生脱水作用，压力微小的增量就会引起孔隙度迅速的降低。在孔隙度为90%～75%之间，主要是颗粒机械的重新排列和自由水的挤出;在孔隙度为75%～35%之间，吸附水水排出;在孔隙度低于35%，粘土颗粒彼此紧密接触，要使孔隙度降低需要更大的压力。第二阶段，在800～6000磅/英尺²的压力范围内，孔隙度低于35%，沉积物体积的减少归结于颗粒机械变形和吸附水的进一步排出，存在粘土颗粒的某些重结晶作用。第三阶段，孔隙度低于35%，主要是高压下发生的重结晶作用，孔隙体积降值变化十分缓慢，与高压增量伴生的是由页岩—板岩—千枚岩的逐渐过渡。

(2)Weller的压实模型。于1959年提出的压实过程，从地表粘土开始，地表粘土孔隙度为85%～45%。随着沉积作用引起的积土压力的增高，孔隙水从孔隙空间中被压出来，孔隙度降至45%～10%，导致矿物颗粒重新排列和比较紧密填集的发育。这个阶段的压实作用与较坚固的颗粒之间粘土矿物的塑性变形有关。Weller推论，大约孔隙度为10%时，非粘土矿物颗粒是彼此接触的，而粘土则被挤进孔隙空间中。孔隙度<10%时，进一步的压实要求颗粒变形和压碎，直至所有孔隙消失为止(图4-9曲线8)。

(3)Vassevich(1960)和Weller(1961)的压实模型。泥质沉积物随着埋藏深度的增加，压实速度降低。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将压实过程分为4个阶段:第一阶段，容易压实阶段;第二阶段，难压实阶段;第三阶段，很难压实阶段;第四阶段，极难压实阶段(图4-10)。

(4)Power的压实模型。1967年根据泥质沉积物中粘土矿物和总体性质随深度的变化，提出了页岩流体的释放理论。他假定在深埋时期，发生蒙脱石转化为伊利石矿物时，伴随着释放大量结合水从蒙脱石表面释放进入粒间空间，转化为间隙水。当海相蒙脱石沉积物的埋藏深度为几百英尺，沉积物中蓄存的水与蒙脱石的蓄水性能之间达到平衡。仅仅由于泥质沉积物埋深引起压力的增高，压挤塑性沉积物中蓄存的水是无效的。当埋深在1500～3000英尺范围内，大多数水以结合水形式存在，并且在蒙脱石的单元层之间至少有4个蒙脱石层的厚度叠置着。当埋深在3000～6000英尺范围内，在晶体和颗粒之间只产出少量的水。当埋深在6000英尺以下，蒙脱石转变为伊利石，结合水转化为自由的孔隙水。这就引起6000～9000英尺埋藏深度范围内粘土颗粒的粒度减小，伴着有效孔隙度和渗透率的增大，在9000～10000英尺埋藏深度以下，水从被压实的泥岩中释放出来，直到与蚀变产物伊利石的蓄水性质相应的新的平衡建立为止。Power认为，泥质岩石的压实历史在很大程度上取决于其原始粘土成分及其埋藏之后经历的成岩作用。

(5)Teodorovich和Chernov的压实模型。于1968年在阿塞拜疆产油区阿普赛龙层的压实过程划分为3个阶段:第一阶段，埋藏深度0～10m为一个迅速压实阶段，粘土孔隙度从66%降到40%，砂岩—粉砂岩孔隙度从56%降到40%，由沉积物形成作用和早期成岩作用的水被挤压出来;第二阶段，埋藏深度在8～10m至1200～1400m范围内，压实速度迅速降低，页岩和砂岩—粉砂岩孔隙度降低到21%～20%;第三阶段，埋藏深度1400～6000m范围内，以缓慢的压实作用为特点。在6000m深度，砂岩—粉砂岩孔隙度降低到16%～15%，而页岩孔隙度降低到8%～7%。

(6)王行信的压实模型。于1980年将松辽盆地的泥岩压实作用划分为4个阶段:埋藏深度0～300－400m，为快速压实阶段;埋藏深度400～1100m，为稳定压实阶段;埋藏深度1100m至1400－1500m，为突变压实阶段;埋藏深度1500～3000m，为紧密压实阶段(图4-3)。

(7)汪蕴璞、林锦璇等的压实模型。1981年构建冀中裂谷盆地泥岩和砂岩的压实曲线(图4-2)。按其曲线形态划分为4个压实阶段:第一阶段，在埋藏深度500m以上为快速压实阶段，泥岩孔隙度降低到30%(注:外延推测);第二阶段，埋藏深度在500～2200m之间，为缓慢压实阶段，泥岩孔隙度降低到16%，砂岩的降低到22%;第三阶段，埋藏深度在2200～3200(3600)m之间，为加速压实阶段，泥岩孔隙度降低到7%，砂岩的降低到10%;第四阶段，泥岩埋藏深度在3200m以下，为难压实阶段，孔隙度变化甚少。

1992年构建的东海西湖凹陷泥岩、砂岩压实模型(图4-4、4-5)，根据泥岩、砂岩孔隙度与深度现代实测数据，依据最小二乘法原理和曲线变换技术，采用直线、幂函数、指数函数和对数等多种曲线类型，将孔隙度与埋藏深度数据拟合，确定了各类曲线方程和待定系数，经研究对比发现，研究区泥岩采用指数方程、砂岩采用直线方程绘制的关系曲线最逼近实际资料状况。按曲线形态可划分为3个压实阶段:第一阶段，埋藏深度在500～600m，为快速压实阶段，泥岩孔隙度降低至30%，砂岩的降至40%左右;第二阶段，埋藏深度在600～2200m之间，为缓慢递减压实阶段，泥岩孔隙度降低到8%左右，砂岩的降低到10%～11%;第三阶段，埋藏深度在3500～3600m以下，为难压实阶段，孔隙度变化不大。

(8)陈发景、田世澄的压实模型。1986年根据广东三水盆地、河南泌阳凹陷、河北黄骅拗陷的泥岩孔隙度与埋藏深度的关系曲线(图4-6)，按照曲线形态均划分为四个压实阶段:第一阶段，埋藏深度在0～300m(三水、泌阳)或0～500m(黄骅)，为早期快速压实阶段;第二阶段，埋藏深度在300～1600m(三水)、300～1800m(泌阳)、500～2600m(黄骅)，为早期缓慢压实阶段;第三阶段，埋藏深度在1600～2200m(三水)、1800～2300m(泌阳)、2600～3800m(黄骅)，为晚期快速压实阶段;第四阶段，埋藏深度>2200m(三水)、>2300m(泌阳)、>3800m(黄骅)，为晚期缓慢压实阶段。

(9)汪珊、张宏达等的压实模型。1999年在开展黄骅裂谷盆地深层水形成演化(国家自然科学基金资助项目)研究中，用计算机勾画的第三系泥岩、砂岩的孔隙度与埋藏深度的关系曲线(图4-7～4-8)。按曲线形态可划分为3个压实阶段:第一阶段，埋藏深度在500m左右，为快速压实阶段，泥岩孔隙度降低至30%左右，砂岩的降至36%;第二阶段，埋藏深度在500～3200m，为缓慢压实阶段，泥岩孔隙度降低到7%～6%，砂岩的降低到18%～17%;第三阶段，埋藏深度在3300m以下，泥岩进入难压实阶段，但砂岩仍处在压实阶段，至埋藏深度为4000m时，孔隙度降至10%。

3.密度与深度的曲线形态

在重力压实过程中，沉积物(层)的孔隙度随着埋藏深度的增大而减少，而密度却增大，岩石密度与孔隙度为负相关，岩石密度的变化取决于孔隙体积的变化。沉积物的总体密度系指沉积物在天然状态下的密度，可通过天然条件下的岩石样品及其含有的流体的质量除以其外部的体积来测定。

(1)Dobrynin(1962)研究了在室温条件下，过饱和水的砂岩在20000磅/英寸²压力作用下的总体密度变化的实验后求得的湿密度方程是:

盆地深层水形成演化与油气运聚的模拟重溯

式中:ρ_bw———湿密度，g/cm³;

ρ_g———基质(颗粒矿物)密度，g/cm³;

ρ_w———流体密度，g/cm³;

φ———孔隙度，%。

干密度ρ_bd可按下式求得:

盆地深层水形成演化与油气运聚的模拟重溯

图4-17 俄克拉何马页岩干总体密度和深度关系曲线

(2)Athy(1930)采自俄克拉何马州东北和得克萨斯的二叠纪和宾夕法尼亚纪的页岩样品2200个，在实验室测定了总体密度，勾画了总体密度与深度的关系曲线(图4-17)，图上虚线部分延伸到1.4g/cm³，为推测值，他将1.4g/cm³作为地表粘土的平均总体密度值。Dallmus(1958)认为，如果将1.4g/cm³值用到第三纪沉积岩上是有问题的，应将地表粘土的平均总体密度值定为2.4g/cm³左右才合理。

(3)Dallmus(1958)指出:砂岩、石灰岩、化学沉积岩和其他坚硬岩石，在压实过程中引起总体密度的增高是非常缓慢的，而细粒碎屑岩的总体密度随着压实过程迅速地增加。

(4)Dana(1967)对上述看法提出了质疑。他研究了美国加利福尼亚圣贝纳地诺(San Bernadino)山脉中新统砂岩、页岩的总体密度在垂向和测向上的变化，但没有找到总体密度上的系统变化，而总体密度在短距离内可以有相当大的变化。因此，他认为不可能编出一个通用的总体密度曲线，以示特定类型的泥岩沉积物或岩石的特征。Morgan(1969)也提出他从采自伊利湖淡水粘土的资料分析中得出，颗粒的中值直径与总体密度之间不存在简单而明确的关系。

图4-18 粘土的典型压实曲线(据Vassoevich，1958)

(5)Tknostov等(1970)引用Vassoevich(1958)勾画的粘土孔隙度和密度梯度随深度的变化曲线(图4-18)，表明粘土孔隙度随深度增大迅速降低，在400～500m深度上孔隙度为35%，在2000m深度上孔隙度为20%，在3000m深度上孔隙度小于10%;而密度梯度由地表的0.05g/cm³/100m，至深度3000m时降至0.02g/cm³/100m。

(6)汪蕴璞等(1981)根据冀中裂谷盆地沉积岩的总体密度和地温的实测数据勾画了总体密度、地温梯度与埋藏深度的相关曲线(图4-19、4-20)表明:沉积岩总体密度随着埋藏深度的增大呈递增变化，而地温梯度则呈降值变化。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，而地温梯度由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，而地温梯度由3.6℃/100m降至2.9℃/100m，平均降低0.054℃。埋藏深度在3300m以下，密度和地温梯度变化不大，基本上密度稳定在2.5g/cm³，地温梯度稳定在2.9℃/100m。密度和地温梯度的3个深度区间与孔隙度的变化区间大致相同，密度与孔隙度的增降变化相反，但地温梯度与孔隙度的增降变化相似。

图4-19 冀中裂谷盆地岩石密度地温梯度与深度关系曲线(据汪蕴璞、林锦璇等，1981)

图4-20 冀中裂谷盆地岩石密度与地温梯度关系曲线(据汪蕴璞、林锦璇等，1981)

(7)Herman等(1984)汇总了美国、意大利、匈牙利、委内瑞拉等国研究者勾画的沉积盆地的页岩总体密度与埋藏深度的8条相关曲线(图4-21)，所有曲线均表明:总体密度随着埋藏深度的增大而增高。

沉积岩的孔隙度(φ)可通过样品和测井获得的密度资料计算求得，其计算式为:

盆地深层水形成演化与油气运聚的模拟重溯

以上3个方程中符号的注释同(4－6)式。

上面论述了反映沉积物(层)在持续增高负载的压实作用过程中主要参数孔隙度与深度以及密度与深度之间垂向变化的规律性，它是古水文地质研究中一个最重要的基础性指标。在压实作用过程中还涉及沉积层的厚度、矿物成分、压实水水头、压实水量、压挤式水交替强度、水流动的指向等的相关性变化。这类相关性变化的水文地质事件，从垂向剖面上少数点上既不能反映出明晰的系统性和规律性，又难以测量足够数量点的数据。因此，模拟重溯沉积盆地各研究层渗流场、水化学场在地史过程中的形成演化，必须开展盆地古水文地质研究才能论述和解读各类水文地质参数时空变化的规律性。

图4-21 沉积盆地中页岩总体密度随深度的变化