岩土的现场鉴别与描述手册剖析.docx
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岩土的现场鉴别与描述手册剖析
岩土的现场鉴别
与描述手册
》
2012—09—20发布
湖北国土工程地质勘察0904
岩土的现场鉴别与描述
粘性土、粉土的现场鉴别 表B-1
鉴别方法
粘土
粉质粘土
粉土
湿润时用刀切
切面非常光滑,刀刃有粘腻的阻力
稍有光滑面,切面规则
无光滑面,切面比较粗糙
用手捻摸的感
捻摸湿土有滑腻感,当水分较大时极易粘手,感觉不到有颗粒的存在
仔细捻摸感觉到有少量细颗粒,稍有滑腻感,有粘滞感
感觉有细颗粒存在或感觉粗糙,有轻微粘滞感或无粘滞感
粘着程度
湿土极易粘着物体(包括金属与玻璃),干燥后不易剥去,用水反复洗才能去掉
能粘着物体,干燥后容易剥掉
一般不粘着物体,干后一碰就掉
湿土搓条情况
能搓成小于0.5mm的土条(长度不短于手掌)手持一端不致断裂
能搓成0.5~2mm的土条
能搓成2~3mm的土条
干土的性质
坚硬,类似陶器碎片,用锤击才能打碎,不易击成粉末
用锤易击碎,用手难捏碎
用手很易捏碎
粘性土状态的现场鉴别 表B-2
稠度状态
坚硬
硬塑
可塑
软塑
流塑
粘土
干而坚硬,很难掰成块
1、用力捏先裂成块后显柔性,手捏感觉干,不易变形
2、手按无指印
1、手捏似橡皮有柔性
2、手按有指印
1、手捏很软,易变形,土块掰时似橡皮
2、用力不大就能按成坑
土柱不能直立,自行变形
粉质粘土
干硬,能掰开或捏成
块,有棱角
1、手捏感觉硬,不易变形,土块用力可打散成碎块
2、手按无指印
1、手按土易变形,有柔性,掰时似橡皮
2、能按成浅坑
1、手捏很软,易变形,
土块掰时似橡皮
2、用力不大就能按成坑
土柱不能直立,自行变形
粉土湿度的现场鉴别 表B-3
湿度
稍湿
湿
很湿
鉴别
特征
土扰动后不易握成团,一摇即散
土扰动后能握成团,摇动时土表面稍出水,手中有湿印,用手捏水即吸回
用手摇动时有水流出,土体塌流成扁圆形
砂土现场鉴别 表B-4
鉴别特征
砾砂
粗砂
中砂
细砂
粉砂
颗粒粗细
约有1/4以上颗粒比荞麦或高梁粒(2mm)大
约有一半以上颗粒比小米粒(0.5mm)大
约有一半以上颗粒与砂糖或白菜籽(>0.25mm)近似
大部分颗粒与粗玉米粉
(>0.1mm)近似
大部分颗粒与小米粉近似
干燥时的状态
颗粒完全分散
颗粒完全分散,个别胶
结
颗粒基本分散,部分胶结,胶结部分一碰即散
颗粒大部分分散,少量
胶结,胶结部分稍加碰
撞即散
颗粒少部分分散,大部分胶结(稍加压即能分散)
湿润时用手
拍后的状态
表面无变化
表面无变化
表面偶有水印
表面有水印(翻浆)
表面有显著翻浆现象
粘着程度
无粘着感
无粘着感
无粘着感
偶有轻微粘着感
有轻微粘着感
砂土湿度的现场鉴别 表B-5
湿度
稍湿
很湿
饱和
鉴别
特征
呈松散状,用手握时感到湿、凉、放在纸上不会浸湿,加水时吸收很快
可以勉强握成团,放在手上有湿感、水印,放在纸上浸湿很快,加水时吸收很慢
钻头上有水,放在手掌上水自由渗出
碎石、卵石土密实度的现场鉴别 表B-6
状
态
天然陡坎或坑壁情况
骨架和充填物
挖掘情况
钻探情况
说明
密
实
天然陡坎稳定,能陡立,
坎下堆积物少;坑壁稳定,无掉块现象
骨架颗粒含量大于总重的70%,呈交错排列,连续紧密接触,孔隙填满,坚硬密实,掏取大颗粒后填充物能成窝形,不易掉落
用镐挖掘困难,用撬棍方能松动,用手掏取大颗粒极困难
用镐挖掘困难,用撬棍方能松动,用手掏取大颗粒极困难
1、密实程度按表列各项综合确定
2、本表不包括半胶结的碎石、卵石土
3、本表未考虑风化和地下水影响
中
密
天然陡坎不能陡立或陡坎下有较多的坍塌物,自然坡大于颗粒的安息角
骨架颗粒含量占总重的60~70%,呈交错排列,大部分接触,疏密不均,孔隙填满,填充砂土时掏取大颗粒后填充物难成窝形
用镐可挖掘,用手可掏取大颗粒
钻进较困难,冲击钻探时钻杆和吊锤跳动不剧烈
稍
密
不能形成陡坎,自然坡接近于颗粒的安息角坑壁不能稳定,易发生坍塌
骨架颗粒含量小于总重的60%,排列混乱,大部分不接触,而被填冲物包裹填充砂土时,掏取大颗粒后砂随即坍塌
用镐易刨开,手锤轻击即可引起部分塌落
钻进较容易,冲击钻探时钻杆稍有跳动
ASTM
1.干强度试验
塑制一个立方体或球形的土样,在太阳下或空气中风干,也可以在不超过110℃的烘箱内烘干,用手指捏压的方法试验土的干强度。
干强度等级
手感特征
无干强度或干强度很低
仅用手压就碎
低干强度
用手指能压成粉末
中干强度
要用相当大的压力才能将土样压得粉碎
高干强度
用手指虽然能压碎,但不成粉末状
极高干强度
不能在大拇指和坚硬表面土之间压碎
2.剪胀性-摇震反应
制备很软但不粘手的土膏,做成饼状,放在手中,手掌作水平摇动,并用这只手的手背有力地敲击另一只手,记下土膏的反应,然后用手指侧向挤压土样并记下其反应。
摇震反应等级
观察到的反应
反应迅速
摇动时水很快在表面渗出(表面发光),挤压时很快消失(表面变暗)
反应缓慢
如果需要用力敲打才能使水从表面渗出,且挤压时外表改变甚少
无反应
看不出试样有什么变化
3.塑性搓条试验-韧性
将做完剪胀性试验的土样搓成直径3mm的土条,然后将土条迭成团在滚搓,至3mm时如不断裂则继续折迭成团后再滚搓,直到土团碎裂,记下滚搓时的压力大小和土条软硬的手感。
韧性等级
土条滚搓的成型特点
弱和软
在接近塑限含水量时,只能用很轻的压力搓滚,土条极易碎裂,碎裂以后土条不能再重塑成土团
中等
在接近塑限含水量时,需要用中等压力搓滚,几英寸长的土条能支持其自身的重量,并在碎裂以后可以捏拢重塑成土团,但轻搓又碎裂
很硬
在接近塑限含水量时,需要用相当大的压力搓滚,几英寸长的土条能支持其自身的重量,在碎裂之后土条可以重塑成土团
4.ASTM按目力鉴别结果划分土类
土名
干强度
摇震反应
韧性
可塑性描述
砂质粉土
无—很低
快
弱—软
无—稍有
粉土
很低—低
快
弱—软
无—稍有
粘质粉土
低—中
快—慢
中硬
稍有—中等
砂质粘土
低—高
慢—无
中硬
稍有—中等
粉质粘土
中—高
慢—无
中硬
稍有—中等
粘土
高—很高
无
很硬
高
有机粉土
低—中
慢
弱—软
稍有
有机粘土
中—很高
无
中硬
中—高
1979《土质学及土力学》
光泽反应:
用小刀切开稍湿的土,并用小刀抹过土面,观察土面有无光泽以及粗糙的程度。
摇动试验:
用含水量接近饱和的土搓成小球,放在手掌上左右摇晃,并以另一手震动该手,如土球表面有水渗出并呈现光泽,但用手指捏土球时水分与光泽很快消失,称摇震反应。
反应迅速的表示粉粒含量较多,反之粘粒含量较多。
韧性试验:
将土调成含水量略高于塑限、柔软而不粘手的土膏,在手掌中搓成约3mm的土条,在搓成土团二次搓条,根据再次搓条的可能性,分为低韧性、中等韧性、高韧性三种。
干强度试验:
将风干的小土球,用手指捏碎的难易程度来划分。
土的目力鉴别
土类
光泽反应
摇动试验
韧性试验
干强度试验
粉土
土面粗糙
摇动时出水与消失都很迅速
土条不能在搓成土团后重新搓条
易于用手捏碎和碾成粉末
粉质粘土
土面光滑但无光泽
反应很慢或基本上没有反应
可以再搓成土团,但手捏即碎裂
用力才能捏碎,容易折断
粘土
土面有油脂光泽
没有反应
能再搓成土团后再次搓条,用手指压不碎
捏不碎,抗折强度大,断后有棱角,断口光滑
土的简易鉴别、分类和描述
第一节简易鉴别方法
1.1条土的简易鉴别方法适用于本标准第2.0.6条中的各类土,其中特殊土的分类定名还应该遵照本标准第3.0.15条的规定。
1.2条本方法用目测法代替筛分析法,以确定土颗粒组成及其特征;用干强度、手捻、搓条、韧性和摇震反应等定性方法,代替用仪器测定土的塑性。
1.3条土中有机质应按本标准第2.0.5条的规定鉴别。
1.4条确定土粒粒组含量时可将研散的风干试样摊成一薄层,凭目测估计土中巨、粗、细粒组所占的比例。
再按第三章中的有关规定确定其为巨粒土、粗粒土(砾类土或砂类土)或细粒土。
1.5条干强度试验时应将一小块土捏成土团,风干后用手指捏碎、掰断及捻碎。
根据用力的大小区分为:
一、很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高;
二、稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等;
三、易于捏碎和捻成粉末者为干强度低。
注:
当土中含碳酸盐、氧化铁等成分时会使土的干强度增大,其干强度宜再用湿土作手捻试验,予以校核。
1.6条手捻试验时应将稍湿或硬塑的小土块在手中揉捏,然后用拇指和食指将土捻成片状,根据手感和土片光滑度可区分为:
一、手感滑腻,无砂,捻面光滑者为塑性高;
二、稍有滑腻感,有砂粒,捻面稍有光泽者为塑性中等;
三、稍有粘性,砂感强,捻面粗糙者为塑性低。
1.7条搓条试验时应将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉捏均匀,再在手掌上搓成土条,根据土条不断裂而能达到的最小直径可区分为:
一、能搓成直径小于1mm土条者为塑性高;
二、能搓成直径为1~3mm土条而不断者为塑性中等;
三、搓成直径大于3mm的上条即断裂者为塑性低。
1.8条韧性试验时应将含水量略大于塑限的土块在手中揉捏均匀,然后在手掌中搓成直径为3mm的土条,再揉成土团,根据再次搓条的可能性,可区分为:
一、能揉成土团,再搓成条,捏而不碎者为韧性高;
二、可再揉成团,捏而不易碎者为韧性中等;
三、勉强或不能再揉成团,稍捏或不捏即碎者,为韧性低。
1.9条摇震反应试验时应将软塑至流动的小土块捏成土球,放在手掌上反复摇晃,并以另一手掌振击此手掌,土中自由水将渗出,球面呈现光泽;用二手指捏土球,放松后水又被吸入,光泽消失。
根据上述渗水和吸水反应快慢,可区分为:
一、立即渗水及吸水者为反应快;
二、渗水及吸水中等者为反应中等;
三、渗水吸水慢及不渗不吸者为反应慢或无反应。
第二节鉴别分类
2.1条巨粒土和粗粒土可根据本标准第4.1.4条的目估结果,按表3.0.2、表3.0.5及表3.0.6的规定进行分类定名。
2.2条细粒土可根据本标准第4.1.3条和第4.1.5条至第4.1.9条的试验结果,按表4.2.2进行分类定名。
细粒土的简易分类 表4.2.2
半固态时的干强度
硬塑—可塑态时的手捻感和光滑度
土在可塑态时
软塑—流动态时的摇震反应
土类代号
土条可搓成的最小直径(mm)
韧性
低—中
粉粒为主,有砂感,稍有粘性,捻面较粗糙,无光泽
>3或3~2
低—中
快—中
ML
中—高
含砂粒,有粘性,稍有滑腻感,捻面较光滑,稍有光泽
2~1
中
慢—无
CL
中—高
粉粒较多,有粘性,稍有滑腻感,捻面较光滑,稍有光泽
2~1
中—高
慢—无
MH
高—很高
无砂感,粘性大,滑腻感强,捻面光滑,有光泽
<1
高
无
CH
注:
凡呈黑灰色有臭味的土,应在相应土类代号后加代号“O”,如MLO、CLO、MHO、CHO。
第三节土状态描述
3.1条在现场采样和试验室开启试样时,应按下列内容描述土的状态:
一、粗粒土:
通俗名称及当地名称;土颗粒的最大粒径;巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数;土颗粒形状(圆、次圆、棱角或次棱角);土颗粒的矿物成分;土颜色和有机质;细粒土成分(粘土或粉土);土的代号和名称。
二、细粒土:
通俗名称及当地名称;土颗粒的最大粒径;巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数;潮湿时土的颜色及有机质;土的湿度(干、湿、很湿或饱和);土的状态(流动、软塑、可塑或硬塑);土的塑性(高、中或低);土的代号和名称。
3.2条土的状态应根据土的不同用途按下列各项分别描述:
一、当用作填料时:
不同土类的分布层次及范围。
二、当用作地基时:
土的分布层次及范围、结构性、密实度和稠度。
附录一基本代号
漂石(块石) B 卵石(碎石) Cb
砾 G 砂 S
粉土 M粘土 C
细粒土(C和M合称) F 混合土(粗、细粒土合称)Sl
有机质土 O 黄土 Y
膨胀土 E 红粘土 R
级配良好 W 级配不良 P
高液限 H 低液限 L
A.0.5土根据有机质含量可按表A.0.5分类。
岩石风化程度的现场鉴别 表B-7
岩石
类别
风化
程度
野外观察的特征
开挖或钻探情况
硬
质
岩
石
微
风
化
组织结构基本未变,仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色。
有少量风化裂隙,岩体完整性好。
开挖需爆破
中
等
风
化
组织结构部分破坏,矿物成分基本未变化,仅沿节理面出现次生矿物。
风化裂隙发育,岩体被切割成20~50cm的岩块,锤击声脆,且不易击碎。
不能用镐挖掘,岩芯钻方可钻进
强
风
化
组织结构已大部分破坏,矿物成分已显著变化,长石、云母已风化成次生矿物,裂隙很发育,岩体被切割成2~20cm的岩块,可用手折断。
用镐可挖掘,干钻不易钻进
软
质
岩
石
微
风
化
组织结构基本未变,仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色,有少量风化裂隙,岩体完整性好。
开挖用撬棍或爆破
中
等
风
化
组织结构部分破坏,矿物成分发生变化,节理面附近的矿物已风化成土状,风化裂隙发育,岩体被切割成20~50cm的岩块,锤击易碎。
开挖用镐或撬棍
强
风
化
组织结构已大部分破坏,矿物成分已显著变化,含大量粘土矿物,风化裂隙很发育,岩体被切割成碎块,干时可用手折断或捏碎,浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解。
用镐或锹可挖掘,干钻可钻进
岩石硬度的现场鉴别 表B-8
硬度
鉴别特征
很软的
用手指易压碎,锤轻击有凹痕
软 的
用手指不易压碎,用笔尖刻划可有划痕
中等的
用笔尖难于刻划,用小刀刻划有划痕,用锤击有凹痕
中硬的
用小刀难于刻划,用锤轻击有击痕或破碎
坚硬的
用锤重击出现击痕或破碎
很坚硬
用锤反复重击方能破碎
3.2岩石的分类和鉴定
3.2.1在进行岩土工程勘察时,应鉴定岩石的地质名称和风化程度,并进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分。
3.2.2岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分,应分别按表3.2.21~表3.2.23执行。
标准工程岩体分级标准(GB50218)执行。
2当岩体整程度为极破碎时可不进行坚硬程度分类。
3.2.3当缺乏有关试验数据时,可按本规范附录A表A.0.1和表A.0.2划分岩石的坚硬程度和完整程度。
岩石风化程度的划分可按本规范附录A表A.0.3执行。
3.2.4当软化系数等于或小于0.75时,应定为软化岩石:
当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊性岩石,如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐渍化岩石等。
3.2.5岩石的描述应包括地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造和岩石质量指标RQD。
对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度;对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物结晶大小和结晶程度。
根据岩石质量指标RQD,可分为好的(RQD>90)、较好的(RQD=7590)、较差的(RQD=5075)、差的(RQD=2550)和极差的(RQD<25)。
3.2.6岩体的描述应包括结构面、结构体、岩层厚度和结构类型,并宜符合下列规定:
1结构面的描述包括类型、性质、产状、组合形式、发育程度、延展情况、闭合程度、粗糙程度、充填情况和充填物性质以及充水性质等;
2结构体的描述包括类型、形状、大小和结构体在围岩中的受力情况等;
3岩层厚度分类应按表3.2.6执行。
3.2.7对地下洞室和边坡工程,尚应确定岩体的结构类型。
岩体结构类型的划分应按本规范附录A表A.0.4执行。
3.2.8对岩体基本质量等级为Ⅳ级和V级的岩体,鉴定和描述除按本规范第3.2.5条~第3.2.7条执行外,尚应符合下列规定:
1对软岩和极软岩,应注意是否具有可软化性、膨胀性、崩解性等特殊性质;
2对极破碎岩体,应说明破碎的原因,如断层、全风化等;
3开挖后是否有进一步风化的特性;
3.3土的分类和鉴定
3.3.1晚更新世Q3及其以前沉积的土,应定为老沉积土;第四纪全新世中近期沉积的土,应定为新近沉积土。
根据地质成因,可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。
土根据有机质含量分类,应按本规范附录A表A.0.5执行。
3.3.2粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为碎石土,并按表3.3.2进一步分类。
3.3.3粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为砂土,并按表3.3.3进一步分类。
3.3.4粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10的土,应定名为粉土。
3.3.5塑性指数大于10的土应定名为粘性土。
粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土,塑性指数大于10,且小于或等于17的土,应定名为粉质粘土;塑性指数大于17的土应定名为粘土。
注:
塑性指数应由相应于76g圆锥仪沉入土中深度为10mm时测定的液限计算而符。
3.3.6除按颗粒级配或塑性指数定名外,土的综合定名应符合下列规定:
1对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名;
2对特殊性土,应结合颗粒级配或塑性指数定名;
3对混合土,应冠以主要含有的土类定名;
4对同一土层中相间呈韵律沉积,当薄层与厚层的厚度比大于1/3时,宜定为“互层”;厚度比为1/10~1/3时,宜定为“夹层”;夹层厚度比小于1/10的土层,且多次出现时,宜定为“夹薄层”。
5当土层厚度大于0.5m时,宜单独分层。
3.3.7土的鉴定应在现场描述的基础上,结合室内试验的开土记录和试验结果综合确定。
土的描述应符合下列规定:
1碎石土应描述颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、密实度等;
2砂土应描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度等。
3粉土应描述颜色、包含物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性等;
4粘性土应描述颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、干强度、韧性、土层结构等;
5特殊性土除应描述上述相应土类规定的内容外,尚应描述其特殊成分和特殊性质;如对淤泥尚需描述嗅味,对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和厚度的均匀程度等;
6对具有互层、夹层、夹薄层特征的土,尚应描述各层的厚度和层理特征。
3.3.8碎石土的密实度可根据圆锥动力触探锤击数按表3.3.8-1或表3.3.82确定,表中的N63.5和N120应按本规范附录B修正。
定性描述可按本规范附录A表A.0.6的规定执行。
A.0.1岩石坚硬程度等级可按表A.0.1定性划分。
3岩体基本质量的分级因素
3.1分级因素及其确定方法
3.1.1岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。
3.1.2岩石坚硬程度和岩体完整程度,应采用定性划分和定量指标两种方法确定。
3.2岩石坚硬程度的定性划分
3.2.1岩石坚硬程度,应按表3.2.1进行定性划分。
岩石坚硬程度的定性划分 表3.2.1
名称
定性鉴定
代表性岩石
硬质岩
坚硬岩
锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎;
浸水后,大多无吸水反应
末风化~微风化的;
花岗岩、正长岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英
片岩、硅质板岩、石英岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等
较坚硬岩
锤击声清脆,有轻微回弹,
稍震手,较难击碎;
浸水后,有轻微吸水反应
1.弱风化的坚硬岩;
2.末风化~微风化的;
熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、石灰岩、钙质胶结的砂岩等
软质岩
较软岩
锤击声不清脆,胸回弹,较易击碎;
浸水后,指甲可刻出印痕
1.强风化的坚硬岩;
2.弱风化的较坚硬岩;
3.末风化~微风化的;
凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩等
软岩
锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;
浸水后,手可掰开
1.弱风化的坚硬岩;
2.末风化~强风化的较坚硬岩;
3.弱风化的较软岩;
4.末风化的泥岩等;
极软岩
锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎;
浸水后,可捏成团
1.全风化的各种岩石;
2.各种半成岩
3.2.2岩石坚硬程度定性划分时,其风化程度应按表3.2.2确定。
岩石风化程度的划分 表3.2.2
名称
风化特征
末风化
结构构造末变,岩质新鲜
微风化
结构构造、矿物色泽基本末变,部分裂隙面有铁锰质渲染
弱风化
结构构造部分破坏,矿物色泽较明显变化,裂隙面出现风化矿物或存在风化夹层
强风化
结构构造大部分破坏,矿物色泽明显变化,长石、云母等多风化成次生矿物
全风化
结构构造全部破坏,矿物成分除石英外,大部分风化成土状
3.3岩体完整程度的定性划分
3.3.1岩体完整程度,应按表3.3.1进行定性划分。
岩体完整程度的定性划分 表3.3.1
注:
平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。
3.3.2结构面的结合程度,应根据结构面特征,按表3.3.2确定。
结构面结合程度的划分 表3.3.2
名称
结构面特征
结合好
张开度小于1mm,无充填物;
结合好
张开度1~3mm,为硅质或铁质胶结;
张开度大于3mm,结构面粗糙,为硅质胶结
结合一般
张开度1~3mm,为钙质或泥质胶结;
张开度大于3mm,结构面粗糙,为铁质或钙质胶结
结合差
张开度1~3mm,结构面平直,为泥质或泥质和钙质胶结;
张开度大于3mm,多为泥质或岩屑充充填
结合很差
泥质充填或泥夹岩屑充填,充填