第七章 岩石风化的工程地质研究
1、概念:
风化、风化壳、古风化壳、物理风化、化学风 化、生物风化、RQD
(1)、风化:岩石在各种风化营力作用下,发生的物理和化学变化过程。
(2)、风化壳:表层不同深度的岩石,遭受风化程度的不同,形成不同成分和结构的多层残积物,由其构成的复杂剖面称为风化壳。不同岩石,不同地区,风化壳有很大差别。其厚度很大差别,大则几百米。
(3)、古风化壳:地壳表层保留的主要为现代时期形 成的风化壳。当风化壳形成后,被后来的堆积物掩埋,被保留下来成为古风化壳。
(4)、物理风化:由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下,引起岩石的机械破碎,而不伴随有化学成分和矿物成分明显变化的现象。主要发生在干旱寒冷的地区,风化深度相对较小。
(5)、化学风化:岩石在水、氧及有机体等作用下所发生的一系列化学变化过程,引起岩石结构、构造、矿物成分和化学成分的变化。多发生于温暖潮湿的地方,风化深度可达百米以上。
(6)、生物风化:既有物理风化特点,又具有化学风化特征。生物新陈代谢产生有机质或机械破坏,如释放大量有机物酸及CO2,加强水溶液溶解能力。多发生于温暖潮湿的地方,风化深度可达百米以上。
(7)RQD值为大于10cm的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分率。
2、简述风化类型?
风化是指地表或近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。风化作用主要分为物理风化、化学风化和生物风化。 风化作用是土壤形成的基础。风化作用使岩石破碎,理化性质改变,形成结构疏松的风化壳,其上部称为土壤母质。成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素(氮除外)的最初来源。单一类型的岩石风化通常会产生贫瘠的土壤,而多种岩石的风化物质则具有更丰富的矿物多样性,有助于形成更肥沃的土壤。岩石矿物的风化按作用因素和作用性质的不同,分为物理风化、化学风化和生物风化。这三类风化作用不是孤立进行的,常是同时同地发生且相互影响。影响风化作用的因素主要有气候、植被、地形和岩石特征等。
3、风化的结果主要表现在哪几方面?
(1)、岩体结构构造发生变化岩体完整性遭受破坏,结构性丧失,空隙性增大,矿碎成块石、碎石或土体。
(2)、岩石的矿物成分和化学成分发生变化可溶矿物溶解流失,耐风化矿物残留下来,形成稳定性好的次生矿物:如绿泥石、绢云母、高岭石、蒙脱石等。
(3)、岩体的工程地质性质发生变化如:
力学强度的降低压缩性变增大(由基岩→粘土)渗透性增强易崩解、膨胀、软化。
4、影响岩石风化的因素哪些?
(1)、气候因素 (2)、岩性因素 (3)、地质构造 (4)、地形 (5)、其它因素
5、风化岩的垂直分带的意义和分带方法
意义:在整个风化剖面上,风化程度不同的岩石表现出不同的物理、矿物组合特征。从地表至深部新鲜基岩,风化是逐渐过渡的。
分带方法:
工程的初勘阶段:以定性分带为主
工程的详勘阶段:以定量分带为主
(1)、地质分析法—定性分析方法:通过岩石颜色、破碎程度、矿物成分的变化
(2)、指标定量法:声波测试法 风化系数法
6、风化岩分带的原则
(1)、充分反映各风化带岩石变化的客观规 律,反映各风化带岩石所具有的不同特征
(2)、分带的标志应有代表性、明确,便于掌握
(3)、将定性与定量结合起来
(4)、分带数目既不要过多,也不太少。一般采用三分法、四分法、五分法
注:四分法:①全风化带、②强风化带、③弱风化带、④微风化带
7、风化岩分带的标志
(1)、颜色
(2)、破碎程度
(3)、矿物成分变化
(4)、水理性质及物理力学性质的变化
8、在工业民用建筑工程中,谈风化岩的防治措施?
如果风化厚度较小,施工条件简单时,全部挖除。
如果风化厚度较大,数十米以上时,处理措施视具体条件而定。
①一般工业民用建筑物,可选择足够强度的风化层作地基,设置合理的基础埋置深度;
②重大工程,需挖除对工程构成危险的风化岩石。