河海大学工程地质原理.ppt

§2.1 软弱岩石的涵义 （1）据Rc的分类 坚硬岩石： Rc＞60MPa 半（次）坚硬岩：30～60MPa 软弱岩石：＜ 30MPa （2）据成因对软弱岩石的分类 ①软质岩（原生型，即通常所指的软岩）： 粘粒含量高、胶结差、片理发育， 常见的软质岩：粘土岩、泥岩、页岩、泥灰岩；凝灰岩；千枚岩、片岩 ②构造岩或破碎岩（构造型）： 机械破碎、热动力变质作用（重结晶及变质矿物）。 常见的构造岩：断层破碎带、侵入接触带。 ③风化岩（次生型，组成变差、结构疏松）： 物理风化、化学风化、生物风化 §2.2 软弱夹层的工程地质研究 存在的普遍性，对岩体工程稳定的控制作用。 软弱夹层：由力学强度明显低于周围岩石强度的软弱介质充填、具有泥质和炭质含量高、遇水易软化、延伸长、厚度薄、物理力学性质差等特点的结构面。 泥化夹层：岩体中受物理化学作用影响，其原状结构发生显著变异且含有大量粘粒的软弱夹层。 成因与分类：无统一标准 也可分为： 原生型: 构造型:层间错动带;断层破碎带 次生型:风化夹层 长委建议分为： 软岩夹层:夹在坚硬岩体中的薄层软弱岩层 碎块夹层:80%以上粒径大于2mm的粗碎屑,粘粒含量少于10% 碎屑夹层:2~0.5mm的细碎屑30%,2mm的粗碎屑30~50%,粘粒10~30% 泥化夹层:结构松散,粘粒含量30%,含水量高,密度低. 泥化夹层的基本特性 ①具有明显的错动面和分带性（裂隙带、劈理带、糜棱岩带、泥化带）； ②矿物成分以粘土矿物为主； ③粒度成分以粘粒和粉粒为主； ④化学成分以SiO2、 Al2O3 、 Fe2O3为主(含量比母岩高），次为CaO、MgO 、 Na2O 、K2O等(含量比母岩低）； ⑤水理性质: 具有明显的膨胀性.尤以蒙脱石为主时，膨胀量可达8%； 渗流层状分带性以及集中渗流. ⑥物理力学性质差，具有“三高”（高含水量、高崩解性、高分散性）“三低”（低重度、低强度、低模量）的特点； ⑦在长期渗水作用下: 化学成分发生变化:溶解（盐类、游离氧化物）、溶蚀（CaCO3）、胶溶（SiO2）、阳离子交换（如Na+、 K+与Ca+、 Mg+）、氧化还原反应等； 渗透稳定性恶化：机械管涌、爆发式挤出破坏; 抗剪强度降低. ⑧具有流变性，宜取长期强度或残余强度（约为峰值强度的70~80%）。 §2.3风化岩的工程地质研究 风化的定义：地表以及接近地表的岩石或矿物，由于温度变化、大气、水溶液和生物的作用，在原地所发生的一系列物理化学变化。 风化的普遍存在性 研究的意义（建基面的确定、地基处理方案的确定） 2、风化壳的特征 ⑴随深度具有分带性。 一般为全风化→强风化→弱风化→微风化，全风化和强风化可缺失。 ⑵在一定条件下具有突变性。 原因：岩性突变、地下水位 ⑶在一定条件下低部界线（厚度）具有突变性，槽状、囊状风化。 原因：断层破碎带、岩脉、不稳定矿物富集带。 ⑷在一定条件下可存在风化夹层。 原因：层间错动带、软硬互层、岩脉、片理板理面。 §2.4 构造岩的工程地质研究 机械破碎+热动力作用 1、研究的主要目的 ⑴ 分带评价工程性质的变化； ⑵ 分带评价工程地质问题； ⑶ 评价演变趋势、性质的稳定性； ⑷ 评价区域稳定性； ⑸ 鉴定性质和类型。 ⑶ 断层角砾岩 在张拉、挤压、剪切错动过程中都可形成。性质取决于胶结程度和胶结物。 ①张性角砾岩：角砾大小悬殊、棱角分明、胶结疏散，充填较细的岩屑、粉末和次生矿物。 ②压性角砾岩：角砾较小、次棱角状、扁豆状、椭圆状，长轴平行主断层面，胶结紧密、空隙较小。 ③扭性角砾岩：角砾更均匀、细小，磨圆度好。 ⑷ 片状岩 主要分布于软岩中的压性、压扭性断层带。 强烈挤压错动形成劈理和片理+重结晶矿物及细小碎屑定向排列。 特征： ①片状构造和鳞片变晶结构； ②可见揉皱带； ③可见糜棱岩化； ④片理产状与断层产状一致； ⑤性质不良、岩性软弱、强度低。 ⑸ 压碎岩 多分布于坚硬岩中的压性和压扭性断层带，也可见于张扭性断层。 特征： ①原岩碎裂成5~15cm的具有棱角的岩块，岩块无转动或显著位移； ②裂隙呈不规则网状，充填松散的碎屑、岩粒、岩脉； ③呈碎裂镶嵌结构，咬合较牢固； ④性质差异较大，充填岩脉时，强度较高。 3、构造岩的工程地质性质 ⑴ 具有很强的差异性： ①不均匀性。 表现在不同的构造断裂带之间、同一构造断裂带的不同部位、与母岩之间。宽度及变化幅度、类型、水理性质、物理性质、力学性质、均有很大差异（尤其表现在“三带”：破碎带、影响带、交汇带）。 ②渗透特性具有分带性。 碎块岩（尤其是构造块状岩）：强透水 压碎岩、张性断层角砾岩：中性透水 角砾岩：弱透水~不透水 片状岩、糜棱岩、断层泥：隔水 ③不同带的强度和变形模量差异大。 强度以断层泥、糜棱岩为研