岩精典课件石风化工程地质.pptVIP

工程意义 总体上： 恶化了岩石的工程性质. 在工程选址、岩土体稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面都有重要意义。基础建基面处置、确定矿坑边坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑工程设置等都要考虑到风化问题。 地质构造 地质结构面：断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面等 断层带（裂隙密集带）：囊状风化 层理面：差异风化—崩塌等 节理、裂缝面：球形风化 其它因素 地壳运动 强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大 人类活动 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等 不同深度岩石与风化营力接触时间和程度不同 矿物风化具有阶段性 钾长石→绢云母→水云母→高岭石 黑云母→蛭石→蒙脱石→高岭石 颜色 风化岩石在外观上表现出颜色的差异 破碎程度：风化程度越深，原岩破碎程度愈大 从深部完整新鲜岩石至地表： 岩块→块石→碎石→砂粒→粉粘粒 总体上： 上部以粉粘粒为主，夹砂粒、碎石 下部以块石、碎石为主，裂缝中夹粉粘粒、砂粒 矿物成分变化：不同风化带、矿物组合特点不同 剧风化带：除石英外，大部分矿物已经变异，形成稳定的矿物，如粘土矿物 弱、微风化带：矿物变异主要发生在块石裂缝周围，形成薄膜 水理性质及物理力学性质的变化 由上至下： 孔隙性、压缩性由大变小 吸水性由强→弱 波速由小→大 强度由低→高 分带的方法 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 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 指标定量法 预防方面 指导思想 通过人工措施，使风化营力与岩石隔离，使岩石免遭继续风化，或减缓风化营力的作用强度，减缓岩石的风化速度 预防对象：粘土岩类 预防手段 表面铺盖（粘土、水泥、沥青材料） 化学材料充填（在岩石裂隙中充填化学材料，形成保护膜） 植被 * * 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。 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。 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 次生矿物的抗水性降低、亲水性增强，易崩解、膨胀、软化。 风化结果及工程意义 锤击发声清脆，须爆破开挖 纵波声速值高，声速曲线摆动较小 与原岩相差无几 岩体完整性较好，风化裂隙少见 仅沿裂隙面有矿物轻微变异，并有铁质，钙质薄膜 仅沿裂隙表面略有改变 微 风 化 带 锤击发声不够清脆，须爆破开挖 纵波声速值较高，声速曲线摆动较大 力学性质较原岩低，单轴抗压强度为原岩的1/3－2/3 岩体一般较好，原岩结构构造清晰，风化裂隙尚发育，时夹少量岩屑 沿裂隙面矿物变异明显，有次生矿物出现 岩体表面及裂隙表面大部分变色，断口颜色仍较新鲜 弱 风 化 带 锤击声哑，用锹镐开挖，偶须爆破 纵波声速值较低，声速曲线摆动大 物理力学性质不大均一，强度较低，岩块单轴抗压强度小于原岩的1/3，风化较深的岩块手可压碎 岩体强烈破碎，呈岩块、岩屑、时夹粘性土 除石英外大部分矿物均已变异，仅岩快中心变异较轻,次生矿物广泛出现 大部分变色，岩快中心部分尚较新鲜 强 风 化 带 锤击声哑，锹镐可挖动 纵波声速值低，声速曲线摆动小 强度很低，浸水能崩解，压缩性能增大，手指可捏碎 呈土状，或粘性土夹碎屑，结构已彻底改变，有时外观保持原岩状态 除石英外，其余矿物多已变异，形成绿泥石、绢云母、蛭石、滑石、石膏、盐类及粘土矿物等次生矿物 原岩完全变色，常呈黄褐、棕红、红色 剧 风 化 带 其它 特点 声速特性 物理力学性质 岩体破碎特点 矿物颜色 岩石颜色 风化分带 地形 地形不同影响气候及水文地质条件、光照、温差条件，沟谷侧向入侵作用，残积物滞留条件。 高度 海拔高地区：以物理风化为主 海拔低地区：化学风化速度较快 坡度 陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄 缓坡地段：风化速度较慢，风化壳较厚 总之：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。 风化岩的垂直分带 一 分带的意义及可能性 地基：选择基础埋深位置 边坡：选择稳定的边坡高度和坡度 分带的原则 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； 分带的标志应有代表性、明确，便于掌握； 将定性与定量结合起来； 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 四