【2017年整理】六岩石风化工程地质研究.pptVIP

工程地质学;第六章 岩石风化的工程地质研究;提 要;一、定义;二、风化类型;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。 ;工程意义;第二节 影响岩石风化的因素;二 岩性因素;主要矿物蚀变趋势： 斜长石：水解作用及脱钙作用 黑云母：水化脱钾、氧化 → 水云母化 辉石、角闪石：水解→绿泥石→蒙脱石 白云母：→伊利石→蒙脱石→高岭土 石英：→硅酸→石髓→次生石英 一般：石英、高岭土、氧化铁、铝土矿通常是最终产物的组合。;化学成分 活动性强的元素：K、Na等，随水流失。 活动性弱的元素：Fe、Al、Si等，残留在原地。 含活动元素多者易于风化。同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化能力也不同 结构特点 单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿岩复矿岩 矿物成分相同：等粒结构不等粒结构，单粒结构岩石抗风化能力较强，细粒粗粒 Si质胶结Ca质胶结泥质胶结 原因：导热性不同、胀缩性不同、比表面积不同。 ;三 地质构造;风化分带;四 地形;其它因素;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;二 分带的原则;风化分带;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??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;全风化带：疏松、半疏松碎、块石占95%。纵波速度500-2000m/s，渗透系数 0.1-2.6m/d，结构松散，强度低。 强风化带：疏松、半疏松岩石夹半坚硬岩石，疏松者占30-70%，纵波速度2000-3000m/s，渗透系数 0.1-4m/d，抗压强度20MPa 弱风化：上部坚硬块石夹半疏松碎屑，碎屑含20%，30-70%结构面发育碎屑等几十公分。RQD50-90%，纵波速度3000-000m/s 微风化：坚硬岩石，沿裂面风化，约1mm厚风化皮，RQD 90-95%，纵波速度5000-6000m/s。 ; 四、分带的方法;(1)声波测试法：岩石风化后，声波速度变慢;Kn=n1/n2—孔隙率系数 Kω= ω1/ ω2 —吸水率系数 KR=R1/R2 —强度系数（单轴抗压强度） 符号中的下角标1、2分别为新鲜岩和风化岩石。 ;第四节 防治措施;预防方面