第4章岩石风化工程地质研究

1、第三章关于岩石风化的工程地质研究，提到，影响岩石风化的因素风化壳垂直分区控制岩石风化控制措施，第一，定义，风化：各种风化阵营力作用下岩石的物理和化学变化过程。风化壳：由不同深度的岩石根据风化程度形成不同成分和结构的多层残余物。由它们组成的复杂截面称为风化壳。不同的岩石，不同的地区，风化壳大不相同。其厚度大不相同，大小数百米。地壳的表层主要是现代时代形成的风化壳。风化壳形成后，被埋在其后的堆积堆里，成为古老的风化壳。第一节概述，第二，风化类型，物理风化：温度变化，水的冻融，盐结晶，植物根分割等力导致岩石的机械破碎，没有化学成分和矿物成分的明显变化。主要发生在干燥寒冷的地区，风化深度较小。化学风化

2、：岩石在水、氧、有机体等作用下发生的一系列化学变化过程，引起岩石结构、矿物组成和化学成分的变化。多发生在温暖潮湿的地方，风化深度可达100米以上。生物风化：既有物理风化特性，又有化学风化特性。生物新陈代谢会产生大量有机物或机械破坏，如释放有机物和CO2，从而加强水溶液的溶解能力。多发生在温暖潮湿的地方，风化深度可达100米以上。主要风化作用：氧化、溶解、水合、水解、碳酸化和硫酸化。岩石结构结构结构变化岩体完整性破坏、结构损失、空隙增加、破碎岩石、碎石或土壤。岩石的矿物成分和化学成分发生变化时，可溶性矿物会溶解丢失，对风化矿物仍有抵抗力，形成了稳定性好的二次矿物，如绿石、闪石、高岭石、蒙脱土等。

3、岩体的工程地质特性由机械强度的减少压缩性增加(岩粘土)渗透性提高，二次矿物的耐水性减少，亲水性强化，崩塌，膨胀，软化等变化。第三，风化结果及工程重要性，工程重要性，总体上：岩石的工程性质恶化了。在工程用地选择、地面稳定性、地基处理、灾害防治、工程费用等方面都具有重要意义。基础工程地基表面处理、坑的边坡角度确定、洞的围岩支护、基坑的开挖层支护、防滑工程设置等都要考虑风化问题。第二节影响岩石风化的因素，第一，气候因素，大温度温差，冷热变化频率有利于物理风化；温度变化对岩石在水中的溶解度及化学反应速度、水溶液浓度都有很大影响，影响化学风化速度。降雨(湿度)各种化学风化由水(CO2，O2)的参与组成，

4、运动中的水和矿物的迁移破坏了化学平衡，促进了反应。水的添加使风化多样化，深度发展。2岩性因素，矿物成分：抗风化氧化物硅酸盐和硫化物常见岩石矿物的溶解度顺序：盐、石膏、方解石、橄榄石、辉石、角闪石、滑石、蛇纹石、绿帘石、正长石、黑云帽、黑云帽最稳定的岩石矿物：石英岩浆岩：酸性岩中性岩超成岩(花岗岩) (岛长岩、安山岩) (玄武岩) (橄榄岩)变质岩：浅变质岩中变质岩深变质岩沉积岩：风化阻力大于岩浆、变质岩。化学风化弱的沉积岩由全州期风化矿物组成，二次风化后也产生水合、水解、浸出作用。风化厚度不大，但黏土岩、页岩等风化速度快。，主要矿物变化趋势：社长石：水解和脱灰作用黑云母：水合脱钾，氧化云母辉瑞

5、，角闪石：水解绿石蒙脱土白云石：伊利石蒙脱土高岭土：硅酸、蛭石、绿泥石、蒙脱土、化学成分活动性强的元素：k、Na等，随水一起消失。活动性较弱的元素：Fe、Al、Si等，停留在原位。活性元素多的人容易风化。由相同元素构成的化合物不同，岩石的抗风化能力也不同的结构特征单个矿物构成的岩石抗风化能力强：单个矿石复合岩石矿物成分相同：单个粒子结构不等粒子结构，单个粒子结构岩石内风化能力强，细颗粒粗Si结Ca质结合泥浆结合原因：导热性不同，膨胀性不同，比表面积不同。3地质结构，地质结构面：断层、维度、节理、沉积间剖面、侵入岩和围岩接触面等断层区域(裂缝密集区):胶囊风化地层：差异风化-崩塌等节理，裂隙面：

6、球形风化，4地形，地形与不同气候海拔：以物理风化为中心的海拔低的地区：化学风化速度快的陡坡：风化速度大、风化壳薄的平缓地段：风化速度慢、风化壳厚的其他因素；地壳运动强劲的上升期：风化壳厚度不稳定的时期：风化壳速度快、风化壳厚度大的人类活动人工挖掘基坑、斜坡、隧道、隧道从地表到深层新鲜岩床，风化逐渐转化。第三节风化岩的垂直分区，分区的意义和可能性，基础：基础深位置选择边坡：稳定的边坡高度和坡度选择，两个分区原则充分反映了每个风化区岩石变化的客观规律，反映了每个风化区岩石具有的其他特性；区域标记必须具有代表性、明确、易于理解。定性和定量相结合。区域数量不多也不少。一般采用三分法、二分法、五分法分法

7、：全风化带、强风化带、弱风化带、微风带、岩石风化壳带和各带的基本特性、三区标记物、颜色风化岩石表示外观颜色的差异破碎度：风化程度越深，原岩从深完全新鲜的岩石破碎到表面矿物成分的变化：不同风化带、矿物组合特征不同的戏剧风化带：除石英外，大部分矿物都变了形，形成粘土矿物弱、微风地带等稳定的矿物。 矿物变异主要发生在块体石头裂缝周围，形成薄膜，水的性质和物理-机械性质变化从上到下：孔隙率、可压缩性、大吸水性强弱速度、低强度高整体风化带：松散、半松散、破碎块体纵波速度500-2000m/strong风化带：松散、半松散的岩石夹半坚硬的岩石，松散的人为30-70%，纵波速度为2000-3000m/s，渗

8、透系数为0.1-4m/d，抗压强度为20MPa弱风化：上部坚硬的石头钳半松散的碎片，碎片RQD50-90%，纵波速度3000-000m/s微风：坚硬的岩石，沿裂隙面风化，约1mm厚的风化皮肤，RQD 90-95%，纵波速度5000-6000m/s，4，分区方法，项目初始调查阶段：基于定性分区的项目详细调查阶段：基于定量分区的地质分析-定性分析方法：岩石颜色、破碎度、矿物成分变化指数定量方法通过，(1)声波测试方法：岩石风化后声波速度减慢，完全风化带纵波速度1000 kn=n1/N2-空位系数k = 1/ 2-吸收率系数kr=R1/R2-强度系数(单轴压缩强度)，风化系数根据Ky大小划分分区，(2)风化系数方法，风化厚度风化厚度大，超过几十米，处理措施取决于具体条件。一般工业民用建筑，作为基础，可以选择足够强度的风化层，合理的基础埋深主要项目的安装，必须挖掘本工程危险的风化岩石。对于囊性或夹层风化带，可以局部挖开，复盖或