巖石風化工程地質(zhì)

巖石風化工程地質(zhì)第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六工程意義

總體上：惡化了巖石的工程性質(zhì).在工程選址、巖土體穩(wěn)定、地基處理、災(zāi)害防治、工程造價等方面都有重要意義。基礎(chǔ)建基面處置、確定礦坑邊坡角、洞室圍巖支護、基坑開挖層支護、抗滑工程設(shè)置等都要考慮到風化問題。第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)結(jié)構(gòu)面：斷層、層面、節(jié)理、沉積間斷面、侵入巖與圍巖接觸面等斷層帶（裂隙密集帶）：囊狀風化層理面：差異風化—崩塌等節(jié)理、裂縫面：球形風化

第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六風化分帶巖石顏色礦物顏色巖體破碎特點物理力學性質(zhì)聲速特性其它特點劇風化帶原巖完全變色，常呈黃褐、棕紅、紅色除石英外，其余礦物多已變異，形成綠泥石、絹云母、蛭石、滑石、石膏、鹽類及粘土礦物等次生礦物呈土狀，或粘性土夾碎屑，結(jié)構(gòu)已徹底改變，有時外觀保持原巖狀態(tài)強度很低，浸水能崩解，壓縮性能增大，手指可捏碎縱波聲速值低，聲速曲線擺動小錘擊聲啞，鍬鎬可挖動強風化帶大部分變色，巖快中心部分尚較新鮮除石英外大部分礦物均已變異，僅巖快中心變異較輕,次生礦物廣泛出現(xiàn)巖體強烈破碎，呈巖塊、巖屑、時夾粘性土物理力學性質(zhì)不大均一，強度較低，巖塊單軸抗壓強度小于原巖的1/3，風化較深的巖塊手可壓碎縱波聲速值較低，聲速曲線擺動大錘擊聲啞，用鍬鎬開挖，偶須爆破弱風化帶巖體表面及裂隙表面大部分變色，斷口顏色仍較新鮮沿裂隙面礦物變異明顯，有次生礦物出現(xiàn)巖體一般較好，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造清晰，風化裂隙尚發(fā)育，時夾少量巖屑力學性質(zhì)較原巖低，單軸抗壓強度為原巖的1/3－2/3縱波聲速值較高，聲速曲線擺動較大錘擊發(fā)聲不夠清脆，須爆破開挖微風化帶僅沿裂隙表面略有改變僅沿裂隙面有礦物輕微變異，并有鐵質(zhì)，鈣質(zhì)薄膜巖體完整性較好，風化裂隙少見與原巖相差無幾縱波聲速值高，聲速曲線擺動較小錘擊發(fā)聲清脆，須爆破開挖第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六地形地形不同影響氣候及水文地質(zhì)條件、光照、溫差條件，溝谷側(cè)向入侵作用，殘積物滯留條件。高度海拔高地區(qū)：以物理風化為主海拔低地區(qū)：化學風化速度較快坡度陡坡地段：風化速度較大，風化殼較薄緩坡地段：風化速度較慢，風化殼較厚第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六其它因素地殼運動強烈上升期：風化速度快，風化殼厚度不大穩(wěn)定期：風化徹底，風化殼厚度大人類活動人工開挖基坑、邊坡、隧洞、砍伐森林等第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六不同深度巖石與風化營力接觸時間和程度不同礦物風化具有階段性鉀長石→絹云母→水云母→高嶺石黑云母→蛭石→蒙脫石→高嶺石總之：在整個風化剖面上，風化程度不同的巖石表現(xiàn)出不同的物理、礦物組合特征。從地表至深部新鮮基巖，風化是逐漸過渡的。風化巖的垂直分帶一分帶的意義及可能性地基：選擇基礎(chǔ)埋深位置邊坡：選擇穩(wěn)定的邊坡高度和坡度第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六分帶的原則充分反映各風化帶巖石變化的客觀規(guī)律，反映各風化帶巖石所具有的不同特征；分帶的標志應(yīng)有代表性、明確，便于掌握；將定性與定量結(jié)合起來；分帶數(shù)目既不要過多，也不太少。一般采用三分法、四分法、五分法四分法：全風化帶、強風化帶、弱風化帶、微風化帶第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六風化分帶巖石顏色礦物顏色巖體破碎特點物理力學性質(zhì)聲速特性其它特點劇風化帶原巖完全變色，常呈黃褐、棕紅、紅色除石英外，其余礦物多已變異，形成綠泥石、絹云母、蛭石、滑石、石膏、鹽類及粘土礦物等次生礦物呈土狀，或粘性土夾碎屑，結(jié)構(gòu)已徹底改變，有時外觀保持原巖狀態(tài)強度很低，浸水能崩解，壓縮性能增大，手指可捏碎縱波聲速值低，聲速曲線擺動小錘擊聲啞，鍬鎬可挖動強風化帶大部分變色，巖快中心部分尚較新鮮除石英外大部分礦物均已變異，僅巖快中心變異較輕,次生礦物廣泛出現(xiàn)巖體強烈破碎，呈巖塊、巖屑、時夾粘性土物理力學性質(zhì)不大均一，強度較低，巖塊單軸抗壓強度小于原巖的1/3，風化較深的巖塊手可壓碎縱波聲速值較低，聲速曲線擺動大錘擊聲啞，用鍬鎬開挖，偶須爆破弱風化帶巖體表面及裂隙表面大部分變色，斷口顏色仍較新鮮沿裂隙面礦物變異明顯，有次生礦物出現(xiàn)巖體一般較好，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造清晰，風化裂隙尚發(fā)育，時夾少量巖屑力學性質(zhì)較原巖低，單軸抗壓強度為原巖的1/3－2/3縱波聲速值較高，聲速曲線擺動較大錘擊發(fā)聲不夠清脆，須爆破開挖微風化帶僅沿裂隙表面略有改變僅沿裂隙面有礦物輕微變異，并有鐵質(zhì)，鈣質(zhì)薄膜巖體完整性較好，風化裂隙少見與原巖相差無幾縱波聲速值高，聲速曲線擺動較小錘擊發(fā)聲清脆，須爆破開挖巖石風化殼分帶及各帶基本特征分帶的標志第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六顏色風化巖石在外觀上表現(xiàn)出顏色的差異破碎程度：風化程度越深，原巖破碎程度愈大從深部完整新鮮巖石至地表：巖塊→塊石→碎石→砂?！壅沉？傮w上：上部以粉粘粒為主，夾砂粒、碎石下部以塊石、碎石為主，裂縫中夾粉粘粒、砂粒第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六礦物成分變化：不同風化帶、礦物組合特點不同劇風化帶：除石英外，大部分礦物已經(jīng)變異，形成穩(wěn)定的礦物，如粘土礦物弱、微風化帶：礦物變異主要發(fā)生在塊石裂縫周圍，形成薄膜第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六水理性質(zhì)及物理力學性質(zhì)的變化由上至下：孔隙性、壓縮性由大變小吸水性由強→弱波速由小→大強度由低→高第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六全風化帶：疏松、半疏松碎、塊石占95%?？v波速度500-2000m/s，滲透系數(shù)0.1-2.6m/d，結(jié)構(gòu)松散，強度低。強風化帶：疏松、半疏松巖石夾半堅硬巖石，疏松者占30-70%，縱波速度2000-3000m/s，滲透系數(shù)0.1-4m/d，抗壓強度<20MPa弱風化：上部堅硬塊石夾半疏松碎屑，碎屑含<20%，30-70%結(jié)構(gòu)面發(fā)育碎屑等幾十公分。RQD50-90%，縱波速度3000-000m/s微風化：堅硬巖石，沿裂面風化，約1mm厚風化皮，RQD90-95%，縱波速度5000-6000m/s。第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六分帶的方法工程的初勘階段：以定性分帶為主工程的詳勘階段：以定量分帶為主地質(zhì)分析法—定性分析方法：通過巖石顏色、破碎程度、礦物成分的變化指標定量法第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期六防治措施

風化厚度較小，施工條件簡單時，全部挖除。

風化厚度較大，數(shù)十米以上時，處理措施視具體條件而定。一般工業(yè)民用建筑物，可選擇足夠強度的風化層作地基，設(shè)置合理的基礎(chǔ)埋置深度重大工程，需挖除對工程構(gòu)成危險的風化巖石。對于囊狀或夾層風化帶，可采用局部挖除或鋪蓋跨越。第19頁，共20頁，2