1 1 花岗岩残积层的工程地质特征 花岗岩残积土是特定气候、地理、地质环境的产物,具有特殊的成分和结构特征,其工程地质性质与一般土不尽相同,属于区域性特殊土。这种特殊性可以归结为“两高两低”,即高孔隙比、高强度、低密度和中低压缩性。一般处于可塑或硬塑状态,矿物成分以高岭石和石英为主,其工程地质性质取决于其物质成分和结构特征。 1.1 成因及成分 花岗岩残积土是花岗岩经物理风化和化学风化后残留在原地的碎屑物。花岗岩的主要成分是石英(20%~30%)、长石(60%~70%)、云母及角闪石(5%~10%),呈全晶质等粒结构,质地坚硬,性质均一,岩块抗压强度高(120 ~ 200MPa),但因长石和云母具有节理,使花岗岩多具有三组原生节理,而且由于石英和长石的膨胀系数相差近一倍,在热胀冷缩的过程中,花岗岩表面容易产生裂隙,因此花岗岩易风化,尤其是粗粒结构花岗岩更易风化。南方气候温暖,气温高,雨量足,相对湿度大,因此化学风化作用强烈,残积物以粘土矿物为主,厚度较大。 花岗岩的化学风化主要是其中占约三分之二的长石在水、水溶液和空 气中的氧 与二氧 化碳 等作用下 发 生水解 和碳 酸 化形 成高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)。以正 长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为例 ,其水解 和碳 酸 化的化学变 化如 下 : K2O·Al2O3·6SiO2+nH2OAl2O3·2SiO2·2H2O+4SiO2·(n-3)H2O+2KOH K2O·Al2O3·6SiO2+CO2+2H2OAl2O3·2SiO2·2H2O+K2CO3+4SiO2 风化程度愈 强,残积土中高岭石含 量愈 高,如 江 西 花岗岩残积土中高岭石含 量为66%~85%; 平 均 75%; 而福 建 和广 东 的相应 数据 分别 为65%~93%、平 均 79%和70%~94%、平均 82% [1]。高岭石结构致 密,但吸 水性强,遇 水后易膨胀和软 化,具可塑性和强压缩性。 从 物化特性看 ,花岗岩残积土的pH 值 很 低( 属酸 性),可溶盐 和有机 质含 量都 很 少 ,但游 离 氧 化物含 量较多,见 表1-1[1]。 表1-1 花岗岩残积土部 分物化特性指 标 地区 pH 值 有机质含量( %) 可溶盐 含 量( %) 游 离 氧 化物含 量( %) 难 中 易 总 量 SiO2 Fe2O3 Al2O3 总 量 江 西 4.84 0.24 0.08 0.03 0.02 0.13 2.24 5.17 2.70 9.16 福 建 6.04 0.30 0.09 0.02 0.01 0.12 5.32 3.27 3.38 11.97 广 东 5.39 0.24 0.07 0.02 0.02 0.11 6.50 3.59 4.55 14.64 1....