第五章岩石风化工程地质研究本章概述介绍基本概念,影响岩石风化因素,风化壳及分带标志和方法,岩石风化防护措施。重难点本章教与学两方面没有难度,主要问题是实际工作中风化岩分带的标准很难把握,带有很大的不确定性,最好配合现场考察进行教学。第一节概 述组成地壳的岩石其形成环境是十分复杂的。在内力和外力地质作用下,深埋于地下的岩石可能处于地壳表层,进入与成岩环境不同的新环境中,必然通过原岩的变异,才能适应新的环境。岩石在各种风化营力作用下,所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化)(RockWeathering)。它包括岩石所感受的风化作用及其所产生的结果两个方面。与其它动力地质作用相比较,引起岩石风化的营力很多,但主要的是太阳热能、水溶液( 地表、地下及空气中的水 )、空气 (0 2 及 C0 2 等 )及生物有机体等。按照风化营力及其引起的岩石变异的方式不同,风化作用一般分为物理风化、化学风化和生物风化三种。生物风化既有物理的也有化学的作用。因此,风化作用主要是物理风化和化学风化两种。物理风化是由于温度的变化(特别是昼夜的温变)、水的冻融、干湿交替、盐类结晶、矿物水化和植物根劈等作用下所产生的应力,引起岩石的机械破碎,而不伴随化学成分和矿物成分的显著变化,其结果既破坏了岩石的结构构造,降低了岩石的强度,又为化学风化打开了方便之门。这种作用主要发生在干寒地区,如我国北方、西北的干旱寒冷及高山寒冷地区,岩石的风化深度较小,一般小于10m 。岩石在氧、水溶液及有机体等作用下所发生的一系列复杂的化学反应,引起其结构构造、矿物成分和化学成分发生变化的过程,称为化学风化。其实质是原岩中较活泼的元素发生迁移,较稳定的元素残留原地,原生矿物不断变异,与新环境相适应的次生矿物不断形成的过程。在风化过程中,化学反应的方式较复杂,有氧化、还原、溶解、结晶、水化,水解、碳酸化、硫酸化、去碳、中和等作用。在自然界中,化学风化是多种方式综合作用的结果,其中以水化、溶解、水解和氧化作用最为常见。化学风化多以水为介质,其影响深度与地下水的循环交替条件极为密切。岩石一般风化深度为数十米,大者可达100 余米,因而工程上的实际意义也较大。遭受风化的岩石圈表层叫做风化壳(weathered crust),它是原岩在一定的地质历史时期各种因索综合作用的产物。风化岩石与原岩比较,已产生了一系列的变化,从工程地质观点出发,这些变化主要表现在以下几个方面:(1)岩体...