岩石风化工程地质研究VIP专享VIP免费

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...