岩体风化程度的判断
风化程度判断
岩石风化程度的判断岩石受风化作用,改变了物理化学性质,其变化情况随风化程度轻重而不同。
如岩石的裂隙度、孔隙度、透水性、亲水性、胀缩性等都随风化程度加深而增加,抗压、抗剪强度随风化程度加深而降低。
所以岩石风化程度愈深的地区,工程建筑地基承载力愈低,岩石边坡愈不稳定,所以,为达到对其防治的作用,要对岩石的风化程度有所判断,以下从六个方面阐述了岩石风化程度的判断方法。
(一)颜色的改变岩石的风化程度不同,则其颜色也表现出差异。
从整体来性来看,有的原岩新鲜时为灰绿色,经风化后,其剖面上颜色由上往下为:黄绿、黄褐、棕红、红。
从局部来看,颜色的变化程度也有所不同,有的仅沿岩石裂隙面发生变化,有的仅部分岩体发生变化,有的则全部岩体发生变化。
总的来说,随风化程度加深,岩石的颜色光泽与新鲜原岩相比会变得暗淡。
(二)岩石物理力学和水理性质的变化岩石的物理力学和水理性质的变化,是原岩矿物成分和结构变化的综合反映。
在风化壳剖面上,有上到下的趋势是:①孔隙性和压缩性由大到小②吸水性有强到弱③声波速度由小到大④强度由低到高(三)次生矿物的产生由于不同矿物抗风化能力不同,岩石中中那些不稳定的矿物总是首先风化变异,当风化进一步发生时,那些稍稳定的矿物才会依次发生风化。
此外,化学风化在不同时期主要作用的化学反应是不同的,因此,在风化壳的不同部位,具有不同的矿物共生组合。
一般而言,同一种岩石,越疏松,次生矿物越多,风化程度越深。
(四)节理裂隙的情况当岩石中节理裂隙不发育时,表明岩石较为新鲜。
节理裂隙不太发育时,岩石微风化。
节理裂隙发育时,岩石弱风化。
简而言之,随风化程度加深,节理裂隙越发育,(某些岩石风化后表现为粘土或次生矿物较多,则节理裂隙表现不明显)。
(五)机械破碎程度岩石越破碎,机械风化作用越严重,但构造作用也会造成岩石破碎,但是构造作用与机械分风化作用区别在于:构造成因的,岩石破碎有规律,或附近有地质构造特别是断层,还有构造作用与气候的关系不大,而机械作用恰恰相反。
岩体风化程度的划分
岩体风化程度的划分:岩石风化程度的定性划分是指从岩石的结构、矿物成分、掘进难易程度、破碎的程度等野外特征进行综合分析确定,受人的经验和主观因素的影响较大。
对岩石的五级风化程度作如下划分:
未风化:岩石岩质新鲜,偶见风化痕迹,岩石组织结构未变。
微风化:岩石岩质新鲜,沿着节理面有些铁锰质渲染的痕迹或略有变色,有少量的风化痕迹,没有疏松物质,矿物质和岩石的组织结构基本没发生改变。
中等风化:岩石构造层理清晰,但被节理裂隙切割成岩块状,裂隙里填充着少量风化物;结构部分破坏,矿物质的成分基本没发生变化,只沿着节理面出现了次生矿物;锤击声音脆,岩体不容易击碎,用镐难挖掘,岩芯钻方可钻进。
强风化:岩石岩体被节理的裂隙分割为成块的碎块状;岩体结构大部分被破坏,构造层理不清晰,矿物质成分显著发生变化;锤击声音哑,碎岩可以用手折断,干钻不容易钻进,用镐可以挖掘。
全风化:岩石岩体被节理的裂隙分割成了散体状;岩体结构基本被破坏,只有外观仍保持着原岩状态;碎石可以用手捏碎,用镐可以挖掘,干钻可钻进。
风化岩体的分布规律
风化岩体的分布规律一般情况下,岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。
但由于岩体中岩性并不均一,且有断裂存在,所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。
岩体风化厚度一般为数米至数十米,沿断裂破碎带和易风化岩层,可形成风化较剧的岩层。
断层交会处还可形成风化囊。
在这两种情况下深度可超过百米。
根据风化程度,一般将岩体的风化部分划分为3个或4个风化带。
分带多少视建筑物类型、规模,以及各部门的习惯而有所不同。
划分风化带的方法大致有3种:1、现场根据岩石颜色、矿物晶面光泽和粗矿物颗粒的变化、裂隙发育程度、锤击反应和手控易碎程度用肉眼鉴定。
2、用化学或矿物成分分析方法鉴定活动金属元素的迁移程度或易风化矿物的变异比率。
3、用简易的物理力学性质测试方法测试风化岩石与新鲜岩石单轴抗压强度的对比、回弹状况和点荷载变化。
划分风化带的目的在于建筑施工时,充分利用可利用的部分,挖除不能满足施工要求的部分以确保工程安全,并减少施工量和工程费用。
岩体风化分为:1、物理风化,如气温变化使岩石胀缩导致破裂等;2、化学风化,如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿;3、生物风化,如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。
岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。
从岩石风化的细部特征来分析,尤其是化学风化,首先是从一些易风化的结构面(如裂隙面、层理面、片理面)开始,逐渐向岩体内部风化,结构面风化强烈一些(如呈土状),距风化面越远则风化越微弱,形成碎块夹土状。
下图为片岩的风化断面,总体判断呈弱风化状态,沿结构面处呈土状,其内部风化较弱,按此发展下去,到强风化状态则会呈碎块夹土状。
岩石风化程度及颗粒分类
岩石风化程度的划分表土壤及岩石(普氏)分类表岩体类别岩石的粒度划分:一、侵入岩(1)结晶程度:显晶质、隐晶质。
(2)矿物颗粒的绝对大小(以岩石中的主要造岩矿物为标准)巨粒:>10mm粗粒:10—5mm中粒:5—2mm细粒:2—0.2mm微粒:<0.2mm二、变质岩的粒度和层厚的规定:(1)粒度:粗粒变晶结构:>3mm中粒变晶结构:3—1mm细粒变晶结构:0.1—1mm显微状:<0.1mm(2)厚度:巨层:>100cm巨厚层:100—50cm厚层:50—10cm中厚层:10—5cm薄层:<5cm三、沉积岩砾岩:根据砾石(或角砾)大小分为:细砾岩:2—10mm中砾岩:10—50mm粗砾岩:50—100mm巨砾岩:100—1000mm块石砾石岩:>1000mm砂岩:粗粒:2—0.5mm中粒:0.5—0.25mm细粒:0.25—0.05mm粉砂:0.05—0.005mm粘土岩:<0.005mm沉积岩层理:根据层理的厚度大小,通常以下分类规定,单位厘米:块状:>200cm巨厚层状:100—200cm厚层状:50—100cm中层状:10—50cm薄层状:5—10cm页片(微层)状层理:1—5cm条带:0.5—1cm条纹:0.1—0.5cm纹层:<0.1cm花岗岩:花斑状,由黑、白、肉红等颜色或无色透明的颗粒组成,颗粒较粗,粗糙,很坚硬。
砾岩:看起来像混凝土,由碎石子或卵石组成,粗糙,硬。
石灰岩:青灰色、灰色或微黄色,颗粒细,光滑,较硬,常有化石,遇盐酸冒泡。
砂岩:有红、土黄、灰等多种颜色,看起来像许多粗细差不多的沙子黏合在一起,粗糙,硬。
页岩:有灰、黑、红、棕、黄等多种颜色,颗粒细,较软,比较光滑,薄层状,常有化石。
板岩:灰色、绿色等,容易分离成层,颗粒细,结构紧密,比较光滑,硬,敲击有清脆的声音。
大理岩:纯白色、黑色等,常有美丽的条纹,颗粒较粗,比较粗糙,晶莹润泽,紧密,较软,遇盐酸冒泡。
利用剪切波速划分岩石风化程度
利用剪切波速划分岩石风化程度发表时间:2019-03-22T15:23:51.603Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:王兰中许淳杰[导读] 宁波至奉化城际铁路上部结构基本采用高架桥形式,根据钻探揭露的地层情况结合上部荷载要求,高架桥需采用中等风化岩作为桩基持力层。
浙江省工程物探勘察院 3100001 前言宁波至奉化城际铁路上部结构基本采用高架桥形式,根据钻探揭露的地层情况结合上部荷载要求,高架桥需采用中等风化岩作为桩基持力层。
因此,合理划分岩石的强风化和中等风化界线具有十分重要的意义。
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)和《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10093-2017)均对岩石风化程度分类进行了规定。
在不同风化岩石野外特征上,三本规范均从次生矿物的产生、结构破坏、风化裂隙发育情况、破碎程度、坚硬程度等方面对岩石不同风化程度进行定性描述,区别在于《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)对不同风化岩体裂隙间距(即切割大小)未予量化,而其他两本规范均进行了相应量化。
在不同风化程度量化指标上,《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)和《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)均以波速比和风化系数作为定量划分指标,而《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10093-2017)除波速比和风化系数外,还采用纵波波速作为定量划分指标。
岩石风化程度是一个渐变过程,不同风化程度并不存在绝对的界线。
受工程经验、岩性等影响,不同的岩土工程师对岩石不同风化程度界线的确定有不同的认识,导致对同一岩石不同风化岩界线的确定出入较大。
在岩石风化程度判别上,定量参数指标可以弥补定性指标受人为因素影响大的不足,但在工程实践中,往往较难取得新鲜岩石,因而以波速比、风化系数等定量指标来判别岩石风化程度有一定的难度。
基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价(Ⅳ):风化指数FF
基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价(Ⅳ):风化指数FF峨眉山玄武岩是中国著名的火山岩之一,具有常见的玄武岩的特性,如颗粒细致、结构紧密、硬度较高等。
然而,在长期以来的自然风化过程中,峨眉山玄武岩的结构和性质都发生了很大的变化。
因此,经过一系列研究和分析,人们发现了一种定量评价峨眉山玄武岩风化程度的方法——风化指数FF。
本文就介绍一下这个方法。
一、风化指数的定义风化指数FF是通过测量峨眉山玄武岩在地表风化影响下,其化学、物理指标的变化程度,以及岩体表面色泽的改变情况的多元指标。
具体来说,该指数是根据峨眉山玄武岩样品的颜色、密度、孔隙度、呈现出石灰光泽及晶粒的变形程度等各项指标,以及针对峨眉山玄武岩典型风化产物进行的显微和X射线分析等多种技术手段所获得的数据,建立的一种综合性指标体系。
二、风化指数的计算方法风化指数FF的计算方法包括两个基本步骤:一是确定岩石样品的化学、物理指标的变化程度,二是判断岩体表面色泽的改变情况。
第一步是测量各项指标的变化值,包括颜色、密度、孔隙度、光泽度、氧化铁含量等。
其中,颜色是通过比较风化程度较轻样品与风化程度较重样品之间的差异,用Munsell色度计来测量。
密度、孔隙度可以通过水下称法、饱和加权法、压汞法等进行测量。
光泽度则通过测量破裂口和摩擦面的光泽度。
氧化铁含量可以通过X射线荧光光谱仪来测定。
第二步是评价样品表面颜色的变化,此项指标通常是直接用肉眼来判断的。
评价者按照色差表,针对样品颜色变化的程度划分不同的分值,最终得出风化指数。
三、风化指数的意义FF是用来反映岩石风化程度的综合性指标,它既包括了物理指标的变化程度,也包括了化学指标的变化程度。
并且,由于肉眼对颜色的感知较敏感,风化指数的使用也更加直观、方便。
风化指数的计算结果可用于研究峨眉山玄武岩的地质演化历史,并为未来的道路、桥梁、堤防等建设工程提供可靠的资料。
岩体风化程度分带的模糊模式识别方法
5 6
[ 文章编号 ]0 2 0 2 ( 0 7 0 —05 —0 10 - 6 4 20 ) 9 0 6 3
东北水利水电
20 年第 9 ( 2 卷 28 ) 07 期 第 5 7期
岩体风化程度分带的模糊模式识别方法
孟凡 玲
( 华北 水 利水 电学 院 , 南 郑 州 401 ) 河 50 1
按风化程度分 带 . 已从 以往 的 肉 眼观 察和 经 验 判
指标的分带标准值 。 不同地区不同岩性的岩层 , 其 分带的指标标准值各不相同。表 1 给出了三峡区
三斗坪 坝 址 闪云斜 长 花 岗岩 的分 带指 标标 准 值 。
断等 定性分析 . 逐步 向根据各 种测试指标进 行定
量化 分 的 方 向 发展 。岩 体 风 化程 度 分 带 定 量分 析
() 2
S 1 I, … sl I 2 S
现给定 2 个分带待定区,其样 品指标值如表
[ 要] 摘 本文应用文献【 中 出的模糊模式识别模型, 1 提 】 结合三峡 区三斗坪坝址闪云斜长花岗岩风化程度
分带指标 . 出一种岩 体风化程 度分 带的 多指标 综合评 定方法 。 给
[ 关键词] 风化程度分带; 相对隶属度; 模糊模式识别 [ 中图分类号 ] 521 P 1. [ 文献标识码 ] A
表 1中 ,. 别为 第 i 评价 指标 第 h ^ 分 + 个
分 带 标 准 值 的上 、 限 ,=12 … , h , , , 下 i , , m; =l2 …
c 这 里 m= , = 。 ; 5 c 4
所 考虑 的主要指标 有 : 岩体 弹性波速 值 、 性模 弹
量 、 形模 量 、 变 岩体 质 量系 数 ( . RQD) 岩 石风 化 系 、 数、 回弹指 数 及 点 荷 载强 度 指 数 等 。
地质勘察岩心鉴定和描述
地质勘察岩心鉴定和描述一.土的分类和定名(一)、土的分类——按颗粒粒径大小1.漂石(块石)漂石(浑圆、圆棱)或块石(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大d>800 中400<d≤800 小200<d≤400;2.卵石(碎石)卵石(浑圆、圆棱)或碎石(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大60<d≤200 中40<d≤60 小20<d≤40;3. 圆砾(角砾)圆砾(浑圆、圆棱)或角砾(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大10<d≤20 中5<d≤10 小2<d≤5;4. 砂粒砂粒粒径(mm)粗0.5<d≤2 中0.25<d≤0.5 细0.075<d≤0.255. 粉粒粒径(mm)0.005<d≤0.0756. 黏土粒粒径(mm)d<0.005(二)、土的定名——按《铁路工程岩土分类标准》(TB10077-2001)执行1.漂石(块石)土:粒径大于20cm的颗粒超过总质量的50%2.卵石(碎石)土:粒径大于2cm的颗粒超过总质量的50%3.圆砾(角砾)土:粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50%4.砾砂土:粒径大于2mm的颗粒占总质量的25-50%5.粗砂土:粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量的50%6.中砂土:粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量的50%7.细砂土:粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的85%8.粉砂土:粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的50%9.粉土:塑性指数等于或小于10,且粒径大于0.075mm的颗粒的质量不超过全部质量的50% 10.粉质黏土:粉粒小于黏粒,塑性指数10-1711.黏土:主要由黏粒组成,塑性指数大于17注:定名时应根据颗粒级配,由大到小,以最先符合者确定。
(三)、黏性土的分类及野外鉴别1.黏土:极细的均匀土块,搓捻无砂感,黏塑滑腻,易搓成细于0.5mm的长条2.粉质黏土:无均质感,搓捻时有砂感,塑性,弱黏结,能搓成比黏土较粗的短土条3.粉土:有干面似的感觉,砂粒少,粉粒多,潮湿时呈流体状,不能搓成土条、土球(四)、土的潮湿程度的划分——含漂(块)石土、卵(碎)石土、圆砾(角砾)土、砂土,分为稍湿、潮湿及饱和稍湿—呈松散状,手摸时感到潮,饱和度Sr 50%潮湿—手捏时手上有湿印,Sr=50-80%饱和—空隙中的水可自由流出(地下水位以下),Sr>80%3、粉土潮湿程度的划分稍湿—天然含水率w<20%潮湿—天然含水率w=20-30%饱和—天然含水率w>30%4、土的潮湿程度在钻孔中的表达方法黏性土砂性土、粉土、碎石类土坚硬稍湿硬塑、软塑潮湿流塑饱和(1)碎石类土及砂类土分为密实、中密、稍密、松散四类1.密实—钻进困难,给进震动厉害,孔内响动大,孔壁稳定,不易坍垮。
要区分碎裂状强风化花岗岩和中风化花岗岩
要区分碎裂状强风化花岗岩和中风化花岗岩,一般根据肉眼观察、实践经验、试验指标来区别。
1.肉眼观察判断:首先从风化程度判断,碎裂状强风化花岗岩岩块通体风化,除石英外,其余矿物均已明显风化蚀变,而中风化花岗岩岩石表面或裂隙面大部分变色,但断口仍保持新鲜岩石色泽,矿物胶结较好,风化较弱,仅裂隙部位能见风化迹象。
其次从岩芯完整性判断,碎裂状强风化花岗岩风化裂隙发育,岩体破碎,呈碎裂状结构,岩芯呈碎块状、饼状;而中风化花岗岩大多呈镶嵌碎裂结构,岩芯呈短柱状或块状。
2.实践经验判断:碎裂状强风化花岗岩用合金钻头能钻进,岩质较软,岩块手折可断,锤击即碎,声哑,泡水软化较快;而中风化花岗岩用合金钻头难以钻进,岩质较坚硬,岩块手折不断,锤击不易碎,声较脆哑,泡水软化缓慢。
3.试验指标判断:碎裂状强风化花岗岩岩石饱和抗压强度<30MPa,剪切波速<800m/s;中风化花岗岩岩石饱和抗压强度30~60MPa,剪切波速一般800~2000m/s。
首先你得读通岩土工程勘察报告,对地层分布要非常理解。
看报告对岩石的性状是怎么描述的,施工人员应该从这几方面判断:1、颜色一般含铁的岩石都是红褐色的,含锰的都是黑色的。
2、硬度强风化岩石通常很软,很容易碎,拧碎后有好多石粉,中风化岩石碎后棱角分明,划手有刀割感觉。
最好的方法是拿到勘察时候取上的岩芯,拿来对比就不会错了。
岩石坚硬程度及岩体完整程度的划分
锤击声哑,无回弹,有凹痕, 1.强风化的坚硬岩和较硬岩;
岩 软 岩 易击碎; 浸水后,可捏成团
2.中风化的较软岩; 3.未风化~微风化的泥质砂岩、泥岩等
极软岩
锤击声哑,无回弹,有较深 1.风化的软岩
凹痕,手可捏碎;
2.全风化的各种岩石
浸水后,可捏成团
3.各种半成岩
A.0.2 岩体的完整程度的划分宜按表 A.0.2 的规定。
碎石土密实度野外鉴别方法
密实度 密实
骨架颗粒含量和排列 骨架颗粒含量大于总重 的 70%,呈交错排列, 连续接触
可挖性 锹镐挖掘困难,用撬棍 方能松动,井壁一般较 稳定
可钻性 钻进极困难,冲击钻探时, 钻杆、吊锤跳动剧烈,孔壁 较稳定
中密 稍密
骨架颗粒含量等于总重 锹镐可挖掘,井壁有掉
的 60~70%,呈交错排 块现象,从井壁取出大
1 沉降 s 急骤增大,荷载~沉降(p~s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段,且沉 降量超过 0.04d(d 为承压板直径);
2 在某级荷载下,24 小时内沉降速率不能达到稳定; 3 本级沉降量大于前一级沉降量的 5 倍; 4 当持力层土层坚硬,沉降量很小时,最大加载量不小于设计要求的 2 倍。 D.0.6 承载力特征值的确定应符合下列规定: 1 当 p~s 曲线上有比例界限时,取该比例界限所对应的荷载值; 2 满足前三条终止加载条件之一时,其对应的前一级荷载定为极限荷载,当该值小 于对应比例界限的荷载值的 2 倍时,取极限荷载值的一半; 3 不能按上述二款要求确定时,可取 s/d=0.01~0.015 所对应的荷载值,但其值不应大 于最大加载量的一半。 D.0.7 同一土层参加统计的试验点不应少于三点,当试验实测值的极差不超过平均值的 30%时,取此平均值作为该土层的地基承载力特征值 fak。
(整理)岩土的野外鉴别
岩石坚硬程度等级的定性分类
岩石按风化程度分类
2、泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分
3、风化岩和残积土的性质:软化性、不均匀性、固结物性、膨胀性、湿陷性
4、硬质岩石耐风化能力强,暴露后一、二年尚不易风化
5、软质岩石耐风化能力弱,暴露数日至数月即出现风化壳
土按有机质含量分类
粘性土、粉土按塑性指数的分类及野外鉴别
L
2、粉土工程性质介于粘性土和砂土之间,若用含水量接近饱和的粉土,团成小球放在
手掌上左右反复摇晃,并以另一手震击,则土中水迅速渗出土面
人工填土、淤泥质土、腐植土的鉴别方法
土的主要成因类型的鉴定标准
砂土的野外鉴别
粘性土、粉土按塑性指数的分类及野外鉴别。
岩石风化程度划分表
开挖用愀或者镐,石风化程度划分表
岩石
类别
风化程度
野外观察的特征
开挖或钻探情况
硬质岩石
微风化
岩石表面和裂隙有风化迹象。少量裂隙切割岩
体,裂隙间距大于50cm。风化系数~。
开挖需爆破。钢砂钻进,
岩芯取样率大于75%。
弱风化
部分矿物风化变质,颜色变浅。岩体结构、构造
清晰,裂隙较发育,将岩体切割成20~50cm的块体,
锤击声脆,不易击碎,风化系数~。
开挖用撬棍或者爆破,钻
砂钻进,岩芯取样率40~75%
强风化
大部分矿物显着风化变质,部分长石、云母等已
风化成为粘土矿物,原岩结构、构造仍存可辨,粒间
连接显着降低,裂隙发育并将岩体切成2~20cm的块
体,用手可折断。风化系数小于。
开挖用镐或撬棍,用土钻
不易钻进。
软质 岩 石
微风化
表面和裂隙面稍有风化痕迹,少量裂隙,裂隙间
距大于50cm,风化系数~。
开挖用撬棍或者爆破,钨
钢砂钻进,岩芯较完整。
弱风化
部分矿物风化变色,色变浅,裂隙附近矿物多成
土状,裂隙被粘土充填,裂隙发育并将岩体切成20~
50cm的岩块,锤击易碎,风化系数~。
开挖用镐或者撬棍,钨钢
砂钻进,岩芯破碎
强风化
含大量粘土矿物,干时呈碎块状,浸水或干湿交
替时可较快软化或泥化,在地表多呈数厘米的松散碎
岩石分层的判定方法
岩石分层的判定方法一、一般情况下,岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。
但由于岩体中岩性并不均一,且有断裂存在,所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。
岩体风化厚度一般为数米至数十米,沿断裂破碎带和易风化岩层,可形成风化较剧的岩层。
断层交会处还可形成风化囊。
在这两种情况下深度可超过百米。
按照岩石分化程度不同可分为:1、未风化:岩质新鲜偶见风化痕迹。
2、微风化:结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙。
3、中风化:结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,有风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。
用镐难挖,干钻不易钻进。
4、强风化:结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进。
5、全风化:结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进。
6、残积土:岩石已经风化成土。
二、如何分辨强风化、中风化、微风化?1、根据钻孔用肉眼判定岩层的风化程度,各个行业应该是一致的。
如果岩芯呈土状或土柱状,或者大部分呈土状或土柱状,手可搓碎,即可判定是全风化。
如果岩芯大部分呈块状、碎块状,手不可掰开,或者用力才能掰开,锤击声闷,即可判定为强风化。
若岩芯颜色新鲜,很少矿物质,多呈柱状,锤击声脆,即可判定是弱风化或微风化。
2、各个地质区域的岩性及其划分条件不一样,比如花岗岩就可以用力学指标去判定,其它的大多数还是以经验判定。
主要还是根据各类岩石岩性,其风化后所表现出的各种特征来判定。
3、岩体风化程度划分分级为①颜色光泽;②岩体组织结构的变化及破碎情况;③矿物成分的变化情况;④物理力学特征的变化;⑤锤击声。
(1)全风化①颜色已全改变光泽消失;②组织结构己完全破坏,呈松散状或仅外观保持原岩状态,用手可折断,捏碎;③除石英晶粒外,其余矿物大部分风化变质,形成次生矿物;④浸水崩解,与松软土体的特性近似;⑤哑声。
(2)强风化①颜色改变,唯岩块的断口中心尚保持原有颜色;②外观具原岩组织结构,但裂隙发育,岩体呈干砌块石状,岩块上裂纹密布,疏松易碎③易风化矿物均已风化变质形成风化次生矿物,其他矿物仍部分保持原矿物特征;④物理力学性质显著减弱,具有莱些半坚硬岩石的特性,变形模量小,承载强度低;⑤哑声。
岩石坚硬程度分级
岩石坚硬程度分级:坚硬岩frk>60mpa,较硬岩60≥frk>30mpa,较软岩30≥frk>15mpa,软岩15≥frk>5mpa。
Frk为饱和单轴抗压强度标准值。
岩体完整程度分级:根据完整性指数分类,完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。
完整>0.75,较完整0.75~0.55,较破碎0.55~0.35,破碎0.35~0.15,极破碎<0.15.
岩体节理发育程度根据节理间距分类:节理不发育大于400mm,节理发育200~400,节理很发育20~200
按照岩石风化程度不同可分为:1、未风化:岩质新鲜偶见风化痕迹。
2、微风化:结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙。
3、中风化:结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,有风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。
用镐难挖,干钻不易钻进。
4、强风化:结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进。
5、全风化:结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进。
6、残积土:组织结构全部破坏,已成土状,锹镐易开挖,干钻易钻进,具可塑。
岩体风化程度的判断
岩体风化程度的判断1颜色的改变斜长石水解及在脱钙作用下,在碱性环境下生成白色卷云母--浅蓝绿色、黑绿色绿泥石、浅蓝绿色、黑绿色蛭石--浅蓝绿色、黑绿色的蒙脱石。
在酸性环境下生成白色高岭石。
(结晶矿物学)黑云母水化脱钾、氧化、水云母化--浅蓝绿色、黑绿色绿泥石、浅蓝绿色、黑绿色蛭石--浅蓝绿色、黑绿色的蒙脱石。
(结晶矿物学)2岩石物理、力学和水理性质变化岩石物理性质岩石物理性质包括岩石的容重,岩石的比重、岩石的空隙性(孔隙率孔隙比)。
砂岩1.6-28.0砾岩0.8-10.0,玄武岩0.5-7.2,安山岩1.1-4.5,辉绿岩0.3-0.5,闪长岩0.2-0.5花岗岩0.4-0.5.岩石孔隙率越大,,岩石中孔隙和裂隙越多,岩石的力学性质越差,渗透性越大,抗风化能力越差。
(岩石力学)岩石力学性质岩石力学性质是指岩石在应力作用下表现的弹性、塑性、弹塑性、流变性、脆性、韧性等力学性质。
例如(实测江西红砂岩全应力与应变曲线,可以分为六种类型)(岩石力学)岩石水理性质岩石水理性质有(吸水性、软化性、抗冻性、渗透性、膨胀性、崩解性)吸水率:砂岩7.01白云质灰岩0.74,花岗岩0.46基性斑岩0.35石英闪长岩0.32玄武岩0.27云母片岩0.13石灰岩0.09(岩石力学)软化性系数:砂岩0.65-0.97,白云质灰岩0.70-0.94,花岗岩0.72-0.97,石英岩的0.94-0.96。
(岩石力学)3次生矿物的发生如橄榄石经热液蚀变而形成的蛇纹石,正长石经风化分解而形成的高岭石,方铅矿经氧化而形成的铅矾,铅矾进一步与含碳酸的水溶液反应而形成的白铅矿等,均是次生矿物。
土壤中次生矿物的种类很多,不同的土壤所含的次生矿物的种类和数量也不尽相同。
次生矿物在化学成分上与原生矿物间有一定的继承关系。
次生矿物一般不包括变质作用所形成的新生矿物。
(百度)4节理裂隙情况,越发育越风化完全1节理裂隙少、新鲜2节理裂隙不太发育、微风化3节理裂隙发育、弱风化(岩土工程勘察)5机械破碎程度物理风化作用是一种纯的机械破坏作用,使岩石崩解成粗细不等、棱角明显的碎块。
强风化与全风化
同样要搞清楚是硬质岩石,还是软质岩石,因为它们的全风化及强风化的特征是不一样的:硬质岩石:
全风化:岩石中除石英等耐蚀矿物外均风化成次生矿物,原岩结构形态仍保存,原矿物位置排列不变,并可具有微弱的联结力。
块体可用手捏碎,碎后呈松散土夹砂砾状或粘性土状,浸水易崩解。
岩体一般风化较均一,可含少量风化较轻的岩块,已具土的特性,可残存有原岩体中的结构面,并可影响岩体的稳定性。
扰动后强度降低,锹镐可挖,干钻可钻进。
标贯击数小于50击。
强风化:岩石的颜色一般变浅,常有暗褐色铁锰质渲染。
大部分矿物严重风化变质,失去光泽。
有的已变为粘土矿物。
原岩结构构造清晰,岩块可用手折断。
岩体风化程度常不均一,有风化强度不同的岩块夹杂其中,风化裂隙发育,可将岩体切割成2~20cm的块体,呈干砌块石状或球状,沿裂隙面风化严重,块球体核心风化轻微,具明显的不均一性。
原岩结构面对岩体稳定有明显影响,敲击或开挖常沿节理面破裂成岩块,镐、撬棍可挖,坚硬部分需爆破。
标贯击数大于50击。
软质岩石:
全风化:少量石英等耐蚀矿物保持不变,其他矿物均风化变异,大量粘土矿物均残存,组织结构已基本破坏,但层理、片理仍可辨认,并有微弱的残余结构强度。
岩体呈泥土状,用手可捏碎,锹镐易挖掘,干钻可钻进。
标贯击数15~30击。
强风化:少量石英等耐蚀矿物保持不变,其他矿物大部分显著风化变异,含大量粘土矿物,组织结构已大部分破坏。
岩体风化裂隙发育,完整性极差,被切割成碎块,干时可用手折断或捏碎,浸水可软化崩解。
用镐、锹可挖掘,干钻可钻进。
标贯击数30~50击。
工程岩体分级标准
为(
)。
A 369 B 336 C 320 D 300
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1.弱风化的坚硬岩;
锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;2.末风化~强风化的较坚
硬岩;
浸水后,手可掰开
3.弱风化的较软岩;
4.末风化的泥岩等;
锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手 可捏碎; 浸水后,可捏成团
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1.全风化的各种岩石; 2.各种半成岩
岩体完整程度的定性划分
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名称 结合好 结合好
岩石坚硬程度的定性划分
硬质岩 软质岩
名称 坚硬岩 较坚硬岩 较软岩
软岩 极软岩
定性鉴定
代表性岩石
末风化~微风化的;
花岗岩、正长岩、闪长岩、
锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎;辉绿岩、玄武岩、安山岩、
浸水后,大多无吸水反应
片麻岩、石英片岩、硅质 板岩、石英岩、硅质胶结
的砾岩、石英砂岩、硅质
石灰岩等
锤击声清脆,有轻微回弹,稍震手, 较难击碎;
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当无条件取得实测值时,也可用岩体体积节理 数(Jv),按表确定对应的Kv值。
Jv与Kv对照表
Jv(条/ )
<3
3~10
10~20
20~35
>35
Kv
>0.75
0.75~0.5 0.55~0.3 0.35~0.15 <0.15
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岩体基本质量指标(BQ),应根据分级因素的定量指标Rc的兆帕 数值和Kv,按下式计算:
Ⅳ
较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主, 岩体较
350~251
完整~较破碎;
软岩,岩体完整~较完整
较软岩,岩体破碎;
花岗岩力学参数
花岗岩力学参数
1.肉眼观察判断:首先从风化程度判断,碎裂状强风化花岗岩岩块通体风化,除石英外,其余矿物均已明显风化蚀变,而中风化花岗岩岩石表面或裂隙面大部分变色,但断口仍保持新鲜岩石色泽,矿物胶结较好,风化较弱,仅裂隙部位能见风化迹象。
其次从岩芯完整性判断,碎裂状强风化花岗岩风化裂隙发育,岩体破碎,呈碎裂状结构,岩芯呈碎块状、饼状;而中风化花岗岩大多呈镶嵌碎裂结构,岩芯呈短柱状或块状。
2.实践经验判断:碎裂状强风化花岗岩用合金钻头能钻进,岩质较软,岩块手折可断,锤击即碎,声哑,泡水软化较快;而中风化花岗岩用合金钻头难以钻进,岩质较坚硬,岩块手折不断,锤击不易碎,声较脆哑,泡水软化缓慢。
3.试验指标判断:碎裂状强风化花岗岩岩石饱和抗压强度<30MPa,剪切波速<800m/s;中风化花岗岩岩石饱和抗压强度30~60MPa,剪切波速一般800~2000m/s。
首先你得读通岩土工程勘察报告,对地层分布要非常理解。
看报告对岩石的性状是怎么描述的,施工人员应该从这几方面判断:1、颜色一般含铁的岩石都是红褐色的,含锰的都是黑色的。
2、硬度强风化岩石通常很软,很容易碎,拧碎后有好多石粉,中风化岩石碎后棱角分明,划手有刀割感觉。
最好的方法是拿到勘察时候取上的岩芯,拿来对比就不会错了。
关于石灰岩风化程度的确定
《岩土工程基本术语标准》中有两个概念:1.岩石的风化作用–地表岩石受日照、降水、大气及生物作用等影响,其物理性状、化学成分发生一系列变化的现象;风化作用共有三种,物理风化(也叫机械风化)、化学风化和生物风化作用,其中化学风化作用指岩石中的矿物成分在氧、二氧化碳以及水的作用下,发生化学分解作用,产生新的物质,这些物质有的被水溶解,随水流失,有的属不溶解物质残留在原地。
2.风化岩石–物理、化学和生物风化作用使原生岩石引起不同程度的分解破碎,且成分和颜色发生不同程度变化的岩石。
显然,石灰岩的风化主要以化学风化(溶蚀)为主。
岩土规范上划分风化程度主要考虑的因素有:1、岩体的完整程度;2、岩石矿物的风化蚀变程度。
我们在对比勘察规范的划分依据和岩土工程基本术语标准中的风化岩石的概念后会发现,勘察规范对于风化程度的划分考虑的范围要广些,勘察规范除了考虑风化作用(外营力)外,还考虑内营力所产生的断裂、节理等对岩体完成性的影响,也就是说更偏向岩体工程质量,而岩土工程基本术语中紧紧考虑风化作用。
一般来说,纯净的石灰岩要么风化成残积土,强度很低,要么风化程度低而强度高(一般不可用镐挖),很少有过度部分(白云岩尚有过渡带)。
基本可分为未风化、微风化、中等风化、残积土等几种,很少划分强风化及全风化。
有少部分技术人员将溶蚀发育、但还含有少量石灰岩碎块的地带划分为强风化,我个人认为是不合适的。
因为石灰岩地区的岩溶是一大工程地质问题,此处石灰岩碎块的残留仅仅限于本钻孔的位置,并不能排除临近区域存在空洞的可能,并且,这种溶蚀碎块工程地质条件极差,在地下水的作用下随时都有被冲走的可能(当然,这些碎块也可能是从别处被搬运过来)。
微风化与中风化的界定常常以裂隙发育情况考虑。
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岩体风化程度的判别
1.岩体风化的基本特征
在各种风化营力作用下,岩石所发生的物理和化学变化过程称为岩石风化。
其中影响岩石风化的风化营力主要是太阳热能、水溶液(地表、地下及空气中的水)、空气(氧气及二氧化碳等)及生物有机体等。
同时按照风化营力的类型及引起岩石变化的方式,风化作用可以分为物理风化、化学风化和生物风化三种。
与原岩相比,风化使岩石发生了一系列的变化,从工程地质的角度出发,这些变化主要有以下几点:岩体结构构造发生变化,即其完整性遭到削弱和破坏;岩石矿物成分和化学成分发生变化;岩石工程地质性质恶化。
风化后的岩石在工程建筑上的优良性质削弱了,不良性质则增加了,使工程地质条件大为恶化。
2.岩石风化的判别
岩石风化程度的划分及工程特性研究,对于大型水利水电工程、高层建筑、道路桥梁等工程建基面的选择以及地基基础设计施工方案的确定起着关键性作用,对评价围岩的稳定和边坡工程亦具有重要意义。
影响岩石风化的因素有很多,其中最主要的有气候、岩性、地质构造、地形地貌和一些其他的因素。
岩石的风化往往不是单因子作用的结果,而是由多种因素所共同控制的。
目前,岩石风化程度划分多采用工程地质定性评价方法,从岩石颜色、次生矿物的发生、节理裂隙发育情况、机械破碎程度、风化深度、以及岩石的物理、力学和水理性质变化等方面综合分析确定。
关于岩石风化程度的定量评价,目前常采用的是对岩体工程地质性质比较敏感的一些物理力学性质指标,通过室内或现场测试岩石物理力学性质单项或综合指标进行风化程度分带。
由于岩石类型的千差万别,影响岩石风化因素复杂,各种岩石风化速度和风化后形态的变化也各异。
因此,很难建立岩石风化程度划分的统一、定量的标准。
岩石风化程度划分应当采用定性描述和定量指标相结合的方法,两者互为印证以积累利用定量指标划分岩石风化程度的经验。
2.1 岩石颜色
风化程度不同的岩石,在外观上首先表现为颜色的差异。
如有的原岩新鲜时为灰绿色,风化后,在风化壳剖面由上往下则变为:黄绿色、黄褐色、棕红色、红色,这是从整体看的。
从局部或某一色彩来看,颜色的变化程度也有所不同,有的仅沿岩石的裂隙面发生变化,有的仅部分岩体发生变化,有的则全部岩体均发生变化。
风化越厉害颜色越浅,随着风化作用的进行长石被风化,只剩下无色的石英,而花岗岩中的长石是肉红色的钾长石和红色的正长石。
中风化和强风化花岗岩的颜色应该都是暗灰色的,微风化是红褐色。
2.2 次生矿物的发生
不同矿物的抗风化能力是不同的。
岩石中那些不稳定的矿物总是首先风化变异,当风化作用持续进行时,稍稳定的、稳定的矿物才顺次开始发生风化,这时不稳定的矿物可能已经变得面目全非了。
即使同一矿物在不同的风化阶段所形成的新矿物也不一样。
此外,化学风化在不同时期其主要作用的化学反应是不同的。
因此,在风化壳的不同部位,具有不同的矿物共生组合,根据具体条件下风化岩石中矿物的共生组合规律,可作为岩石风化程度的判别依据。
天荒坪坝址区的流纹质品屑熔结凝灰岩中的主要品屑成份为钾长石,其含量在20%左右,粒径为0.1-0.5mm。
钾长石在风化过程中,逐渐分解为粘土类的次生矿物。
在衡量长石的次生变化程度时,可采用次生蚀变率,它是指风化长石的体积百分含量。
具体确定次生蚀变率时,首先估计标本薄片中风化长石的面积,其次估计风化长石的厚薄。
由于长石风化后粘土中吸收了氧化铁的成份,所以长石表面的明暗程度、红褐色调的变化以及正交偏光镜下的光学特性就成了长石风化厚度的分析依据。
2.3 节理裂隙发育情况
岩石在其形成过程中以及后期的地质作用下往往不可避免的会产生许多的节理和裂隙。
一方面,这些节理裂隙作为岩体的软弱面容更易受到风化作用的影响,成为风化作用的突破口以及风化最强烈的部位。
另一方面,风化作用又会进一步的扩大发展这些岩体的节理和裂隙,又为更深入的风化创造条件。
比如物理风化中的冰劈作用。
风化裂隙是岩石风化程度的一个重要判别标志。
这种微裂隙具有无方向性、
不规则发育、延伸性差、多被氧化铁充填等特点。
对强风化带岩样进行显微镜下观察,发现裂隙很发育,密集程度高,呈网状或树枝状,被红褐色氧化铁充填;在弱风化带,风化裂隙发育差,密集程度较低,局部充填氧化铁:在微风化带,这种裂隙偶尔可见,氧化铁只见点状浸染。
风化作用形成的这种裂隙和构造断裂产生的细微裂隙成因不同,且后者通常被次生石英及方解石充填。
2.4 机械破碎程度
岩体的破碎程度反映了岩体的风化程度。
随着岩石风化程度的加深,完整坚硬的岩体逐渐破碎成块石、碎石、砂粒、粉粘粒。
同样的,通过岩体的机械破碎程度可以初步的判断出岩体的风化程度。
在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑.最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。
地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化.山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。
2.5 风化深度
风化作用往往会在岩石表面形成一层风化壳,往往越靠近原岩部分风化程度就越弱。
同时,对于同一种岩石,这种风化壳的厚度越大,即风化深度越大岩体的风化程度就越大。
风化深度是石窟等石质文物稳定性、耐久性评价和保护方案制定的重要依据之一.本文在定性观察的基础上,利用环境磁学便携式磁化率仪对云冈石窟风化砂岩进行了现场风化程度无损探测,提出了云冈石窟片状风化砂岩风化程度定量分级标准,并探测了云冈石窟龙王庙沟西侧崖壁砂岩的风化深度.认为云冈石窟片状风化砂岩风化程度分为5级,云冈石窟片状风化砂岩在风化退质过程中磁化率值具有先升高后降低的特征.龙王庙沟西侧崖壁水平钻孔ZK3、ZK6处砂岩的风化深度分别为400mm和570mm,相应的风化速度为0.26350 ~0.26882mm/a和0.37549~0.38306mm/a,离沟口直线距离对此处砂岩的风化具有控制作用.风化的主要影响因素是武周山南崖壁的卸荷裂隙十分发育,它不仅导致石窟寺岩体边坡的失稳,也为水的入渗和渗流,石雕表面盐类的运移和积聚提供了良好的通道,
更进一步加速了石雕文物的风化.建议对武周山南崖壁表面岩体进行防风化处理,并修建保护性窟檐以减小风化营力的作用。
2.6 物理、力学及水理性质变化
风化岩石水理性质及物理性质的变化,是原岩矿物成分和结构变化的综合反映。
在风化壳剖面上,由上到下这些性质变化的趋势是:(1)孔隙性和压缩性由大到小;(2)吸水性由强到弱;(3)声波速度由小到大;(4)强度由低到高。
花岗岩就可以用力学指标去判定,其它的大多数还是以经验判定。
主要还是根据各类岩石岩性,其风化后所表现出的各种特征来判定。
在江西南昌,以泥质粉砂岩为主,其强风化就表现出泥土状及碎片状,强度很低,手可折断;中风化,裂隙较发育,层面多见Fe、Me质,而且泥质成分肉眼就可感觉偏多;余下划分的基本就需靠岩石强度去调整了。
3.风化作用对生活中岩石产生的危害
石材一般长期暴露在露天,经受风吹日晒,雨雪冻融等各种自然天气变化,加或行人踩踏行走,如果施工中使用了风化程度较高的石材,经过一段时间后,此种石材将逐渐产生较大色差,发生破损断裂现象,不但影晌美观,减少使用年限,而且造成不必要的经济损失。
4.岩石风化的防治
由于岩石风化作用能降低岩石的强度,影响边坡及建筑地基的稳定。
因此,在工程商常采用措施来防止岩石的风化。
常用的方法有三种:
(1)覆盖防止风化营力入侵的材料。
防止水和空气侵入岩石,可用沥青、三合土、粘土以及喷水泥浆或者石砌护墙来覆盖岩石表面。
(2)灌注胶结和防水的材料。
提高地基的强度和稳定性,水泥、水玻璃、沥青和粘土浆是封闭和胶结岩石缝隙的好材料。
(3)整平地区,加强排水。
水是风化作用的活跃因素之一,隔绝水就能减弱岩石的风化速度。
参考文献
岩石风化程度特征指标的分析研究李日运,吴林峰
市政工程用天然石材的岩石风化程度检测宫树暑,张永强,罗振兴,孟德平
云冈石窟龙王庙沟风化砂岩风化深度与风化速度环境磁学无损探测任建光,黄继忠,王旭升。