岩石风化程度分类
岩石风化分类
岩石风化分类岩石风化是地球表面的各种形态变化的总称,是各种地质构造区的特征,也是地球演化的重要组成部分。
它也是人们对地质科学的研究。
岩石风化是由水、空气、有机物和其他因素,如植物和天然变化的作用共同造成的,包括地面的沉积作用,地表的地貌、土壤和底层岩石的变化,以及岩石中物质从一种态变到另一种态的变化。
二、岩石风化分类岩石风化分为三大类:1、化学风化;2、物理风化;3、生物风化。
1、化学风化化学风化是指水及其他溶液中的化学反应,对岩石中物质进行氧化、还原、缓蚀及溶解等变化,从而使岩石的结构破坏。
主要有碳酸风化、氯化风化和氧化风化等。
2、物理风化物理风化是指地表的温度、湿度变化,以及冰川运动或风力等引起的岩石结构的破坏。
主要有裂隙及裂缝风化、崩落风化、分层风化、折痕风化等。
3、生物风化生物风化是指植物或动物对岩石结构的影响,其最明显的特征是岩石表面上出现植物腐殖质和质素。
其中咀嚼风化、吸食风化、分苗风化和采石风化等是最常见的。
三、岩石风化的重要作用岩石风化不仅决定了地球表层的形态,也为人们提供了必要的条件来建立起多样的地貌形态。
同时,岩石风化也是地球表层营养物质的来源之一,是原始植物和动物进化的基础。
岩石风化是地质学中重要的研究内容,也是我们了解地球演化史的重要途径。
四、岩石风化的观测方法根据岩石风化类型,人们采用不同的方法观测岩石风化特征。
常用的观测方法有:(1)外观观测法。
外观观测法是对岩石表面的形态进行客观描述,包括岩石的局部及其整体形态,以及破坏痕迹的形状、大小、深浅等。
(2)实验室实验法。
实验室实验法是根据岩石的化学成分、岩性、结构特征,以及化学成分的细微变化,进行物理、化学、矿物动力学等实验研究,以了解岩石风化的类型和程度。
(3)地面观测法。
地面观测法是根据岩石地表的破坏情况以及岩石体内的板岩结构,来判断岩石风化的类型、时间和程度。
(4)影像观测法。
影像观测法是根据岩石表面的变化,以及岩石表面的周围环境,如距离江河、湖泊、沼泽等,以及对岩石表层进行比较,来观测岩石风化状况。
岩石风化程度的定量分类
岩石风化程度的定量分类
岩石风化的程度可以分为未风化、微风化、中等风化和强风化四个等级。
1. 未风化:岩石岩质新鲜,偶见风化痕迹,岩石组织结构未变。
2. 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。
3. 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。
4. 强风化:岩石构造层理不清晰,已被节理裂隙切割成岩块状或大块状,有较多风化裂隙,结构大部分破坏,矿物质的成分发生变化;岩石用手捏可以碎成砂砾,用镐可以挖掘,岩芯钻方可钻进。
岩石风化程度判断
岩石风化程度判断 The final edition was revised on December 14th, 2020.岩石风化程度判断1.岩石风化岩石风化概念岩石在各种风化营力作用下,发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。
岩石风化是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。
岩石风化的常用分带标志及其原则常用分带标志主要有:颜色、岩体破碎程度、矿物成分的变化、水理性质及物理力学性质的变化、钻探掘进及开挖中的技术特性。
具体原则包括:(1)要充分反映各风化带岩石变化的客观规律,反映各带岩石因风化程度不同所具有的不同特性;(2)分带标志视具体条件选择,应既有代表性,又明确,便于掌握,尽量避免人为因素的影响;(3)将定性与定量研究、宏观与微观研究结合起来,综合各种标志进行分带;(4)分带数目要考虑工程建筑的实际需要,既不要过于繁琐,分级过多;也不要过于简略,致使同一带内的岩石特性差异过大。
2.岩石风化程度和各种性质变化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。
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。
1/ 1。
岩石质量指标
完整程度
结构面发育程度
主要结构面的结合程度
主要结构面类型
相应结构类型
组数
平均间距(m)
完整
1~2
﹥1.0
结合好或结合一般
裂隙、层面
整体状或巨厚层状结构
较完整
1~2
﹥1.0
结合差
裂隙、层面
块状或厚层状结构
2~3
0.4~1.0
结合好或结合一般
块状结构
较破碎
2~3
0.4~1.0
结合差
裂隙、层面、小断层
裂隙块状结构或中厚层状结构
≧3
0.2~0.4
结合好
镶嵌碎裂结构
结合一般
中、薄层状结构
破碎
≧3
0.2~0.4
结合差
各种类型结构面
碎裂块状结构
≦0.2
结合一般或结合差
碎裂状结构
极破碎
—
结合很差
—
散体状结构
注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值
3、将岩石的坚硬程度和岩石的完整程度综合可分为五个岩石基本质量等级,如表3所示。
表3岩体基本质量等级
完整程度坚硬程度
完整
较完整
较破碎
破碎
极破碎
坚硬岩
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
较硬岩
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
较软岩
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅴ
软岩
Ⅳ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
极软岩
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
Ⅴ
1、微风化的坚硬岩;2、未风化-未风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等
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。
岩体风化程度的判断
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。
什么是岩石的风化作用有哪些类型
岩石的风化作用及其类型风化是地球表面上岩石与气候等自然环境因素相互作用的结果。
通过长时间的物理、化学和生物过程,岩石会逐渐分解、破碎和变质。
岩石的风化作用在地质和环境方面具有重要意义,它不仅影响着地表地貌的形成和演变,还对植被覆盖、土壤形成、水域系统等环境过程产生直接的影响。
在本文中,我们将探讨岩石风化的基本概念、作用机制及其主要类型。
岩石的风化作用概述岩石的风化作用是指岩石在受到自然环境因素的作用下,通过物理、化学和生物过程而发生的改变。
这些作用可以分解为以下几个方面:1.物理风化:物理风化是指岩石在自然环境的作用下,由于温度变化、压力变化、热胀冷缩、水分冻融等因素而发生物理性质的改变。
物理风化主要包括热胀冷缩、水分冻融、气候剥蚀等过程。
2.化学风化:化学风化是指岩石中的矿物质在自然环境的作用下,发生化学反应而发生的改变。
化学风化主要包括水解作用、氧化作用、碳化作用、水合作用等过程。
3.生物风化:生物风化是指岩石在生物和植物根系的作用下,由于生物体的生长和代谢活动而发生的改变。
生物风化主要包括植物根系产生的机械破坏作用和有机酸分泌产生的化学破坏作用。
不同类型的风化作用常常相互作用,彼此交织在一起,共同促进岩石的分解和破碎。
下文将详细介绍这些风化作用的主要类型。
物理风化的类型物理风化主要是由于机械力和温度变化等环境因素而引起的岩石分解和破碎。
1.热胀冷缩:岩石中的矿物质在温度变化下产生膨胀和收缩,使岩石的内部产生应力,导致岩石脱落和破裂。
2.水分冻融:当岩石中的水渗透到岩石裂缝中,在低温下冻结,水分会膨胀,增加岩石内部的压力,导致岩石破裂或剥落。
3.气候剥蚀:岩石在气候变化的影响下,经历了不断的干湿交替,使岩石表面的物质不断膨胀和脱落,逐渐剥蚀岩石表面。
化学风化的类型化学风化是由于化学反应而引起岩石中矿物质的分解和溶解。
1.水解作用:岩石中的矿物质与水发生化学反应,产生新的物质,导致岩石逐渐溶解或软化。
岩石、岩体、土的分类
岩石、岩体、土的分类一、岩土的分类原则1、岩土分类应与工程目的相一致,按钻探的不同目的采用不同的系统定名。
2、按工程需要以岩土组成为主要定名依据,并结合其成因年代及结构、构造特征综合定名。
二、岩石的分类原则岩石是天然形成的具有一定结构、构造的由一种或多种矿物组成的集合体,岩体是指包括各种结构面的原位岩石的综合体。
岩石作为工程地基和环境可按下列原则分类:1、岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
2、岩石根据强度按(表1)分3、岩石根据风化程度按(表2)分未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化岩石。
表2 岩石按风化程度分类4、岩石按软化系数(KR)分为软化岩石(KR≤0.75)和不软化岩石(KR>0.75)。
三、岩体的分类1、岩体根据结构类型分为整体状、块状、层状、碎裂状、散体状结构。
2、岩层厚度可按(表3)分四、岩石和岩体的描述1、岩石的描述包括:成因、年代、名称、颜色、主要矿物含量结构、构造和风化程度。
对沉积岩尚要描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结成分和胶结程度;对岩浆岩和变质岩尚要描述矿物结晶大小和结晶程度。
2、岩体的描述应包括成因、年代、岩石名称、颜色、结构面、结构体和岩层厚度等。
(1)结构面的描述应包括:类型、性质、产状组合形式、发育程度、延展程度、闭合程度、粗糙程度、充填情况和充填物性质及充水性质等。
(2)结构体的描述应包括:类型、形状、大小、结构体在围岩中的受力情况等。
五、土的分类原则1、土根据地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。
土根据有机质含量可分为无机土、有机土、泥炭质土和泥炭。
(表4)2、土按颗粒级配或塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。
各类土的分类应符合下列规定。
(1)碎石土:粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。
根据颗粒级配和颗粒形状可细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾(表5)。
(2)砂土:粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50%,且粒径大于0.075mm的颗粒质量超过50%的土。
(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
隧道围岩分级.
隧 道 工 程
•
超
SUI DAO GONG CHENG
挖
岩石风化程度分类表 风化 程度
隧 道 工 程
风化程度参数指标 野外特征
波速比
岩质新鲜,偶见风化痕迹 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 结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,风 化裂隙发育,岩体被切割成块状,用镐难挖, 岩芯钻方可钻进 结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风 化裂隙很发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不 易钻进 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 组织结构全部破坏,已风化成土状,锹镐 易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 0.9~1.0 0.8~0.9
围岩的稳定性
隧 道 工 程
研究围岩稳定性的意义
围岩的稳定性:隧道开挖后,在不支护条件下围岩的
稳定性。
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问题:什么是隧道工程的头等大事?
研究围岩的稳定性,如何促使围岩稳定。
隧 道 工 程
围岩级别的工程作用:
①判断围岩稳定性。
②判断施工难易程度,投资依据。
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岩石 名称
花岗岩 流纹岩 玄武岩 石英岩
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页 岩 砂 岩 砾 岩
石灰岩 50-200
片麻岩
50-200
5-20
30-50
3-5
白云岩 80-250 100250
15-25
35-50
20-50
板 岩
60-200
7-15
45-60
2-20
大理岩
7-20
35-50
15-30
巨 块 状
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。
岩石风化程度判断
岩石风化程度判断1.岩石风化1.1岩石风化概念岩石在各种风化营力作用下,发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。
岩石风化是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。
1.2岩石风化的常用分带标志及其原则常用分带标志主要有:颜色、岩体破碎程度、矿物成分的变化、水理性质及物理力学性质的变化、钻探掘进及开挖中的技术特性。
具体原则包括:(1)要充分反映各风化带岩石变化的客观规律,反映各带岩石因风化程度不同所具有的不同特性;(2)分带标志视具体条件选择,应既有代表性,又明确,便于掌握,尽量避免人为因素的影响;(3)将定性与定量研究、宏观与微观研究结合起来,综合各种标志进行分带;(4)分带数目要考虑工程建筑的实际需要,既不要过于繁琐,分级过多;也不要过于简略,致使同一带内的岩石特性差异过大。
2.岩石风化程度和各种性质变化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。
风化岩石强度等级划分
风化岩石强度等级划分
风化岩石是指在长时间地自然作用下,由于受到水、风、温度等因素的侵蚀作用而产
生了一定的物理、化学变化,使其原有的力学性质、结构、颜色等发生了变化的岩石。
风
化岩石普遍存在于地球表面,尤其在热带、亚热带地区更为明显。
风化岩石的强度是指其抗压、抗拉、抗弯等力学性质。
为方便工程设计和施工等操作,一般采用强度等级来表示风化岩石的强度,其划分标准如下:
一、风化程度划分
1. 轻度风化:岩石颜色变浅,表面呈现龟裂、剥落等裂缝,均匀性变差,但整体石
质未明显改变。
常用符号为WA。
3. 重度风化:岩石颜色严重变浅,表面呈现具有较明显形状和尺寸的龟裂和钙石类
充填物,明显颗粒状剥蚀现象,明显降低了整体石质强度。
常用符号为WC。
4. 极重度风化:岩石颜色趋于白色,甚至呈现出柔软的泥质石体,且常出现小型脱
落块,整体石质完全改变。
常用符号为WD。
二、抗压强度等级划分
根据风化程度划分,抗压强度等级划分如下:
1. WA1级:轻度风化岩体,抗压强度≥15MPa。
1. 抗拉强度等级:WA1级≥1.0MPa、WB1级≥0.5MPa、WC1级≥0.25MPa、WD1级
≥0.1MPa。
以上为风化岩石强度等级划分的标准,实际工程中应根据岩石的不同程度和特点来选
择相应的强度等级,以确保工程质量和安全。
岩体风化程度判断
岩体风化程度判断1.岩石风化程度概述1.1岩石风化程度由于岩石内部结构、矿物成分的内部因素;以及岩石所处环境,包括温度、水分、pH等等外部条件影响,导致岩石风化程度有所差异。
岩石风化后,其物理力学性质将发生不同程度改变或变化,这种变化的大小取决于风化程度的强弱。
风化程度不同,岩石的物理力学性质改变大小也不同。
岩石风化程度,可以分为全风化、强风化、弱风化以及微风化。
路堑边坡的坡度、桥基的埋深、隧道衬砌的厚度及施工方法的选择、山区公路边坡的表面防护等,都与岩石风化程度密切相关。
因此,研究岩石风化就必须准确判断岩石风化程度。
1.2岩石风化壳的垂直分带在风化壳铅直剖面上,从上到下岩石的风化程度不同、物理力学性质不同,因而,对建筑物的适应能力不一样。
对重型建筑物地基来说,当风化厚度不大时,可将风化岩石全部清除,使建筑物基础砌置在新鲜基岩上;当风化壳厚度较大时,全部挖除风化岩石既不经济,又无必要,采用灌浆加固、锚杆加固等方法可以有效防治岩石风化。
2.岩石风化程度判断方法2.1颜色的改变风化程度不同的岩石,在外观上首先表现为颜色差异。
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,这是从整体来看的。
从局部或某一色彩看,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,有的全部岩体均发生变化。
未经风化的岩石色泽鲜艳,风化愈重,颜色愈暗淡。
野外观察时要注意表面和内部颜色的比较;要注意区分干燥时和潮湿时岩石色调的不同,以间接确定其风化程度。
2.2岩石物理、力学和水理性质的变化风化岩石水理性质及物理力学性质的变化,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强度由低到高等。
这些性质指标的变化是风化壳分带重要的定量标志。
2.3次生矿物的发生不同矿物,抗风化能力是不同的。
工程地质勘察中关于岩石风化程度的识别及判定方法
工程地质勘察中关于岩石风化程度的识别及判定方法作者:吕游来源:《环球人文地理·评论版》2017年第03期(中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院,黑龙江哈尔滨 150000)摘要:岩石风化程度的识别与判定是工程地质勘察中的一项重要工作,其直接关系着工程基础面高程选择的合理性以及工程环境与材料利用的有效性,因此在实际工程地质勘察中应当采取有效方式准确识别岩石风化程度,并加以准确判定,从而推进工程地质勘察工作的有序开展。
本文就此进行简要分析,仅供相关人员参考。
关键词:工程地质勘察;岩石风化程度;识别;判定岩石在风化作用下往往会形成无方向性且不规则发育的风化裂隙,岩石内部矿物成分发生一定转变,并且岩石风化状态下往往呈现出一定的阶段性特征,由此可以判定岩石风化程度,进一步为工程地质勘察工作的有序开展打下良好的基础。
因此在工程地质勘察工作中,加大力度探讨岩石风化程度的识别及判定方法,对于围岩稳定性以及边坡工程的安全性都具有重要意义。
1 工程地质勘察中岩石风化程度识别与判定的特殊性岩石风化程度的识别及判定大多以工程地质定性评价方法为主要依据,在准确把握岩石结构、矿物成分、压实破碎成都以及掘进的难易程度等开展综合分析,就岩石风化程度相关物理力学性质指标开展定性和定量分析,以准确把握岩石风化程度。
当前工程地质勘察工作中,岩石风化程度的识别与判定仍具有一定特殊性,需要以定性描述与定量指标相结合的方法,通过对定性资料进行分析研究,开展定量化统计,进而建立岩石风化程度划分判据,以便准确把握岩石風化程度以及岩石风化后的质量变化,保证工程地质勘察中岩石风化程度识别与判定的准确性和可靠性。
2 岩石矿物成分和微观结构构造变化的判别指标2.1岩石薄片显微镜下分析在风化作用下,岩石往往呈现出一定的微观特征,并且这种特征与原岩存在一定差异,主要体现在微观结构构造与微观裂隙发育特征、矿物粘土化等,在准确把握岩石风化后的微观特征后,能够在工程地质勘察中准确识别并判定岩石的风化程度。
岩石风化分类参考指标
完整
硬质岩石
软质岩石
岩石电阻率
碎石土 白云质灰岩 10-120 全风化 100-150 强风化 150-300 中风化 300-4500 破碎带 20-120
完整性划分
结构类型 整体状或巨厚层状结构 块状或厚层状结构 中、薄层状结构或镶嵌碎裂结构 裂隙块状结构或碎裂结构 散体结构 完整性系数Kv >0.75 0.75-0.55 0.55-0.35 0.35-0.15 <0.15
风化ห้องสมุดไป่ตู้别
岩石类别 压缩波速度VP (m/s) 未风化 >5000 微风化 4000-5000 中等风化 2000-4000 强风化 1000-2000 全风化 500-1000 残积土 <500 未风化 >4000 微风化 3000-4000 中等风化 1500-3000 强风化 700-1500 全风化 300-700 残积土 <300 风化程度 波速比Kv 风化系数Kr 0.9-1 0.8-0.9 0.6-0.8 0.4-0.8 0.2-0.4 <0.2 0.9-1 0.8-0.9 0.5-0.9 0.3-0.5 0.1-0.3 <0.1 0.9-1 0.8-0.9 0.4-0.8 <0.4 0.9-1 0.8-0.9 0.3-0.8 <0.3 等级名称 完整 较完整 较破碎 破碎 松散
岩石波速值
白云质灰岩 砂岩 碎石土 600-700 600-700 全风化 强风化 中风化 500-650 1000-1800 2900-3400 500-600 900-1400 2700-3100
破碎带 1300-2000
矿物岩石风化作用的类型有哪些
矿物岩石风化作用的类型导言矿物岩石风化是自然界中广泛存在的一种地质过程,它可以改变岩石的物理结构和化学组成。
在地表上,常见的风化作用包括机械风化和化学风化。
本文将探讨矿物岩石风化的不同类型和其对地球表面的影响。
1. 机械风化机械风化发生时,岩石在物理上分解,但其中的矿物质并没有发生化学变化。
机械风化的主要类型包括以下几种:1.1. 冻融作用冻融作用是由于水在岩石裂缝中的循环冷却和加热造成的。
当水渗入岩石中,因温度下降而冻结,水的体积也会扩大。
这就会施加压力,进而导致岩石破裂或剥落。
1.2. 植物根系作用植物根系可以通过其生长和扩展进一步分解岩石。
当植物根系穿透岩石的裂缝时,它们会对岩石施加压力,导致岩石的破碎和破裂。
1.3. 物理分解物理分解是岩石在自然力和重力作用下分解和剥离的结果。
例如,悬崖上的岩石可能会因为重力的作用而崩落。
2. 化学风化与机械风化相比,化学风化更加侧重于岩石中矿物质的化学变化。
需要注意的是,不同类型的岩石对化学风化的反应程度各异。
以下是几种常见的化学风化作用:2.1. 氧化作用氧化作用是指岩石中的金属元素与氧气结合,形成新的氧化物或氢氧化物的过程。
例如,铁元素在氧气的存在下可以形成铁氧化物。
氧化作用会改变岩石的颜色和物理特性。
2.2. 溶蚀作用溶蚀作用是由水或酸性条件下的溶液对岩石中的矿物质进行溶解的过程。
这种类型的化学风化特别常见于石灰岩,因为石灰岩中的钙碳酸盐可以在水中溶解,并形成洞穴等地貌特征。
2.3. 水解作用水解作用是指岩石中的矿物质与水反应,产生新的矿物质的过程。
例如,长石可以通过水解作用转化为粘土矿物,进而分解岩石结构。
2.4. 碳酸化作用碳酸化作用主要发生在富含碳酸盐的岩石中,如石灰石和大理石。
碳酸化作用是二氧化碳溶解在地下水中,形成碳酸溶液,从而溶解碳酸盐岩石的过程。
3. 结论矿物岩石风化是地球表面不可忽视的一部分地质作用。
机械风化和化学风化是常见的风化类型。
风化岩石强度等级划分
风化岩石强度等级划分风化岩石是指经过长时间风化和侵蚀作用的岩石,其强度较低,容易发生破坏,因此它在工程施工中的使用需要考虑其强度等级划分。
本文将围绕风化岩石强度等级划分,从以下几个方面展开阐述:一、什么是风化岩石强度等级划分风化岩石强度等级划分是指通过对风化岩石的力学性质进行试验和研究,依照一定的标准将风化岩石的强度等级进行分类,从而为风化岩石的使用提供科学依据。
一般来说,风化岩石强度等级划分与未风化的岩石不同,需要充分考虑其孔隙度、颜色、干湿变化等因素。
二、风化岩石强度等级划分标准风化岩石强度等级划分的标准主要有以下三种:1.中国地质调查局发布的《岩土工程岩石力学试验规程》(GB/T50123-1999)中规定的4级强度等级划分标准,分别为:Ⅰ级强度等级(强度较高)、Ⅱ级强度等级(中等强度)、Ⅲ级强度等级(较低强度)、Ⅳ级强度等级(极低强度),其中Ⅰ级和Ⅱ级适用于风化程度较轻的岩石,Ⅲ级和Ⅳ级适用于更严重风化的岩石。
2.《公路工程岩土技术规范》(JTG D30-2005)中针对用作路基的风化岩石的强度等级划分标准为:Ⅰ级(无明显风化)、Ⅱ级(轻度风化)、Ⅲ级(中度风化)、Ⅳ级(严重风化)。
3.岩石力学试验规程标准(GB/T 23561-2009)在岩石试验中对风化岩石进行强度等级划分,将风化岩石分成Ⅰ级,Ⅱ级和Ⅲ级等3个强度等级。
三、风化岩石强度等级划分方法重点介绍一下风化岩石强度等级划分的方法:1.钻孔取样法:采用岩心钻机或手工钻孔机在不同深度处采集岩心,将岩心进行实验室试验,根据其抗压强度和抗拉强度等数据进行分类。
2.现场取样法:现场采集风化岩石样品,用不同仪器仪表例如万能试验机、电子万能试验机、裂纹扩展试验机等进行试验,根据试验结果进行相应分类。
3.极限状态设计法:把风化深度等级考虑到模型中进行模拟分析电脑模拟。
这种方法需要在状态检测的基础上根据数据处理得到相应的图像,再进行分析。
四、总结风化岩石强度等级划分很大程度上在随着科学技术的快速发展和工程建设的不断提高而受到了广泛的关注。
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风化程度
野外特征
风化程度参数指标
波速比 KV
风化系数 Kf
未风化 岩质新鲜,偶见风化痕迹
0.9~1.0
0.9~1.0
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
0.坏,仅节理面有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割 中等风化
成岩块。用镐难挖,岩芯钻方可钻进。
0.6~0.8
0.4~0.8
强风化
结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎, 0.4~0.6
用镐可挖,干钻不易钻进。
<0.4
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。
0.2~0.4
残积土
组织结构全部破坏,已风化成土状,锹镐易挖掘,干钻易进,具有 可塑性。
<0.2
注: ①波速比 KV 为风化岩石与新鲜岩石压缩波速之比;②风化系数 Kf为风化岩石与鹇岩石饱和单轴抗压强度之比;③岩石风 化程度,除按表列野外特征和定量指标划分外,也可根据当地经验划分;④花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥
50 为强风化;50>N≥30 为全风化;N<30 为残积土;⑤泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。