岩石、碎石土分类及其力学性质指标

0.8～0.9
中等
风化
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,用镐可挖,干钻不易钻进
0.4～0.6
<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
白垩、白云岩、
珊瑚石灰岩
煤炭、油砂、某种磷
酸盐岩石
变质岩是岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下,经变质所形成的岩石。变质岩的分类见表Ⅰ-3。
表Ⅰ -3 变质岩的分类
岩石类别
岩石名称
主要矿物成分
鉴定特征
片状的岩石类
片麻岩
石英、长石、云
母
片麻状构造,浅色长石带和深色云母带互相
交错,结晶粒状或斑状结构
烈
沿裂隙铁镁矿物氧化锈蚀,长石变得混浊、模糊不清
锤击哑声,开挖需用爆破
>0.6～0.8
微风化
岩石表面或裂隙面有轻微褪色
岩石组织结构无变化,保持原始完整结构
大部分裂隙闭合或为钙质薄膜充填,仅沿大裂隙有风化蚀变现
象,或有锈膜浸染
锤击发音清脆,开挖需用爆破
>0.8～1.0
新鲜
保持新鲜色泽,仅大的裂隙面偶见褪色
层状
结构
巨厚层状结构
岩体完整,呈巨厚层状,结构面不发育,间距大于100cm
厚层状结构
岩体较完整,呈厚层状,结构面轻度发育,间距一般100～50cm
中厚层状结构
岩体较完整,呈中厚层状,结构面中等发育,间距一般50～30cm
互层状结构
岩体较完整或完整性差,呈互层状,结构面较发育或发育,间距一般30～10cm
红色、黄色)
深色(深灰、绿、黑)
矿物成分
成因及结构
含正长石
含斜长石
不含长石
石英云母
角闪石
黑云母角
闪石辉石
角闪石辉
石黑云母
辉石角闪
石橄榄石
辉石橄榄
石角闪石
深成的
等粒状,有时为
斑粒状,所有矿物
皆能用肉眼鉴别
花岗岩
正长岩
闪长岩
辉长岩
橄榄岩
辉岩
岩基
岩株
浅成的
斑状(斑晶较大
且可分辨出矿物名
称)
花岗斑岩
正长斑岩
差,强度仍较
高,抗滑、抗
变形性能受结
构面和岩块间
嵌合能力以及
结构面抗剪强
度特性控制,
对结构面应做
专门性处理
BⅢ2:岩体
呈次块状或中
厚层状结构,
结构面中等发
育,多闭合,
岩块间嵌合力
较好,贯穿性
结构面不多见
岩体较完整,
局部完整性差,
抗滑抗变形性
能在一定程度
上受结构面和
岩石强度控制
Ⅳ
AⅣ1:岩体呈
互层状或薄层
基
BⅡ:岩体结
构特征同
AⅠ,具各向
同性力学特性
岩体完整,
强度较高,抗
滑、抗变形性
能较强,专门
性地基处理工
作量不大,属
良好高混凝土
坝地基
续表
类
别
A坚硬岩(Rb>60MPa)
B中硬岩(Rb=60～30MPa)
C软质岩(Rb<30MPa)
岩体特征
岩体工程
性质评价
岩体特征
岩体工程
性质评价
岩体特征
岩体工程
性质评价
表Ⅰ-12 坝基岩体工程地质分类
类
别
A坚硬岩(Rb>60MPa)
B中硬岩(Rb=60～30MPa)
C软质岩(Rb<30MPa)
岩体特征
岩体工程
性质评价
岩体特征
岩体工程
性质评价
岩体特征
岩体工程
性质评价
Ⅰ
AⅠ:岩体呈
整体状或块状,
巨厚层状、厚
层状结构,结
构面不发育一
轻度发育,延
展性差,多闭
合,具各向同
性力学特征
常有层间错动
变形和强度受层面控
制,可视为各向异性弹
性体,稳定性较差
可沿结构面滑
塌,软岩可产生
塑性变形
碎裂状
结构
构造影响严重
的破碎岩层
碎块状
断层、节理、片理、
层理发育,结构面间距
0.25～0.5m,一般3组
以上,有许多分离体
整体强度很低,并受
软弱结构面控制,呈弹
塑性体,稳定性很差
易发生规模较
大的岩体失稳,
云母片岩
云母、石英
具有薄片理,片理面上有强的丝绢光泽,石
英凭肉眼常看不到
绿泥片岩
绿泥石
绿色,常为鳞片状或叶片状的绿泥石块
滑石片岩
滑石
鳞片状或叶片状的滑石块,用指甲可刻划,
有高度的滑感
角闪石片岩
普通角闪石、石
英
片理常常表现不明显,坚硬
千枚岩、板岩
云母、石英等
具有片理,肉眼不易识别矿物,锤击有清脆
声,并具有丝绢光泽,千枚岩表现得很明显
60≥frk>30
30≥frk>15
15≥frk>5
frk≤5
(3)根据岩体完整程度的分类见表Ⅰ-5。
表Ⅰ -5 岩体完整程度划分
完整程度等级
完 整
较完整
较破碎
破碎
极破碎
完整性指数
>0.75
0.75～0.55
0.55～0.35
0.35～0.15
<0.15
注 完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。
块状岩浆和变质
岩
块状
柱状
有少量贯穿性节理裂
隙,结构面间距0.7～
1.5m,一般为2～3组,
有少量分离体
结构面互相牵制,岩
体基本稳定,接近弹性
各向同性体
续表
岩体结
构类型
岩体地
质类型
结构体
形状
结构面发育情况
岩土工程
特征
可能发生的
岩土工程问题
层状
结构
多韵律薄层状
沉积岩,副变质
岩
层状
板状
有层理、片理、节理,
Ⅲ
AⅢ1:岩体呈
次块状或中厚
层状结构,结
构面中等发育,
岩体中分布有
缓倾角或陡倾
角(坝肩)的
软弱结构面或
存在影响坝基
或坝肩稳定的
楔体或棱体
岩体较完整,
局部完整性差,
强度较高,抗
滑、抗变形性
能在一定程度
上受结构面控
制。对影响岩
体变形和稳定
的结构面应作
专门处理
BⅢ1:岩体
结构特征基本
同AⅡ
岩体较完整,
有一定强度,
薄层状结构
岩体完整差,呈薄层状,结构面发育,间距一般小于10cm
碎裂
结构
镶嵌碎裂结构
岩体完整差,岩块镶嵌紧密,结构面较发育到很发育,间距一般30～10cm
碎裂结构
岩体较破碎,结构面很发育,间距一般小于10cm
散体
结构
碎块状结构
岩体破碎,岩块夹岩屑或泥质物
碎屑状结构
岩体破碎,岩屑或泥质物夹岩块
表Ⅰ-10 岩体按结构类型划分
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,干钻易钻进,
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度之比。
2.风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比。
3.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。
(4)根据岩体基本质量等级的分类见表Ⅰ-6。
表Ⅰ-6 岩体基本质量等级分类
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
(5)根据风化程度,岩石的分类见表Ⅰ-7和表Ⅰ-8。
表Ⅰ -7 岩体风化带
风化带
主要地质特征
风化岩纵波速与新
裂隙面紧密,完整或焊接状充填,仅个别裂隙面有锈膜浸染或
轻微蚀变
锤击发音清脆,开挖需用爆破
>1.0
表Ⅰ-8 岩石按风化程度分类
风化程度
野外特征
风化程度参数指标
波速比
Kv
ห้องสมุดไป่ตู้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
结构基本不变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙
0.8～0.9
(一) 岩土工程地质分类
按照GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》,作为建筑地基的岩土, 可分为岩石、碎石、砂土、 粉土、 黏性土和人工填土等。
1.岩石的分类
岩石应为颗粒间牢固联结, 呈整体或具有节理裂隙的岩体。岩石的分类有地质分类和工程分类。地质分类主要根据岩石的成因, 矿物成分、结构构造和风化程度, 可用地质名称加风化程度表达, 如强风化花岗岩、微风化砂岩等。岩石按成因的类型, 可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩) 和变质岩三大类。工程分类主要根据岩体的工程性状加以分类。地质分类是一种基本分类, 工程分类是在岩石分类的基础上进行的。
大部分岩石呈不连续的骨架或心石,风化裂隙发育,有时含大量
次生夹泥
除石英外,长石、云母和铁镁矿物已风化蚀变
锤击哑声,岩石大部分变酥,易碎,用镐撬可以挖动,坚硬部
分需爆破
0.4～0.6
中等风化
(弱风化)
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
岩石原始组织结构清楚完整,但风化裂隙发育,裂隙壁风化剧
抗滑、抗变形
性能受结构面
和岩石强度控
制
CⅢ:岩石强
度大于15MPa,
岩体呈整体状
或巨厚层状结
构,结构面不
发育一中等发
育,岩体具各
向同性力学特
性
岩体完整,抗
滑、抗变形性能
受岩石强度控制
AⅢ2:岩体呈
互层状或镶嵌
碎裂结构,结
构面发育,但
贯穿性结构面
不多见,结构
面延展性差,
多闭合,岩块
间嵌合力较好
岩体完整性
岩体结
构类型
岩体地
质类型
结构体
形状
结构面发育情况
岩土工程
特征
可能发生的
岩土工程问题
整体状
结构
巨块状岩浆岩
和变质岩,巨厚
层沉积岩
巨块状
以层面和原生、构造
节理为主,多呈闭合型,
间距大于1.5m,一般为1
～2组,无危险结构
岩体稳定,可视为均
质弹性各向同性体
局部滑动或坍
塌,深埋洞室的
岩爆
块状
结构
厚层状沉积岩,
状结构,结构
面较发育～发
育,明显存在
不利于坝基及
坝肩稳定的软
弱结构面、楔
体或棱体
岩体完整性
差,抗滑、抗
变形性能明显
受结构面和岩
块间嵌合能力
控制。能否作
为高混凝土坝
地基,视处理
效果而定
BⅣ1:岩体
呈互层状或薄
层状,存在不
利于坝基(肩)
稳定的软弱结
构面、楔体或
棱体
同AⅣ1
CⅣ:岩石强
度大于15MPa,
结构面发育或
(8)岩层可按厚度分类,见表Ⅰ-11。
表Ⅰ-11 岩层厚度分类
层厚分类
单层厚度h(m)
层厚分类
单层厚度h(m)
巨厚层
厚层
h>1.0
1.0≥h>0.5
中厚层
薄层
0.5≥h>0.1
h≤0.1
(9) 在水利水电工程中,还根据坝基地质构造、岩体结构、岩体应力、风化特征、岩体强度和变形性质等对坝基岩体进行分类。坝基岩体工程地质分类见表Ⅰ-12。
玢岩
辉绿岩
苦橄玢岩
(少见)
岩脉岩
枝岩盘
喷出的
玻璃状,有时为
细粒斑状,矿物难
用肉眼鉴别
流纹岩
粗面岩
安山岩
玄武岩
苦橄岩
(少见)
金伯利岩
熔岩流
玻璃状或碎屑状
黑曜岩、浮石、火山凝灰岩、火山碎屑岩、火山玻璃
火山喷出的
堆积物
沉积岩是由岩石、矿物在内外力的作用下破碎成碎屑物质后,再经水流、风吹和冰川等的搬运、堆积在大陆低洼地带或海洋,再经胶结、压密等成岩作用而成的岩石。沉积岩的分类见表Ⅰ-2。
鲜岩纵波速之比
全风化
全部变色,光泽消失
岩石的组织结构完全破坏,已崩解和分解成松散的土状或砂状,
有很大的体积变化,但未移动,仍残留有原始结构痕迹
除石英颗粒外,其余矿物大部分风化蚀变为次生矿物
锤击有松软感,出现凹坑,矿物手可捏碎,用锹可挖动
<0.4
强风化
大部分变色,只有局部岩块保持原有颜色
岩石的组织结构大部分已破坏;小部分岩石已分解或崩解成土,
(6)根据结构类型,岩石的分类见表Ⅰ-9和表Ⅰ -10。
表Ⅰ-9 岩体结构分类
类型
亚 类
岩体结构特征
块状
结构
整体状结构
岩体完整,呈巨块状,结构面不发育,间距大于100cm
块状结构
岩体较完整,呈块状,结构面轻度发育,间距一般100～50cm
次块状结构
岩体较完整,呈次块状,结构面中等发育,间距50～30cm
岩体完整,
强度高,抗滑、
抗变形性能强,
不需作专门性
地基处理。属
优良高混凝土
坝地基
Ⅱ
AⅡ:岩体呈
块状或次块状、
厚层结构,结
构面中等发育,
软弱结构面分
布不多,或不
存在影响坝基
或坝肩稳定的
楔体或棱体
岩体较完整,
强度高,软弱
结构面不控制
岩体稳定,抗
滑抗变形性能
高,专门性地
基处理工作量
不大,属良好
高混凝土坝地
块状的岩石类
大理岩
方解石、少量白
云石
结晶粒状结构,遇盐酸起泡
石英岩
石英
致密的,细粒的块状,坚硬,硬度近7,玻
璃光泽,断口贝壳状或次贝壳状
(2)根据岩石的坚硬程度,岩石的分类见表Ⅰ-4。
表Ⅰ-4 岩石坚硬程度的划分
坚硬程度类别
坚硬岩
较硬岩
较软岩
软岩
极软岩
饱和单轴抗压强度
标准值frk(MPa)
frk>60
(1)根据岩石的成因, 岩石可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩 (水成岩) 和变质岩三大类。
岩浆在向地表上升过程中, 由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而成岩浆岩。岩浆岩的分类见表Ⅰ-1。
表Ⅰ -1 岩浆岩的分类
化学成分
含Si、Al为主
含Fe、Mg为主
产状
酸基性
酸性
中性
基性
超基性
颜 色
浅色(浅灰、浅红、
表Ⅰ -2 沉积岩的分类
成 因
硅质的
泥质的
灰质 的
其他成分
碎屑沉积
石英砾岩、石英
角砾岩、燧石角砾
岩、砂岩、粗砂岩、
硬砂岩、石英岩
泥岩、页岩、黏
土岩
石灰砾岩、石灰
角砾岩、多种石灰
岩
集块岩
化学沉积
硅华、燧石、石
髓岩
泥铁石
石笋、石钟乳、
石灰华、白云岩、
石灰岩、泥灰岩
岩盐、石膏、硬石
膏、硝石
生物沉积
硅藻土
油页岩
地下水加剧失稳
散状体
结构
断层破碎带,
强风化及全风化
带
碎屑状
构造和风化裂隙密集,
结构面错综复杂,多充
填黏性土,形成无序小
块和碎屑
完整性遭极大破坏,
稳定性极差。接近松散
体介质
易发生规模较
大的岩体失稳地
下水加剧失稳
(7)根据岩石质量指标RQD,可分好的(RQD>90)、较好的(RQD=75～90)、较差的(RQD=50～75)和极差的(RQD<25)。
岩体强度小于
15MPa结构面
中等发育
岩体较完整,
强度低,抗滑、
抗变形性能差,