(2021年整理)巖土的分類和性能

1、巖土的分類和性能巖土的分類和性能 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（巖土的分類和性能）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺(jué)得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為巖土的分類和性能的全部?jī)?nèi)容。一、巖土工程特性摘要 ：由于形成條件、形成年代、組成成分、應(yīng)力歷史不同,土的工程性質(zhì)具有明顯 的區(qū)域性。廣闊的中國(guó)大陸上分布著各種各樣的土，北部的黃土

2、、南部的紅土、中部的老粘土以及東南近海的海洋軟土（包括沿海的軟土).本文將以區(qū)域性不同土為依據(jù),闡明我國(guó)不同區(qū)域土的工程性質(zhì)的特性以及分析其差異性形成的原因。前言我國(guó)大地上分布著各種具有地區(qū)特點(diǎn)的區(qū)域性土，其中最主有特色的是黃河以北的黃土、長(zhǎng)江以南的紅土、黃河長(zhǎng)江之間的老粘土（脹縮性粘土和非脹縮脹性的下蜀粘土）以及東南沿海的海洋土。這些“區(qū)域性土”有著不同于一般粘性土的比較特殊的工程特性，如黃土的濕陷性、紅土的高強(qiáng)度、粘土的脹縮性和海洋土的高壓縮性，這是大家所熟知的。但這些土是怎么形成的，為什么有明顯的區(qū)域性，則它們與本地區(qū)的氣候條件、其形成年代、組成成分、應(yīng)力歷史都密切相關(guān)。本文將對(duì)各類“區(qū)

3、域性土”的分布和工程特性形成以及影響因素加以簡(jiǎn)單介紹。1 粘土及其工程特性的介紹土是由固體（礦物、巖石碎屑）、水和氣體組成的質(zhì)地較松散的三相地質(zhì)集合體。固體顆粒、水和氣體之間的比例關(guān)系隨著周圍條件的變化而變化。土固體顆粒的大小、成分及三項(xiàng)之間的比例關(guān)系，反映出土的不同性質(zhì)，如干濕、松密、輕重、軟硬等等。 土的工程特性主要包括土的物理性質(zhì)、土的水理性質(zhì)以及土的力學(xué)性質(zhì)。其中,土的物理性質(zhì)是指土體的成分、結(jié)構(gòu)、可塑性和擊實(shí)性等方面的特征。而表征這些物理性質(zhì)的指標(biāo)多種多樣，如：天然重度、干重度、含水量、孔隙度、含水比、相對(duì)密度、最大干密度等等。土的水理性質(zhì)是指土的滲透性、吸水或失水的脹縮性、浸水時(shí)的

4、軟化性和在水中的可溶性等方面的特征.土的力學(xué)性質(zhì)是指土在力的作用下變形和破壞特性,通常用壓縮系數(shù)、壓縮模量、變形模量、泊松比、固結(jié)系數(shù)、粘聚力等指標(biāo)來(lái)表示土的力學(xué)特性.2 不同區(qū)域土為何具有不同的工程性質(zhì)無(wú)論是什么土,它們顆粒之間都存在著一定的“膠結(jié)聯(lián)系,所不同的只是“膠結(jié)聯(lián) 系”的材料性質(zhì)和膠結(jié)強(qiáng)度有差異而已。有些土的“膠結(jié)聯(lián)系很弱，弱到在工程上可以忽略不計(jì)，這種土最常見(jiàn)，通常稱之為一般粘性土。可是，某些區(qū)域的土顆粒之間卻存在著較多性質(zhì)不同的 “膠結(jié)聯(lián)系”，這種膠結(jié)聯(lián)系的性質(zhì)可以分成水穩(wěn)性、非水穩(wěn)性以及介于兩者之間的性質(zhì).水穩(wěn)性的膠結(jié)材料主要是微晶氧化鐵（赤鐵礦、針鐵礦）,非水穩(wěn)性的膠結(jié)材料

5、主要是微晶氯化鈉和微晶碳酸鈣等，介于兩者之間的主要是含水氧化鐵（水鐵礦）和粘粒 間的溶劑化水膜等。膠結(jié)材料性質(zhì)的不同，影響土顆?！澳z結(jié)聯(lián)系”強(qiáng)度，從而直接影響土的工程行為。如黃土的濕陷性,就是在浸水條件下那些非水穩(wěn)性微晶碳酸鈣被慢慢地溶解而減弱“膠結(jié)聯(lián)系”強(qiáng)度，導(dǎo)致土體發(fā)生沉陷。又例如貴州的粘紅土和云南的砂紅土的工程性質(zhì)也很不相同。貴州粘紅土的承載力基本上隨著濕度的增加而有所降低，而云南砂紅土的強(qiáng)度基本上不受濕度變化的影響.這主要是前者顆粒間膠結(jié)聯(lián)系是含水氧化鐵（水鐵礦），而后者為微晶赤鐵礦和赤鐵礦。3 土的形成過(guò)程及影響因素不同的區(qū)域的土,它的具體形成條件和過(guò)程也是不同的.其中有以下幾個(gè)重要

6、的影響因素：物質(zhì)來(lái)源；物質(zhì)搬運(yùn)的動(dòng)力；堆積環(huán)境;堆積過(guò)程的氣候條件；上覆土壓力的變化情況；堆積持續(xù)時(shí)間。 土的物質(zhì)起源于巖石的風(fēng)化，物理風(fēng)化影響土顆粒的大小,化學(xué)風(fēng)化影響土顆粒的礦物成分.構(gòu)成土結(jié)構(gòu)的是骨架顆粒，一般為固體物質(zhì),這些物質(zhì)無(wú)論它們是由于氣候的強(qiáng)烈變化造成的還是冰川移動(dòng)時(shí)生成的或其他地質(zhì)營(yíng)力（風(fēng)力、水力）的搬運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的，這些都是物理風(fēng)化的結(jié)果。構(gòu)成土結(jié)構(gòu)的“結(jié)構(gòu)連結(jié)”的主要成分是粘土礦物、微晶氧化物和溶劑化水膜，它們都是固體物質(zhì)在化學(xué)風(fēng)化過(guò)程的產(chǎn)物.當(dāng)然大自然不會(huì)分工得如此明確，常常是物理的和化學(xué)的風(fēng)化同時(shí)或者前后交叉地進(jìn)行.不過(guò)隨著區(qū)域氣候條件的不同，在發(fā)生風(fēng)化的先后和程度上

7、是不同的.干旱而寒冷的地區(qū)物理風(fēng)化占優(yōu)勢(shì)，土中固體物質(zhì)顆粒的含量高一些，粘土礦物、游離的微晶氧化物和溶劑化介質(zhì)的含量就低一些；潮濕而炎熱的地區(qū)化學(xué)風(fēng)化占優(yōu)勢(shì),土中粘土礦物、游離氧化物和溶劑化介質(zhì)的含量就高，而固體物質(zhì)顆粒尤其是容易分解的碎屑礦物顆粒較少。這就說(shuō)明“氣候條件”這一因素對(duì)于形成“土的組分是非常重要的。 堆積后的“上覆土的壓力和“堆積持續(xù)時(shí)間”對(duì)于形成“土結(jié)構(gòu)”是有意義的。土的組分在堆積起來(lái)之后,并不是立即就形成工程意義上的“土，而是“松散堆積物.在巖土工作者看來(lái)，顆粒之間沒(méi)有任何膠結(jié)聯(lián)系,排列得十分疏松，孔洞大而多，這時(shí)并沒(méi)有形成穩(wěn)定的“土結(jié)構(gòu)”。在堆積物逐漸增厚達(dá)到一個(gè)比較穩(wěn)定的

8、時(shí)期,堆積物在當(dāng)?shù)氐乃疅岘h(huán)境的作用下,顆粒之間逐漸產(chǎn)生一些“膠結(jié)聯(lián)系，這時(shí)“松散堆積物才算是初步形成“土。堆積相對(duì)穩(wěn)定以后的“土”，繼續(xù)受到土層增厚和當(dāng)?shù)貧夂驐l件的影響，承受著干濕和冷熱的交替作用，粒間膠結(jié)物的集聚、沉淀和結(jié)晶,導(dǎo)致“本地化”結(jié)構(gòu)連結(jié)的生成，在這沉積周期形成相對(duì)穩(wěn)定的土結(jié)構(gòu)。4 不同區(qū)域土的工程特性舉例4。1 黃土 黃土是一種特殊的第四紀(jì)陸相松散堆積物，主要呈黃色和褐黃色,顆粒成分以粉粒為主，天然黃土密度小、空隙率大、含水較小、塑性透水性較強(qiáng)、抗水性較弱，其最大的特性就是濕陷性，其在分布上：黃土高原西北部的粒度粗，東南部的粒度細(xì)，這是著名的地質(zhì)學(xué)家劉東生發(fā)現(xiàn)的，也是“風(fēng)成論的有

9、力佐證.根據(jù)其顆粒的粗細(xì)可以把黃土劃分為砂黃土、粉黃土和粘黃土三帶.砂黃土和粉黃土地區(qū)的氣候雖然比較干燥,但還是有一定的化學(xué)風(fēng)化作用,除了鈉離子被淋溶隨雨水流走外，鉀離子一淋出就被分解的硅鋁晶體吸收形成少量的次生粘土礦物;這時(shí)大量的鈣離子淋出后就地和空氣中的二氧化碳形成微晶碳酸鈣，附著在骨架顆粒表面和粒間接觸處成為“接觸膠結(jié)連接結(jié)構(gòu)，這就是“濕陷性黃土”發(fā)生過(guò)程的特征?？墒窃谡滁S土地區(qū),這種微晶碳酸鈣隨著氣候由西北而東南變濕熱,鈣離子再度從微晶碳酸鈣淋出,淀積在黃土層的底層，這時(shí)“濕陷性黃土程度逐漸減弱，黃土的濕陷性也由強(qiáng)變?nèi)酢?。2 紅土 紅土是指碳酸鹽類巖石經(jīng)強(qiáng)烈化學(xué)風(fēng)化后形成的高塑性粘土

10、。其主要工程特性為：高塑性和分散性、高含水率、低密實(shí)率、強(qiáng)度較高壓縮性較低、具有明顯的收縮性、膨脹性輕微。它廣泛分布在我國(guó)云貴高原、四川東部、兩湖和兩廣北部一些地區(qū)，是一種區(qū)域性特殊土。但其不同區(qū)域性質(zhì)也有所差異,如貴州貴陽(yáng)的粘紅土的無(wú)側(cè)限強(qiáng)度遠(yuǎn)比云南昆明的砂紅土低得多。可是決定它們強(qiáng)度的游離氧化鐵含量卻相差不多，貴州貴陽(yáng)紅土的顏色是棕黃的，而昆明紅土的顏色卻是深紅的，結(jié)合物化、和現(xiàn)代儀器分析表明，雖然兩者的游離氧化鐵含量差不了多少，但其賦存狀態(tài)卻大不相同.前者大量以含水氧化鐵賦存，只含少量針鐵礦；而后者則幾乎都是以赤鐵礦賦存，連針鐵礦也很少有。顯然，這與貴陽(yáng)的潮濕氣候和昆明的干燥氣候有關(guān).4

11、。3 海洋土 海洋土是唯一與氣候條件不直接相關(guān)的區(qū)域性土，它們自南而北沿海分布.如果說(shuō)黃土、紅土和膨脹土是在陸地上堆積的,一般來(lái)說(shuō)它們是不飽和的三相土，巖土力學(xué)學(xué)者稱之為非飽和土；海洋土則是在海水或湖水中沉積的，它們是飽和的二相土。太沙基的飽和固結(jié)理論，就是根據(jù)這類土發(fā)展起來(lái)的。它們的工程性質(zhì)也比較特殊，主要表現(xiàn)為強(qiáng)度特低和壓縮變形特大。4。4 膨脹土 膨脹土又稱脹縮土，系指隨含水量的增加而膨脹，隨含水量的減少而收縮，具有明顯的膨脹和收縮特性的細(xì)粒土.其一般工程性質(zhì)為具有較大的天然密度和干密度,含水量和孔隙率較小，其液限和塑性指數(shù)都較大，一般為超壓的細(xì)粒土,壓縮性小，抗剪強(qiáng)度一般都比較高，遇水

12、后則顯著降低。其分布廣泛，如我國(guó)云南、廣西、貴州、湖北、湖南、等地分布較多。二、了解巖土的分類和性能1、巖土的工程分類4根據(jù)土方開(kāi)挖的難易程度不同，可將土石分為八類，以便選擇施工方法和確定勞動(dòng)量,為計(jì)算勞動(dòng)力、機(jī)具及工程費(fèi)用提供依據(jù).（1）一類土:松軟土主要包括砂土、粉土、沖積砂土層、疏松的種植土、淤泥(泥炭)等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為0.50。6，采用鍬、鋤頭挖掘，少許用腳蹬。(2)二類土：普通土主要包括粉質(zhì)黏土;潮濕的黃土；夾有碎石、卵石的砂；粉土混卵(碎）石；種植土、填土等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為0。60.8，用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松。（3）三類土：堅(jiān)土主要包括軟及中等密實(shí)黏土；重粉質(zhì)黏土、礫石土;干黃土、

13、含有碎石卵石的黃土、粉質(zhì)黏土；壓實(shí)的填土等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為0.81。0，主要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘,部分用撬棍。(4）四類土：砂礫堅(jiān)土主要包括堅(jiān)硬密實(shí)的黏性土或黃土;含碎石卵石的中等密實(shí)的黏性土或黃土;粗卵石；天然級(jí)配砂石；軟泥灰?guī)r等,堅(jiān)實(shí)系數(shù)為1.01。5，整個(gè)先用鎬、撬棍，后用鍬挖掘,部分使用楔子及大錘。（5)五類土：軟石主要包括硬質(zhì)黏土；中密的頁(yè)巖、泥灰?guī)r、白堊土；膠結(jié)不緊的礫巖；軟石灰及貝殼石灰石等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為1。 54.o，用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法。(6）六類土：次堅(jiān)石主要包括泥巖、砂巖、礫巖;堅(jiān)實(shí)的頁(yè)巖、泥灰?guī)r，密實(shí)的石灰?guī)r；風(fēng)化花崗巖、片麻巖及正長(zhǎng)巖等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為4。

14、010,0,用爆破方法開(kāi)挖，部分用風(fēng)鎬。(7)七類土：堅(jiān)石主要包括大理石；輝綠巖；玢巖；粗、中粒花崗巖;堅(jiān)實(shí)的白云石、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r；微風(fēng)化安山巖;玄武巖等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為10。018。0，用爆破方法開(kāi)挖。(8)八類土:特堅(jiān)石主要包括安山巖；玄武巖；花崗片麻巖；堅(jiān)實(shí)的細(xì)粒花崗巖、閃長(zhǎng)巖、石英巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玢巖、角閃巖等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為18.025.0以上，用爆破方法開(kāi)挖。2、巖土的工程性能巖土的工程性能主要是強(qiáng)度、彈性模量、變形模量、壓縮模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角等物理力學(xué)性能，各種性能應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定.1.內(nèi)摩擦角：土體中顆粒間相互移動(dòng)和膠合作用形成的摩擦特性。其數(shù)值為強(qiáng)度

15、包線與水平線的夾角.內(nèi)摩擦角，是土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，土力學(xué)上很重要的一個(gè)概念，是工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。土的內(nèi)摩擦角反映了土的摩擦特性。內(nèi)摩擦角在力學(xué)上可以理解為塊體在斜面上的臨界自穩(wěn)角，在這個(gè)角度內(nèi)，塊體是穩(wěn)定的；大于這個(gè)角度，塊體就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng).利用這個(gè)原理，可以分析邊坡的穩(wěn)定性.2土抗剪強(qiáng)度:是指土體抵抗剪切破壞的極限強(qiáng)度，包括內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力?？辜魪?qiáng)度可通過(guò)剪切試驗(yàn)測(cè)定。當(dāng)土中某點(diǎn)由外力所產(chǎn)生的剪應(yīng)力達(dá)到土的抗剪強(qiáng)度、發(fā)生了土體的一部分相對(duì)于另一部分的移動(dòng)時(shí)，便認(rèn)為該點(diǎn)發(fā)生了剪切破壞。工程實(shí)踐和室內(nèi)試驗(yàn)都驗(yàn)證了土受剪產(chǎn)生的破壞.剪切破壞是強(qiáng)度破壞的重要特點(diǎn)，所以強(qiáng)度問(wèn)題是土力學(xué)中最重要的基本內(nèi)

16、容之一.3黏聚力：是在同種物質(zhì)內(nèi)部相鄰各部分之間的相互吸引力，這種相互吸引力是同種物質(zhì)分子之間存在分子力的表現(xiàn).只有在各分子十分接近時(shí)(小于10-6cm）才顯示出來(lái)。黏聚力能使物質(zhì)聚集成液體或固體。特別是在與固體接觸的液體附著層中，由于黏聚力與附著力相對(duì)大小的不同，致使液體浸潤(rùn)固體或不浸潤(rùn)固體.4土的天然含水量：土中所含水的質(zhì)量與土的固體顆粒質(zhì)量之比的百分率，稱為土的天然含水量。土的天然含水量對(duì)挖土的難易、土方邊坡的穩(wěn)定、填土的壓實(shí)等均有影響。5土的天然密度:土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量,稱為土的天然密度。土的天然密度隨著土的顆粒組成、孔隙的多少和水分含量而變化，不同的土密度不同。6土的干密度

17、:單位體積內(nèi)土的固體顆粒質(zhì)量與總體積的比值，稱為土的干密度。干密度越大，表明土越堅(jiān)實(shí).在土方填筑時(shí)，常以土的干密度控制土的夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。7土的密實(shí)度:是指土被固體顆粒所充實(shí)的程度，反映了土的緊密程度。8土的可松性：天然土經(jīng)開(kāi)挖后,其體積因松散而增加，雖經(jīng)振動(dòng)夯實(shí)，仍不能完全恢復(fù)到原來(lái)的體積，這種性質(zhì)稱為土的可松性。它是挖填土方時(shí)，計(jì)算土方機(jī)械生產(chǎn)率、回填土方量、運(yùn)輸機(jī)具數(shù)量、進(jìn)行場(chǎng)地平整規(guī)劃豎向設(shè)計(jì)、土方平衡調(diào)配的重要參數(shù)。三、巖石物理性質(zhì)地球物理勘探中所涉及的各類巖石和礦物的物理性質(zhì)。巖石的密度、彈性波傳播速度、磁化率、電阻率、熱導(dǎo)率、放射性等，是形成各種地球物理場(chǎng)的基礎(chǔ)。磁性常用的巖石磁性參數(shù)

18、是磁化率、磁化強(qiáng)度、剩余磁化強(qiáng)度矢量，以及剩余磁化強(qiáng)度同感應(yīng)磁化強(qiáng)度的比值q. 礦物按其磁性的不同可分為3類：1、反磁性礦物，如石英、磷灰石、閃鋅礦、方鉛礦等。磁化率為恒量，負(fù)值，且較小。2、順磁性礦物，大多數(shù)純凈礦物都屬于此類。磁化率為恒量，正值,也比較小。3、鐵磁性礦物,如磁鐵礦等含鐵、鈷、鎳元素的礦物。磁化率不是恒量，為正值,且相當(dāng)大.也可認(rèn)為這是順磁性礦物中的一種特殊類型。 巖石的磁性主要決定于組成巖石的礦物的磁性，并受成巖后地質(zhì)作用過(guò)程的影響。一般說(shuō)，橄欖石、輝長(zhǎng)石、玄武巖等基性、超基性巖漿巖的磁性最強(qiáng)；變質(zhì)巖次之；沉積巖最弱. 1、巖漿巖的磁性取決于巖石中鐵磁性礦物的含量。結(jié)構(gòu)構(gòu)造

19、相同的巖石，鐵磁性礦物含量愈高，磁化率值愈大。鐵磁性侵入巖的天然剩余磁化強(qiáng)度，按酸性、中性、基性、超基性的順序逐漸變大。鐵磁性侵入巖的特點(diǎn)是q值一般小于1。由接觸交代作用而形成的巖石，q值可達(dá)13,甚至更大. 2、沉積巖的磁性主要也是由鐵磁性礦物的含量決定的.分布最廣的沉積巖造巖礦物，如石英、方解石、長(zhǎng)石、石膏等,為反磁性或弱順磁性礦物。菱鐵礦、鈦鐵礦、黑云母等礦物之純凈者是順磁性礦物;含鐵磁性礦物雜質(zhì)者具有強(qiáng)順磁性。沉積巖的磁化率和天然剩余磁化強(qiáng)度值都比較小。 3、變質(zhì)巖的磁性是由其原始成分和變質(zhì)過(guò)程決定的。原巖為沉積巖的變質(zhì)巖，磁性一般比較弱；原巖為巖漿巖的變質(zhì)巖在變質(zhì)作用相同時(shí)，其磁性一

20、般比原巖為沉積巖的變質(zhì)巖強(qiáng)。大理巖和結(jié)晶灰?guī)r為反磁性變質(zhì)巖。巖石變質(zhì)后，磁性也發(fā)生變化。蛇紋石化的巖石磁性比原巖強(qiáng)；云英巖化、粘土化、絹云母化和綠泥石化的巖石，磁性比原巖減弱。 巖石磁性的各向異性是巖石的層狀結(jié)構(gòu)造成的。磁化率高,變質(zhì)程度深的巖石，磁各向異性很明顯.褶皺區(qū)沉積巖的磁各向異性一般要比地臺(tái)區(qū)的大。 巖石的天然剩余磁化強(qiáng)度矢量是在巖石形成過(guò)程中，按當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)方向“凍結(jié)”下來(lái)的。這個(gè)矢量的指極性與現(xiàn)代地磁場(chǎng)方向一致的稱為正極性。巖石的年代愈古老，它的剩余磁化強(qiáng)度矢量的成分愈復(fù)雜。巖石剩余磁性由各種天然磁化過(guò)程形成。巖石在磁場(chǎng)中從居里點(diǎn)以上溫度冷卻時(shí)獲得的剩余磁性稱為熱剩余磁性；巖

21、石中的鐵磁性物質(zhì)在磁場(chǎng)中由于磁粘滯性而獲得的剩余磁性稱粘滯剩余磁性;沉積巖中的微小磁性顆粒在沉積過(guò)程中受磁場(chǎng)作用采取定向排列因而獲得的剩余磁性稱為沉積剩余磁性；沉積物中的鐵礦物沉積后，在磁場(chǎng)中經(jīng)化學(xué)變化而獲得的剩余磁性稱化學(xué)剩余磁性；還有等溫剩余磁性是常溫下磁性物質(zhì)在磁場(chǎng)中獲得的剩余磁性(見(jiàn)巖石磁性）。巖石的剩余磁性是古地磁學(xué)賴以建立的基礎(chǔ)。 巖石和礦物的磁性與溫度、壓力有關(guān)系。順磁性礦物的磁化率與溫度的關(guān)系遵循居里定律。鐵磁性礦物的居里溫度一般為300700，其磁化率一般隨溫度升高而增大(可達(dá)50），至居里溫度附近則迅速下降。鐵磁性礦物的磁化率與溫度的關(guān)系有兩種類型：一為可逆型，即在礦物加熱

22、和冷卻過(guò)程中溫度相同時(shí)磁化率值相同,如純磁鐵礦、鈦鐵礦。另一種為不可逆型，即礦物加熱和冷卻過(guò)程中溫度相同時(shí)磁化率值不同,如對(duì)升溫不穩(wěn)定的鐵磁性礦物。巖石加熱時(shí)，磁化率也逐步升高,至200400迅速下降。巖石的磁化率和磁化強(qiáng)度值都隨壓力的增大而減小. 密度和孔隙度礦物的密度是由構(gòu)成該礦物各元素的原子量和礦物的分子結(jié)構(gòu)決定的。大多數(shù)造巖礦物如長(zhǎng)石、石英、輝石等具有離子型或共價(jià)型結(jié)晶鍵密度為2.23.5克厘米3（極少數(shù)達(dá)4.5克厘米3)。結(jié)晶鍵為離子金屬型或共價(jià)-金屬型的礦物,如鉻鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦等密度較大，為3.57。5克厘米3。天然金屬的密度最大。 石油的密度是由其成分決定的。年代老的石油一

23、般有較小的密度。地層水的密度決定于水中溶解的物質(zhì)。 巖石的密度取決于它的礦物組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、孔隙度和它所處的外部條件. 影響巖漿巖的因素對(duì)于侵入巖和噴出巖來(lái)說(shuō)是不同的.侵入巖的孔隙度很小，其密度主要由化學(xué)成分決定.從酸性到超基性，隨著二氧化硅含量的減少和鐵鎂氧化物含量的增加,侵入巖的密度逐漸增大.在金屬礦區(qū)，巖石中金屬礦物的含量增高，巖石的密度就增大.礦區(qū)花崗巖的密度有的就高達(dá)2。7克厘米3以上。隨著從酸性到超基性的過(guò)渡，由于硅鋁含量減小，鐵鎂含量增大，噴出巖的密度也逐漸增大。但噴出巖的孔隙度比侵入巖大，其密度也就比相應(yīng)的侵入巖的密度小。 沉積巖的密度是由組成沉積巖的礦物密度、孔隙度和填充孔隙

24、氣體和液體的密度決定的。沉積巖的孔隙度變化較大，一般為235%,也有高達(dá)50%以上的.石灰?guī)r、白云巖、石膏等的孔隙度較小。沉積巖在壓力作用下孔隙度變小，其密度常隨埋深和成巖作用的加深而增大。 變質(zhì)巖的密度主要決定于其礦物組成。變質(zhì)巖的孔隙度很小，一般為0.13%，很少有達(dá)5的.巖石變質(zhì)后密度的變化取決于變質(zhì)作用的性質(zhì)。在區(qū)域變質(zhì)性質(zhì)中,綠片巖相巖石的密度一般比原巖小,其他深變質(zhì)相巖石的密度比原巖大.在動(dòng)力變質(zhì)中，如構(gòu)造應(yīng)力較小，則變質(zhì)巖的密度小于原巖；如果應(yīng)力較大因而引起再結(jié)晶時(shí)，則變質(zhì)巖的密度等于或大于原巖. 孔隙度較大的巖石即使礦物成分相同，由于其孔隙中所含物質(zhì)的成分不同，密度可以相差較大

25、。潛水面下水飽和的巖石密度就比干燥的巖石密度大。巖石風(fēng)化后密度變小。巖石的密度一般是隨壓力的增大而增大.侵入巖在壓力作用下密度變化最大的是花崗巖,超基性巖最小。當(dāng)壓力為20108帕?xí)r，花崗巖的密度變化為 25,輝長(zhǎng)巖為23,超基性巖小于2。 彈性波傳播速度縱波和橫波在巖石和礦物中傳播的速度vp和vs是地球物理勘探中常用的兩個(gè)參數(shù)。 天然金屬如金的波速最低，vp為2.00公里秒，vs為1.18公里秒；硅鋁礦物和無(wú)鐵氧化礦物如黃玉、尖晶石、剛玉的vp約為911公里秒；金剛石中vp達(dá)18.3公里秒。大多數(shù)造巖礦物的vp為5.507。50公里秒。 礦物中波的傳播速度與礦物的密度有關(guān)，對(duì)于主要造巖礦物，

26、如長(zhǎng)石、石英等，波速一般隨密度的增加而升高;對(duì)于金屬礦物和天然金屬，波速一般隨密度的增加而下降。 云母、石墨等礦物彈性波速度的各向異性非常顯著。酸性巖石的造巖礦物如正長(zhǎng)石、石英等，vp一般為5.706。25公里秒；其暗色礦物如黑云母中的波速較低?；詭r石的造巖礦物如角閃石、輝石,vp大于7.0公里/秒。超基性巖中的造巖礦物例如橄欖石，vp達(dá)8。0公里/秒以上。石油的超聲波速度隨密度和壓力的增大而增大,隨溫度的升高而減小.地層水的vp隨壓力和礦化度的升高而增大；它也隨溫度的升高而增大，但當(dāng)溫度超過(guò)80100以后又隨溫度升高而減小。 巖石中的波速取決于其礦物成分和孔隙充填物的彈性。 巖漿巖和變質(zhì)巖

27、的彈性波速度與巖石密度的關(guān)系接近于線性關(guān)系，密度越大，速度越高。巖漿巖和變質(zhì)巖的含水飽和度增大時(shí)，vp變大，vs也變大,但不如vp的變化那樣顯著.氣飽和巖石的vp比相應(yīng)的水飽和巖石的vp小。片麻巖等片理發(fā)育的巖石，沿片理面測(cè)量的波速大于垂直片理面測(cè)量的波速,有時(shí)相差一倍以上. 沉積巖中的彈性波速度受孔隙度的影響很大，變化范圍很寬。地面疏松土壤和黃土的vp最小，砂巖、頁(yè)巖次之，碳酸鹽類巖石的vp最大.孔隙為油、水所飽和的巖石的波速比干燥巖石的波速大.同一類沉積巖，年齡較老或埋深較大的，其波速也較大。 壓力增大時(shí)，巖石中的波速增大。 電性地球物理勘探中常用的巖石電性參數(shù)有電導(dǎo)率 或電阻率,電容率和

28、極化率. 在外電場(chǎng)恒定時(shí)，巖石和礦物的電導(dǎo)率 一般為常數(shù)，其倒數(shù)即為電阻率。外電場(chǎng)為交變場(chǎng)時(shí),電導(dǎo)率為頻率的函數(shù)。在高頻時(shí)，由于位移電流比較明顯，在低頻和超低頻時(shí)，由于某些巖石和礦石的激發(fā)極化電流比較明顯,使場(chǎng)與電流之間出現(xiàn)相位差，此時(shí)的電導(dǎo)率用復(fù)數(shù)表示，而電阻率不再為電導(dǎo)率的倒數(shù)。大多數(shù)巖石和礦石的電導(dǎo)率在歐姆定律關(guān)系式中是一常系數(shù)。這類巖石和礦石稱為歐姆導(dǎo)體。在一些各向異性的晶體和等離子體中，外電場(chǎng)和電流的方向不一致，此時(shí)物體的導(dǎo)電特性不能用歐姆定律來(lái)描述。這類物體稱為非歐姆導(dǎo)體，它們的電導(dǎo)率為一張量。電法勘探中所用的電導(dǎo)率，一般是指定場(chǎng)或低頻時(shí)不包含激發(fā)極化作用而測(cè)定的標(biāo)量值,習(xí)慣上常使

29、用其倒數(shù)電阻率這個(gè)量。 按導(dǎo)電特性不同,礦物可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和介電體.一些金屬（如自然金、自然銅等）和石墨等屬于導(dǎo)體（10-610-5歐姆米）。多數(shù)金屬硫化物和金屬氧化物屬于半導(dǎo)體（10-6106歐姆米）。絕大多數(shù)造巖礦物（石英、長(zhǎng)石、 云母等）屬于介電體（106歐姆米）。不同巖石和礦石的礦物組成、 結(jié)構(gòu)構(gòu)造、孔隙液含量和液體的性質(zhì)都不相同，因此它們的電阻率值常相差很大，有時(shí)可以相差20個(gè)數(shù)量級(jí)。同類巖石的電阻率值也常因孔隙液含量和液體含鹽濃度的增加或減小而明顯降低或升高。這種變動(dòng)能達(dá)24個(gè)數(shù)量級(jí)。 巖石和礦石的電阻率值隨溫度和壓力的變化規(guī)律與礦物組分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造有關(guān)。電阻率一般隨溫度升高而下

30、降；隨壓力的變化趨勢(shì)常因巖石種類而異。拉長(zhǎng)形礦物呈定向排列的巖石、礦石和層狀巖層，其電阻率值常顯現(xiàn)各向異性。電流平行于礦物的拉長(zhǎng)方向或巖層的層面時(shí)所測(cè)定的電阻率值t，常小于電流垂直于礦物的拉長(zhǎng)方向或巖層層面時(shí)所測(cè)定的電阻率值 n.定義電阻率各向異性系數(shù)=。幾種巖石的值見(jiàn)表2。巖石和礦物的電容率即為介電常數(shù)。在實(shí)用中為了方便，常采用無(wú)量綱參數(shù)相對(duì)電容率k（=/0），0為真空中電容率。電容率或相對(duì)電容率都是頻率的函數(shù).在交變電場(chǎng)中，介質(zhì)的電容率是復(fù)數(shù)。在各向異性的介質(zhì)中,電容率是張量。 面極化系數(shù)和極化率是激發(fā)極化法(見(jiàn)電法勘探）所用的兩個(gè)電性參數(shù).當(dāng)電流流過(guò)巖石或礦體中的兩相(孔隙溶液和導(dǎo)體）界

31、面或通過(guò)巖石中含有溶液的寬度不同的孔隙時(shí)，將產(chǎn)生電極極化或薄膜極化等電化學(xué)作用，使兩相界面附近，隨著充電時(shí)間增長(zhǎng)逐漸積累新的電荷,產(chǎn)生超電壓并漸趨飽和。這樣形成的電場(chǎng)分布，稱為激發(fā)極化場(chǎng)。該場(chǎng)在外電源斷掉后,逐漸衰減為零。這個(gè)現(xiàn)象稱為巖石或礦體的激發(fā)極化效應(yīng)。反映致密塊狀礦體與液體的界面上激發(fā)極化效應(yīng)的參數(shù)為面極化系數(shù),它由下式定義：式中v為超電壓，v2和v1分別為界面礦體一側(cè)和含液體的圍巖一側(cè)的電位，n為礦體的外法線方向,比例系數(shù)稱為面極化系數(shù)，單位為米或厘米。附圖所示為石墨樣品在不同電流密度j0的外電流激發(fā)下，在通電時(shí)和斷電后陽(yáng)極和陰極的超電壓隨時(shí)間變化的特征曲線.實(shí)線和虛線分別代表石墨的

32、陽(yáng)極和陰極.當(dāng)j0的數(shù)值不大時(shí)，v 隨j0作線性變化,此時(shí)的面極化系數(shù)為常數(shù)。當(dāng)j0較大時(shí)，v與j0之間將出現(xiàn)非線性關(guān)系，面極化系數(shù)不再為常數(shù)，而且某些物體的陰極極化和陽(yáng)極極化的面極化系數(shù)可能出現(xiàn)明顯的差異。對(duì)于不同導(dǎo)體，這種差異的特點(diǎn)不同。 在浸染型金屬礦石或礦化巖石中，金屬礦物顆粒散布在整個(gè)體積中，每個(gè)金屬顆粒都能發(fā)生激發(fā)極化效應(yīng)。因而在外電場(chǎng)作用下，激發(fā)極化效應(yīng)遍布整個(gè)礦體或礦化體。這種作用稱為體積極化。反映體積極化作用強(qiáng)弱的無(wú)量綱參數(shù)是極化率：設(shè)e1為沒(méi)有激發(fā)極化效應(yīng)時(shí)外加于礦體或巖石的一次電場(chǎng)，e2為礦體或巖石在一次電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的激發(fā)極化場(chǎng)，則有 =【e2/(e1+e2)】100%

33、，極化率也有類似于面極化系數(shù)的時(shí)間特性和非線性效應(yīng),但極化率隨時(shí)間變化較快,出現(xiàn)非線性的電流密度也比較大.不含導(dǎo)電礦物的巖石一般不出現(xiàn)非線性現(xiàn)象。含礦巖石的極化率要比不含礦的大得多。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造相同的同類含礦巖石中，隨著導(dǎo)電礦物體積含量(v）的增加,極化率開(kāi)始明顯增大，漸趨于某一極大值。極化率在很大程度上受著結(jié)構(gòu)構(gòu)造的控制。此外，極化率還與溫度和孔隙液含鹽濃度等因素有關(guān)。巖石或礦石中有拉長(zhǎng)形導(dǎo)電礦物，當(dāng)其呈定向排列時(shí)，這種巖石或礦石的極化率有明顯的各向異性. 幾種巖石和礦石的極化率 。熱學(xué)性質(zhì)在地球物理工作中常用的熱學(xué)參數(shù)是熱導(dǎo)率。礦物的熱導(dǎo)率以金屬礦物為最高.噴出巖造巖礦物的熱導(dǎo)率低于副礦物的

34、熱導(dǎo)率.變質(zhì)巖的造巖礦物如紅柱石、藍(lán)晶石的熱導(dǎo)率高于侵入巖造巖礦物的熱導(dǎo)率。大多數(shù)礦物的熱導(dǎo)率都顯示各向異性. 巖石的熱導(dǎo)率取決于組成巖石的礦物和固體顆粒間的介質(zhì)如空氣、水、石油等的絕熱性質(zhì)。27時(shí)空氣的熱導(dǎo)率為0.03瓦米度；0時(shí)的水為0.56瓦米度；冰為2.23瓦米度；石油為0。14瓦米度?？紫抖仍龈邥r(shí)熱導(dǎo)率下降。當(dāng)溫度和壓力升高時(shí)，空氣的熱導(dǎo)率顯著增大。 巖漿巖和變質(zhì)巖的熱導(dǎo)率相對(duì)于沉積巖來(lái)說(shuō)變化范圍不大，數(shù)值較高。侵入巖中,超基性巖的熱導(dǎo)率較高，花崗巖次之，中間成分的侵入巖又次之。噴出巖的熱導(dǎo)率比相應(yīng)的侵入巖小,火山熔巖的熱導(dǎo)率最小。變質(zhì)巖的熱導(dǎo)率一般在2。0瓦米度以上，石英巖高達(dá)7.

35、6瓦米度。沉積巖的熱導(dǎo)率變化范圍大是熱導(dǎo)率較低的孔隙充填物造成的。沉積巖中熱導(dǎo)率最低的是疏松飽水深海沉積。大陸沉積中的可燃性有機(jī)巖如泥煤、褐煤、炭質(zhì)油頁(yè)巖等,熱導(dǎo)率較低。陸源泥質(zhì)沉積的熱導(dǎo)率也比較低,且隨沉積的固結(jié)程度而變。致密或結(jié)晶的碳酸鹽巖類和石英質(zhì)巖類的熱導(dǎo)率較高。礫石礫巖粉砂巖泥巖系列中，組成巖石的顆粒越小，熱導(dǎo)率越低。 巖石和礦物的熱導(dǎo)率與溫度、壓力有關(guān)系.一般說(shuō)來(lái)，溫度升高,熱導(dǎo)率降低,特別是溫度升至473k700k時(shí),熱導(dǎo)率降低很快。在室溫下，壓力升高，沉積巖的熱導(dǎo)率增大，最大的增值可達(dá)0.44瓦米度.當(dāng)壓力從零升至 100大氣壓時(shí),熱導(dǎo)率變化最大.壓力再升高，則熱導(dǎo)率變化不大,

36、或趨于一常數(shù)。 放射性天然放射性勘探方法所依據(jù)的是巖石和礦石中放射性元素成分和含量的差別。放射性礦物如鈾礦等的放射性元素含量最高,鋯石等稀有副礦物和磁鐵礦等金屬礦物次之,絕大多數(shù)造巖礦物的放射性元素含量都比較低。巖石的放射性元素含量以巖漿巖和變質(zhì)巖為最高,沉積巖次之。巖漿巖中，按超基性、基性、中性、酸性的順序，放射性元素含量逐漸增加。 人工放射性勘探方法中最重要的參數(shù)是元素的熱中子俘獲截面。氫、鋰等元素的熱中子俘獲截面較??；鎘、釓等元素的熱中子俘獲截面較大,釷、鈾等元素的熱中子俘獲截面次之。四、巖體風(fēng)化程度的判別1。巖體風(fēng)化的基本特征 在各種風(fēng)化營(yíng)力作用下，巖石所發(fā)生的物理和化學(xué)變化過(guò)程稱為巖

37、石風(fēng)化.其中影響巖石風(fēng)化的風(fēng)化營(yíng)力主要是太陽(yáng)熱能、水溶液（地表、地下及空氣中的水）、空氣（氧氣及二氧化碳等）及生物有機(jī)體等。同時(shí)按照風(fēng)化營(yíng)力的類型及引起巖石變化的方式,風(fēng)化作用可以分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化三種. 與原巖相比風(fēng)化使巖石發(fā)生了一系列的變化從工程地質(zhì)的角度出發(fā)，這些變化主要有以下幾點(diǎn)：巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生變化，即其完整性遭到削弱和破壞;巖石礦物成分和化學(xué)成分發(fā)生變化，巖石工程地質(zhì)性質(zhì)惡化。 風(fēng)化后的巖石在工程建筑上的優(yōu)良性質(zhì)削弱了,不良性質(zhì)則增加了，使工程地質(zhì)條件大為惡化。 2。巖石風(fēng)化的判別 巖石風(fēng)化程度的劃分及工程特性研究，對(duì)于大型水利水電工程、高層建筑、道路橋梁等工程建基面

38、的選擇以及地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工方案的確定起著關(guān)鍵性作用，對(duì)評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定和邊坡工程亦具有重要意義。 影響巖石風(fēng)化的因素有很多其中最主要的有氣候、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和一些其他的因素。巖石的風(fēng)化往往不是單因子作用的結(jié)果，而是由多種因素所共同控制的。 目前,巖石風(fēng)化程度劃分多采用工程地質(zhì)定性評(píng)價(jià)方法,從巖石顏色、次生礦物的發(fā)生、節(jié)理裂隙發(fā)育情況、機(jī)械破碎程度、風(fēng)化深度、以及巖石的物理、力學(xué)和水理性質(zhì)變化等方面綜合分析確定。關(guān)于巖石風(fēng)化程度的定量評(píng)價(jià)，目前常采用的是對(duì)巖體工程地質(zhì)性質(zhì)比較敏感的一些物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo),通過(guò)室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試巖石物理力學(xué)性質(zhì)單項(xiàng)或綜合指標(biāo)進(jìn)行風(fēng)化程度分帶。由于巖石類型的千差萬(wàn)

39、別，影響巖石風(fēng)化因素復(fù)雜,各種巖石風(fēng)化速度和風(fēng)化后形態(tài)的變化也各異。因此，很難建立巖石風(fēng)化程度劃分的統(tǒng)一、定量的標(biāo)準(zhǔn)。巖石風(fēng)化程度劃分應(yīng)當(dāng)采用定性描述和定量指標(biāo)相結(jié)合的方法，兩者互為印證以積累利用定量指標(biāo)劃分巖石風(fēng)化程度的經(jīng)驗(yàn)。 2 2。1 巖石顏色 風(fēng)化程度不同的巖石，在外觀上首先表現(xiàn)為顏色的差異。如有的原巖新鮮時(shí)為灰綠色，風(fēng)化后，在風(fēng)化殼剖面由上往下則變?yōu)?，黃綠色、黃褐色、棕紅色、紅色，這是從整體看的.從局部或某一色彩來(lái)看,顏色的變化程度也有所不同有的僅沿巖石的裂隙面發(fā)生變化，有的僅部分巖體發(fā)生變化，有的則全部巖體均發(fā)生變化。風(fēng)化越厲害顏色越淺，隨著風(fēng)化作用的進(jìn)行長(zhǎng)石被風(fēng)化,只剩下無(wú)色的石

40、英,而花崗巖中的長(zhǎng)石是肉紅色的鉀長(zhǎng)石和紅色的正長(zhǎng)石。中風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的顏色應(yīng)該都是暗灰色的,微風(fēng)化是紅褐色。2。2 次生礦物的發(fā)生不同礦物的抗風(fēng)化能力是不同的。巖石中那些不穩(wěn)定的礦物總是首先風(fēng)化變異，當(dāng)風(fēng)化作用持續(xù)進(jìn)行時(shí),稍穩(wěn)定的、穩(wěn)定的礦物才順次開(kāi)始發(fā)生風(fēng)化，這時(shí)不穩(wěn)定的礦物可能已經(jīng)變得面目全非了.即使同一礦物在不同的風(fēng)化階段所形成的新礦物也不一樣。此外,化學(xué)風(fēng)化在不同時(shí)期其主要作用的化學(xué)反應(yīng)是不同的.因此,在風(fēng)化殼的不同部位，具有不同的礦物共生組合，根據(jù)具體條件下風(fēng)化巖石中礦物的共生組合規(guī)律，可作為巖石風(fēng)化程度的判別依據(jù)。天荒坪壩址區(qū)的流紋質(zhì)品屑熔結(jié)凝灰?guī)r中的主要品屑成份為鉀長(zhǎng)石其含量

41、在20左右,粒徑為0。10。5mm。鉀長(zhǎng)石在風(fēng)化過(guò)程中,逐漸分解為粘土類的次生礦物.在衡量長(zhǎng)石的次生變化程度時(shí),可采用次生蝕變率，它是指風(fēng)化長(zhǎng)石的體積百分含量.具體確定次生蝕變率時(shí)，首先估計(jì)標(biāo)本薄片中風(fēng)化長(zhǎng)石的面積其次估計(jì)風(fēng)化長(zhǎng)石的厚薄。由于長(zhǎng)石風(fēng)化后粘土中吸收了氧化鐵的成份,所以長(zhǎng)石表面的明暗程度、紅褐色調(diào)的變化以及正交偏光鏡下的光學(xué)特性就成了長(zhǎng)石風(fēng)化厚度的分析依據(jù).2.3 節(jié)理裂隙發(fā)育情況 巖石在其形成過(guò)程中以及后期的地質(zhì)作用下往往不可避免的會(huì)產(chǎn)生許多的節(jié)理和裂隙。一方面,這些節(jié)理裂隙作為巖體的軟弱面容更易受到風(fēng)化作用的影響，成為風(fēng)化作用的突破口以及風(fēng)化最強(qiáng)烈的部位。另一方面,風(fēng)化作用又會(huì)

42、進(jìn)一步的擴(kuò)大發(fā)展這些巖體的節(jié)理和裂隙，又為更深入的風(fēng)化創(chuàng)造條件。比如物理風(fēng)化中的冰劈作用。 風(fēng)化裂隙是巖石風(fēng)化程度的一個(gè)重要判別標(biāo)志。這種微裂隙具有無(wú)方向性、 不規(guī)則發(fā)育、延伸性差、多被氧化鐵充填等特點(diǎn)。對(duì)強(qiáng)風(fēng)化帶巖樣進(jìn)行顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)裂隙很發(fā)育，密集程度高,呈網(wǎng)狀或樹(shù)枝狀，被紅褐色氧化鐵充填，在弱風(fēng)化帶，風(fēng)化裂隙發(fā)育差，密集程度較低，局部充填氧化鐵,在微風(fēng)化帶，這種裂隙偶爾可見(jiàn)，氧化鐵只見(jiàn)點(diǎn)狀浸染.風(fēng)化作用形成的這種裂隙和構(gòu)造斷裂產(chǎn)生的細(xì)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 機(jī)械破碎程度巖體的破碎程度反映了巖體的風(fēng)化程度.隨著巖石風(fēng)化程度的加深，完整堅(jiān)硬的巖體逐漸破碎

43、成塊石、碎石、砂粒、粉粘粒。同樣的，通過(guò)巖體的機(jī)械破碎程度可以初步的判斷出巖體的風(fēng)化程度。在極地和沙漠地區(qū),由于氣候干冷，化學(xué)風(fēng)化的作用不大，巖石易破碎為棱角狀的碎屑.最典型的例子，是將矗立于干燥的埃及已35個(gè)世紀(jì)并保存完好的克列奧帕特拉花崗巖尖柱塔,搬移到空氣污染嚴(yán)重的紐約城中心公園之后，僅過(guò)了75年就已面目全非.地勢(shì)起伏大的山區(qū)，風(fēng)化產(chǎn)物易被外力剝蝕而使基巖裸露,加速風(fēng)化.山坡的方向涉及到氣候和日照強(qiáng)度，如山體的向陽(yáng)坡日照強(qiáng)，雨水多,而山體的背陽(yáng)坡可能常年冰雪不化,顯然巖石的風(fēng)化特點(diǎn)差別較大。2。5 風(fēng)化深度風(fēng)化作用往往會(huì)在巖石表面形成一層風(fēng)化殼往往越靠近原巖部分風(fēng)化程度就越弱.同時(shí),對(duì)于

44、同一種巖石,這種風(fēng)化殼的厚度越大,即風(fēng)化深度越大巖體的風(fēng)化程度就越大.風(fēng)化深度是石窟等石質(zhì)文物穩(wěn)定性、耐久性評(píng)價(jià)和保護(hù)方案制定的重要依據(jù)之一.本文在定性觀察的基礎(chǔ)上，利用環(huán)境磁學(xué)便攜式磁化率儀對(duì)云岡石窟風(fēng)化砂巖進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)化程度無(wú)損探測(cè)，提出了云岡石窟片狀風(fēng)化砂巖風(fēng)化程度定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并探測(cè)了云岡石窟龍王廟溝西側(cè)崖壁砂巖的風(fēng)化深度。認(rèn)為云岡石窟片狀風(fēng)化砂巖風(fēng)化程度分為5級(jí)，云岡石窟片狀風(fēng)化砂巖在風(fēng)化退質(zhì)過(guò)程中磁化率值具有先升高后降低的特征。龍王廟溝西側(cè)崖壁水平鉆孔zk3、zk6處砂巖的風(fēng)化深度分別為400mm和570mm，相應(yīng)的風(fēng)化速度為0。26350 -0。26882mm/a和0。37549

45、0。38306mm/a,離溝口直線距離對(duì)此處砂巖的風(fēng)化具有控制作用.風(fēng)化的主要影響因素是武周山南崖壁的卸荷裂隙十分發(fā)育，它不僅導(dǎo)致石窟寺巖體邊坡的失穩(wěn)，也為水的入滲和滲流,石雕表面鹽類的運(yùn)移和積聚提供了良好的通道,更進(jìn)一步加速了石雕文物的風(fēng)化.建議對(duì)武周山南崖壁表面巖體進(jìn)行防風(fēng)化處理，并修建保護(hù)性窟檐以減小風(fēng)化營(yíng)力的作用。2.6 物理、力學(xué)及水理性質(zhì)變化風(fēng)化巖石水理性質(zhì)及物理性質(zhì)的變化是原巖礦物成分和結(jié)構(gòu)變化的綜合反映. 在風(fēng)化殼剖面上,由上到下這些性質(zhì)變化的趨勢(shì)是：（1)孔隙性和壓縮性由大到?。唬?）吸水性由強(qiáng)到弱；（3）聲波速度由小到大；（4）強(qiáng)度由低到高.花崗巖就可以用力學(xué)指標(biāo)去判定其它的大多數(shù)還是以經(jīng)驗(yàn)判定。主要還是根據(jù)各類巖石巖性其風(fēng)化后所表現(xiàn)出的各種特征來(lái)判定。在江西南昌，以泥質(zhì)粉砂巖為主其強(qiáng)風(fēng)化就表現(xiàn)出泥土狀及碎片狀，強(qiáng)度很低，手可折斷;中風(fēng)化,裂隙較發(fā)育,層面多見(jiàn)fe、me質(zhì)，而