風(fēng)化的工程地質(zhì)

風(fēng)化的工程地質(zhì)問題、定義＞風(fēng)化：巖石在各種風(fēng)化營力作用下，發(fā)生的物理和化學(xué)變化過程。＞風(fēng)化殼：表層不同深度的巖石，遭受風(fēng)化程度的不同，形成不同成分和結(jié)構(gòu)的多層殘積物，由其構(gòu)成的復(fù)雜剖面稱為風(fēng)化殼。不同巖石，不同地區(qū)，風(fēng)化殼有很大差別。其厚度很大差別，大則幾百米。地殼表層保留的主要為現(xiàn)代時(shí)期形成的風(fēng)化殼。當(dāng)風(fēng)化殼形成后，被后來的堆積物掩埋，被保留下來成為古風(fēng)化殼。二、 風(fēng)化類型＞物理風(fēng)化：由于溫度變化、水的凍融、鹽類結(jié)晶、植物根劈等力的作用下，引起巖石的機(jī)械破碎，而不伴隨有化學(xué)成分和礦物成分明顯變化的現(xiàn)象。主要發(fā)生在干旱寒冷的地區(qū)，風(fēng)化深度相對較小。＞化學(xué)風(fēng)化：巖石在水、氧及有機(jī)體等作用下所發(fā)生的一系列化學(xué)變化過程，引起巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分和化學(xué)成分的變化。多發(fā)生于溫暖潮濕的地方，風(fēng)化深度可達(dá)百米以上。＞生物風(fēng)化：既有物理風(fēng)化特點(diǎn)，又具有化學(xué)風(fēng)化特征。生物新陳代謝產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)或機(jī)械破壞，如釋放大量有機(jī)物酸及CO2，加強(qiáng)水溶液溶解能力。多發(fā)生于溫暖潮濕的地方，風(fēng)化深度可達(dá)百米以上。主要風(fēng)化作用：氧化、溶解、水化、水解、碳酸化和硫酸化等作用。三、 風(fēng)化結(jié)果及工程意義＞巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造發(fā)生變化巖體完整性遭受破壞，結(jié)構(gòu)性喪失，空隙性增大，礦碎成塊石、碎石或土體。＞巖石的礦物成分和化學(xué)成分發(fā)生變化可溶礦物溶解流失，耐風(fēng)化礦物殘留下來，形成穩(wěn)定性好的次生礦物:如綠泥石、絹云母、高嶺石、蒙脫石等。?巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化如：力學(xué)強(qiáng)度的降低壓縮性變增大（由基巖一粘土）滲透性增強(qiáng)次生礦物的抗水性降低、親水性增強(qiáng)，易崩解、膨脹、軟化。工程意義總體上：惡化了巖石的工程性質(zhì).在工程選址、巖土體穩(wěn)定、地基處理、災(zāi)害防治、工程造價(jià)等方面都有重要意義?；A(chǔ)建基面處置、確定礦坑邊坡角、洞室圍巖支護(hù)、基坑開挖層支護(hù)、抗滑工程設(shè)置等都要考慮到風(fēng)化問題。影響巖石風(fēng)化的因素一、氣候因素溫度溫差大、冷熱變化頻率快有利于物理風(fēng)化；溫度變化對巖石在水中的溶解度和化學(xué)反應(yīng)速度、水溶液濃度都有有較大影響，從而影響化學(xué)風(fēng)化的速度。降雨（濕度）各種化學(xué)風(fēng)化是水（CO2,02）參與下完成的，運(yùn)動(dòng)的水及礦物質(zhì)運(yùn)移，破壞化學(xué)平衡，促進(jìn)反應(yīng)不斷進(jìn)行。水的加入使風(fēng)化向多樣化、深度發(fā)展。二巖性因素礦物成分：抗風(fēng)化能力氧化物＞硅酸鹽＞碳酸鹽和硫化物常見造巖礦物易溶解性順序：食鹽、石膏、方解石、橄欖石、輝石、角閃石、滑石、蛇紋石、綠簾石、正長石、黑云母、白云母、石英。最穩(wěn)定的造巖礦物：石英巖漿巖：酸性巖>中性巖>基性巖>超基性巖變質(zhì)巖：淺變質(zhì)巖〉中等變質(zhì)巖〉深變質(zhì)巖沉積巖：抗風(fēng)化能力大于巖漿巖、變質(zhì)巖?；瘜W(xué)風(fēng)化較弱沉積巖是由前一旋迪的風(fēng)化礦物組成，遭受二次風(fēng)化后仍產(chǎn)生水化、水解、淋濾作用。風(fēng)化厚度不大，但如粘土巖、頁巖等風(fēng)化速度很快。黑云母：水化脫鉀^^^水云母輝石、角閃石：水解一綠泥石一蒙脫石白云母：一伊利石一蒙脫石一高嶺土石英：一硅酸一石髓一次生石英一般：石英、高嶺土、氧化鐵、鋁土礦通常是最終產(chǎn)物的組合。化學(xué)成分活動(dòng)性強(qiáng)的元素：K、Na等，隨水流失。活動(dòng)性弱的元素：Fe、Al、Si等，殘留在原地。含活動(dòng)元素多者易于風(fēng)化。同一種元素，所組成的化合物不同，巖石的抗風(fēng)化能力也不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單一礦物組成的巖石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)：單礦巖〉復(fù)礦巖礦物成分相同：等粒結(jié)構(gòu)〉不等粒結(jié)構(gòu)，單粒結(jié)構(gòu)巖石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，細(xì)粒>粗粒Si質(zhì)膠結(jié)>Ca質(zhì)膠結(jié)>泥質(zhì)膠結(jié)原因：導(dǎo)熱性不同、脹縮性不同、比表面積不同。三地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)結(jié)構(gòu)面：斷層、層面、節(jié)理、沉積間斷面、侵入巖與圍巖接觸面等斷層帶（裂隙密集帶）:囊狀風(fēng)化層理面：差異風(fēng)化一崩塌等節(jié)理、裂縫面：球形風(fēng)化四地形地形不同影響氣候及水文地質(zhì)條件、光照、溫差條件，溝谷側(cè)向入侵作用，殘積物滯留條件。高度海拔高地區(qū)：以物理風(fēng)化為主海拔低地區(qū)：化學(xué)風(fēng)化速度較快坡度陡坡地段：風(fēng)化速度較大，風(fēng)化殼較薄緩坡地段：風(fēng)化速度較慢，風(fēng)化殼較厚地殼運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈上升期：風(fēng)化速度快，風(fēng)化殼厚度不大穩(wěn)定期：風(fēng)化徹底，風(fēng)化殼厚度大人類活動(dòng)人工開挖基坑、邊坡、隧洞、砍伐森林等風(fēng)化的分帶情況：全風(fēng)化帶：疏松、半疏松碎、塊石占95%。縱波速度500-2000m/s，滲透系數(shù)0.1-2.6m/d，結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度低。強(qiáng)風(fēng)化帶：疏松、半疏松巖石夾半堅(jiān)硬巖石，疏松者占30-70%，縱波速度2000-3000m/s，滲透系數(shù)0.1-4m/d，抗壓強(qiáng)度＜20MPa弱風(fēng)化：上部堅(jiān)硬塊石夾半疏松碎屑，碎屑含＜20%，