動力工程地質(zhì)四

專題二

風化作用

一、風化作用的意義

1.

風化：

位于地殼表面或接近于地面的巖石經(jīng)受著風、電、大氣降水和溫度等大氣營力以及生物活動等因素的影響，巖石會發(fā)生破碎或成分變化，這種變化的過程稱為風化。

2.風化作用的結(jié)果：

●導致巖石的強度和穩(wěn)定性降低，對工程建筑條件起著不良的影響;●促進滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象的形成和發(fā)展。

3.

風化營力：引起風化作用發(fā)生的風化因素統(tǒng)稱為風化營力。

二、風化作用類型按風化營力的不同，風化作用可分為三大類型：

物理風化作用

化學風化作用

生物風化作用

（一）物理風化作用

物理風化作用：是指巖石在風化營力的影響下，產(chǎn)生一種單純的機械破壞作用。

特點：破壞后巖石的化學成分不改變，只是巖石發(fā)生崩解、破碎、形成巖屑，巖石由堅硬變疏松。

引起巖石物理風化作用的因素：主要是溫度變化和巖石裂隙中水分的凍結(jié)。

●溫度變化是引起巖石物理風化作用的最主要因素。因為：

（1）由于溫度的變化產(chǎn)生溫差，溫差可促使巖石膨脹和收縮交替地進行，久之則引起巖石破裂。

（2）巖石本身的某些性質(zhì)，如巖石的顏色、礦物成分和礦物顆粒的大小等對于溫度變化的感應(yīng)程度是不同的。

●水的凍結(jié)在嚴寒地區(qū)和高山接近雪線地區(qū)經(jīng)常發(fā)生。

當氣溫到0℃或以下時，在巖石裂隙中的水，就產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。水由液態(tài)變成固態(tài)時，體積膨脹約9％，對裂隙兩壁產(chǎn)生很大的膨脹壓力，起到楔子的作用，稱為“冰劈”。（二）化學風化作用

化學風化作用：是指巖石在水和各種水溶液的化學作用和有機體的生物化學作用下所引起的破壞過程。

特點：不僅破碎了巖石，而且改變了化學成分，產(chǎn)生了新的礦物，直到適應(yīng)新的化學環(huán)境為止。

化學風化作用類型：水化作用、氧化作用、水解作用，以及溶解作用。

●水化另作用水化翻作用扶是水脖分和均某種達礦物器質(zhì)的蕩結(jié)合鞭，在榆結(jié)合赤時，昂一定轉(zhuǎn)分量螺的水惠加入厘到物殘質(zhì)的仍成分糾里，燙改變?nèi)樟说V劃物原診有的詠分子曉式，扔引起孔體積秀膨脹者，使彈巖石煤破壞爹。如硬刷石膏運（Ca啄SO4）遇水嫩后變肝成普棗通石葵膏（Ca紙SO42H2O）其體剃積膨剩脹60％，澇這對傾圍巖襖產(chǎn)生沙巨大丸壓力活，使糧圍巖礦脹裂慈?！裱趸T作用氧化賊作用著常是宮在有蓋水存挽在時輛發(fā)生極的，贏在水弊溶液再，低洋氧化技合物欲、硫債化物懂和有駁機化填合物墻發(fā)生扒了氧臂化反這映。如：赤低價柿鐵--庫-氧化--澆-變成錫高價捏鐵。黃鐵研礦（Fe予S2）--氧化--走-硫酸劍亞鐵員（Fe皇SO4和硫謎酸（H2SO4），而硫妖酸有襲腐蝕情作用然。能過溶蝕進巖石忍中某嫌些礦森物，屆形成店一些器洞穴逝和斑雞點，泄致使靠巖石狐破壞糖?！袼夥饔盟馑宰饔枚愂侵赴V物則與水漂的成束分起絲式化學飄作用觸形成衡新的竭化合季物。如正昨長石邊（KA夢lS義i3O8）經(jīng)水守解后幟形成堵高嶺帥土（A12O3·2燭Si巡壽O2·H2O）、石英炮（Si娛O2）和氫點氧化付鉀（KO齊H）。再如敢大氣浙中和返水中銷經(jīng)常俗含有云二氧執(zhí)化碳語（CO2），它與呀圍巖名礦物癢相互惜作用嘆形成勇碳酸收化合母物，月稱其般為碳就酸鹽殃化作賤用。●溶解傷作用溶解潑作用樂是指聲水直徹接溶柔解巖行石礦答物的給作用遣，使召巖石嘩遭到遮破壞芒。最容器易溶炭解的辟是鹵夾化鹽法類（子巖鹽設(shè)、鉀逃鹽）臂，其繼次是劃硫酸懶鹽（倉石膏煮、硬裳石膏豆），駐再次誰是碳叫酸鹽航類（稼石灰考巖、睛白云緣瑞巖等劃）。如：裙在石助灰?guī)r然地區(qū)盼經(jīng)常孟有溶常洞、寄溶溝駱等巖差溶現(xiàn)閉象，糊就是鳳這種中溶解煌作用買造成硬的。（三歇）生岡物風代化作妨用生物墳風化針作用墊：巖石極在動計、植然物及潮微生定物影惠響下礙所起僑的破戲壞作悟用稱六為生見物風刃化作饅用?！魃飳挼奈锢碛铒L化：植物拜對于泰巖石孝的物蹈理風幟化作誓用表滅現(xiàn)在片根部久楔入栽巖石休裂隙虜中，巴而使遲巖石授崩裂；動物逆對于車巖石鈔的物層理風撥化作境用表靈現(xiàn)為蒸穴居梢動物襪的掘公土、責穿鑿義等的廟破壞靠作用溫并促夢進巖似石風艷化。△生物溉的化學能風化表現(xiàn)酒為生喊物的匠新陳尼代謝燭，其類遺體煩以及陣其產(chǎn)事生的單有機小酸、序碳酸雪、硝酷酸等填的腐掠蝕作馬用，賺使巖明石礦贏物分蠟解和嬌風化認。造抱成巖認石成艷分改執(zhí)變、勇性質(zhì)姜軟化風和疏晝松。三、延巖石苦風化觀程度襖和風金化帶（一流）巖級石風敞化程沸度巖石機風化晨的結(jié)百果，差使原愧來母堵巖性名質(zhì)改廢變，綢形成曾不同蘆風化朝程度僑的風不化巖付。按逆巖石羊風化舟深淺亦和特俊征，匙可將駁巖石風化陷程度劃分漏為五塔級。風化唱程度究巖導石結(jié)挖構(gòu)潔礦物屆成分收破碎話性未風箭化萌未變執(zhí)未變微風意化鄭基退本未糊變責基敗本未壇變孕無勿疏松貪物質(zhì)弱風霉化株部什分破匯壞省稍待微變翅質(zhì)傻有泉松散節(jié)物質(zhì)強風魯化捐大焰部分仆破壞座顯用著變跑化裕疏松蓬物與盜堅硬辨體混病雜全風隨化娘全倆部破棍壞銅風化滴成土凝狀世不含串堅硬焰塊體（二間）風化專帶巖石震的風尿化一擁般是鞏由表斑及里我呈帶辛狀分燥布。經(jīng)由地遺表往襪下風叫化作休用的亭影響破逐漸睡減弱立以至忠消失妖。因噴此在睜風化盒剖面婚的不命同深暗度上初，巖跪石的竊物理畏力學撐性質(zhì)讀有明宰顯的奏差異蒸。從展巖石輪風化蜘程度漏的深杰淺，稻在風剪化剖盯面上拳自下箏而上機可分常成四順個風災(zāi)化帶珠：微風頂化帶棒、弱賄風化穗帶、翁強風亡化帶和全風躺化帶?！鲙r石昌風化痰帶的災(zāi)界線批，在診工程候建筑迅中是輩一項呀重要瞞的工攜程地觀質(zhì)資程料?！鞑煌╋L化勸帶的拔分界轉(zhuǎn)線，突可作乎為巖煮基持蟲力層幫、基濕坑開迅挖、變挖方乳邊坡勸坡度遣以及章采取朗相應(yīng)糾的加邪固措光施的吸依據(jù)樸之一魚?！饕_箭切地評劃分醫(yī)風化浪界線騰尚無圓有效竿方法計，通晉常只挽根據(jù)稀當?shù)靥康牡馗圪|(zhì)條潑件并待結(jié)合紙實踐穩(wěn)經(jīng)驗辭予以攏確定抗。四、設(shè)巖石傅風化卵的治掌理巖石筑風化捧的治府理方蓋法可亡采用挖除和防治兩種齊措施。（一鳥）挖逢除方洪法。這種抹措施戲是采棟取挖書除一桿部分割危及暢建筑鍋物安沉全的減風化脹厲害轎的巖啦層，界挖除售的深痕度是碎根據(jù)格風化進巖的塞風化央程度殿、風西化裂柿隙、也風化摩巖的軋物理浩力學吐性質(zhì)悅和工幣程要代求等屆來確碰定。既挖除驢風化斜巖石兇是一攏個困征難而漿耗費束時間稠的過預(yù)程，圈因而升宜少臘挖。（二存）防清治方臭法。這種模方法寫是采肌取制綢止風挺化作逼用繼企續(xù)發(fā)燦展，御或采攻用人均工方枕法加這固風款化巖戰(zhàn)的措苗施?！鞲采w醉