土木工程地质-第四章-风化作用
合集下载
工程地质专题-风化作用
4/28
•生物风化(biological weathering)
•生物物理风化 ---根劈作用 •生物化学风化 ---遗体新陈代谢 产生有机酸
5/28
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在 地表形成的一个不连 续的岩土层称为风化 壳(crust of
weathering)。
土壤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ残积层
半风化 岩石
基岩
2/28
剥离作用
球状风化 图解
3/28
•化学风化(chemical weathering)
溶解作用：可溶性岩石被水溶解。 水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。 水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅酸
盐矿物主要通过此方式破坏。
氧化作用：低价化合物变为高价。 碳酸化作用：水中含有co2时使水解作用加剧。
6/28
1、风化作用 (weathering)：
在地表环境下由于大气、水、生物等作用，岩石在原地分解和破坏，形成 松散堆积物（土）的过程。岩石的风化物在地表形成的覆盖岩土层称为风化壳。
物理风化作用 化学风化作用 生物风化作用
1/28
• 物理风化(physical weathering )
剥离作用 冰劈作用 盐类结晶胀裂作用
•生物风化(biological weathering)
•生物物理风化 ---根劈作用 •生物化学风化 ---遗体新陈代谢 产生有机酸
5/28
风化壳垂直剖面
岩石风化后的产物在 地表形成的一个不连 续的岩土层称为风化 壳(crust of
weathering)。
土壤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ残积层
半风化 岩石
基岩
2/28
剥离作用
球状风化 图解
3/28
•化学风化(chemical weathering)
溶解作用：可溶性岩石被水溶解。 水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。 水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅酸
盐矿物主要通过此方式破坏。
氧化作用：低价化合物变为高价。 碳酸化作用：水中含有co2时使水解作用加剧。
6/28
1、风化作用 (weathering)：
在地表环境下由于大气、水、生物等作用，岩石在原地分解和破坏，形成 松散堆积物（土）的过程。岩石的风化物在地表形成的覆盖岩土层称为风化壳。
物理风化作用 化学风化作用 生物风化作用
1/28
• 物理风化(physical weathering )
剥离作用 冰劈作用 盐类结晶胀裂作用
第四章 岩石风化分解
岩石的工程性质恶化。如透水性增强，抗水性减弱，亲水性增加， 强度和弹性模量降低，变形量增大等。 总之，风化后的岩石在工程建筑上优良性质减弱了，不良性质 则增加了，使工程地质条件恶化。
总体上： 恶化了岩石的工程性质. 在工程选址、岩土体 稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面 都有重要意义。基础建基面处置、确定矿坑边 坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑 工程设置等都要考虑到风化问题。
第四章 岩石风化工程地质
第一节 概述 第二节 影响岩石风化的因素 第三节 风化壳岩石的垂直分带 第四节 岩体风化速度的研究 第五节 防治岩石风化的措施第 Nhomakorabea节 概述
一、风化和风化作用的概念
风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物 理和化学变化过程。
风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度 的不同，形成不同成分和结构的多层残积物， 由其构成的复杂剖面称为风化壳。 不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。其 厚度很大差别，大则几百米。 地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳 。当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被 保留下来成为古风化壳。
根据岩石风化程度和特性及场地工程地质条件，选择地下 洞室施工开挖的设备和方法，确定对已风化岩石的处理措 施;
根据岩石风化的速度、风化营力的大小和风化作用的类型 等因素，确定基坑、路堑敞开时的安全期限，选择防止岩 石风化的措施。
为此，必须注意研究以下问题：
1.加强不同气候带、不同地质地理地区，在不同风化营力 作用下，风化壳的形成、分布规律及其区域工程地质特 征的研究；
残积土
二、风化岩石的工程性状及工程意义
岩石风化后，发生了一系列不同程度的变化，从而改变了岩石的工 程特性，主要表现在：
岩石矿物成分和化学成分发生变化。原生矿物经受水解、水化、 氧化等作用后，逐渐转化生成新的次生矿物，特别是粘土矿物， 从而改变了岩石的性质。
总体上： 恶化了岩石的工程性质. 在工程选址、岩土体 稳定、地基处理、灾害防治、工程造价等方面 都有重要意义。基础建基面处置、确定矿坑边 坡角、洞室围岩支护、基坑开挖层支护、抗滑 工程设置等都要考虑到风化问题。
第四章 岩石风化工程地质
第一节 概述 第二节 影响岩石风化的因素 第三节 风化壳岩石的垂直分带 第四节 岩体风化速度的研究 第五节 防治岩石风化的措施第 Nhomakorabea节 概述
一、风化和风化作用的概念
风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物 理和化学变化过程。
风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度 的不同，形成不同成分和结构的多层残积物， 由其构成的复杂剖面称为风化壳。 不同岩石，不同地区，风化壳有很大差别。其 厚度很大差别，大则几百米。 地壳表层保留的主要为现代时期形成的风化壳 。当风化壳形成后，被后来的堆积物掩埋，被 保留下来成为古风化壳。
根据岩石风化程度和特性及场地工程地质条件，选择地下 洞室施工开挖的设备和方法，确定对已风化岩石的处理措 施;
根据岩石风化的速度、风化营力的大小和风化作用的类型 等因素，确定基坑、路堑敞开时的安全期限，选择防止岩 石风化的措施。
为此，必须注意研究以下问题：
1.加强不同气候带、不同地质地理地区，在不同风化营力 作用下，风化壳的形成、分布规律及其区域工程地质特 征的研究；
残积土
二、风化岩石的工程性状及工程意义
岩石风化后，发生了一系列不同程度的变化，从而改变了岩石的工 程特性，主要表现在：
岩石矿物成分和化学成分发生变化。原生矿物经受水解、水化、 氧化等作用后，逐渐转化生成新的次生矿物，特别是粘土矿物， 从而改变了岩石的性质。
土木工程地质分章名词解释
土木工程地质分章名词解释地质学：地质学(geology)一词是由瑞士人索修尔(saussure H.B.de)于1779年提出的，指〝地球的科学〞，研究内容十分广泛，它要紧研究地球的组成、构造及其形成和演化规律。
工程地质学：是介于地质学与工程学之间的一门边缘交叉学科，它研究土木工程中的地质问题，也确实是研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处理和正确使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质问题。
即工程地质学是为了解决地质条件与人类工程活动之间矛盾的一门有用性学科。
地质环境：地球的表层环境，即在内外营力作用下形成的与工程有关的自然地质条件。
地基：在土和岩层中修建建筑物，承担建筑物全部重量的那部分土和岩层称为建筑物的地基。
地基承载力：是指地基所能承担由建筑物基础传递来的荷载的能力。
工程地质条件：指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合，包括地层岩性、地质构造、水文地质条件、地表地质作用、地势地貌等。
地势地貌：地势指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形状特点；地貌那么说明地势形成的缘故、过程和时代。
水文地质：是地质学中研究地下水的分支，包括地下水的成因、埋藏、分布动态和化学成分等方面的内容。
工程地质问题：已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和进展，构成威逼阻碍工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。
第二章地壳及其物质组成地质作用：塑造地壳面貌的自然作用即地质作用。
内力地质作用：其动力来自于地球自身、且要紧发生在地壳内部的塑造地壳面貌的自然作用。
外力地质作用：由太阳辐射热引起并要紧发生在地壳的表层的自然作用。
人为地质作用：指由人类工程活动引起的地质效应，又称为工程地质作用。
矿物：天然形成的单中化合物，为均质固体，具有相对稳固的化学成份和物理性质。
条痕：将矿物在无釉瓷板上刻画后留下的矿物粉末的颜色。
光泽：矿物表面对可见光的反射能力。
硬度：矿物抗击外力机械作用的强度。
第四章 第四纪沉积物及其工程地质特征(1)
雨水和溶雪水的地质作用以冲刷作用为主， 它们沿着斜坡面流动，将地表的碎屑物质顺斜 坡向下搬运或移动。通常冲刷作用是在整个斜 坡面上进行，好像是把地面剥去一层一样，其 结果是使地形逐渐变得平缓，并造成水土流失。 冲刷作用在地表无植物覆盖的情况下最强烈； 在有茂密植物覆盖的地面上，则不显著。 坡积土(slope wash)：高处的风化碎屑物 坡积土(slope wash)：高处的风化碎屑物 由于雨水或溶雪水的搬运，或者由于本身的重 力作用，运移到坡下或山麓堆积而成的土。
河谷地貌
上游地区，由于坡度陡，流速大， 上游地区，由于坡度陡，流速大， 垂直侵蚀作用强。 在中游地区，一般两岸受侧方侵 在中游地区，一般两岸受侧方侵 蚀作用的冲刷较强，因而河谷斜 坡的形状比较开展，谷底比较宽 阔。 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 作用强，河谷开展，成宽广的平 谷。泥砂类的沉积物多，成广大 平原，洪水容易泛滥。
洪积土： 洪积土：当山洪急流携带大量石块泥砂在山口以外
的平缓地带沉积下来便形成洪积土。
洪积土的特征： 洪积土的特征：
物质大小混杂，分选性差，颗粒多带有棱角。 洪积扇顶部以粗大块石为多；中部地带颗粒变细，多 为砂砾粘土交错；扇的边缘则以粉砂和粘性土为主。 洪积物质随近山到远山 呈现由粗到细的分选作用， 但碎屑物质的磨圆度由于 搬运距离短而仍不佳。山 洪大小交替的分选作用， 常呈不规则的交错层状构 造，交错层状构造往往形 成夹层、尖灭及透镜体等 产状。
第四章
第四纪沉积物及其工程地质特征
内容提要： 内容提要：
一、风化作用及残积土 二、地表流水的地质作用 三、海洋的地质作用 四、湖泊的地质作用 五、冰川的地质作用 六、风的地质作用
第四纪地质Quarternary 第四纪地质Quarternary Geology
河谷地貌
上游地区，由于坡度陡，流速大， 上游地区，由于坡度陡，流速大， 垂直侵蚀作用强。 在中游地区，一般两岸受侧方侵 在中游地区，一般两岸受侧方侵 蚀作用的冲刷较强，因而河谷斜 坡的形状比较开展，谷底比较宽 阔。 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 作用强，河谷开展，成宽广的平 谷。泥砂类的沉积物多，成广大 平原，洪水容易泛滥。
洪积土： 洪积土：当山洪急流携带大量石块泥砂在山口以外
的平缓地带沉积下来便形成洪积土。
洪积土的特征： 洪积土的特征：
物质大小混杂，分选性差，颗粒多带有棱角。 洪积扇顶部以粗大块石为多；中部地带颗粒变细，多 为砂砾粘土交错；扇的边缘则以粉砂和粘性土为主。 洪积物质随近山到远山 呈现由粗到细的分选作用， 但碎屑物质的磨圆度由于 搬运距离短而仍不佳。山 洪大小交替的分选作用， 常呈不规则的交错层状构 造，交错层状构造往往形 成夹层、尖灭及透镜体等 产状。
第四章
第四纪沉积物及其工程地质特征
内容提要： 内容提要：
一、风化作用及残积土 二、地表流水的地质作用 三、海洋的地质作用 四、湖泊的地质作用 五、冰川的地质作用 六、风的地质作用
第四纪地质Quarternary 第四纪地质Quarternary Geology
工程地质学-第四章 风化作用
温差大的地区，在白 天当太阳光直射时，岩 石表层增温而膨胀，而 内部膨胀小甚至未发生 变化。到了夜晚气温骤 降，岩石表面收缩。这 样使其岩石表面与内部 产生应力差。这种生应 力差就会使岩石破裂。
水的冻融
贮藏在地表岩石 空隙中的液态水， 当温度下降到摄氏 零度以下时，就会 结冰，结冰后的体 积体积增大1／11左 右空隙中产生巨大 的，这种压力就会 岩石裂开。
山西省新广武～原平高速公路5号高边坡 （坡高58m）尚未开挖，倾向坡面软弱结构面明显
古风化壳：地质历史时期形成的的风化壳。
★找矿： 因风化壳上常有风化矿床（见铝土矿）
★ 恢复古地理，古气候： 不同风化壳的厚度、成分来研究，因它们直接
与气候有关。
★ 构造研究： 古风化壳具有不整合意义（不整合面上常有风
化壳存在），因此它又可叫风化剥蚀面，通过不 整合面研究（古风化壳）可知地壳运动的性质。
如：块状岩石遭 受多组裂隙破坏，在 交叉处最易风化， 最后将岩石变为球形 体（球状风化）。
构造运动的影响： 上升区—风化较强、 物理风化盛行， 稳定或下降区—地形 平坦，风化产物堆积 原地，流水，生物丰 富，化学风化、生物 风化盛行
球形风化
球形风化
球形风化
第四节 风化作用的产物
土壤 岩石经过物理风化作用、化学
第三节 影响风化石作柱风用化的前后因对比素
气候因素
气候因素主要是降水量、 湿度和温度。因水在风化 中作用强烈，而温度对风 化速度。
1 寒冷区——物理风化为主 （寒冻风化），化学风化 生物风化不强烈。
2 干旱区——温差大，降水 少，物理风化为主。
3 炎热潮湿区——水多，气 温高，生物繁茂，所以化 学、生物风化强烈 。
第三节 影响风化作用的因素
水的冻融
贮藏在地表岩石 空隙中的液态水， 当温度下降到摄氏 零度以下时，就会 结冰，结冰后的体 积体积增大1／11左 右空隙中产生巨大 的，这种压力就会 岩石裂开。
山西省新广武～原平高速公路5号高边坡 （坡高58m）尚未开挖，倾向坡面软弱结构面明显
古风化壳：地质历史时期形成的的风化壳。
★找矿： 因风化壳上常有风化矿床（见铝土矿）
★ 恢复古地理，古气候： 不同风化壳的厚度、成分来研究，因它们直接
与气候有关。
★ 构造研究： 古风化壳具有不整合意义（不整合面上常有风
化壳存在），因此它又可叫风化剥蚀面，通过不 整合面研究（古风化壳）可知地壳运动的性质。
如：块状岩石遭 受多组裂隙破坏，在 交叉处最易风化， 最后将岩石变为球形 体（球状风化）。
构造运动的影响： 上升区—风化较强、 物理风化盛行， 稳定或下降区—地形 平坦，风化产物堆积 原地，流水，生物丰 富，化学风化、生物 风化盛行
球形风化
球形风化
球形风化
第四节 风化作用的产物
土壤 岩石经过物理风化作用、化学
第三节 影响风化石作柱风用化的前后因对比素
气候因素
气候因素主要是降水量、 湿度和温度。因水在风化 中作用强烈，而温度对风 化速度。
1 寒冷区——物理风化为主 （寒冻风化），化学风化 生物风化不强烈。
2 干旱区——温差大，降水 少，物理风化为主。
3 炎热潮湿区——水多，气 温高，生物繁茂，所以化 学、生物风化强烈 。
第三节 影响风化作用的因素
工程地质学-第四章土
土中的固体颗粒 构成土的骨架, 骨架之间贯穿着 大量的孔隙,孔 隙中充满着液体 和气体。土由固 体颗粒、液体和 气体三部分组成， 即土的三相组成
固相——包括多种矿物成分组成土的骨架， 骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空 隙是相互连通的，形成多孔介质；
液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g土
筛余
P
0
100
10
95
16
87 筛 18 78 分 24 66 法
22 55 38 36 72
水分法
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、 淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构 造，较疏松，含水量高，压缩性大而强 度低。
深海沉积物主要是有机质软泥。
7、风积土(eolian deposit)：
在干旱的气候条件下，岩石的风化碎 屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利 的条件下堆积起来的一类土，颗粒主要由 粉粒或砂粒组成，土质均匀，质纯，孔隙 大，结构松散。最常见的是风成砂和风成 黄土，部分风成黄土具有强烈的湿陷性。
原生矿物 ● 由岩石经物理风化生成的， ● 颗粒成分与母岩的相同， ● 常见的有石英、长石和云母 ● 颗粒较粗，多呈浑圆形状， ● 吸附水的能力弱，无塑性。
次生矿物 ●由原生矿物经化学风化生成的新矿物 ●它的成分成分与母岩的完全不同， ●有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物 ● 颗粒极细，且多呈片状， ● 性质活泼，吸附水能力强，具塑性。
河漫滩相冲积土：
固相——包括多种矿物成分组成土的骨架， 骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空 隙是相互连通的，形成多孔介质；
液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g土
筛余
P
0
100
10
95
16
87 筛 18 78 分 24 66 法
22 55 38 36 72
水分法
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、 淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构 造，较疏松，含水量高，压缩性大而强 度低。
深海沉积物主要是有机质软泥。
7、风积土(eolian deposit)：
在干旱的气候条件下，岩石的风化碎 屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利 的条件下堆积起来的一类土，颗粒主要由 粉粒或砂粒组成，土质均匀，质纯，孔隙 大，结构松散。最常见的是风成砂和风成 黄土，部分风成黄土具有强烈的湿陷性。
原生矿物 ● 由岩石经物理风化生成的， ● 颗粒成分与母岩的相同， ● 常见的有石英、长石和云母 ● 颗粒较粗，多呈浑圆形状， ● 吸附水的能力弱，无塑性。
次生矿物 ●由原生矿物经化学风化生成的新矿物 ●它的成分成分与母岩的完全不同， ●有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物 ● 颗粒极细，且多呈片状， ● 性质活泼，吸附水能力强，具塑性。
河漫滩相冲积土：
土木工程地质第四章-第四节 风化作用
主，无明显成分改变的过程。 （1）热胀冷缩作用：
主要发生在昼夜 温差变化大的地 区。
巨石的风化解体
球状风化
球状风化
球状风化
球状风化
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
沙漠
（2）冰劈作用：主要发生在雪线附近。（如:水结冰 时，体积增加1／11，对两壁岩石产生 96Mpa的压力）
冰劈作用
寒冻风化
第四节 风化作用 一. 定义：地表及地下一定深度的岩石，在自然因素作用
下，发生机械破碎和成分改变的过程。
花岗岩的球状风化
花岗岩风化坡面
砂岩的风化
砂岩及泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩及泥岩的风化
砂岩的风化
砂岩的风化
砂岩的风化
泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩的风化
第四节 风化作用
二. 风化作用类型： 1. 物理风化：指岩石在自然因素作用下以机械破碎为
3. 气候：
寒冷干燥 物理风化为主 温暖潮湿 化学风化为主
4. 地形：
陡峻： 物理风化为主 平缓： 化学风化为主
沿节理风化
沿节理风化
差异风化
第四节 风化作用
四. 岩石风化程度分级： 1. 分级依据：
矿物颜色：与新鲜岩石相比，颜色越暗淡，风化越严重。 岩矿石物破成碎分程：度次：生风矿化物裂越隙多越（多如，次风生化粘越土严、重褐。铁矿等），风化越严重。 岩石力学性质：与新鲜岩石相比，力学强度越低，风化越严重。 岩体结构：岩体结构越差，风化程度越高。
Байду номын сангаас
成分：热敏感矿物（暗色矿物）易风化；复矿物易风化。
颗粒大小：颗粒越粗越易风化；斑状结构易风化。
结构：颗粒形态：针、柱、片状矿物易风化。
主要发生在昼夜 温差变化大的地 区。
巨石的风化解体
球状风化
球状风化
球状风化
球状风化
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
沙漠
（2）冰劈作用：主要发生在雪线附近。（如:水结冰 时，体积增加1／11，对两壁岩石产生 96Mpa的压力）
冰劈作用
寒冻风化
第四节 风化作用 一. 定义：地表及地下一定深度的岩石，在自然因素作用
下，发生机械破碎和成分改变的过程。
花岗岩的球状风化
花岗岩风化坡面
砂岩的风化
砂岩及泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩及泥岩的风化
砂岩的风化
砂岩的风化
砂岩的风化
泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩的风化
第四节 风化作用
二. 风化作用类型： 1. 物理风化：指岩石在自然因素作用下以机械破碎为
3. 气候：
寒冷干燥 物理风化为主 温暖潮湿 化学风化为主
4. 地形：
陡峻： 物理风化为主 平缓： 化学风化为主
沿节理风化
沿节理风化
差异风化
第四节 风化作用
四. 岩石风化程度分级： 1. 分级依据：
矿物颜色：与新鲜岩石相比，颜色越暗淡，风化越严重。 岩矿石物破成碎分程：度次：生风矿化物裂越隙多越（多如，次风生化粘越土严、重褐。铁矿等），风化越严重。 岩石力学性质：与新鲜岩石相比，力学强度越低，风化越严重。 岩体结构：岩体结构越差，风化程度越高。
Байду номын сангаас
成分：热敏感矿物（暗色矿物）易风化；复矿物易风化。
颗粒大小：颗粒越粗越易风化；斑状结构易风化。
结构：颗粒形态：针、柱、片状矿物易风化。
风化作用
四、岩石风化作用的评价与防治 1.风化岩与风化带 1.风化岩与风化带 风化岩 风化带 力学性质 完整性 差 差 成分 次生 全风化带 强风化带 中风化带 微风化带 好 好 原岩 未风化带
2.残积物 1）概念：岩石风化的产物－残积层 2）工程地质特征： 工程地质特征： （1）成分 磨圆度、 （2）磨圆度、分选性 残积层产状：厚度、 （3）残积层产状：厚度、层理 不均匀沉降 （4 ） 边坡滑动
三、影响岩石风化作用的因素
气候因素（气温变化、降水、生物） 气候因素（气温变化、降水、生物） 地形因素（高度、坡度、切割程度） 地形因素（高度、坡度、切割程度） 地质因素（矿物成分、结构、构造） 地质因素（矿物成分、结构、构造）
化学风化时造岩矿物的相对稳定性(抗风化能力) 化学风化时造岩矿物的相对稳定性(抗风化能力)
不同的地质因素引 起差异风化
花岗岩奇峰怪石
差 异 风 化
矿物成分、结构、 矿物成分、结构、构造及节理状况不同的岩石共生在一 它们抵抗风化的能力不一致， 起，它们抵抗风化的能力不一致，则抗风化能力强的岩 石突出地表，抗风化能力弱的岩石凹入， 石突出地表，抗风化能力弱的岩石凹入，这一现象称为 差异风化。 差异风化。
风成地貌
二、风化作用类型 按风化作用的性质 －物理风化 物理风化是指地表岩石因温度变化和孔隙水的 冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。 冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。是一 种机械风化。 种机械风化。 －化学风化 化学风化是指岩石在水、 化学风化是指岩石在水、水溶液和空气中的氧 与二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、 与二氧化碳等的作用下所发生的溶解、水化、水解、 碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。 碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化。 －生物风化 生物在其生长和分解过程中， 生物在其生长和分解过程中，直接或间接地对 岩石矿物所起的物理和化学的风化作用。 岩石矿物所起的物理和化学的风化作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）水化作用：
CaSO4 H2O CaSO4 2H2O(体积增大1.5倍)
（3）氧化作用：
4FS2 15O2 11H2O 2Fe2O3 3H2O 8H2SO4
（4）碳酸化作用：
2KAISi3O2 3H2O K2CO3 4SiO2 H2O Al2Si2O5 (OH )4
岩石的化学风化
（3）盐类结晶作用：主要发生在强烈蒸发的干旱地 区。（如: 明矾结晶，体积膨胀 50％，压力达40kg/cm2）
黄土高原
第二节 风化作用
2. 化学风化：指岩石在自然因素作用下以化学成分改变 为主，无明显机械破碎的过程。
（1）溶解作用：
CaCO3 H 2O CO2 Ca(HCO3 )2 Ca2 2HCO3
（1）热胀冷缩作用： 主要发生在昼夜 温差变化大的地 区。
巨石的风化解体
球状风化
球状风化
球状风化
球状风化
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
沙漠
（2）冰劈作用：主要发生在雪线附近。（如:水结冰 时，体积增加1／11，对两壁岩石产生 96Mpa的压力）
冰劈作用
寒冻风化
寒冻风化
寒冻风化
2. 分级：（共五级） 未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化
风化程度分带
风化程度分带
风化程度分带
第二节 风化作用
五. 风化防治措施：
灌浆 堵塞裂隙。 喷 清浆 除护 强坡 风和 化封 和闭 全基 风坑 化。 层。 排除地下水。 工程加固。
喷浆护坡和框梁
喷浆护坡和框梁
拱形骨架护坡
拱形骨架护坡植草
岩石的化学风化
元谋土林
化学风化的花岗岩
化学风化的花岗岩
第二节 风化作用
3. 生物风化：指由生物活动过程引起的岩石风化。 （1）生物物理风化：根劈作用 （2）生物化学风化：有机酸侵蚀
生物物理风化-根劈作用
第二节 风化作用
三. 影响岩石风化的因素
1. 岩石性质
成因：岩石形成环境与目前环境差异越大，越易风化。
第二节 风化作用
一. 定义：地表及地下一定深度的岩石，在自然因素作用 下，发生机械破碎和成分改变的过程。
花岗岩的球状风化
花岗岩风化坡面
砂岩的风化
砂岩及泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩及泥岩的风化
砂岩的风化Βιβλιοθήκη 砂岩的风化砂岩的风化
泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩的风化
第二节 风化作用
二. 风化作用类型： 1. 物理风化：指岩石在自然因素作用下以机械破碎为 主，无明显成分改变的过程。
3. 气候：
寒冷干燥 物理风化为主 温暖潮湿 化学风化为主
陡峻： 物理风化为主
4. 地形： 平缓： 化学风化为主
沿节理风化
沿节理风化
差异风化
第二节 风化作用
四. 岩石风化程度分级： 1. 分级依据：
矿物颜色：与新鲜岩石相比，颜色越暗淡，风化越严重。 岩矿石物破成碎分程：度次：生风矿化物裂越隙多越（多如，次风生化粘越土严、重褐。铁矿等），风化越严重。 岩石力学性质：与新鲜岩石相比，力学强度越低，风化越严重。 岩体结构：岩体结构越差，风化程度越高。
筐窗护坡植草
成分：热敏感矿物（暗色矿物）易风化；复矿物易风化。
颗粒大小：颗粒越粗越易风化；斑状结构易风化。
结构：颗粒形态：针、柱、片状矿物易风化。
结晶程度：结晶越好越易风化。
构造：构造越复杂（如：气孔、层理、片理等），越易风化。
第二节 风化作用
2. 地质构造：岩 节石 理越 越破 复碎 杂， （越 指易 节风 理化 组。 数和密度），越易风化。
CaSO4 H2O CaSO4 2H2O(体积增大1.5倍)
（3）氧化作用：
4FS2 15O2 11H2O 2Fe2O3 3H2O 8H2SO4
（4）碳酸化作用：
2KAISi3O2 3H2O K2CO3 4SiO2 H2O Al2Si2O5 (OH )4
岩石的化学风化
（3）盐类结晶作用：主要发生在强烈蒸发的干旱地 区。（如: 明矾结晶，体积膨胀 50％，压力达40kg/cm2）
黄土高原
第二节 风化作用
2. 化学风化：指岩石在自然因素作用下以化学成分改变 为主，无明显机械破碎的过程。
（1）溶解作用：
CaCO3 H 2O CO2 Ca(HCO3 )2 Ca2 2HCO3
（1）热胀冷缩作用： 主要发生在昼夜 温差变化大的地 区。
巨石的风化解体
球状风化
球状风化
球状风化
球状风化
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
戈壁滩
沙漠
（2）冰劈作用：主要发生在雪线附近。（如:水结冰 时，体积增加1／11，对两壁岩石产生 96Mpa的压力）
冰劈作用
寒冻风化
寒冻风化
寒冻风化
2. 分级：（共五级） 未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化
风化程度分带
风化程度分带
风化程度分带
第二节 风化作用
五. 风化防治措施：
灌浆 堵塞裂隙。 喷 清浆 除护 强坡 风和 化封 和闭 全基 风坑 化。 层。 排除地下水。 工程加固。
喷浆护坡和框梁
喷浆护坡和框梁
拱形骨架护坡
拱形骨架护坡植草
岩石的化学风化
元谋土林
化学风化的花岗岩
化学风化的花岗岩
第二节 风化作用
3. 生物风化：指由生物活动过程引起的岩石风化。 （1）生物物理风化：根劈作用 （2）生物化学风化：有机酸侵蚀
生物物理风化-根劈作用
第二节 风化作用
三. 影响岩石风化的因素
1. 岩石性质
成因：岩石形成环境与目前环境差异越大，越易风化。
第二节 风化作用
一. 定义：地表及地下一定深度的岩石，在自然因素作用 下，发生机械破碎和成分改变的过程。
花岗岩的球状风化
花岗岩风化坡面
砂岩的风化
砂岩及泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩及泥岩的风化
砂岩的风化Βιβλιοθήκη 砂岩的风化砂岩的风化
泥岩的风化
泥岩的风化
砂岩的风化
第二节 风化作用
二. 风化作用类型： 1. 物理风化：指岩石在自然因素作用下以机械破碎为 主，无明显成分改变的过程。
3. 气候：
寒冷干燥 物理风化为主 温暖潮湿 化学风化为主
陡峻： 物理风化为主
4. 地形： 平缓： 化学风化为主
沿节理风化
沿节理风化
差异风化
第二节 风化作用
四. 岩石风化程度分级： 1. 分级依据：
矿物颜色：与新鲜岩石相比，颜色越暗淡，风化越严重。 岩矿石物破成碎分程：度次：生风矿化物裂越隙多越（多如，次风生化粘越土严、重褐。铁矿等），风化越严重。 岩石力学性质：与新鲜岩石相比，力学强度越低，风化越严重。 岩体结构：岩体结构越差，风化程度越高。
筐窗护坡植草
成分：热敏感矿物（暗色矿物）易风化；复矿物易风化。
颗粒大小：颗粒越粗越易风化；斑状结构易风化。
结构：颗粒形态：针、柱、片状矿物易风化。
结晶程度：结晶越好越易风化。
构造：构造越复杂（如：气孔、层理、片理等），越易风化。
第二节 风化作用
2. 地质构造：岩 节石 理越 越破 复碎 杂， （越 指易 节风 理化 组。 数和密度），越易风化。