岩石风化工程地质(完整)
岩土体工程地质划分
一、岩体工程地质类型及特征依据岩石成因，研究区岩体可划分为岩浆岩、沉积岩二大工程地质类型。
1．岩浆岩区内岩浆岩仅发育有侵入岩，包括变质侵入岩。
变质侵入岩也可划为变质岩类副变质岩，由于研究区内变质岩类型单一，面积小，只在侵入岩类中加以叙述其特征。
依据侵入岩工程地质结构特征、岩性组合、岩石强度，分为坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体和坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体。
（1）坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体：岩性组合为元古代二长花岗岩、正长花岗岩、黑云花岗闪长岩及中生代燕山期石英正长斑岩、角闪闪长玢岩岩脉。
岩石坚硬性脆，工程地质结构类型为块状结构。
岩石饱和单轴抗压强度大于60Mpa，抗风化能力强。
在裸露区风化残积土厚0—1m，隐伏区残积土厚1—3m，标贯击数14—30击，地基承载力标准值240—280kpa；全风化带厚0—2m，标贯击数40.9击，地基承载力标准值350—500kpa；强风化带厚0—4m，标贯击数60.2击，地基承载力标准值500—2000kpa。
该岩性综合体具低压缩性，是良好的天然地基。
（2）坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体：为晚太古代阜平期片麻状中粒黑云角闪英云闪长岩。
是经过区域变质作用的片状、片麻状变质侵入岩。
片理产状45°—65°。
岩石饱和单轴抗压强度30—60Mpa，属坚硬—较坚硬；工程地质结构类型为片状结构。
岩体全风化带厚0—5m，标贯击数35击。
地基承载力标准值300—400kpa；强风化带厚5—10m，标贯击数54击，地基承载力标准值400—1500kpa。
岩体塑性变形较大，具中低压缩性，边坡稳定性差，易引起风化、流失、边坡失稳等工程地质问题。
2．沉积岩沉积岩可划分为碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩四种工程地质岩组。
（1）碳酸盐岩岩组依据岩组工程地质结构特征，岩性组合，岩石强度分为坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬中薄层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬薄层状碳酸盐岩岩性综合体。
工程地质学第1章 岩石及其工程地质性质PPT
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
岩体风化程度的判断
岩体风化程度的判别1.岩体风化的基本特征在各种风化营力作用下，岩石所发生的物理和化学变化过程称为岩石风化。
其中影响岩石风化的风化营力主要是太阳热能、水溶液（地表、地下及空气中的水）、空气（氧气及二氧化碳等）及生物有机体等。
同时按照风化营力的类型及引起岩石变化的方式，风化作用可以分为物理风化、化学风化和生物风化三种。
与原岩相比，风化使岩石发生了一系列的变化，从工程地质的角度出发，这些变化主要有以下几点：岩体结构构造发生变化，即其完整性遭到削弱和破坏；岩石矿物成分和化学成分发生变化；岩石工程地质性质恶化。
风化后的岩石在工程建筑上的优良性质削弱了，不良性质则增加了，使工程地质条件大为恶化。
2.岩石风化的判别岩石风化程度的划分及工程特性研究，对于大型水利水电工程、高层建筑、道路桥梁等工程建基面的选择以及地基基础设计施工方案的确定起着关键性作用，对评价围岩的稳定和边坡工程亦具有重要意义。
影响岩石风化的因素有很多，其中最主要的有气候、岩性、地质构造、地形地貌和一些其他的因素。
岩石的风化往往不是单因子作用的结果，而是由多种因素所共同控制的。
目前，岩石风化程度划分多采用工程地质定性评价方法，从岩石颜色、次生矿物的发生、节理裂隙发育情况、机械破碎程度、风化深度、以及岩石的物理、力学和水理性质变化等方面综合分析确定。
关于岩石风化程度的定量评价，目前常采用的是对岩体工程地质性质比较敏感的一些物理力学性质指标，通过室内或现场测试岩石物理力学性质单项或综合指标进行风化程度分带。
由于岩石类型的千差万别，影响岩石风化因素复杂，各种岩石风化速度和风化后形态的变化也各异。
因此，很难建立岩石风化程度划分的统一、定量的标准。
岩石风化程度划分应当采用定性描述和定量指标相结合的方法，两者互为印证以积累利用定量指标划分岩石风化程度的经验。
2.1 岩石颜色风化程度不同的岩石，在外观上首先表现为颜色的差异。
如有的原岩新鲜时为灰绿色，风化后，在风化壳剖面由上往下则变为：黄绿色、黄褐色、棕红色、红色，这是从整体看的。
一般的岩石工程地质及水文地质评述
一般的岩石工程地质及水文地质评述一、火成岩的工程地质及水文地质评述火成岩具有较高的力学强度，可作为各种建筑物良好的地基及天然建筑石料。
但各类岩石的工程地质性质有所差异，应注意如下：深成岩具结晶联结，晶粒粗大均匀，孔隙率小、裂隙较不发育，岩体大、整体稳定性好，但值得注意的是这类岩石往往由多种矿物组成，抗风化能力较差，特别是含镁铁质较多的基性岩，则更易风化破碎，故应注意对其风化程度和深度的调查研究。
浅成岩中细晶质和隐晶质结构的岩石透水性小、抗风化性能较深成岩强，但具斑状结构岩石的透水性和力学强度变化较大，特别是脉岩类，岩体小，且穿插于不同的岩石中，易蚀变风化，使强度降低、透水性增大。
喷出岩应注意其中常具有气孔构造、流纹构造及发育有原生裂隙，透水性较大。
喷出岩多呈岩流状产出，岩体厚度小，岩相变化大，对地基的均一性和整体稳定性影响较大。
通常情况下，在火成岩中裂隙发育的部位或风化带内，可形成和贮藏裂隙地下水，尤其是在玄武岩地区，往往存在具有供水意义的地下水资源。
二、沉积岩碎屑岩的工程地质性质一般较好，但其胶结物的成分和胶结类型影响显著，如硅质基底式胶结的岩石比泥质接触式胶结的岩石强度高、孔隙率小、透水性低等。
碎屑的成分、粒度、级配对工程地质有一定的影响，如石英质的砂岩和砾岩比长石质的好。
粘土岩和页岩的性质相近，抗压强度和抗剪强度低，受力后变形量大，浸水后易软化和泥化。
含蒙脱石的话还具有较大的膨胀性。
这类岩石对水工建筑物地基和建筑场地边坡的稳定都极为不利，但其透水性小，可作为隔水层和防渗层。
化学岩和生物化学岩抗水性能弱，常具不同程度的可溶性。
硅质成分化学岩的强度较高，但性脆易裂，整体性差。
碳酸盐类岩石如石灰岩、白云岩等具中等强度，一般能满足水工设计要求，但存在其各种形态的喀斯特，往往成为集中渗漏的通道。
易溶的石膏、岩盐等化学岩，往往以夹层或透镜体存在于其他沉积岩中，质软浸水易溶解，常常导致地基和边坡的失稳。
工程地质(课件)第三章地质构造
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产状三要素(elements of attitude)
走向(strike)：岩层面和 任一假想水平面交线的延 伸方向。 倾向(dip)：岩层的倾斜 方向。与走向线垂直。只 有一个。 倾角(dip angle)：岩层 层面与水平面的最大锐角。
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产状三要素(elements of attitude)
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各种内力地质作用是相互关连的—
—
构造运动形成断裂，引起地震，并为岩浆活
动创造通道。 构造运动和岩浆活动引起变质作用。 地壳运动在内力地质作用中起主导地位。
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外力地质作用：
由太阳辐射能引起，产生大气环流，形成水的循 环，动植物生长，在运动的过程中改造地表。
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外力地质作用的营力：
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第六节 地质图
一、地质图(geological map)的类型：
普通地质图 地貌及第四纪地质图 工程地质图 水文地质图 地质平面图 地质剖面图 地层柱状图
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二、地质图规格
地质平面图应有图名、图例、比例尺、 编制单位和编制日期等。 比例尺的大小反映了图的精度，比例尺越大， 图的精度越高，对地质条件的反映也越详细、 越准确。
• 岩石学方法：利用岩层的原生构造现象 判断新老层位方向。 • 小构造方法：观察由于层间扭动引起内 小构造方法 部小构造现象。 古生物方法：判断年代序列
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六、褶皱构造的工程地质评价：
•对隧道工程
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六、褶皱构造的工程地质评价：
• 对深路堑和高边坡
山坡岩层地质构造的影响 a-向斜山；b-背斜山；c-单斜山 1-有利情况；2-不利情况
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搬运(transportation)
岩土体工程地质类型及特征
一、岩土体工程地质类型及特征岩土体工程地质类型的划分根据岩土体形成条件、结构、岩性、力学特性及工程地质特征的差别，可分为松散松软堆积层岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类3个岩体类型6个工程地质岩组。
（一）土体工程地质类型及物理力学特征此岩类的划分根据其结构特征、力学性质及工程特性分为中偏高压缩粘性土类岩组和低压缩碎石土类岩组2个工程地质岩组。
1、中偏高压缩粘性土类岩组（1）残坡积土（Q el+dl）残坡积层主要分布于沿线丘陵沟谷坡脚一带，多为紫红色、棕红色粉砂质粘土或浅黄色、灰黄色砂土、亚粘土、粉土夹（含）碎石，沿线厚度不一。
残坡积亚粘土天然含水量W18.8～24.00%，天然孔隙比e0.600～0.697，塑性指数Ip 8.4～12.6，液性指数I L 0.46～0.60为软塑状，凝聚力C26.6～45.1Kpa，内摩擦角φ10.1～18.7度，压缩系数a0.25～0.40为中～偏高压缩土类。
残坡积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。
（2）冲洪积土（Q4al+pl）冲洪积层主要分布于河床、河滩上，为灰色、浅灰色亚粘土、粘土及褐灰色细、粉砂土及砂砾卵石层，厚度不一。
亚粘土天然含水量W21.7～26.50%，天然孔隙比e0.619～0.838，塑性指数Ip 8.4～14.6，液性指数I L 0.46～0.87为可塑状，凝聚力C12.9～32.2Kpa，内摩擦角φ7.0～10.3度，压缩系数a0.31～0.47为中～偏高压缩土类。
粘土天然含水量W28.8～34.30%，天然孔隙比e0.838～0.978，塑性指数Ip 20.0～21.3，液性指数I L 0.54～0.77为软塑状，凝聚力C22.6～54.7Kpa，内摩擦角φ10.0～10.3度，压缩系数a0.24～0.605为中～高压缩土类。
冲洪积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。
2、低压缩碎石土类岩组崩坡积土（Q4col+dl）崩坡积层主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处，碎块石成份与地层岩性有关，为黄灰、红褐色亚粘土夹块石、碎石。
工程地质条件
工程地质条件：包括地形地貌条件,岩土类型及工程地质性质、地址条件、水文地质条件、不良物理地质现象及天然建筑材料等六个条件.工程地质问题：指已有(de)工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新(de)变化和发展,构成威胁影响工程建筑安全(de)地址问题.岩石：岩石是矿物(de)天然集合体.多数岩石由一种或几种造岩矿物按一定方式结合而成,部分为火山玻璃或生物遗骸.矿物：矿物是在地壳中天然形成(de),具有一定化学成分和物理性质(de)天然自然元素或化合物,通常是无机作用形成(de)均匀固体.岩浆岩：由岩浆冷凝固结而形成(de)岩石.沉积岩：沉积岩是在地壳表层常温常压条件下,由先期岩石(de)分化产物,有机物质和其他物质,经搬运、沉积和成岩一系列地质作用而形成(de)岩石.变质岩：在变质作用下形成(de)岩石称为变质岩.地层：将各个地质历史时期形成(de)岩石称为该时期(de)地层.褶曲：褶皱构造中任何一个单独(de)弯曲称为褶曲.构造：包括,和等最基本(de)地质元素,它们是中(de)产物节理：岩层受力断开后,岩面两侧岩层岩断裂面没有明显相对位移时(de)断裂构造.断层：岩层受力断开后,断裂面两侧岩层沿断裂面有相对位移时(de)断裂构造.河流阶地：河谷内河流侵蚀或沉积作用形成(de)阶梯状地形阶地或台地. 隔水层：虽有孔隙且能吸水,但导水速率不足以对井或泉提供明显(de)水量(de)岩土层.含水层：存储地下水并能够提供可开采水量(de)透水岩土层.河流地质作用：侵蚀性、搬运和沉积作用；河谷横断面及河流阶地；河流地质作用于工程建筑(de)关系.弹性模量：应力与弹性应变(de)比值.变形模量：应力于总应变(de)比值.抗压强度：指岩石在单向压力(de)作用下,抵抗压碎破坏(de)能力.抗拉强度：岩石单向拉伸时抵抗拉断破坏(de)能力.抗剪强度：指岩石抵抗剪切破坏(de)能力.风化作用：地壳表层(de)岩石在阳光、风、电、大气降水、气温变化等外应力作用下及生物活动等因素(de)影响下,会引起岩石矿物成分和化学成分以及结构构造(de)变化,使岩石逐渐发生破坏(de)过程成为风化作用. 黄土：黄土是以粘粒也为主,含碳酸岩,具大孔隙、质地均一、无明显层理而有显着垂直节理(de)黄色陆相沉积物.湿陷系数：黄土试样在一定压力作用下,浸水湿陷变形量与原高度之比. 软土：是天然含水量大、压缩性高、承载力和剪切强度很低(de)呈软塑—流塑状态(de)粘性土.不良地址现象：是指自然地质作用和人类活动造成(de)恶化地质环境,降低环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失(de)地质条件.崩塌：陡坡上(de)岩体或土体在重力或其他外力作用下,突然向下崩落(de)现象.滑坡：人工边坡或天然斜坡上(de)岩土体在重力作用下,突然向下崩落(de)现象.泥石流：泥石流是一种含大量泥、沙、石块等固体物质(de)特殊洪流.岩溶：是指地表水和地下水对可溶性岩石(de)长期溶蚀作用及形成(de)各种岩溶现象(de)总称.构造地震：由地壳运动引起(de)地震称为构造地震.地震等级：表示地震本身大小程度(de)等级.地震烈度：指地震时地面震动(de)强烈程度.岩体：岩体通常是指在地震历史时期由各种岩石块体自然组合而成(de)“岩体结构物”,具有不连续性,非均质性和各向异形(de)特点.结构面：结构面是值岩体中(de)不连续界面,通常没有或只有较低(de)抗拉强度.构造应力：岩爆：是高地压力区修建于较完整脆性岩中RQD:岩石质量指标.围岩压力：地下硐室开挖后由于围岩(de)变形松动和破坏以及地应力而作用在支护或衬砌上(de)压力.RQD:赤平极射投影：赤平投影,主要用来表示线、面(de)方位,相互间(de)角距关系及其运动轨迹,把物体三维空间(de)几何要素（线、面）反映在投影平面上进行研究处理.地基极限承载力：单位面积上地基能承受最大荷载能力.地基允许承载力：建筑物基础底面(de)压力不超过规定(de)地基承载力.简答矿物(de)物理性质：形态、颜色、条痕、光泽、透明度、解理、断口、硬度、密度.简述矿物与岩石(de)关系：构成岩石(de)矿物称为造岩矿物；岩石是矿物(de)天然集合体,多数岩石由一种或几种造岩矿物按一定方式结合而成.简述岩浆岩(de)分类及其产状特征：岩浆岩分为侵入岩和喷出岩.侵入岩（岩基、岩株、岩盘和岩盆、岩床、岩墙和岩脉）喷出岩（熔岩流、火山锥和熔岩台地）.简述沉积岩(de)形成过程及其构造特征：沉积物(de)生成、搬运、沉积和成岩作用四个过程；沉积岩(de)构造特征主要表现在层理、层面、结核及生物构造等方面.变质作用有哪些类型变质作用(de)主要因素有哪些主要有接触变质作用、交代变化作用、动力变质作用、区域变质作用、混合岩化作用；主要因素（高温、高压和化学活泼性流体）.岩层(de)产状要素有哪些有①走向：指岩层面与水平面(de)交线.②倾向：指岩层面上最大倾斜线在水平面上投影所指(de)方向.③倾角：指岩层面于水平面(de)交角.节理(de)分类于岩层产状(de)关系：①按成因分类（原生节理,构造节理和表生节理）②按力学性质分类：剪节理、张节理）③与岩层产状（走向节理、倾向节理和斜交节理）④按张开程度（宽张节理、张开节理、微张节理和闭合节理）层理：按上下盘相对运动方向：正断层、逆断层、平移断层按断层走向和褶曲曲线(de)关系：纵断层、斜断层、横断层断层面产状与岩层产状(de)关系：走向断层、倾向断层、斜向断层断层力学性质分类：压性断层、张性断层、扭性断层简述地表水地质作用(de)类型及其结果：侵蚀作用：造成地面大量水土流失,冲沟发展,引起沟谷斜坡滑塌.河岸坍塌等各种不良现象和工程地质问题.搬运作用：使被破碎物质覆盖(de)新地面出来,为新地面(de)进一步破坏创造了条件.沉积作用：地表水对地面(de)一种建设作用,形成某些最常见(de)第四纪沉积物.比较潜水与承压水(de)区别：埋藏于地表以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面(de)重力水；主要分布在第四纪松散沉积物中.承压水是充满两个隔水层之间(de)承受静水压力(de)地下水；分布在第四纪以前较老(de)岩层中.承压水分布(de)地下水是承压水,补给区分布(de)地下水使潜水.风化作用可分为哪几类其影响因素有哪些物理风化作用：岩石在风化营力(de)作用下,只发生机械破坏,物成分改变(de)作用.化学风化作用：在自然界水合空气(de)作用下,地表岩石发生化学成分改变,从而导致岩石破坏.生物风化作用：有动植物及微生物参与(de)岩石风化作用；影响岩石风化(de)因素：岩性、地质构造、气候、地形、土(de)主要成因类型有哪些残积、坡积、崩积、洪积、冲积、淤积、风积.简述膨胀土(de)防治措施：地基(de)放置措施：防水保湿措施,地基改良措施.边坡(de)防治措施：地表水防护,边坡加固,骨架保护,支挡措施.简述滑坡(de)形成条件:地形地貌条件,岩性条件,地质构造条件,水文地质条件和人为因素.简述滑坡与崩塌(de)区别：1、崩塌发生猛烈,运动速度快,而滑坡运动速度多是缓慢.2、崩塌不沿固定(de)面和带运动,而滑坡多沿固定(de)面或带运动.3、崩塌体完全被破坏,而滑坡多保持原来(de)相对整体性.4、崩塌垂直位移多大与水平位移,而滑坡正相反.简述泥石流(de)形成条件及主要类型：形成条件：丰富(de)松散物质,充足(de)(de)突发性水源和陡峭(de)地形条件.主要类型：1、按流体性质分类：粘性泥石流,稀性泥石流.2、按物质组成：水流,泥流,泥石流,水石流.3、按地貌特征分类：山坡型,沟谷型,河谷型.岩溶发育(de)基本条件：1,温暖潮湿(de)热带亚热带地区；2、岩性越纯,结晶越好,岩溶越发育；3,、地质构造(de)影响；4、地壳运动(de)影响.地震(de)主要类型烈度等级：构造,火山,陷落,诱发,人工.等级：滑坡(de)形成：崩塌(de)主要类型及防治措施：防治：围绕,加固山坡和路崭边坡,修筑拦挡建筑物,清楚危岩,做好排水工程.简述岩体硐室围岩变形与破坏(de)常见形式：塑性围岩：重力坍塌,膨胀内鼓,塑性挤出,弯折内鼓,塑性涌出.脆性围岩：霹雳剥落,弯折内鼓,岩爆,膨胀塌落,剪切滑落.围岩压力分为哪几类各有何特征1、松动压力：由于开挖造成围岩松动而可能塌落(de)岩体.2、变形压力：围岩变形受到支护限制后,围岩对支护形成(de)压力.3、膨胀压力：围岩吸水后,岩体发生膨胀崩解而引起围岩体积膨胀变形对支护形成(de)压力 .地基承载力(de)确定方法：1、按原位测试方法确定地基承载力.2、按地基土(de)强度理论确定地基承载力.3、经验方法确定地基承载力.地基(de)主要类型：地基处理(de)主要方法：置换,夯实,挤密,排水,胶结,加筋和冷热处理.简述边坡变形(de)主要形式及特点：局部位移或破裂.边坡破坏主要形式和特点：松动、松弛张裂、蠕动、剥落、崩塌、滑坡.边坡以一定(de)速度发生了较大(de)位移.简述影响边坡稳定(de)因素：岩土类型、地质构造、岩土体构造、水文条件、风化条件、人类活动.简述防治岩质边坡变性破坏(de)处理措施：放缓边坡、抗滑档边坡、抗滑桩、锚杆、格构加固、注浆加固、排水工程、边坡绿化.。
三大岩石的工程性质评述
岩浆岩的工程性质评述岩浆岩的工程地质性质主要与岩浆凝固时的环境条件有关，不同成因条件，其矿物成分、结构、构造和产状差别很大，岩石颗粒间的连接力也有很大差异。
(1)侵入岩：是岩浆在地下缓慢冷凝结晶生成的，矿物结晶良好，颗粒之间连接牢固，多呈块状构造。
因此，侵入岩孔隙率低、抗水性强、力学强度及弹性模量高，具有较好的工程性质。
常见的侵入岩有花岗岩、闪长岩及辉长岩等。
从矿物上看，石英、长石、角闪石及辉石的含量越多，岩石强度越高，云母含量增加使岩石强度降低。
从结构上看，晶粒均匀细小的岩石强度高，粗粒结构及斑状结构岩石强度相对较低。
(2)喷出岩：是岩浆喷出地表后迅速冷凝生成的，由于地表条件复杂，使喷出岩具有很不相同的地质特征。
具有隐晶质结构、致密块状构造的粗面岩、安山岩、玄武岩等，工程性质良好，其强度甚至可大于花岗岩。
但当这类岩石具有明显的流纹、气孔构造或含有原生节理时，工程性质变差，孔隙度增加，抗水性降低，力学强度及弹性模量减小。
在具体评述岩浆岩的工程性质时，还必须充分考虑它的节理发育程度及风化程度。
沉积岩的工程性质评述沉积岩具有层理构造，层状及层理对沉积岩工程性质的影响主要表现为各向异性。
因此，沉积岩的产状及其与工程建筑物位置的相互关系对建筑物的稳定性影响很大。
同时由于组成岩石的物质成分不同，也具有不同的工程地质特征。
(1)碎屑岩：是碎屑颗粒被胶结构胶结在一起而形成的岩石。
它的工程性质主要取决于胶结物成分、胶结方式。
从胶结物成分看，按硅质、钙质、铁质、粘土质的顺序，强度依次降低。
从胶结方式看，基底式胶结的岩石胶结紧密，强度较高，受胶结物成分控制；孔隙式胶结岩石的工程性质与碎屑颗粒成分、形状及胶结物成分有关，变化很大；接触式胶结岩石的孔隙度大，透水性强，强度低。
(2)粘土岩：是工程性质最差的岩石之一。
粘土岩强度低、抗水性差、亲水性强。
当粘土岩有较多节理、裂隙时，一旦遇水浸泡，工程性质迅速恶化，常产生膨胀、软化或崩解。
风化作用对岩体工程地质性质的影响和意义
P146 佩蒂尔 图7－1
1－强物理风化（年平均气温低，年平均降雨量小） 5－强化学风化（年平均气温高，年平均降雨量大）
❖三.地貌条件——地貌条件直接或间接地影
响岩体的风化类型，风化速度，风化壳的厚度
P145 表7-2 玄武岩风化过程4个阶段的划分及特点
§7.3 影响岩体风化的主要因素
岩石的抗风化能力 气候 地貌
研究岩体风化特征时，要注意以上这些 因素对岩体风化特征的影响，从而从整体上 掌握岩体质量、岩体力学性质在空间上的变 化特征。
❖一.岩石的抗风化能力
➢1. 矿物生成条件与地表风化条件的差异，火
➢4. 组成岩石的颗粒大小越均一，颗粒越细 小，岩石的抗风化能力越高
➢5.岩石中的空隙和岩体中结构面的发育程 度，决定了岩体风化程度和风化深度，因 为空隙和结构面是风化营力进入岩体内部 的通道，岩体沿结构面的风化程度总是高 于完整岩石部分。
❖二.气候
➢气温（气温高低，温差幅度，变化频率） ➢雨量 ➢湿度
§7.1 概 述
❖1.风化作用——组成地壳上部的岩体，
在太阳的辐射、水、大气以及生物等各种营 力的作用下，其成分和结构不断地发生变化。 这些改变岩体成分和结构的地质作用，总称 为风化作用（物理风化、化学风化、 生物风 化）。
一般情况下，愈靠近地表，风化营力愈活跃， 风化作用也就愈强烈，向内则逐渐减弱，直至完全 停止。
原因：岩性的突变 岩体中具有抗风化能力 显著较高（或较低）的岩石
如葛洲坝地区白垩系，红色碎屑岩中的 风化特点。
P150 图7－6：缺失“弱风化带”
岩石及其工程地质性质
第2章岩石及其工程地质性质【教学基本要求】1．了解地球的内圈层构造，知道地球的外圈层。
2．了解地质作用。
3．理解矿物（晶体）的形态，矿物的颜色、透明度、光泽、硬度、解理及断口等物理性质，硅酸盐、碳酸盐、氧化物造岩矿物的室内鉴定特征。
4．理解岩浆岩、沉积岩、变质岩的成因、矿物成分、结构、构造、分类及代表性岩石的特征浆岩的产状。
5．理解岩石的物理性质、水理性质及其力学性质指标，掌握岩石的坚硬程度分类。
【学习重点】1、地质作用的类型及其对地壳改造的作用。
2、常见造岩矿物的主要形态及其主要的物理性质。
3、岩浆岩、沉积岩、变质岩的主要矿物成分及其结构、构造。
4、岩石工程地质性质指标的基本概念及其意义。
【内容提要和学习指导】2.1 地球的总体特性地球是一个不标准的旋转椭球体，赤道半径(a)6378.14km，两极半径(b)6356.779km，地球的扁为，赤道附近稍微凸出，极区稍微扁平，赤道与极地半径相差22km。
1、地球的圈层构造地球具有一定的圈层构造，以地表为界分为外圈和内圈，外圈包括大气圈、水圈和生物圈；分为地壳、地幔和地核。
地壳是莫霍面以上固体地球的表层部分，平均厚度约为33km，大陆地壳厚大洋地壳厚度较；地幔是莫霍面以下、古登堡面以上部分，厚度约2900km，是地球的主体部分，态物质组成；地核是地球内古登堡面以下至地心的部分，厚度为3500km。
2、地质作用在自然界中所发生的一切可以改变固体地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作地质作用的动力来源，地质作用可分为内动力地质作用和外动力地质作用两大类。
由地球内部能旋转能、重力能、放射性元素蜕变的热能等产生的地质应力所引起的地质作用即内动力地质作用地下深处进行，并可波及地表。
内动力地质作用包括：地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作岩、变质岩等便是内动力地质作用的产物。
由地球范围以外的能源，如太阳得辐射能、日月的引主要能源在地表或地表附近进行的地质作用，称为外动力地质作用。
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力学性质较原岩低， 单轴抗压强度为原 岩的1/3－2/3
纵波声速值较 高，声速曲线 摆动较大
锤击发声不够清 脆，须爆破开挖
微 风 化 带
仅沿裂隙 表面略有 改变
仅沿裂隙面有矿物 轻微变异，并有铁 质，钙质薄膜
岩体完整性较 好，风化裂隙 少见
与原岩相差无几
纵波声速值高， 声速曲线摆动 较小
锤击发声清脆， 须爆破开挖
风化结果及工程意义
岩体结构构造发生变化 岩体完整性遭受破坏，结构性丧失，空隙性增大，矿 碎成块石、碎石或土体。 岩石的矿物成分和化学成分发生变化 可溶矿物溶解流失，耐风化矿物残留下来，形成稳定性 好的次生矿物：如绿泥石、绢云母、高岭石、蒙脱石等。 岩体的工程地质性质发生变化 如：力学强度的降低 压缩性变增大（由基岩→粘土） 渗透性增强 次生矿物的抗水性降低、亲水性增强，易崩解、膨胀、软化。
500-2000m/s，渗透系数 0.1-2.6m/d，结构松散，强度 低。 强风化带：疏松、半疏松岩石夹半坚硬岩石，疏松者 占30-70%，纵波速度2000-3000m/s，渗透系数 0.1-4m/d， 抗压强度<20MPa 弱风化：上部坚硬块石夹半疏松碎屑，碎屑含<20%， 30-70%结构面发育碎屑等几十公分。RQD50-90%，纵波速 度3000-000m/s 微风化：坚硬岩石，沿裂面风化，约1mm厚风化皮， RQD 90-95%，纵波速度5000-6000m/s。
呈土状，或粘 性土夹碎屑， 结构已彻底改 变，有时外观 保持原岩状态
强度很低，浸水能 崩解，压缩性能增 大，手指可捏碎
纵波声速值低， 声速曲线摆动 小
锤击声哑，锹镐 可挖动
强 风 化 带
大部分变 色，岩快 中心部分 尚较新鲜
除石英外大部分矿 物均已变异，仅岩 快中心变异较轻,次 生矿物广泛出现
岩体强烈破碎， 呈岩块、岩屑、 时夹粘性土
地形
地形不同影响气候及水文地质条件、光 照、温差条件，沟谷侧向入侵作用，残积物 滞留条件。 高度 海拔高地区：以物理风化为主 海拔低地区：化学风化速度较快 坡度 陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄 缓坡地段：风化速度较慢，风化壳较厚
其它因素
地壳运动
强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大
强度很低，浸水能 崩解，压缩性能增 大，手指可捏碎
纵波声速值低， 声速曲线摆动 小
锤击声哑，锹镐 可挖动
强 风 化 带
岩体强烈破碎， 呈岩块、岩屑、 时夹粘性土
物理力学性质不大 均一，强度较低， 岩块单轴抗压强度 小于原岩的1/3，风 化较深的岩块手可 压碎
纵波声速值较 低，声速曲线 摆动大
锤击声哑，用锹 镐开挖，偶须爆 破
分带的原则
充分反映各风化带岩石变化的客观规律，反 映各风化带岩石所具有的不同特征； 分带的标志应有代表性、明确，便于掌握； 将定性与定量结合起来； 分带数目既不要过多，也不太少。一般采用 三分法、四分法、五分法 四分法：全风化带、强风化带、弱风化带、微风 化带
分带的标志
岩石风化壳分带及各带基本特征
矿物成分变化：不同风化带、矿物组合特 点不同
剧风化带：除石英外，大部分矿物已经变异， 形成稳定的矿物，如粘土矿物 弱、微风化带：矿物变异主要发生在块石裂 缝周围，形成薄膜
水理性质及物理力学性质的变化
由上至下： 孔隙性、压缩性由大变小 吸水性由强→弱 波速由小→大 强度由低→高
全风化带：疏松、半疏松碎、块石占95%。纵波速度
弱 风 化 带 微 风 化 带
沿裂隙面矿物变异 明显，有次生矿物 出现
岩体一般较好， 原岩结构构造 力学性质较原岩低， 清晰，风化裂 单轴抗压强度为原 岩的1/3－2/3 隙尚发育，时 夹少量岩屑
岩体完整性较 好，风化裂隙 少见
纵波声速值较 高，声速曲线 摆动较大
锤击发声不够清 脆，须爆破开挖
仅沿裂隙面有矿物 轻微变异，并有铁 质，钙质薄膜
分带的方法
工程的初勘阶段：以定性分带为主 工程的详勘阶段：以定量分带为主 地质分析法—定性分析方法：
通过岩石颜色、破碎程度、矿物成分的变化
指标定量法
Байду номын сангаас
防治措施
风化厚度较小，施工条件 简单时，全部挖除。 风化厚度较大，数十米以 上时，处理措施视具体条件而 定。 一般工业民用建筑物，可 选择足够强度的风化层作地 基，设置合理的基础埋置深 度重大工程，需挖除对工程 构成危险的风化岩石。 对于囊状或夹层风化带， 可采用局部挖除或铺盖跨越。
与原岩相差无几
纵波声速值高， 声速曲线摆动 较小
锤击发声清脆， 须爆破开挖
颜色
风化岩石在外观上表现出颜色的差异
破碎程度：风化程度越深，原岩破碎程度愈大
从深部完整新鲜岩石至地表： 岩块→块石→碎石→砂粒→粉粘粒 总体上： 上部以粉粘粒为主，夹砂粒、碎石 下部以块石、碎石为主，裂缝中夹粉粘粒、砂粒
预防方面
指导思想
通过人工措施，使风化营力与岩石隔离，使岩石免遭 继续风化，或减缓风化营力的作用强度，减缓岩石的 风化速度
预防对象：粘土岩类 预防手段
表面铺盖（粘土、水泥、沥青材料） 化学材料充填（在岩石裂隙中充填化学材料，形成 保护膜） 植被
风化 分带 剧 风 化 带 岩石颜色 矿物颜色 岩体破碎特点 呈土状，或粘 性土夹碎屑， 结构已彻底改 变，有时外观 保持原岩状态 物理力学性质 声速特性 其它 特点
除石英外，其余矿 原岩完全 物多已变异，形成 变色，常 绿泥石、绢云母、 呈黄褐、 蛭石、滑石、石膏、 棕红、红 盐类及粘土矿物等 色 次生矿物 大部分变 色，岩快 中心部分 尚较新鲜 岩体表面 及裂隙表 面大部分 变色，断 口颜色仍 较新鲜 仅沿裂隙 表面略有 改变 除石英外大部分矿 物均已变异，仅岩 快中心变异较轻,次 生矿物广泛出现
人类活动 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林 等
风化岩的垂直分带
一 分带的意义及可能性
地基：选择基础埋深位置 边坡：选择稳定的边坡高度和坡度 不同深度岩石与风化营力接 触时间和程度不同 矿物风化具有阶段性
钾长石→绢云母→水云母→高岭石 黑云母→蛭石→蒙脱石→高岭石
总之：在整个风化剖面上，风化程度不同的岩石表现出 不同的物理、矿物组合特征。从地表至深部新鲜基岩，风 化是逐渐过渡的。
物理力学性质不大 均一，强度较低， 岩块单轴抗压强度 小于原岩的1/3，风 化较深的岩块手可 压碎
纵波声速值较 低，声速曲线 摆动大
锤击声哑，用锹 镐开挖，偶须爆 破
弱 风 化 带
岩体表面 及裂隙表 面大部分 变色，断 口颜色仍 较新鲜
沿裂隙面矿物变异 明显，有次生矿物 出现
岩体一般较好， 原岩结构构造 清晰，风化裂 隙尚发育，时 夹少量岩屑
工程意义
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。
地质构造
地质结构面：断层、层 面、节理、沉积间断面、 侵入岩与围岩接触面等
断层带（裂隙密集带）： 囊状风化 层理面：差异风化—崩 塌等 节理、裂缝面：球形风 化
风化 分带
岩石颜色
矿物颜色 除石英外，其余矿 物多已变异，形成 绿泥石、绢云母、 蛭石、滑石、石膏、 盐类及粘土矿物等 次生矿物
岩体破碎特点
物理力学性质
声速特性
其它 特点
剧 风 化 带
原岩完全 变色，常 呈黄褐、 棕红、红 色