岩石风化程度5
- 格式:ppt
- 大小:10.07 MB
- 文档页数:81
岩石硬度系数表表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石 f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石 f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石 f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石 f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
强度是指矿岩抵抗压缩,拉伸,弯曲及剪切等单向作用的性能。
而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。
(如抵抗锹,稿,机械碎破,炸药的综合作用力)。
莫氏硬度陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度,它只表示硬度由小到大的顺序。
不表示软硬的程度。
后面的矿物可划破前面的矿物表面。
一般莫氏硬度按十级标准的莫氏硬度计确定,后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料,又将莫氏硬度分为15级。
维氏硬度在陶瓷材料的研究中,精确测定材料的硬度,通常在维氏显微硬度计上进行。
岩石分类岩石可分三大类:1,岩浆岩{喷出岩}.2,沉积岩.3,变质岩.1、岩浆岩主要有:花岗岩,安山岩,闪长岩,流纹岩,玄武岩辉长岩等等.2、沉积岩主要有:石英砂岩,石灰砾岩,泥铁岩,白云岩,泥岩,石膏等.3、变质岩主要有:片麻岩,绿泥石片岩,千枚岩,大理岩,云母片岩等等.虽然岩石的面貌是千变万化的,但是从它们形成的环境,也就是从成因上来划分,可以把岩石分为三大类:沉积岩、岩浆岩和变质岩。
岩石风化程度的判断岩石受风化作用,改变了物理化学性质,其变化情况随风化程度轻重而不同。
如岩石的裂隙度、孔隙度、透水性、亲水性、胀缩性等都随风化程度加深而增加,抗压、抗剪强度随风化程度加深而降低。
所以岩石风化程度愈深的地区,工程建筑地基承载力愈低,岩石边坡愈不稳定,所以,为达到对其防治的作用,要对岩石的风化程度有所判断,以下从六个方面阐述了岩石风化程度的判断方法。
(一)颜色的改变岩石的风化程度不同,则其颜色也表现出差异。
从整体来性来看,有的原岩新鲜时为灰绿色,经风化后,其剖面上颜色由上往下为:黄绿、黄褐、棕红、红。
从局部来看,颜色的变化程度也有所不同,有的仅沿岩石裂隙面发生变化,有的仅部分岩体发生变化,有的则全部岩体发生变化。
总的来说,随风化程度加深,岩石的颜色光泽与新鲜原岩相比会变得暗淡。
(二)岩石物理力学和水理性质的变化岩石的物理力学和水理性质的变化,是原岩矿物成分和结构变化的综合反映。
在风化壳剖面上,有上到下的趋势是:①孔隙性和压缩性由大到小②吸水性有强到弱③声波速度由小到大④强度由低到高(三)次生矿物的产生由于不同矿物抗风化能力不同,岩石中中那些不稳定的矿物总是首先风化变异,当风化进一步发生时,那些稍稳定的矿物才会依次发生风化。
此外,化学风化在不同时期主要作用的化学反应是不同的,因此,在风化壳的不同部位,具有不同的矿物共生组合。
一般而言,同一种岩石,越疏松,次生矿物越多,风化程度越深。
(四)节理裂隙的情况当岩石中节理裂隙不发育时,表明岩石较为新鲜。
节理裂隙不太发育时,岩石微风化。
节理裂隙发育时,岩石弱风化。
简而言之,随风化程度加深,节理裂隙越发育,(某些岩石风化后表现为粘土或次生矿物较多,则节理裂隙表现不明显)。
(五)机械破碎程度岩石越破碎,机械风化作用越严重,但构造作用也会造成岩石破碎,但是构造作用与机械分风化作用区别在于:构造成因的,岩石破碎有规律,或附近有地质构造特别是断层,还有构造作用与气候的关系不大,而机械作用恰恰相反。
岩石分类及硬度级别岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15) Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa 比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa 比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa 软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa 比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa 比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1) Ⅶa 软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤(f=0.5) Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3)A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f 值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4~6(如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3(如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩石分类及硬度级别岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa 比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa 比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa 软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A 表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石 f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石 f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石 f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石 f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
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。
关于如何正确划分岩石风化程度等级的见解
岩石风化是自然界极具影响力的过程,这一过程对环境的气候、土壤、保护和地质结
构构成了重要影响。
为了更好地研究岩石风化过程,人们需要用一套精准的方法来描述和
衡量岩石风化程度等级。
首先,要划分岩石风化程度,需要区分不同程度岩石风化的特征,并准确地确定所表
征特征的指标。
通常情况下,根据岩石地貌类型的特点,岩石表面上的细小变化可以作为
可靠的指数,来反映岩石的程度。
其次,要衡量岩石的风化程度等级,必须建立一套系统
而又明确的分级制度,以便科学准确地区分不同程度的风化。
例如通常采用六等级风化系统,用标准色彩标记表示岩石风化程度,并将系统分成六个水平,即:0级(未风化)、1级(轻微风化)、2级(小范围风化)、3级(中等风化)、4级(严重风化)和5级(最严重的风化)。
另外,根据不同指标来划分岩石风化程度,也是有必要的。
例如,直接参考指标就是
影响风化的因素,例如气候、土壤和纪录矿物等;根据石头表面文蚀和强度指标,如表面
状况、强度测试等表征岩石风化程度;还可以使用实验数据,如风化室等基准对比测试,
来准确衡量岩石风化程度。
最后,在用标准方法衡量和划分岩石风化程度之前,应充分加以研究和研判,以确定
岩石的具体程度,并从而断定其应该属于何等级别的风化。
只有完全掌握和明确其程度后,才能实施和支持正确的风化标准。
岩石分类及硬度级别岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10) Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8) Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa 比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa 比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa 软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3) A 表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石 f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石 f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石 f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石 f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩石风化程度学科:工程地质学词目:岩石风化程度英文:degree of rock weathering释文:岩石风化程度是风化作用对岩体的破坏程度,它包括岩体的解体和变化程度及风化深度。
岩石的解体和变化程度一般划分成:全风化、强风化、弱风化、微风化等四级。
确定岩石风化程度主要依据的是矿物颜色变化、矿物成分改变、岩石破碎程度和岩石强度变化四个方面的特征变化情况;根据对上述4个方面的判断,可以将岩石风化程度划分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。
四个方面的特征变化情况;根据对上述4个方面的判断,可以将岩石风化程度划分为未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。
如何确定基岩的风化程度请大家来谈谈基岩风化程度的划分依据1 沿海花岗岩地区分带明显且厚度大,具备定量划分的条件,其他岩性不好说2 用标贯可确定。
n<30残积土,30<=n=<50全风化,n>50强风化楼上给出的老岩土规范的划分标准,而且不修正的,实践中看,n>50不修正作为强风化上限多数是土状的东西用标贯是不准确的,有两个方面:1、标贯操作有误差,工作人员一般不热心打标贯。
2, 是标贯超过20米(有的说是25米),标贯数据误差比较大,通过修正也不能完全反应地层情况。
3根据钻孔用肉眼判定岩层的风化程度,各个行业应该是一致的。
如果岩芯呈土状或土柱状,或者大部分呈土状或土柱状,手可搓碎,即可判定是全风化。
如果岩芯大部分呈块状、碎块状,手不可掰开,或者用力才能掰开,锤击声闷,即可判定为强风化。
若岩芯颜色新鲜,很少矿物质,多呈柱状,锤击声脆,即可判定是弱风化或微风化。
4我想各个地质区域的岩性其划分条件是不一样的,比如花岗岩就可以用力学指标去判定,其它的大多数还是以经验判定。
主要还是根据各类岩石岩性,其风化后所表现出的各种特征来判定。
我在江西南昌,以泥质粉砂岩为主,其强风化就表现出泥土状及碎片状,强度很低,手可折断;中风化,裂隙较发育,层面多见Fe、Me质,而且泥质成分肉眼就可感觉偏多;余下划分的基本就需靠岩石强度去调整了。
1 工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2019注:1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,科用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行;2 当岩体完整程度极为破碎时,可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20191.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2019注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20191.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2019)1.5、岩石按风化程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2019注:1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土。
4 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20191.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20191.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20191.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2019注:软化系数(K R)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
1.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—20192 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2019)注:岩石饱和单轴抗压强度试验要点,见本规范附录B。
2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2019)注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
关于如何正确划分岩石风化程度等级的探讨【摘要】本文根据本地区岩石的风化特点和多年从事现场岩土勘察工作实践,分析了如何正确划分岩石风化程度等级及其重要性,对提高岩土工程勘察和土建工程施工经验有一定的意义。
【关键词】残积土;全风化;强风化;中风化;微风化;未风化一、前言随着建设工程的日益发展,越来越多的相关部门和人员都与岩土工程分不开,如房地产开发公司及其现场代表、设计人员、现场监理员、施工人员、质量监督员、桩基检测员以及从事岩土工程勘察工作及相关课题研究的人员等等,都有着与岩土工作接触的经历,但如何去正确区分岩石处在何种风化程度等级呢?这个问题恐怕是最令他们头痛的事情,亦是争议性最大的话题。
虽然有关规范都有相关定性的定义,但不同的岩性都有不同的风化特点,这是造成了对岩石风化程度等级划分意见分岐的因素,这在专门从事岩土工程勘察行业中亦没有统一的说法,往往是各部门都有自己的标准。
本人也从从事桩基检测部门收集过多家勘察单位的地质资料,结果发现没有一家勘察单位对同一地层风化程度等级有相同的标准,在划分同一风化程度等级的岩石力学数据离散性很大,这对设计人员对岩石力学数据的采用及现场施工人员对岩石风化程度等级的判断都造成了很大误导。
有些工地就因各单位对所挖岩石是什么风化程度等级出现争议不休的现象。
本人曾对同一工地的岩土工程勘察岩样、桩位超前钻探岩样及开挖基桩过程中的岩样作过对比分析,发现三者都有所区别,这引起本人对岩石风化程度等级探讨的极大兴趣,由于水平有限,文中有不当之处在所难免,敬请读者批评指正。
二、岩石风化程度等级的划分在探讨岩石风化程度等级的划分这个问题前,首先让我们来看看本地区地层由哪些岩性来组成。
分布范围最广的要数白垩系红层,该岩系主要分布于市区的东部和西南部,为中生代白垩纪内陆湖盆沉积之红岩系地层(简称红层),普通称为红砂岩,它很少以单一的岩性组成的,一般由多种岩石组成的岩组产出,这些岩石在岩组中也往往是呈互层或夹层状产出的。
1工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时,科用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行;2 当岩体完整程度极为破碎时,可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)1.5、岩石按风化程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:1波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化;N<30为残积土。
4 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注:软化系数(K R)等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
1.10、岩体按结构类型划分《岩土工程勘察规范》GB50021—20012 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注:岩石饱和单轴抗压强度试验要点,见本规范附录B。
2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
岩石分类及硬度级别岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的xx、xx和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的xx、xx斑岩、硅质片岩,较坚固的xx,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的xx,很坚固的砂岩和石灰岩,xx矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、xx、xx矿,不坚固的xx。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫xx硬度系数f 值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的xx岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:① 极坚固岩石f=15~20(坚固的xx,石灰岩,xx等)② 坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的xx,坚固的砂岩等)③ 中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④ 不坚固岩石f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ 最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ 很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa 坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa 比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa 中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa 比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1) Ⅶa 软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤(f=0.5) Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤. (f=0.3)A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f 值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4~6(如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3(如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩体风化程度判断1.岩石风化程度概述1.1岩石风化程度由于岩石内部结构、矿物成分的内部因素;以及岩石所处环境,包括温度、水分、pH等等外部条件影响,导致岩石风化程度有所差异。
岩石风化后,其物理力学性质将发生不同程度改变或变化,这种变化的大小取决于风化程度的强弱。
风化程度不同,岩石的物理力学性质改变大小也不同。
岩石风化程度,可以分为全风化、强风化、弱风化以及微风化。
路堑边坡的坡度、桥基的埋深、隧道衬砌的厚度及施工方法的选择、山区公路边坡的表面防护等,都与岩石风化程度密切相关。
因此,研究岩石风化就必须准确判断岩石风化程度。
1.2岩石风化壳的垂直分带在风化壳铅直剖面上,从上到下岩石的风化程度不同、物理力学性质不同,因而,对建筑物的适应能力不一样。
对重型建筑物地基来说,当风化厚度不大时,可将风化岩石全部清除,使建筑物基础砌置在新鲜基岩上;当风化壳厚度较大时,全部挖除风化岩石既不经济,又无必要,采用灌浆加固、锚杆加固等方法可以有效防治岩石风化。
2.岩石风化程度判断方法2.1颜色的改变风化程度不同的岩石,在外观上首先表现为颜色差异。
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,这是从整体来看的。
从局部或某一色彩看,颜色的变化程度也有所不同,有的仅沿岩石的裂隙面发生变化,有的仅部分岩体发生变化,有的全部岩体均发生变化。
未经风化的岩石色泽鲜艳,风化愈重,颜色愈暗淡。
野外观察时要注意表面和内部颜色的比较;要注意区分干燥时和潮湿时岩石色调的不同,以间接确定其风化程度。
2.2岩石物理、力学和水理性质的变化风化岩石水理性质及物理力学性质的变化,是原岩矿物成分和结构变化的综合反映。
在风化壳剖面上,由上到下这些性质变化的趋势是:①孔隙性和压缩性由大到小;②吸水性由强到弱;③声波速度由小到大;④强度由低到高等。
这些性质指标的变化是风化壳分带重要的定量标志。
2.3次生矿物的发生不同矿物,抗风化能力是不同的。
工程地质勘察中关于岩石风化程度的识别及判定方法作者:吕游来源:《环球人文地理·评论版》2017年第03期(中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院,黑龙江哈尔滨 150000)摘要:岩石风化程度的识别与判定是工程地质勘察中的一项重要工作,其直接关系着工程基础面高程选择的合理性以及工程环境与材料利用的有效性,因此在实际工程地质勘察中应当采取有效方式准确识别岩石风化程度,并加以准确判定,从而推进工程地质勘察工作的有序开展。
本文就此进行简要分析,仅供相关人员参考。
关键词:工程地质勘察;岩石风化程度;识别;判定岩石在风化作用下往往会形成无方向性且不规则发育的风化裂隙,岩石内部矿物成分发生一定转变,并且岩石风化状态下往往呈现出一定的阶段性特征,由此可以判定岩石风化程度,进一步为工程地质勘察工作的有序开展打下良好的基础。
因此在工程地质勘察工作中,加大力度探讨岩石风化程度的识别及判定方法,对于围岩稳定性以及边坡工程的安全性都具有重要意义。
1 工程地质勘察中岩石风化程度识别与判定的特殊性岩石风化程度的识别及判定大多以工程地质定性评价方法为主要依据,在准确把握岩石结构、矿物成分、压实破碎成都以及掘进的难易程度等开展综合分析,就岩石风化程度相关物理力学性质指标开展定性和定量分析,以准确把握岩石风化程度。
当前工程地质勘察工作中,岩石风化程度的识别与判定仍具有一定特殊性,需要以定性描述与定量指标相结合的方法,通过对定性资料进行分析研究,开展定量化统计,进而建立岩石风化程度划分判据,以便准确把握岩石風化程度以及岩石风化后的质量变化,保证工程地质勘察中岩石风化程度识别与判定的准确性和可靠性。
2 岩石矿物成分和微观结构构造变化的判别指标2.1岩石薄片显微镜下分析在风化作用下,岩石往往呈现出一定的微观特征,并且这种特征与原岩存在一定差异,主要体现在微观结构构造与微观裂隙发育特征、矿物粘土化等,在准确把握岩石风化后的微观特征后,能够在工程地质勘察中准确识别并判定岩石的风化程度。
岩体风化程度的划分:岩石风化程度的定性划分是指从岩石的结构、矿物成分、掘进难易程度、破碎的程度等野外特征进行综合分析确定,受人的经验和主观因素的影响较大。
对岩石的五级风化程度作如下划分:
未风化:岩石岩质新鲜,偶见风化痕迹,岩石组织结构未变。
微风化:岩石岩质新鲜,沿着节理面有些铁锰质渲染的痕迹或略有变色,有少量的风化痕迹,没有疏松物质,矿物质和岩石的组织结构基本没发生改变。
中等风化:岩石构造层理清晰,但被节理裂隙切割成岩块状,裂隙里填充着少量风化物;结构部分破坏,矿物质的成分基本没发生变化,只沿着节理面出现了次生矿物;锤击声音脆,岩体不容易击碎,用镐难挖掘,岩芯钻方可钻进。
强风化:岩石岩体被节理的裂隙分割为成块的碎块状;岩体结构大部分被破坏,构造层理不清晰,矿物质成分显著发生变化;锤击声音哑,碎岩可以用手折断,干钻不容易钻进,用镐可以挖掘。
全风化:岩石岩体被节理的裂隙分割成了散体状;岩体结构基本被破坏,只有外观仍保持着原岩状态;碎石可以用手捏碎,用镐可以挖掘,干钻可钻进。
风化岩石强度等级划分
风化岩石是指在长时间地自然作用下,由于受到水、风、温度等因素的侵蚀作用而产
生了一定的物理、化学变化,使其原有的力学性质、结构、颜色等发生了变化的岩石。
风
化岩石普遍存在于地球表面,尤其在热带、亚热带地区更为明显。
风化岩石的强度是指其抗压、抗拉、抗弯等力学性质。
为方便工程设计和施工等操作,一般采用强度等级来表示风化岩石的强度,其划分标准如下:
一、风化程度划分
1. 轻度风化:岩石颜色变浅,表面呈现龟裂、剥落等裂缝,均匀性变差,但整体石
质未明显改变。
常用符号为WA。
3. 重度风化:岩石颜色严重变浅,表面呈现具有较明显形状和尺寸的龟裂和钙石类
充填物,明显颗粒状剥蚀现象,明显降低了整体石质强度。
常用符号为WC。
4. 极重度风化:岩石颜色趋于白色,甚至呈现出柔软的泥质石体,且常出现小型脱
落块,整体石质完全改变。
常用符号为WD。
二、抗压强度等级划分
根据风化程度划分,抗压强度等级划分如下:
1. WA1级:轻度风化岩体,抗压强度≥15MPa。
1. 抗拉强度等级:WA1级≥1.0MPa、WB1级≥0.5MPa、WC1级≥0.25MPa、WD1级
≥0.1MPa。
以上为风化岩石强度等级划分的标准,实际工程中应根据岩石的不同程度和特点来选
择相应的强度等级,以确保工程质量和安全。