岩石
rqing_d
rqing_d Lv.3
2011年02月03日 09:34:50
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火成岩或稱岩漿岩:是指岩冷卻後(地壳裡喷出的岩浆,或者被融化的现存岩石),成形的一種岩石。现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。常見的岩漿岩有花崗岩、安山岩及玄武岩等。一般來說,岩漿岩易出現於板塊交界地帶的火山區。岩浆岩对地质学研究很重要,因为:• 它们的矿物和化学结构提供很多关于地壳结构的知识。学者可以从岩浆岩的存在地点,形成的温度和压力条件,以及原有的岩石种类中推断地壳结构。

火成岩或稱岩漿岩:
是指岩冷卻後(地壳裡喷出的岩浆,或者被融化的现存岩石),成形的一種岩石。现在已经发现700多种岩浆岩,大部分是在地壳里面的岩石。常見的岩漿岩有花崗岩、安山岩及玄武岩等。
一般來說,岩漿岩易出現於板塊交界地帶的火山區。
岩浆岩对地质学研究很重要,因为:
• 它们的矿物和化学结构提供很多关于地壳结构的知识。学者可以从岩浆岩的存在地点,形成的温度和压力条件,以及原有的岩石种类中推断地壳结构。
• 它们的年龄可以从各种各样幅射测量断代法测量,以此和临近地层年代比较,可以推断事件发生顺序。
• 它们的特点通常是一个具体构造环境的典型,可以研究板块构造
• 在一些罕见情况下,它会含有重要矿物,例如花岗岩中可能有钨,锡和铀。
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rqing_d
2011年02月06日 22:45:17
62楼
H.2 野外描述
H.2.1 岩、土野外描述的目的是:
确定岩、土名称和划分层次、厚度,
鉴别成分、状态、湿度、成因类型、地质时代及工程地质特征,
为地基的建筑性能和土、石材以及围岩的评价取得基本的第一手资料。

H.2.2 野外编录描述应对地基土进行综合定名。综合定名,除按颗粒级配或
塑性指数定名外,尚应符合下列规定:
1 对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名,如新近堆积砂质粉土、残坡积碎石土等;
2 对特殊性土,应结合颗粒级配或塑性指数综合定名,如淤泥质粘土、碎石素填土等;
3 对同一土层中相间成韵律沉积、薄层厚度大于20厘米的地基土层,
当薄层与厚层的厚度比为1/10—1/3时,宜定名为“夹层”,厚的土层写在前面,如粘土夹粉砂层;
当厚度比大于1/3时,宜定名为“互层”,如粘土—粉砂互层;
厚度比小于1/10的土层且有规律地多次出现时,宜定名为“夹薄层”,如粘土夹薄层粉砂;
小于20厘米的一般可不单独分层,在描述中指明即可,但有特殊要求的除外;
4 对由坡积、洪积、冰水沉积形成的、颗粒级配呈不连续状、细粒、巨粒混杂的土,应判定为混合土。
当碎石土中的粉粒和粘粒含量超过25%时,定为Ⅰ类混合土;
当细粒土中砾粒、卵石粒、漂石粒含量超过25%时定为Ⅱ类混合土;
当含量不超过25%时,按H.2.3定名。
H.2.3 充填物及包含物的描述,经常用“含”、“混”、“夹”字样,其含意是
“含”——系指土中含有的包含物,如含铁锰结核、碎砖块等;
“混”——系指某类土中均匀地混有另一类土;
“夹”——系指某一类土不均匀地夹有另一类土,如粘土夹碎石。

H.2.4 为了消除对同一土层认识上的人为差异,在描述工作正式开展前,应由
工程(技术)负责人进行现场示范性描述,以统一描述标准。
工程负责人应在现场随时处理各种技术问题。
H.2.5 岩、土的结构、构造、成因类型及地质时代等难以确定时,应将直观特征
详细描述,由工程(技术)负责人根据区域资料和调查结果综合分析、
研究后确定。
H.2.6 野外记录应使用标准的专业术语,术语标准参照《建筑岩土工程勘察
基本术语标准》JGJ84—92执行,记录要准确、详细、客观
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rqing_d
2011年02月06日 22:46:08
63楼
H.3 岩石
H.3.1 岩体是指包括各种结构面(如节理裂隙等)的原位岩石。
岩石按成因分为岩浆岩、沉积岩及变质岩三大类。
当岩石具有特殊成分、结构特征和性质时,应定名为特殊性岩石,
一般可分为 易溶性岩石、
膨胀性岩石、
崩解性岩石、
盐渍化岩石, 等
H.3.2 岩石应描述的内容及顺序是:名称、颜色、结构及构造特征、主要矿物
成分、胶结物、坚固性、风化及完整程度,产状要素及岩脉特性等,
对特殊性岩石尚应描述其遇酸反应及遇水反应情况等。
H.3.3 描述岩石名称时,应按岩石学定名,指出岩石的具体名称,如闪长岩、
花岗岩等。如遇有两种矿物组成的岩石,应以次要矿物在前,主要矿物
在后定名,如云母石英片岩等。
H.3.4 岩石的颜色,应分别描述其新鲜面及风化面、天然状态颜色及风干后的
颜色。
H.3.5 描述岩石成分时,可只描述主要矿物成分。
H.3.6 应描述岩石的胶结物与沉积岩的胶结类型及岩石的结构构造特征。
H.3.7 岩石风化程度的划分按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)附录A附表A.0.3的规定执行。
H.3.8 对岩石的完整程度,应描述岩体节理裂隙的性质、张闭情况、充填及
联通性等,必要时应量测裂隙的产状,并统计单位面积(或单位长度)
的数量。应详细记录各种不连续软弱结构面的类型、间距、延展性、
张开度、粗糙度、充填及胶结情况、组合关系、力学属性等,必要时,
应做节理裂隙玫瑰花图等。
H.3.9 描述岩石的产状要素,应记录岩层、断裂、节理的走向、倾向和倾角。
如岩层走向N60W、倾向NE30°、倾角45°,则可表示为NE30°∠45°。
H.3.10 描述岩脉特征,应着重描述其名称、坚固性、风化程度和穿插、分布形状、
宽度、完整性及与围岩的接触、胶结等特征。
H.3.11 描述岩溶特征,应着重描述岩溶发育程度、岩溶形态、规模、空间分布、
溶洞顶板厚度及破碎程度、溶洞充填情况等。
H.3.12 对岩溶发育的覆盖型岩溶地段应采用工业CT、地质雷达、浅层地震等
综合工程物探方法确定其地下发育形态。
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rqing_d
2011年02月06日 22:47:52
64楼
一、岩、土体工程地质特征
根据岩石建造类型、结构面特征及其组成岩石的岩性和强度等特征,岩体分为岩浆岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩和特殊岩石等5个工程地质岩类。
每个岩类再划分为若干岩组,共计18个岩组。
根据土体的成因类型、物质组成及工程特征,土体划分为两类11个组。
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rqing_d
2011年02月06日 22:48:42
65楼
(一)岩体工程地质特征
1.岩浆岩类
(1)坚硬~软弱,块~层状基性喷出岩。
火山熔岩为块状,较坚硬~坚硬,干抗压强度48.0~193.0兆帕,软化系数0.64~0.99,岩体稳定性较好;
火山碎屑岩为似层状或层状,软弱~较坚硬,干抗压强度10.9~56.0兆帕,软化系数0.43~0.54,岩体稳定性差。
力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。中等风化玄武岩强度为微风化—新鲜的20~50%;火山碎屑岩易受风化,中等风化的锤击易碎。
(2)坚硬~较坚硬,层状中~酸性喷出岩。
岩石干抗压强度多大于108兆帕。流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大,在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。使岩体稳定性变差。
(3)坚硬块状侵入岩。
岩石以中~粗粒或斑状结构为主,块状构造,新鲜者致密坚硬,裂隙不发育,力学强度普遍较高,尤其是新鲜花岗岩,抗压强度一般大于98兆帕。
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rqing_d
2011年02月06日 22:49:33
66楼
2.变质岩类
(1)软硬相间,薄~中厚层状变质砂页岩。
岩层厚薄不等,软硬相间,岩石的完整性和抗风化能力差异很大,力学强度各向异性。
片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石,节理裂隙较发育,垂直干抗压强度12.0~113兆帕;
石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石,较坚硬~坚硬,垂直干抗压强度43.0~260兆帕,最高达338兆帕。
风化岩石干抗压强仅40~90兆帕。
(2)坚硬,块状混合岩类。
岩石呈块状,完整性好,坚硬,干抗压强度59~196兆帕,强风化者为22兆帕。
(3)软弱,碎裂状构造岩。
岩石破碎,透水性强,压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕,部分小于20兆帕。
3.碎屑岩类
(1)软弱~较坚硬,中~厚层状红色砂泥岩。
岩石呈不等厚互层状。力学强度因岩性不同而异。
砂岩,砾岩等岩石较坚硬,干抗压强度多大于50兆帕,风化岩干抗压强度一般小于50兆帕。
泥岩、粘土岩等垂直干抗压强度为11.8~17.0兆帕。
(2)软硬相间,薄~中层状砂页岩。
页岩常夹砂岩或与砂岩互层产出。
砂岩干抗压强度为100~169兆帕,比片岩高几倍至十几倍,
而砂岩强度又容易受风化影响,风化者为3.8~27兆帕,半风化者60~70.3兆帕。
(3)坚硬~较坚硬,中厚层状砂砾岩。
岩石致密坚硬,抗水性和抗风化能力强,力学强度高,抗压强度多大于98兆帕。
(4)软硬相间,层状碎屑岩夹碳酸盐岩。
碳酸盐岩、石英砂岩、粉砂岩等抗压强度较高,页岩抗压强度低。
但碳酸盐岩因岩溶发育,强度有所降低,尤其在断裂破碎带。
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rqing_d
2011年02月06日 22:50:18
67楼
4.碳酸盐岩类
该岩类的工程地质特征主要与岩石的岩溶化程度有关。
(1)坚硬~较坚硬,中~厚层状强岩溶化碳酸盐岩。
包括灰岩、白云质灰岩、白云岩,岩溶率8~35%,新鲜岩石抗压强度一般大于98兆帕。
(2)坚硬~较坚硬,中~厚层状中等岩熔化碳酸盐岩。
主要为灰岩、白云岩化灰岩、生物灰岩、白云岩等,
沿断裂及褶皱轴一般发育有溶隙、溶洞、暗河等。
岩溶率一般为1.2~3.3%,岩溶发育深度在100米心内。
干抗强度69.5~107.7兆帕,饱和抗压强度51.0~75.5兆帕,
干抗剪强度8.0~12.7兆帕。
(3)坚硬~较坚硬,中~厚层状弱岩溶化碳酸盐岩。
主要岩石为灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、硅质灰岩、白云岩等,
裂隙和岩溶发育程度差,灰岩抗压强度为60.7~66.1兆帕。
(4)软硬相间,层状碳酸盐岩夹碎屑岩。
主要岩石为灰岩、生物灰岩、白云岩、泥灰岩夹石英砂岩、页岩、炭质页岩等。
岩石强度差异大,灰岩抗压强度可达123.2兆帕,
而页岩抗压强度一般为11.5~22.8兆帕,且易软化和泥化。
5.特殊岩类
(1)软弱~较坚硬,薄~中层状含煤、油页岩红色砂泥岩。
新鲜褐煤易氧化成碎块状,抗压强度仅1.82兆帕,凝聚力202千帕;
油页岩页理发育,抗压强度1.1~2.8兆帕,凝聚力48~292兆帕;
砂砾岩、砂岩、泥岩的工程地质特征与软弱~较坚硬的红色砂泥岩组相当。
(2)软硬相间,薄~中层状含煤砂页岩。
岩石力学强度高低悬殊,各向异性明显。
泥岩及页岩易软化,且裂隙发育,岩石较破碎,其边坡易崩塌变形。
(3)软硬相间,层状含石膏、钙质红色砂泥岩。
岩石易软化和溶浊,常形成溶洞、溶孔、溶沟等。
粤北坪石、丹霞、梅塘、彭屋盆地的白垩系上统灰质砾岩岩溶较发育,往往成为不均质地基,对工程建筑不利。
(4)软弱~较坚硬,层状珊瑚、贝壳碎屑岩。
岩石胶结程度较差。除现代潮间带的贝壳砂岩局部强度略大之外,其余强度多较低。
据生物碎屑岩的少量样品测试,干抗压强度为0.9~40.8兆帕,软化系数0.83~0.91。
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rqing_d
2011年02月06日 22:51:03
68楼
(二)土体工程地质特征
1.沉积土类
(1)一般粘性土。
土体一般很湿~饱和,软~可塑,部分流塑或硬塑。
软~流塑者允许承载力一般小于100千帕,
可塑或硬塑性土允许承载力一般120千帕。
(2)老粘性土。
土体以硬塑状为主,中~低压缩性,含水层以上的老粘性土,允许承载力一般200千帕。
但不同成因和不同时代的老粘性土彼此间的工程性能有的差别甚大。
(3)砂性土。
土体具有透水性强、压密快和内摩擦角较大的特点。
其力学强度影响因素较多,一般沉积时间早、埋深大的,强度高,反之则低。
密实度以松散~中密者多,一般由浅至深从松散过渡为密实。
当其处于地下水位之下和埋深小于15米时,可能因强震或机械震动而引起砂土液化。
(4)碎石土。
碎石土主要分布于河流中、上游及支流谷地,沿海一带也有零星分布。
多埋藏于其它土组之下,且常为底砾层。
土体具孔隙大、透水性强、抗剪强度大的特点,呈稍密~密实状(裸露者以松散居多),
力学强度高,一般可作良好的天然地基。
(5)特殊性土。
特殊性土,主要为淤泥质土和泥炭土。
淤泥质土天然含水量高,并大于液限,孔隙比大于1,
亲水性强,透水性强,呈软塑~流塑状,高压缩性,
允许承载力小于90千帕。原状土抗剪强度平均值为8.4~64千帕。
泥炭土多呈牛粪状,松软而质轻,饱和或过饱和,
具大孔隙率、软~流塑、高压缩、易触变、力学强度低和工程性能差等特点。
轻型触探击数为1~17击,允许承载力小于100千帕。
此外,尚有硅藻土,其性质为松散质轻,高压缩性。干时吸水性强,易崩解,强度很低。
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rqing_d
2011年02月06日 22:53:36
69楼
2.坡残积土类
(1)侵入岩坡残积土。
土体为粘土、亚砂土等,普遍含较多的石英砂砾。
天然状态下呈可塑~硬塑状,中等压缩性,压缩系数平均值0.3~0.46每兆帕,标贯击数平均8.0~21.5击。力学强度较高,且随深度的增加而增大,允许承载力大多达160千帕。
(2)喷出岩坡残积土。
土体为粘土、亚粘土、亚砂土等,呈可塑~硬塑状。
据梅县两个流纹斑岩残积土试验成果,液性指数小于零,压缩系数平均值为0.01每兆帕,压缩模量16.2兆帕;
雷琼地区基性火山岩残积土孔隙比一般为0.966~2.548,压缩系数平均值为0.029~0.289每兆帕,地基允许承载力普遍达200千帕。
(3)碎屑岩坡残积土。
主要为粘土、亚粘土,可塑~硬塑状,
压缩系数平均值0.196~0.36每兆帕,标贯平均击数13.7~60击,力学强度较高。
(4)碳酸盐岩坡残积土。
主要为粘土、砾质粘土、含砾亚粘土、亚砂土,统称为红粘土。
土体突出的工程地质特征是具有一定的胀缩性,失水时体积剧烈收缩,
失水愈严重,收缩量就愈大,但吸水膨胀性较弱,胀压力很低。
天然状态下含水率、孔隙比、可塑性指标等较高,多呈坚硬~硬塑状。
以中等压缩性为主,压缩系数平均值为0.008~0.048每兆帕。
(5)变质岩坡残积土。
主要为粘土、粘土夹碎石、亚砂土等,强度一般较高,允许承载力多达250千帕。
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rqing_d
2011年02月06日 22:55:24
70楼
11.4 风化岩与残积土
11.4.1 风化岩划分为未风化岩、微风化岩、中等风化岩、强风化岩、全风化岩与残积土。

11.4.2 风化岩与残积土的勘察应查明下列内容:
1. 不同岩石的各风化带的分布、埋深与厚度变化。
2. 风化岩与原岩矿物、组织结构的变化程度。
3. 风化岩的透水性和富水性。
4. 风化岩内软弱夹层的分布范围、厚度与产状。
5. 风化岩与残积土的岩土技术性质。
6. 当地的建筑经验。

11.4.3 风化岩与残积土的勘探有下列要求:
1. 勘探工作,除钻孔外,应有一定数量的探井,并应与标贯试验、超重型动力触探试验N120、旁压试验等原位测试相结合。
2. 勘探点间距宜为15~30cm,并可有一定数量的追索、圈定用的勘探点。钻孔深度:一般性钻孔应穿透残积土和全风化岩;控制性钻孔应穿透强风化岩。
3. 在残积土、全风化岩与强风化岩中应取得Ⅰ级试样,在中等风化岩与微风化岩中岩心采取率不应低于90%。
4. 岩土技术性质指标和参数的确定应重视室内试验结果与原位测试的结合。


11.4.4 在室内试验中,对风化岩应进行重力密度、比重、吸水率、 天然状态和饱和状态单轴抗压强度试验;对花岗岩类残积土和全风化岩应进行细粒土的天然含水量、塑性指数、液性指数等试验,其值可按本规范附录J计算确定。

11.4.5 对风化岩与残积土的岩土工程分析与评价尚应包括下列内容:
1. 对岩石风化程度进行分类。花岗岩风化程度与残积土亦可按表11.4.5的规定分类:
2. 风化岩与残积土的承载力宜采用原位测试方法,结合理论公式计算确定;亦可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的有关规定确定。
3. 风化岩与残积土的变形计算参数:
1) 风化岩与残积土地基的变形模量E0 可采用载荷试验确定,亦可采用旁压试验、标贯试验或超重型动力触探N120试验结果结合类比验证确定:
2) 花岗岩残积土的变形模量E0,可用标贯试验的杆长修正击数N按下式,并结合建筑经验确定。E0 =2.2N(11.4.5)
4. 评价设在风化岩与残积土中的桩的承载力和桩基的稳定性。
5. 残积土和不同风化程度岩石的透水性、地下水的富水性与不同层位间的水力联系,分析其对土压力计算、地下设施防水、明挖、盖挖与暗挖施工时的土体稳定性及降水对周围环境的影响。
6. 分析风化岩岩体内的软弱结构面的组合情况,并就其中与开挖面关系上的不利组合进行稳定性评价。
7. 对易风化岩石进行稳定性评价,并提出支护建议。
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rqing_d
2011年02月07日 10:46:48
71楼
岩体结构
岩体内岩块的组合排列形式。岩体结构是由结构面和结构体2个基本单元组成。

岩体是地质体的一部分,是非均质的、各向异性的不连续体。
岩体中力学强度较低的部位或岩性相对软弱的夹层,构成岩体的不连续面,称为结构面。
结构面实际上是地质发展历史中岩体内形成的具有一定方向、一定规模、一定形态和一定特征的地质界面。

结构面 岩体内存在的不同成因、不同特性的各种地质界面的统称。
如层面、节理、断层、裂隙等。
结构面不是几何学上的面,而往往是具有一定张开度的裂缝,或被一定物质充填,具有一定厚度的层或带。

按成因,结构面可分为:
沉积或成岩过程中产生的层面、夹层、冷凝节理等原生结构面;
构造作用下形成的断层、节理等构造结构面;
变质作用下所产生的片理、片麻理等变质结构面;
还有在外营力作用下形成的风化裂隙、卸荷裂隙等次生结构面。

按规模(主要是长度),可将结构面分为5级:几十至上百公里;
十几公里;
几公里;
几米至几十米;
厘米级。
它们分级或共同控制着区域、地区、山体、岩体的稳定性和岩块的力学特性。

按性质,结构面可分为硬性(刚性)结构面和软弱结构面。
硬性结构面的摩擦系数较大,多数没有充填物。
软弱结构面的摩擦系数相对较小,延伸较长,且普遍充填粘土、泥、岩石碎块等物质。

按物质组成和微结构形态,软弱结构面分为原生软弱夹层、断层和
层间错动破碎带、
软弱泥化带(或夹层)等3种类型。
某些充填泥质或粘土薄膜的大节理,也可构成软弱结构面。

软弱结构面是岩体中最容易产生变形和破坏的部位。它常常成为危险的切割面、滑移面或构成有害的压缩变形带,导致岩体产生不允许的变形或失稳。

因此,当工程岩体中存在软弱结构面时,除了要研究它们的几何形态、结合状况、空间分布和填充物质等方面外,还要特别注意对其物质组成、厚度、微观结构、在地下水作用下工程地质性质(潜蚀、软化)的变化趋势、受力条件和所处的工程部位,以及它们的力学性质指标等,进行专门的试验研究,并对其对岩体稳定性的影响作出定量的分析评价,提出工程处理措施。
结构体 岩体受结构面切割而成的块体或岩块。
随着结构面的分级,相应地结构体也可分级。视研究问题的不同,所选取的结构体等级是不一的。几级结构体综合叠加影响居多。由于不同级别、不同性质、不同产状以及不同发育程度的结构面的组合,结构体几何形态、单体大小可迥然不同。岩性的变化,也均关系着岩体的完整性、坚强性,从而决定着岩体的所属介质类型。



岩体结构类型 按结构面和结构体组合形式,尤其是结构面性状,可将岩体划分如下结构类型:
① 整体块状结构,包括整体(断续)结构、块状结构和菱块状结构;
② 层状结构,包括层状结构和薄层(板状)结构;
③ 碎裂结构,包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构;
④ 散体结构,包括块夹泥结构和泥夹块结构等。
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