風化作用的工程影響和防治措施(共5頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上風化作用的不良作用防治摘要 風化作用極其類型，影響風化作用的因素，風化作用的工程意義，巖石風化的勘測，風化作用的防治。關鍵字 風化作用 巖石風化 防治措施風化作用可以分為兩種。機械性或物理性的風化作用包括因為大氣情況如熱力、水、冰及壓力吊致巖石及土壤的分解?；瘜W性的風化作用包括與大氣化學物的直接反應，或與生物產(chǎn)生的化學物反應（生物性的風化作用），最終令巖石、土壤及礦物分解。一：物理風化物理或機械風化造成巖石分解。機械風化的主要過程為海蝕，海蝕把碎屑物及其他微粒的大小減少。但機械風化與化學風化環(huán)環(huán)相扣，如機械風化造成的裂縫會增加進行化學風化的表面面積。而化學風化在裂縫造

2、成的礦物亦會幫助巖石分解。A.熱膨脹熱膨脹或稱為洋蔥狀風化剝離作用、日曬風化或熱沖擊，通常在類似沙漠等有很大的每日溫差的地方。A. 凍融風化這種風化作用在溫度接近冰點的山區(qū)十分常見。霜會引起風化，雖然其原因常被指為水在裂縫中結冰后膨脹而成，其實大多數(shù)都和此現(xiàn)象沒有關系。很久之前人類已經(jīng)知道濕潤的泥土在凍結時，在未凍結的地方的水會經(jīng)由薄層在增長中的底冰中收集，因而引起膨脹或凍脹。同樣的現(xiàn)象亦發(fā)生在巖石的細孔中。她們會因為吸收鄰近的液態(tài)水而不斷增大。冰晶的增長引致巖石弱化，最后分裂。二：化學風化化學風化包含巖石成分的改變，常常引致其形態(tài)的崩潰。這種風化會在一段期間反復發(fā)生A.溶解作用：礦物在水中溶

3、解的過程. B.水化作用：礦物與水相結合.C.水解作用：礦物與水相遇，引起礦物分解并形成新礦物. D.氧化作用： 二價鐵氧化成三價鐵。使許多礦物和巖石表面染成紅褐色. E.碳酸化作用：溶于水中的CO形成HCO3和CO3²，它們能奪取鹽類礦物中的K,Na,Ca等金屬離子，結合成易溶的碳酸鹽而隨水遷移，使原有礦物分解。三生物風化有部分動植物能夠釋放出酸性化學物而引起化學風化。最常見的生物風化引起的化學風化形式為釋放螯合物化學物，亦為酸的一種。此化學物由植物釋放，用作分解其底下土壤的鋁、鐵成分。土壤中植物的殘骸可以形成有機酸，溶于水后造成化學風化。螯合物的過度釋放會影響附近巖石與土壤，及可

4、能引致灰化土的形成。三、風化作用的防治 為制定防治巖石風化的正確措施，首先必須查明建筑場地影響巖石風化的主要地質營力、風化作用的類型、巖石風化速度、風化先殼垂直分帶及其空間分布、各風化帶巖石的物理力學性質，同時必須了解建筑物的類型、規(guī)模及其對地質體的要求。防治巖石風化的措施一般包括兩個方面:一是對已風化產(chǎn)物的含理利用與處理；二是防止巖石進一步風化。現(xiàn)簡要介紹如下：1、對風化巖石的處理措施 當風化殼厚度較小(如數(shù)米之內)，施工條件簡單時，可將風化巖石全部挖除，使重型建筑物基礎砌置在穩(wěn)妥可靠的新鮮基巖上。一般工業(yè)民用建筑物，強風化帶甚至劇風化帶亦能滿足要求時，根本不用挖除，必須選擇合理的基礎砌置深

5、度。對于重型建筑物，特別是重型水工建筑物，對地基巖體穩(wěn)定要求較高，其挖除深度應視建筑物類型、規(guī)模及風化巖石的物理力學性質而定，需要挖除的只是那些物理力學性質變得足以威脅到建筑物穩(wěn)定的風化巖石。如我國三峽水利樞紐，大壩選在強度較高的前震旦系結晶巖上，根據(jù)巨型大壩的要求，經(jīng)多年反復研究，在弱風化帶內部以聲波縱速為4000ms為界分為上下兩帶，弱風化帶上帶及其以上的劇、強風化帶需要挖除，將大壩基礎砌置于弱風化帶下帶的頂部。當風化殼厚度雖較大，但經(jīng)處理后在經(jīng)濟上和效果上反比挖除合理時，則不必挖除。如地基強度不能滿足要求，可用錨桿或水泥灌漿加固，以加強地基巖體的完整性和堅固性。若為水工建筑物地基防滲重求

6、，則可用水泥、瀝青。粘土等材料進行防滲帷幕灌漿處理。當?shù)鼗嬖谀覡铒L化，且其深度不大時，在可能條件下可將其挖除。當囊狀風化深度較大時，應視具體條件或用混凝土蓋板跨越，或進行加固處理。開鑿于劇強風化帶中的邊坡和地下洞室，應進行支擋、加固、防排水等措施，以保證施工及應用期間邊坡巖體及洞室圍巖的穩(wěn)定性。2預防巖石風化的措施 大部分巖石經(jīng)風化后，改變了原巖的物理力學性質，形成巨厚的風化殼。這是在地質歷史時期發(fā)生的結果，其速度一般較慢，在工程使用期限內不致顯著降低巖體的穩(wěn)定性。但是有的巖石，如粘土巖及含粘土質的巖石風化速度較快，它們一旦出露，經(jīng)數(shù)日甚至數(shù)分鐘就開始出現(xiàn)風化裂隙，經(jīng)數(shù)年甚至數(shù)月原巖性質就會

7、發(fā)生顯著變異。對于施工前能滿足建筑物要求，但在工程使用期限內因風化而不能滿足建筑物要求的巖石，甚至在施工開挖過程中易于風化的巖石，必須采取預防巖石風化的措施。預防巖石風化的基本指導思想是:通過人工處理后，使風化營力與被保護巖石隔離，以使巖石免遭繼續(xù)風化；降低風化營力的強度，以減慢巖石的風化速度。例如為防止因溫度變化而引起的物理風化，可在被保護巖石表面用粘性土或砂土鋪蓋，其厚度應超過該地區(qū)年溫度影響深度510cm。一般說用亞粘土作鋪蓋材料時效果較好，它既可防止氣溫變化的影響，又因其滲透性微弱可防止氣液的侵入。若是防止水和空氣侵入巖體，可用水泥、瀝青、粘土等材料涂抹被保護巖石的表面，或用灌漿充填巖石空隙。在國外曾采用各種化學材料浸透巖石，使之充填巖石空隙，或在空隙壁形成保護薄膜，以防止風化營力與巖石直接接觸。有的采用化學材料中和風化營力，使其風化能力降低。這些方法由于費用昂貴，技術又較復雜，目前我國尚未普及推廣。當以風化速度較快的巖石作地基時，基坑開挖至設計高程后