[PPT]動力工程地質_ppt

1、專題二 風化作用一、風化作用的意義 1.風化： 位于地殼表面或接近于地面的巖石經受著風、電、大氣降水和溫度等大氣營力以及生物活動等因素的影響，巖石會發(fā)生破碎或成分變化，這種變化的過程稱為風化。 2. 風化作用的結果： 導致巖石的強度和穩(wěn)定性降低，對工程建筑條件起著不良的影響; 促進滑坡、崩塌等不良地質現(xiàn)象的形成和發(fā)展。 3. 風化營力：引起風化作用發(fā)生的風化因素統(tǒng)稱為風化營力。二、風化作用類型 按風化營力的不同，風化作用可分為三大類型： 物理風化作用 化學風化作用 生物風化作用 （一） 物理風化作用 物理風化作用：是指巖石在風化營力的影響下，產生一種單純的機械破壞作用。 特點：破壞后巖石的化學

2、成分不改變，只是巖石發(fā)生崩解、破碎、形成巖屑 ，巖石由堅硬變疏松。 引起巖石物理風化作用的因素：主要是溫度變化和巖石裂隙中水分的凍結。 溫度變化是引起巖石物理風化作用的 最主要因素。因為： （1）由于溫度的變化產生溫差，溫差可促使巖石膨脹和收縮交替地進行，久之則引起巖石破裂。 （2）巖石本身的某些性質，如巖石的顏色、礦物成分和礦物顆粒的大小等對于溫度變化的感應程度是不同的。 水的凍結在嚴寒地區(qū)和高山接近雪線地區(qū)經常發(fā)生。 當氣溫到0或以下時，在巖石裂隙中的水，就產生冰凍現(xiàn)象。水由液態(tài)變成固態(tài)時，體積膨脹約9，對裂隙兩壁產生很大的膨脹壓力，起到楔子的作用，稱為“冰劈”。（二）化學風化作用 化學風

3、化作用：是指巖石在水和各種水溶液的化學作用和有機體的生物化學作用下所引起的破壞過程。 特點：不僅破碎了巖石，而且改變了化學成分，產生了新的礦物，直到適應新的化學環(huán)境為止。 化學風化作用類型：水化作用、氧化作用、水解作用，以及溶解作用。 水化作用 水化作用是水分和某種礦物質的結合，在結合時，一定分量的水加入到物質的成分里，改變了礦物原有的分子式，引起體積膨脹，使巖石破壞。 如硬石膏（CaSO4）遇水后變成普通石膏（CaSO42H2O）其體積膨脹60，這對圍巖產生巨大壓力，使圍巖脹裂。 氧化作用氧化作用常是在有水存在時發(fā)生的，在水溶液，低氧化合物、硫化物和有機化合物發(fā)生了氧化反映。 如：低價鐵-氧

4、化-變成高價鐵。 黃鐵礦（FeS2）-氧化-硫酸亞鐵（FeSO4和硫酸（H2SO4），而硫酸有腐蝕作用。能溶蝕巖石中某些礦物，形成一些洞穴和斑點，致使巖石破壞。 水解作用 水解作用是指礦物與水的成分起化學作用形成新的化合物。 如正長石（KAlSi3O8）經水解后形成高嶺土（A12O32SiO2H2O）、石英（SiO2）和氫氧化鉀（KOH）。 再如大氣中和水中經常含有二氧化碳（CO2），它與圍巖礦物相互作用形成碳酸化合物，稱其為碳酸鹽化作用。 溶解作用 溶解作用是指水直接溶解巖石礦物的作用，使巖石遭到破壞。 最容易溶解的是鹵化鹽類（巖鹽、鉀鹽），其次是硫酸鹽（石膏、硬石膏），再次是碳酸鹽類（石灰

5、巖、白云巖等）。 如：在石灰?guī)r地區(qū)經常有溶洞、溶溝等巖溶現(xiàn)象，就是這種溶解作用造成的。 （三）生物風化作用 生物風化作用：巖石在動、植物及微生物影響下所起的破壞作用稱為生物風化作用。 生物的物理風化： 植物對于巖石的物理風化作用表現(xiàn)在根部楔入巖石裂隙中，而使巖石崩裂 ； 動物對于巖石的物理風化作用表現(xiàn)為穴居動物的掘土、穿鑿等的破壞作用并促進巖石風化。 生物的化學風化 表現(xiàn)為生物的新陳代謝，其遺體以及其產生的有機酸、碳酸、硝酸等的腐蝕作用，使巖石礦物分解和風化。造成巖石成分改變、性質軟化和疏松。 三、巖石風化程度和風化帶（一）巖石風化程度 巖石風化的結果，使原來母巖性質改變，形成不同風化程度的風

6、化巖。按巖石風化深淺和特征，可將巖石風化程度劃分為五級。風化程度 巖石結構 礦物成分 破碎性未風化 未變 未變 微風化 基本未變 基本未變 無疏松物質弱風化 部分破壞 稍微變質 有松散物質 強風化 大部分破壞 顯著變化 疏松物與堅硬體混雜 全風化 全部破壞 風化成土狀 不含堅硬塊體 （二）風化帶 巖石的風化一般是由表及里呈帶狀分布。由地表往下風化作用的影響逐漸減弱以至消失。因此在風化剖面的不同深度上，巖石的物理力學性質有明顯的差異。從巖石風化程度的深淺，在風化剖面上自下而上可分成四個風化帶：微風化帶、弱風化帶、強風化帶和全風化帶。 巖石風化帶的界線，在工程建筑中是一項重要的工程地質資料。 不同風化帶的分界線，可作為巖基持力層、基坑開挖、挖方邊坡坡度以及采取相應的加固措施的依據之一。 要確切地劃分風化界線尚無有效方法，通常只根據當?shù)氐牡刭|條件并結合實踐經驗予以確定。四、巖石風化的治理 巖石風化的治理方法可采用挖除和防治兩種措施。 （一）挖除方法。這種措施是采取挖除一部分危及建筑物安全的風化厲害的巖層，挖除的深度是根據風化巖的風化程度、風化裂隙、風化巖的物理力學性質和工程要求等來確定。挖除風化巖石是一個困難而耗費時間的過程，因而宜少挖。 （二）防治方法。這種方法是采取制止風化作用繼續(xù)發(fā)展