不良地質(zhì)現(xiàn)象風(fēng)化作用

專題二

風(fēng)化作用

一、風(fēng)化作用的意義

1.

風(fēng)化：

位于地殼表面或接近于地面的巖石經(jīng)受著風(fēng)、電、大氣降水和溫度等大氣營(yíng)力以及生物活動(dòng)等因素的影響，巖石會(huì)發(fā)生破碎或成分變化，這種變化的過(guò)程稱為風(fēng)化。

2.風(fēng)化作用的結(jié)果：

●導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低，對(duì)工程建筑條件起著不良的影響;●促進(jìn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象的形成和發(fā)展。

3.

風(fēng)化營(yíng)力：引起風(fēng)化作用發(fā)生的風(fēng)化因素統(tǒng)稱為風(fēng)化營(yíng)力。

二、風(fēng)化作用類型按風(fēng)化營(yíng)力的不同，風(fēng)化作用可分為三大類型：

物理風(fēng)化作用

化學(xué)風(fēng)化作用

生物風(fēng)化作用

（一）物理風(fēng)化作用

物理風(fēng)化作用：是指巖石在風(fēng)化營(yíng)力的影響下，產(chǎn)生一種單純的機(jī)械破壞作用。

特點(diǎn)：破壞后巖石的化學(xué)成分不改變，只是巖石發(fā)生崩解、破碎、形成巖屑，巖石由堅(jiān)硬變疏松。

引起巖石物理風(fēng)化作用的因素：主要是溫度變化和巖石裂隙中水分的凍結(jié)。

●溫度變化是引起巖石物理風(fēng)化作用的最主要因素。因?yàn)椋?/p>

（1）由于溫度的變化產(chǎn)生溫差，溫差可促使巖石膨脹和收縮交替地進(jìn)行，久之則引起巖石破裂。

（2）巖石本身的某些性質(zhì)，如巖石的顏色、礦物成分和礦物顆粒的大小等對(duì)于溫度變化的感應(yīng)程度是不同的。

●水的凍結(jié)在嚴(yán)寒地區(qū)和高山接近雪線地區(qū)經(jīng)常發(fā)生。

當(dāng)氣溫到0℃或以下時(shí)，在巖石裂隙中的水，就產(chǎn)生冰凍現(xiàn)象。水由液態(tài)變成固態(tài)時(shí)，體積膨脹約9％，對(duì)裂隙兩壁產(chǎn)生很大的膨脹壓力，起到楔子的作用，稱為“冰劈”。（二）化學(xué)風(fēng)化作用

化學(xué)風(fēng)化作用：是指巖石在水和各種水溶液的化學(xué)作用和有機(jī)體的生物化學(xué)作用下所引起的破壞過(guò)程。

特點(diǎn)：不僅破碎了巖石，而且改變了化學(xué)成分，產(chǎn)生了新的礦物，直到適應(yīng)新的化學(xué)環(huán)境為止。

化學(xué)風(fēng)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(zhì)的結(jié)合，在結(jié)合時(shí)，一定分量的水加入到物質(zhì)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(duì)圍巖產(chǎn)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(shí)發(fā)生的，在水溶液，低氧化合物、硫化物和有機(jī)化合物發(fā)生了氧化反映。如：低價(jià)鐵---氧化---變成高價(jià)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(diǎn)，致使巖石破壞?！袼庾饔盟庾饔檬侵傅V物物與水的成分起化化學(xué)作用形成新的的化合物。如正長(zhǎng)石（KAlSi3O8）經(jīng)水解后形成高高嶺土（A12O3·2SiO2·H2O）、石英（SiO2）和氫氧化鉀（KOH）。再再如大氣中和水中中經(jīng)常含有二氧化化碳（CO2），它與圍巖礦物物相互作用形成碳碳酸化合物，稱其其為碳酸鹽化作用用?！?/p>

溶解作用溶解作用是指水直直接溶解巖石礦物物的作用，使巖石石遭到破壞。最容易溶解的是鹵鹵化鹽類（巖鹽、、鉀鹽），其次是是硫酸鹽（石膏、、硬石膏），再次次是碳酸鹽類（石石灰?guī)r、白云巖等等）。如：在石灰?guī)r地區(qū)區(qū)經(jīng)常有溶洞、溶溶溝等巖溶現(xiàn)象，，就是這種溶解作作用造成的。（三）生物風(fēng)化作作用生物風(fēng)化作用：巖石在動(dòng)、植物及及微生物影響下所所起的破壞作用稱稱為生物風(fēng)化作用用?！魃锏奈锢盹L(fēng)化：植物對(duì)于巖石的物物理風(fēng)化作用表現(xiàn)現(xiàn)在根部楔入巖石石裂隙中，而使巖巖石崩裂；動(dòng)物對(duì)于巖石的物物理風(fēng)化作用表現(xiàn)現(xiàn)為穴居動(dòng)物的掘掘土、穿鑿等的破破壞作用并促進(jìn)巖巖石風(fēng)化。△生物的化學(xué)風(fēng)化表現(xiàn)為生物的新陳陳代謝，其遺體以以及其產(chǎn)生的有機(jī)機(jī)酸、碳酸、硝酸酸等的腐蝕作用，，使巖石礦物分解解和風(fēng)化。造成巖巖石成分改變、性性質(zhì)軟化和疏松。三、巖石風(fēng)化程度度和風(fēng)化帶（一）巖石風(fēng)化程程度巖石風(fēng)化的結(jié)果，，使原來(lái)母巖性質(zhì)質(zhì)改變，形成不同同風(fēng)化程度的風(fēng)化化巖。按巖石風(fēng)化化深淺和特征，可可將巖石風(fēng)化程度劃分為五級(jí)。風(fēng)化程度巖巖石石結(jié)構(gòu)礦礦物成分破破碎性未風(fēng)化未未變未未變微風(fēng)化基基本未變基基本本未變無(wú)無(wú)疏松物質(zhì)弱風(fēng)化部部分破壞稍稍微微變質(zhì)有有松散物質(zhì)強(qiáng)風(fēng)化大大部部分破壞顯顯著變化化疏松松物與堅(jiān)硬體混雜雜全風(fēng)化全全部破壞風(fēng)風(fēng)化成成土狀不不含堅(jiān)堅(jiān)硬塊體（二）風(fēng)化帶巖石的風(fēng)化一般是是由表及里呈帶狀狀分布。由地表往往下風(fēng)化作用的影影響逐漸減弱以至至消失。因此在風(fēng)風(fēng)化剖面的不同深深度上，巖石的物物理力學(xué)性質(zhì)有明明顯的差異。從巖巖石風(fēng)化程度的深深淺，在風(fēng)化剖面面上自下而上可分分成四個(gè)風(fēng)化帶：：微風(fēng)化帶、弱風(fēng)化化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶和全風(fēng)化帶?！鳌鲙r石風(fēng)化帶的的界線，在工程建建筑中是一項(xiàng)重要要的工程地質(zhì)資料料。△不同風(fēng)化帶的分分界線，可作為巖巖基持力層、基坑坑開(kāi)挖、挖方邊坡坡坡度以及采取相相應(yīng)的加固措施的的依據(jù)之一?！饕_切地劃分風(fēng)風(fēng)化界線尚無(wú)有效效方法，通常只根根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條條件并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)經(jīng)驗(yàn)予以確定。四、巖石風(fēng)化的治治理巖石風(fēng)化的治理方方法可采用挖除和防治兩種措施。（一）挖除方法。。這種措施是采取挖挖除一部分危及建建筑物安全的風(fēng)化化厲害的巖層，挖挖除的深度是根據(jù)據(jù)風(fēng)化巖的風(fēng)化程程度、風(fēng)化裂隙、、風(fēng)化巖的物理力力學(xué)性質(zhì)和工程要要求等來(lái)確定。挖挖除風(fēng)化巖石是一一個(gè)困難而耗費(fèi)時(shí)時(shí)間的過(guò)程，因而而宜少挖。（二）防治方法。。這種方法是采取制制止風(fēng)化作用繼續(xù)續(xù)發(fā)展，或采用