不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程問題課件

第6章

不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題

第6章

不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題

1主要內(nèi)容風(fēng)化作用河流地質(zhì)作用邊坡災(zāi)害(滑坡、崩塌、泥石流）地震各種不良地質(zhì)作用對工程建設(shè)的影響主要內(nèi)容風(fēng)化作用2引言

不良地質(zhì)現(xiàn)象：

巖石風(fēng)化、斜坡滑動與崩塌、河流的侵蝕與堆積、巖溶、地震等，這些地質(zhì)現(xiàn)象可能會對工程的安全和使用起到不同程度的不良影響，甚至危害甚大，因而稱這些地質(zhì)現(xiàn)象為不良地質(zhì)現(xiàn)象。

引言

不良地質(zhì)現(xiàn)象：3§6.1

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(fēng)化。§6.1

風(fēng)化作用

一、風(fēng)化作用的意義

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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)化營力。

2.風(fēng)化作用的結(jié)果：5二、風(fēng)化作用類型按風(fēng)化營力的不同，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)化作用二、風(fēng)化作用類型6（一）物理風(fēng)化作用

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

特點：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)。

（一）物理風(fēng)化作用

7●溫度變化是引起巖石物理風(fēng)化作用的最主要因素。因為：

（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于溫度變化的感應(yīng)程度是不同的?！駵囟茸兓且饚r石物理風(fēng)化作用的最主要因素。因為：8不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程問題課件9不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程問題課件10●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，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，體積膨脹約9％，對裂隙兩壁產(chǎn)生很大的膨脹壓力，起到楔子的作用，稱為“冰劈”?！袼膬鼋Y(jié)在嚴(yán)寒地區(qū)和高山接近雪線地區(qū)經(jīng)常11（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程。

特點：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。（二）化學(xué)風(fēng)化作用12●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，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％，這對圍巖產(chǎn)生巨大壓力，使圍巖脹裂?！?/p>

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(jī)化合物發(fā)生了氧化反映。如：低價鐵---氧化---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?！袼饔?/p>

水化作用是水分和某種礦13●水解作用

水解作用是指礦物與水的成分起化學(xué)作用形成新的化合物。如正長石（KAlSi3O8）經(jīng)水解后形成高嶺土（A12O3·2SiO2·H2O）、石英（SiO2）和氫氧化鉀（KOH）。

再如大氣中和水中經(jīng)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?！?/p>

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?guī)r、白云巖等）。如：在石灰?guī)r地區(qū)經(jīng)常有溶洞、溶溝等巖溶現(xiàn)象，就是這種溶解作用造成的。

●水解作用

水解作用是指礦14（三）生物風(fēng)化作用

生物風(fēng)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(fēng)化作用。

△生物的物理風(fēng)化：植物對于巖石的物理風(fēng)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(fēng)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(jìn)巖石風(fēng)化。

△生物的化學(xué)風(fēng)化表現(xiàn)為生物的新陳代謝，其遺體以及其產(chǎn)生的有機(jī)酸、碳酸、硝酸等的腐蝕作用，使巖石礦物分解和風(fēng)化。造成巖石成分改變、性質(zhì)軟化和疏松。

（三）生物風(fēng)化作用15不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程問題課件16三、巖石風(fēng)化程度和風(fēng)化帶

（一）巖石風(fēng)化程度

巖石風(fēng)化的結(jié)果，使原來母巖性質(zhì)改變，形成不同風(fēng)化程度的風(fēng)化巖。按巖石風(fēng)化深淺和特征，可將巖石風(fēng)化程度劃分為五級。

風(fēng)化程度巖石結(jié)構(gòu)礦物成分破碎性未風(fēng)化未變未變微風(fēng)化基本未變基本未變無疏松物質(zhì)弱風(fēng)化部分破壞稍微變質(zhì)有松散物質(zhì)強(qiáng)風(fēng)化大部分破壞顯著變化疏松物與堅硬體混雜全風(fēng)化全部破壞風(fēng)化成土狀不含堅硬塊體

三、巖石風(fēng)化程度和風(fēng)化帶

17（二）風(fēng)化帶

巖石的風(fēng)化一般是由表及里呈帶狀分布。由地表往下風(fēng)化作用的影響逐漸減弱以至消失。因此在風(fēng)化剖面的不同深度上，巖石的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯的差異。從巖石風(fēng)化程度的深淺，在風(fēng)化剖面上自下而上可分成四個風(fēng)化帶：微風(fēng)化帶、弱風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶和全風(fēng)化帶。

△巖石風(fēng)化帶的界線，在工程建筑中是一項重要的工程地質(zhì)資料。△不同風(fēng)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(yīng)的加固措施的依據(jù)之一?！饕_切地劃分風(fēng)化界線尚無有效方法，通常只根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件并結(jié)合實踐經(jīng)驗予以確定。（二）風(fēng)化帶18四、巖石風(fēng)化的治理

巖石風(fēng)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(fēng)化厲害的巖層，挖除的深度是根據(jù)風(fēng)化巖的風(fēng)化程度、風(fēng)化裂隙、風(fēng)化巖的物理力學(xué)性質(zhì)和工程要求等來確定。挖除風(fēng)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