水利百科

岩体风化

2023-04-07

简介

地表岩石受温度变化、大气、水溶液和生物的作用,岩石逐渐变松和矿物变质所产生的一切物理状态及化学成分的变化。按风化营力对岩体不同性质的作用,岩体分化可以分为物理风化,化学风化及生物风化三种类型。①物理风化作用:以温度变化为主要影响因素,以剥离和崩解为岩石的主要破坏类型,如反复变化的温度差使岩石孔隙和裂隙中水发生冻融,从而引起岩石的冰劈破碎;盐类结晶引起岩石崩裂,但岩石的化学成分未发生变化。②化学风化作用:组成岩石的矿物与大气圈、水圈、生物圈的各种化学组合发生一系列的化学反应, 从而使岩石的矿物和化学组分发生改变或受到溶蚀。化学风化作用以水溶液为主要因素,以溶解水化, 水解, 氧化及碳酸化为主要作用形式。③生物风化:由生物直接或间接地对岩石发生物理的,化学的作用。如植物的根系在生长的过程中, 逐渐变粗与增多, 使岩体的裂隙扩宽加深或形成新的裂隙,而引起岩石的破坏; 又如田鼠, 蚂蚁、蚯蚓的挖洞筑穴; 人类工程活动引起岩石的机械破碎都属于生物风化。生物的新陈代谢及其遗体的腐烂分解, 对岩石发生化学作用, 如微生物所进行的氮化, 去氮, 硫化,去硫等, 一系列的生物化学反应都能导致岩体发生化学风化, 这类风化作用又称生物化学风化。

不同风化程度的岩体具有不同的工程地质性质,一般将岩体风化程度划分为以下四带: ①全风化带,岩体的颜色完全改变, 光泽消失,组织结构完全破坏,呈松散状态; 除石英粒外其余矿物大部分风化变质,形成风化次生矿物, 浸水崩解, 锤击声为哑声。②强风化带, 颜色大部改变,唯岩块断口中心尚保持原色。裂隙发育, 岩体成干砌块石状态, 岩块上裂纹密布,疏松易碎, 易风化矿物均变为次生矿物, 岩体物理力学性质显著减弱, 具有某些半坚硬岩石的特征, 变形模量小, 承载力低, 锤击呈哑声。③弱风化带, 表面和节理面上大都变色, 但断口保持新鲜岩石的特点,岩体组织结构大部完好, 但风化裂隙发育, 裂隙面风化剧烈, 沿节理裂隙面出现次生风化矿物, 物理力学性质变差, 锤击发声不够清脆。④微风化带, 沿节理面略有变色, 组织结构未改变, 仅节理面上有时有铁锰渲染, 物理力学性质几乎不变, 强度略有减弱,锤击发声清脆。

岩石风化是一个复杂过程, 由于风化营力和岩体抗风能力的差异, 自然界中的风化岩体并不是都可以按上述分带规律划分风化带的。在某些节理密集带、断层破碎带、特别是不同方位的断层交汇带, 往往可以形成深度不等或宽度不等的囊状风化带, 带状风化带或夹层风化带。由此可见,对岩体风化规律的研究,不仅要注意它的一般规律性,而且要掌握它的特殊性,才能做出全面分析。目前对风化程度的评价, 已进入到利用室外试验所获得的岩体力学指标 (如抗压和抗剪强度指标, 声波测试成果, 次生矿物分析成果等),进行定量评价的阶段。

英文

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