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岩体风化

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。

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。