岩石的工程性质0

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1、2.5岩石的工程性质岩石是地质作用的产物，因此，各类岩石的工程地质性质，首先取决于岩石的成因类型，包括岩石产状、矿物组成、结构、构造等；其次是各种地质作用对岩石的影响。特别是岩石的风化作用对岩石性质的影响，这部分内容将在第四章中介绍。下面按照岩石的成因类型，分别评述各类岩石的工程地质及水文地质特征。一、火成岩的工程地质评述火成岩的特征主要取决于火成岩的形成环境和火成岩的成分。特别是形成环境，它控制着火成岩的结构、构造及矿物之间的联结能力，也决定了岩石的工程地质性质。一般来说,火成岩具有较高的力学强度，可作为

2、各种建筑物良好的地基及天然建筑石料。但各类岩石的工程地质性质有所差异。(1)深成岩深成岩具结晶联结，晶粒粗大均匀，孔隙率小、裂隙较不发育，透水性小，力学强度高。其次，岩体大、整体稳定性好，是良好的建筑物地基，也是常用的建筑材料。但应注意这类岩石由多种矿物结晶组成，晶粒粗大，抗风化能力较差，特别含Fe、Mg质较多的基性岩，更易风化破碎，故应注意研究其风化程度及深度。(2)浅成岩浅成岩和脉岩常呈斑状结构,也有呈伟晶、细晶和隐晶质结构，所以这一类岩石的力学强度各不相同。一般情况下中、细晶质和隐晶质结构的岩石透水性

3、小，力学强度较高，抗风化性能较深成岩强。但斑状结构岩石的透水性和力学强度变化较大，特别是脉岩类，岩体小，且穿插于不同的岩石中，易风化，使力学强度降低、透水性增大。(3)喷出岩喷出岩由于结构构造多种多样,产状不规则,厚度变化大,岩性很不均一,所以其强度和透水性相差悬殊。致密状玄武岩的容重、密度都较大，力学强度高，抗风化能力较强，是良好的地基和建筑材料。但玄武岩常具有气孔构造和原生柱状节理，因此，使岩石强度降低、透水性增大。第四纪多期性喷发的玄武岩，常覆盖在松散堆积物或软弱岩石上，这就需要考虑该层玄武岩体本身能

4、否稳定，下伏岩层是否会产生沉降，接触带是否漏水等。玄武岩柱状节理发育，可形成陡坡，常产生崩塌现象。流纹岩的“斑晶”较细，“基质”多为玻璃质，常具流纹构造，岩性各向异性，强度变化也较大。二、沉积岩的工程地质及水文地质评述在评述沉积岩的工程地质性质时，应着重考虑沉积岩的两个重要特点。一是各类沉积岩都具有成层分布规律，存在着各向异性特征，且层的厚度各不相同；二是沉积岩从成分上分为碎屑岩、粘土岩、化学岩及生物化学岩，它们的工程地质性质存在着很大的差异。(1)碎屑岩碎屑岩包括砾岩、砂岩、粉砂岩，工程地质性质一般较好，

5、其特征主要取决于胶结物成分、胶结类型和碎屑颗粒成分。如硅质胶结的岩石，强度高、孔隙率小、透水性低；钙质、石膏质和泥质胶结的岩石，强度低，抗水性弱，在水的作用下，可溶解或软化。此外，基底式胶结的岩石，比较坚固，且强度高，透水性较弱；接触式胶结的岩石则强度较低，透水性较强；而孔隙式胶结的岩石，其强度和透水性介于两者之间。一般情况下，粉砂岩较砂砾岩差，其中硅质胶结的石英砂岩，强度比其他砂岩要高；而钙质、石膏质和泥质胶结的砂砾岩，尤其粉砂岩，强度极低，抗风化能力弱，遇水容易溶解或软化。我国南方各省的红色岩层，多为钙

6、质、泥质胶结的砂砾岩、粉砂岩和粘土岩互层，在这类红色岩层地区筑坝，应注意地基能否沿泥化夹层产生滑动。多数凝灰岩及凝灰质砂岩结构疏松，强度低，极易风化成蒙脱石等粘土矿物，遇水后易吸水膨胀、软化，在水工建筑上应特别予以注意。(2)粘土岩粘土岩和页岩的性质相近,抗压强度和抗剪强度低,受力后变形量大,浸水后易软化和泥化。若含蒙脱石成分，还具有较大的膨胀性。这两种岩石对建筑物地基和建筑场地边坡的稳定都极为不利，但其透水性小，可作为隔水层和防渗层。(3)化学岩及生物化学岩化学岩和生物化学岩抗水性弱，常具有不同形态的可溶

7、性。碳酸盐类岩石具中等强度，一般能满足工程设计要求，但存在于其中的各种不同形态的岩溶，往往成为集中渗漏的通道。易溶的石膏、岩盐等化学岩，往往以夹层形式存在于其他沉积岩中，质软，浸水易溶解，常常导致地基和边坡的失稳。此外，上述砂岩、砾岩、石灰岩的空隙率较大，往往储存有较丰富的地下水资源。三、变质岩的工程地质及水文地质评述变质岩一般情况下由于原岩矿物成分在高温高压下重结晶的结果，岩石的力学强度较变质前相对增高。但是，如果在变质过程中形成某些变质矿物，如滑石、绿泥石、绢云母等，则其力学强度会相对降低，抗风化能力变

8、差。(1)动力变质岩动力变质作用形成的变质岩,其岩石性质取决于碎屑矿物的成分、粒径大小和压密胶结程度。但通常胶结得不好，孔隙、裂隙发育，强度变低，抗水性差。(2)接触变质岩接触变质岩因经过重结晶,岩石的力学强度较变质前相对增高。但变质程度各处不一,距侵入体越近,越易变质,在很小的范围内变质程度就相差悬殊，岩性很不均一。接触变质的岩石，常因受地壳构造运动的影响而裂隙发育，加上有小岩脉穿插，岩性显得复杂多样，其工程地