工程地质 风化作用.ppt

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1、1第二节地表流水地质作用第七章外力地质作用主要内容第一节风化作用第七章1、风化作用第二节风化作用风化作用——地表及接近地表的岩石，在大气、温度、水和生物的影响下，使原来的岩石在物理性质或化学性质上发生改变的地质作用。一、风化作用的类型风化作用的结果导致岩石的强度和稳定性降低，对工程建筑条件起着不良作用。物理风化化学风化生物风化1、风化作用的类型（一）物理风化物理风化作用是指岩石在风化营力的影响下，产生一种单纯的机械破坏作用，其破坏后岩石的化学成分不改变，只发生崩解、破碎、形成岩屑，岩石由坚硬变疏松。引起岩石物理风化作用的因

2、素主要是温度、水。岩石受到气温变化的分解破坏过程1、风化作用的类型1.剥离作用（温度风化）较为典型的有球状风化。2.冰劈作用1、风化作用的类型3．层裂或卸载作用深部的岩石处于上覆岩石的强大压力之下，一旦因上覆岩石剥去，压力解除，岩石随之而产生向上或向外的膨胀，形成平行于地面的层状裂隙。（二）化学风化作用化学风化是指岩石在大气、水以及水中溶解物质的作用下，使岩石发生化学变化，改变其化学成分，从而使岩石分解破坏，并产生新的矿物。1.氧化作用——空气和水中的游离氧使地表及其附近的矿物氧化，改变其化学成分，并形成新的矿物。1）硫化

3、物的氧化FeS2+14H2O+15O2=2(Fe2O3·3H2O)+8H2SO42）磁铁矿氧化成赤铁矿4Fe3O4+O2=6Fe2O31、风化作用的类型1、风化作用的类型1）石灰岩和白云岩与CO2、水的作用2.溶解作用——水是溶剂，自然界中的水总会有一定数量的O2、CO2和一些酸、碱物质，因此具有较强的溶解能力，能溶解大多数矿物。CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)22）含硫酸的水的作用CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O3）含碱质水的作用FeSO4+K2CO3=FeCO3+K2SO4弱酸强碱盐或强酸

4、弱碱盐遇水解离或带不同电荷的离子。这些离子与水中的H+和OH-发生反应形成含OH-的新矿物，矿物和岩石因此遭到破坏。4KAlSi3O8+6H2O=Al4Si4O10(OH)4+8SiO2+4KOH（钠长石）（高岭石）（石英）1、风化作用的类型3.水解作用4.水化作用——有些矿物质能吸收一定量的水参加到矿物晶格中，形成含水分子的矿物。CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O（硬石膏）（石膏）体积扩大60%物理破坏作用溶解度大容易被水溶解流失1、风化作用的类型1、风化作用的类型（三）生物风化作用生物风化作用是指岩石在动、植物及

5、微生物影响下所起的破坏作用，如植物根部楔入岩石裂隙、穴居动物掘土、生物的新陈代谢等。2.生物化学风化作用1）生物的新陈代谢作用——生物生存要吸取养分同时分泌酸性物质，从而破坏矿物岩石;2）生物遗体腐烂分解的产物引起岩石的溶解，从而破坏岩石。1、风化作用的类型1）根劈作用：树根对岩石的劈裂作用;2）穴居动物破坏作用：打洞对岩石造成的破坏作用。1.生物物理风化作用2、影响风化作用的因素二、影响风化作用的因素气候地形岩石性质地质构造其它3、风化作用的产物三、风化产物及特征1.碎屑物质——主要是物理风化作用的产物，也有一部分是岩石

6、在化学风化过程中完全分解的矿物碎屑、岩石碎屑，是碎屑沉积物的重要来源。2.溶解物质——是化学风化和生物风化作用的产物。一部分是以溶液形式被水带走（K、Na、Ca、Mg等元素的碳酸盐、硫酸盐、氯化物以及少数Mn、P的氯化物）它是化学沉积物的主要来源。另一部分是SiO2以胶体溶液形式被水带走。（一）风化作用的产物3.难溶物质——Fe、Al等元素残留物在原地，形成褐铁矿、黏土矿和铝土矿。（二）残积物岩石风化后在原地残留的物质称为残积物。残积物的主要特征：3.表面较平坦，底界起伏不平与基岩是过渡关系，具有垂直分带性。1.成分主要为

7、残留原地的碎屑物以及新形成的矿物。2.岩石碎屑物质大小不均，棱角显著，结构松散，不具层理。3、风化作用的产物（三）残积土层1.残积层的物质成分与气候条件有密切关系3、风化作用的产物岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑物质所组成的土体，它处于岩石风化壳的上部。残积土（三峡工程）1）干旱区主要为物理风化，具有砂类土的性质；2）半干旱区，除物理风化外还有化学风化作用，形成蒙脱石矿物；3）气候潮湿，易形成含水云母的黏土；4）潮湿而温暖的区域，则形成含高岭石的黏土；3、风化作用的产物1）酸性岩浆岩分布地区的残积层，除含有长石分解的

8、黏土矿物外，常以富含石英颗粒的砂土为其特征；2）石灰岩形成的残积层，多为含石灰岩碎石的钙质亚粘土或黏土；3）石英砂岩的残积层，一般为砂层。2.残积层的成分与原岩有密切关系3.残积土的工程性质粒度和矿物成分受气候和母岩岩性的控制。其发育情况还和地形有关。孔隙度↑、强度↓、压缩性↑，均质性差，但具有一定的结