风化作用的工程影响和防治措施

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1、风化作用的不良作用防治摘要风化作用极其类型，影响风化作用的因素，风化作用的工程意义，岩石风化的勘测，风化作用的防治。关键字风化作用岩石风化防治措施风化作用可以分为两种。机械性或物理性的风化作用包括因为大气情况如热力、水、冰及压力吊致岩石及土壤的分解。化学性的风化作用包括与大气化学物的直接反应，或与生物产生的化学物反应（生物性的风化作用），最终令岩石、土壤及矿物分解。一：物理风化物理或机械风化造成岩石分解。机械风化的主要过程为海蚀，海蚀把碎屑物及其他微粒的大小减少。但机械风化与化学风化环环相扣，如机械风化造成的裂缝会增加进行化学风化的表面面积。而化学风化在裂缝造成的

2、矿物亦会帮助岩石分解。A.热膨胀热膨胀或称为洋葱状风化剥离作用、日晒风化或热冲击，通常在类似沙漠等有很大的每日温差的地方。A.冻融风化这种风化作用在温度接近冰点的山区十分常见。霜会引起风化，虽然其原因常被指为水在裂缝中结冰后膨胀而成，其实大多数都和此现象没有关系。很久之前人类已经知道湿润的泥土在冻结时，在未冻结的地方的水会经由薄层在增长中的底冰中收集，因而引起膨胀或冻胀。同样的现象亦发生在岩石的细孔中。她们会因为吸收邻近的液态水而不断增大。冰晶的增长引致岩石弱化，最后分裂。二：化学风化化学风化包含岩石成分的改变，常常引致其形态的崩溃。这种风化会在一段期间反复发生A

3、.溶解作用：矿物在水中溶解的过程.B.水化作用：矿物与水相结合.C.水解作用：矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物.D.氧化作用：二价铁氧化成三价铁。使许多矿物和岩石表面染成红褐色.E.碳酸化作用：溶于水中的CO₂形成HCO3﹣和CO3²﹣，它们能夺取盐类矿物中的K,Na,Ca等金属离子，结合成易溶的碳酸盐而随水迁移，使原有矿物分解。三．生物风化有部分动植物能够释放出酸性化学物而引起化学风化。最常见的生物风化引起的化学风化形式为释放螯合物化学物，亦为酸的一种。此化学物由植物释放，用作分解其底下土壤的铝、铁成分。土壤中植物的残骸可以形成有机酸，溶于水后造成化学风化

4、。螯合物的过度释放会影响附近岩石与土壤，及可能引致灰化土的形成。三、风化作用的防治为制定防治岩石风化的正确措施，首先必须查明建筑场地影响岩石风化的主要地质营力、风化作用的类型、岩石风化速度、风化先壳垂直分带及其空间分布、各风化带岩石的物理力学性质，同时必须了解建筑物的类型、规模及其对地质体的要求。防治岩石风化的措施一般包括两个方面:一是对已风化产物的含理利用与处理；二是防止岩石进一步风化。现简要介绍如下：1、对风化岩石的处理措施当风化壳厚度较小(如数米之内)，施工条件简单时，可将风化岩石全部挖除，使重型建筑物基础砌置在稳妥可靠的新鲜基岩上。一般工业民用建筑物，强风

5、化带甚至剧风化带亦能满足要求时，根本不用挖除，必须选择合理的基础砌置深度。对于重型建筑物，特别是重型水工建筑物，对地基岩体稳定要求较高，其挖除深度应视建筑物类型、规模及风化岩石的物理力学性质而定，需要挖除的只是那些物理力学性质变得足以威胁到建筑物稳定的风化岩石。如我国三峡水利枢纽，大坝选在强度较高的前震旦系结晶岩上，根据巨型大坝的要求，经多年反复研究，在弱风化带内部以声波纵速为4000m／s为界分为上下两带，弱风化带上带及其以上的剧、强风化带需要挖除，将大坝基础砌置于弱风化带下带的顶部。当风化壳厚度虽较大，但经处理后在经济上和效果上反比挖除合理时，则不必挖除。如地

6、基强度不能满足要求，可用锚杆或水泥灌浆加固，以加强地基岩体的完整性和坚固性。若为水工建筑物地基防渗重求，则可用水泥、沥青。粘土等材料进行防渗帷幕灌浆处理。当地基存在囊状风化，且其深度不大时，在可能条件下可将其挖除。当囊状风化深度较大时，应视具体条件或用混凝土盖板跨越，或进行加固处理。开凿于剧强风化带中的边坡和地下洞室，应进行支挡、加固、防排水等措施，以保证施工及应用期间边坡岩体及洞室围岩的稳定性。2预防岩石风化的措施大部分岩石经风化后，改变了原岩的物理力学性质，形成巨厚的风化壳。这是在地质历史时期发生的结果，其速度一般较慢，在工程使用期限内不致显著降低岩体的稳定性

7、。但是有的岩石，如粘土岩及含粘土质的岩石风化速度较快，它们一旦出露，经数日甚至数分钟就开始出现风化裂隙，经数年甚至数月原岩性质就会发生显著变异。对于施工前能满足建筑物要求，但在工程使用期限内因风化而不能满足建筑物要求的岩石，甚至在施工开挖过程中易于风化的岩石，必须采取预防岩石风化的措施。预防岩石风化的基本指导思想是:通过人工处理后，使风化营力与被保护岩石隔离，以使岩石免遭继续风化；降低风化营力的强度，以减慢岩石的风化速度。例如为防止因温度变化而引起的物理风化，可在被保护岩石表面用粘性土或砂土铺盖，其厚度应超过该地区年温度影响深度5－10cm。一般说用亚粘土作铺盖材

8、料时效果较