習(xí)題三 風(fēng)化殼的垂直分帶

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1、工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)周斌05207216習(xí)題三風(fēng)化殼的垂直分帶　　一、目的　　1.鞏固并掌握風(fēng)化殼的概念；　　2.掌握在一定的地形、巖性和地質(zhì)構(gòu)造條件下，風(fēng)化殼垂直分帶的標(biāo)志及分帶方法；　　3.學(xué)會分析巖石風(fēng)化的影響因素?！　《?、工程實(shí)例　　武山村位于我國南方某地，氣候?qū)賮啛釒?，溫暖潮濕，?jīng)過地表測繪，勘探及實(shí)驗(yàn)工作，獲得了一系列工程地質(zhì)資料：1武山村附近地形地質(zhì)剖面；2鉆孔柱狀圖五個(gè)?！　‖F(xiàn)已知該地區(qū)為白堊紀(jì)大片花崗巖侵入，在白堊紀(jì)末期有細(xì)精巖脈穿插于其中。最后本地區(qū)經(jīng)受一次構(gòu)造運(yùn)動，產(chǎn)生一系列NE—SW向的斷

2、裂。這些巖漿巖的強(qiáng)度較高，但因遭長期風(fēng)化作用，形成了巨厚的風(fēng)化殼?！　‖F(xiàn)要在該地區(qū)修建一鐵路遂洞，此遂洞系高度為跨度各為10米和馬蹄形斷面，洞底高程為海拔240.00米。為了論證該遂洞圍巖的穩(wěn)定性，必須對該地的風(fēng)化殼進(jìn)行分析?！　∪?、要求　　1．根據(jù)所給資料分析風(fēng)化殼垂直分帶標(biāo)志；　　2．根據(jù)所確定的風(fēng)化殼標(biāo)志，考慮影響巖石風(fēng)化的因素，在所給地質(zhì)剖面圖上進(jìn)行風(fēng)化殼的垂直分帶；　　3．從遂洞圍巖穩(wěn)定性的要求出發(fā)，對巖石風(fēng)化分段進(jìn)行工程地質(zhì)評價(jià)。習(xí)題三風(fēng)化殼的垂直分帶解答：19工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)周斌05207216

3、1.根據(jù)所給資料分析風(fēng)化殼垂直分帶標(biāo)志；答：(1)分化帶的垂直定性、及定量分帶標(biāo)志如下：表1-1風(fēng)化殼垂直分帶的定性指標(biāo)參照標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)化分帶巖石顏色礦物顏色巖體破碎特點(diǎn)物理力學(xué)性質(zhì)聲速特性劇風(fēng)化帶原巖完全變色，常呈黃褐、棕紅、紅色除石英外，其余礦物多已變異，形成綠泥石、絹云母、蛭石、滑石、石膏、鹽類及粘土礦物等次生礦物呈土狀，或粘性土夾碎屑，結(jié)構(gòu)已徹底改變，有時(shí)外觀保持原巖狀態(tài)強(qiáng)度很低，浸水能崩解，壓縮性能增大，手指可捏碎縱波聲速值低，聲速曲線擺動小強(qiáng)風(fēng)化帶大部分變色，巖快中心部分尚較新鮮除石英外大部分礦物均已變異

4、，僅巖快中心變異較輕,次生礦物廣泛出現(xiàn)巖體強(qiáng)烈破碎，呈巖塊、巖屑、時(shí)夾粘性土物理力學(xué)性質(zhì)不大均一，強(qiáng)度較低，巖塊單軸抗壓強(qiáng)度小于原巖的1/3，風(fēng)化較深的巖塊手可壓碎縱波聲速值較低，聲速曲線擺動大弱風(fēng)化帶巖體表面及裂隙表面大部分變色，斷口顏色仍較新鮮沿裂隙面礦物變異明顯，有次生礦物出現(xiàn)巖體一般較好，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造清晰，風(fēng)化裂隙尚發(fā)育，時(shí)夾少量巖屑力學(xué)性質(zhì)較原巖低，單軸抗壓強(qiáng)度為原巖的1/3－2/3縱波聲速值較高，聲速曲線擺動較大微風(fēng)化帶僅沿裂隙表面略有改變僅沿裂隙面有礦物輕微變異，并有鐵質(zhì)，鈣質(zhì)薄膜巖體完整性較好，

5、風(fēng)化裂隙少見與原巖相差無幾縱波聲速值高，聲速曲線擺動較?。?）由上表分析知該風(fēng)化殼由地表向下依次可分為土壤層、殘積層和半風(fēng)化層。土壤層主要由完全風(fēng)化的紅色礦物粘土組成，其中夾有少量的礫石和碎石。殘積層一般又可分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化層。對于該風(fēng)化殼，全風(fēng)化層中花崗巖已風(fēng)化成黃色之礫質(zhì)沙土狀碎屑，巖石的原生結(jié)構(gòu)已遭破壞，礦物之間已失去結(jié)晶聯(lián)系并含有少量黏土顆粒，風(fēng)化碎屑用手搓即碎，大部分礦物已遭風(fēng)化變異，長石變成高嶺石，黑云母變成蛭石，角閃石變成綠泥石，石英成砂粒狀。強(qiáng)風(fēng)化層花崗巖已風(fēng)化成灰黃色之塊球體，其形狀

6、多為圓球體，直徑2-5cm，塊球含量達(dá)40%-50%，礦物變異較輕，長石風(fēng)化后成高嶺石及方解石，黑云母風(fēng)化成棕色。球體內(nèi)部巖石新鮮。19工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)周斌05207216中風(fēng)化層中花崗巖已風(fēng)化成黃色塊球體，并夾少量碎屑，塊球呈長方形，塊球體含量達(dá)70%，礦物變異輕微。半風(fēng)化層中花崗巖新鮮，僅沿原生節(jié)理及構(gòu)造裂隙面上有輕微風(fēng)化，裂隙表面呈黃褐色或綠色，其上附有褐鐵礦，綠泥石及次生方解石。2．根據(jù)所確定的風(fēng)化殼標(biāo)志，考慮影響巖石風(fēng)化的因素，在所給地質(zhì)剖面圖上進(jìn)行風(fēng)化殼的垂直分帶；（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)知：分帶表見表

7、1-2，表1-2風(fēng)化帶高程下限表風(fēng)化帶高程下限A1(m)A2(m)A3(m)A4(m)A5(m)劇風(fēng)化帶250280.5307.9326.4337.4強(qiáng)風(fēng)化帶224.5255.5271.9311.4327.9弱風(fēng)化帶221.4248.5245.4289.1324.6微風(fēng)化帶219.6245217.4287.9321.4（2）分帶圖見圖1-2—1簡單示意圖和1—2—2風(fēng)化殼的垂直分帶詳圖：19工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)周斌05207216武當(dāng)村風(fēng)化殼的垂直分帶圖3．從遂洞圍巖穩(wěn)定性的要求出發(fā)，對巖石風(fēng)化分段進(jìn)行工程地質(zhì)評

8、價(jià)。答：（1）從圖中我們可以看出:本地區(qū)經(jīng)受構(gòu)造運(yùn)動產(chǎn)生的一系列NE—SW向的斷裂構(gòu)成風(fēng)化營力（水、氣等）深入巖石內(nèi)部的良好通道，加深和加速巖石風(fēng)化，造成此處附近巖石風(fēng)化深度增大，使風(fēng)化帶界線在斷裂處呈現(xiàn)凹向下的形態(tài)。構(gòu)造帶的發(fā)育也對鉆孔柱狀圖資料，尤其是定量資料有較大的影響，常常會使某些地量指標(biāo)出現(xiàn)異常（如巖心采取率變小、單位吸水量變大等），這點(diǎn)在實(shí)踐中應(yīng)予以注意。（2）從圖中我們還