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1、習題三風化殼的垂直分帶 一、目的 1.鞏固并掌握風化殼的概念； 2.掌握在一定的地形、巖性和地質構造條件下，風化殼垂直分帶的標志及分帶方法； 3.學會分析巖石風化的影響因素。 二、工程實例 武山村位于我國南方某地，氣候屬亞熱帶，溫暖潮濕，經過地表測繪，勘探及實驗工作，獲得了一系列工程地質資料：1武山村附近地形地質剖面；2鉆孔柱狀圖五個。 現(xiàn)已知該地區(qū)為白堊紀大片花崗巖侵入，在白堊紀末期有細精巖脈穿插于其中。最后本地區(qū)經受一次構造運動，產生一系列NE—SW向的斷裂。這些巖漿巖的強度較高，但因遭長期風化作用，形成了巨厚的風化殼。 現(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
2、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，必須對該地的風化殼進行分析。 三、要求 1．根據所給資料分析風化殼垂直分帶標志； 2．根據所確定的風化殼標志，考慮影響巖石風化的因素，在所給地質剖面圖上進行風化殼的垂直分帶； 3．從遂洞圍巖穩(wěn)定性的要求出發(fā)，對巖石風化分段進行工程地質評價。習題三風化殼的垂直分帶解答：19/191.根據所給資料分析風化殼垂直分帶標志；答：(1)分化帶的垂直定性、及定量分帶標志如下：表1-1風化殼垂直分帶的定性指標參照標準風化分帶巖石顏色礦物顏色巖體破碎特點物理力學性質聲速特性劇風化帶原巖完全變色，常呈黃褐、棕紅、紅色除石英外
3、，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，結構已徹底改變，有時外觀保持原巖狀態(tài)強度很低，浸水能崩解，壓縮性能增大，手指可捏碎縱波聲速值低，聲速曲線擺動小強風化帶大部分變色，巖快中心部分尚較新鮮除石英外大部分礦物均已變異，僅巖快中心變異較輕,次生礦物廣泛出現(xiàn)巖體強烈破碎，呈巖塊、巖屑、時夾粘性土物理力學性質不大均一，強度較低，巖塊單軸抗壓強度小于原巖的1/3，風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，原巖結構構造清晰，
4、風化裂隙尚發(fā)育，時夾少量巖屑力學性質較原巖低，單軸抗壓強度為原巖的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，鈣質薄膜巖體完整性較好，風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?。?）由上表分析知該風化殼由地表向下依次可分為土壤層、殘積層和半風化層。土壤層主要由完全風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化、強風化和中風化層。對于該風化殼，全風化層中花崗巖已風化成黃色之礫質沙土狀碎屑，巖石的原生結構已遭破壞，礦物之間已失去結晶聯(lián)系并含有少量黏土顆粒，風化碎屑用手搓即碎，大部分礦物已遭
5、風化變異，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。強風化層花崗巖已風化成灰黃色之塊球體，其形狀多為圓球體，直徑2-5cm，塊球含量達40%-50%，礦物變異較輕，長石風化后成高嶺石及方解石，黑云母風化成棕色。球體內部巖石新鮮。19/19中風化層中花崗巖已風化成黃色塊球體，并夾少量碎屑，塊球呈長方形，塊球體含量達70%，礦物變異輕微。半風化層中花崗巖新鮮，僅沿原生節(jié)理及構造裂隙面上有輕微風化，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．根據所確定的風化殼標志，考慮影響巖石風化的因素，在所給地質剖面圖上進行風化殼的垂直分帶；（1）根據所給數(shù)據知：分帶表
6、見表1-2，表1-2風化帶高程下限表風化帶高程下限A1(m)A2(m)A3(m)A4(m)A5(m)劇風化帶250280.5307.9326.4337.4強風化帶224.5255.5271.9311.4327.9弱風化帶221.4248.5245.4289.1324.6微風化帶219.6245217.4287.9321.4（2）分帶圖見圖1-2—1簡單示意圖和1—2—2風化殼的垂直分帶詳圖：19/19武當村風化殼的垂直分帶圖3．從遂洞圍巖穩(wěn)定性的要求出發(fā)，對巖石風化分段進行工程地質評價。答：（1）從圖中我們可以看出:本地區(qū)經受構造運動產生的一系列NE—SW向的斷裂構成風化營力（水、氣等）深入
7、巖石內部的良好通道，加深和加速巖石風化，造成此處附近巖石風化深度增大，使風化帶界線在斷裂處呈現(xiàn)凹向下的形態(tài)。構造帶的發(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出現(xiàn)異常（如巖心采取率變小、單位吸水量變大等），這點在實踐中應予以注意。（2）從圖中我們還發(fā)現(xiàn)：在白堊紀末期侵入該處花崗巖的細晶巖脈，對風化的抵抗能力很強，有效的保護了其下部的花崗巖不受風化的侵蝕。細晶巖脈主要成分為石英，化
