岩石及其工程地質特徵測驗
㈠ 簡述岩漿岩代表性岩石的特徵及其工程地質性質
代表性的是花崗岩和抄玄武岩，花崗岩質地堅硬緻密、強度高、抗風化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低，美麗的色澤還能保存百年以上，是建築的好材料，但它不耐熱。
玄武岩其岩石結構常具氣孔狀、杏仁狀構造和斑狀結構，有時帶有大的礦物晶體，未風化的玄武岩主要呈黑色和灰色，也有黑褐色、暗紫色和灰綠色的。耐久性甚高，節理多，且節理面多成六邊形（在玄武岩熔岩流中，岩石垂直冷凝面常發育成規則的六方柱狀節理）。且具脆性，因而不易採得大塊石料，由於氣孔和杏仁構造常見，雖玄武岩地表上分布廣泛，但可作飾面石材不多。
㈡ 岩漿岩類岩石的工程地質特性優於沉積岩類岩石嗎為什麼
岩漿岩主要由硅酸鹽礦物組成，此外，還常含微量磁鐵礦等副礦物。根據岩石SiO2含量，岩漿岩可分為四大類：超基性岩：SiO2＜45%；基性岩：SiO2=45～52%；中性、鹼性岩：SiO2=52～65%；酸性岩：SiO2＞65%。 岩石的鹼度即指岩石中鹼的飽和程度，岩石的鹼度與鹼含量多少有一定關系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，稱為全鹼含量。Na2O+K2O含量越高，岩石的鹼度越大。 A.Rittmann 1957年考慮SiO2和Na2O+K2O之間的關系，提出了確定岩石鹼度比較常用的組合指數（σ）。σ值越大，岩石的鹼性程度越強。每一大類岩石都可以根據鹼度大小劃分出鈣鹼性、鹼性和過鹼性岩三種類型。σ< 3.3時，為鈣鹼性岩；σ= 3.3-9.0時，為鹼性岩；σ> 9時，為過鹼性岩。 除了岩石化學成分之外，礦物成分也是岩漿岩分類的依據之一。在岩漿岩中常見的一些礦物，它們的成分和含量由於岩石類型不同而隨之發生有規律的變化。如石英、長石呈白色或肉色，被稱為淺色礦物；橄欖石、輝石、角閃石和雲母呈暗綠色、暗褐色，被稱為暗色礦物。通常，超基性岩中沒有石英，長石也很少，主要由暗色礦物組成；而酸性岩中暗色礦物很少，主要由淺色礦物組成；基性岩和中性岩的礦物組成位於兩者之間，淺色礦物和暗色礦物各佔有一定的比例。 根據產狀，也就是根據岩石侵入到地下還是噴出到地表，岩漿岩又可以分為侵入岩和噴出岩。侵入岩根據形成深度的不同，又細分為深成岩和淺成岩。每個大類的侵入岩和噴出岩在化學成分上是一致的，也就是說岩漿成分是相似的，但是由於形成環境不同，造成它們的結構和構造有明顯的差別。深成岩位於地下深處，岩漿冷凝速度慢，岩石多為全晶質、礦物結晶顆粒也比較大，常常形成大的斑晶；淺成岩靠近地表，常具細粒結構和斑狀結構；而噴出岩由於冷凝速度快，礦物來不及結晶，常形成隱晶質和玻璃質的岩石。 根據上述原則，首先把岩漿岩按酸度分成四大類，然後再按鹼度把每大類岩石分出幾個岩類，它們就是構成岩漿岩大家族的主要成員。比如超基性岩大類：鈣鹼性系列的岩石是橄欖岩-苦橄岩類；偏鹼性的岩石是含金剛石的金伯利岩；過鹼性岩石為霓霞岩-霞石岩類和碳酸岩類。基性岩大類：鈣鹼性系列的岩石是輝長岩-玄武岩類；相應的鹼性岩類是鹼性輝長岩和鹼性玄武岩。中性岩大類：鈣鹼性系列為閃長岩-安山岩類；鹼性系列為正長岩-粗面岩類；過鹼性岩石為霞石正長岩-響岩類。酸性岩類：主要為鈣鹼性系列的花崗岩-流紋岩類。 沉積岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地質體。它是在常溫常壓條件下，由風化作用，生物作用和某些火山作用產生的物質經搬運、沉積和成岩等一系列地質作用形成的。 沉積岩的體積只佔岩石圈的5%，但其分布面積卻占陸地的75%，大洋底部幾乎全部為沉積岩或沉積物所覆蓋。沉積岩不僅分布極為廣泛，而且記錄著地殼演變的漫長過程。目前已知，地殼上最老的岩石，其年齡為46億年，而沉積岩圈中年齡最老的岩石就36億年（蘇聯克拉半島）。沉積岩中蘊藏著大量的沉積礦產，如煤，石油，天然氣，鹽類等，而且鐵 錳 鋁 銅 鉛 鋅等礦產中 沉積類型的也佔有很大的比重。同時，沉積岩分布地區又是水文地質和工程地質的主要場所。因此，研究沉積岩，對發展地質科學的理論 尋找豐富的沉積礦產以及水文地質和工程地質工作均具有重要意義。 沉積岩：是地面即成岩石在外力作用下，經過風化、搬運、沉積固結等沉積而成，其主要特徵是：①層理構造顯著；②沉積岩中常含古代生物遺跡，經石化作用即成化石；③有的具有乾裂、孔隙、結核等。常見的沉積岩有：直徑大於3毫米的礫和磨圓的卵石及被其它物質膠結而形成的礫岩，由2毫米到0.05毫米直徑的砂粒膠結而成的砂岩，由顆粒細小的粘土礦物組成的頁岩，由方解石為其主要成分，硬度不大的石灰岩等。 因此，岩漿岩類岩石的工程地質特性優於沉積岩類岩石。
㈢ 簡述變質岩代表的岩石特徵及其工程地質性質
沉積岩（Sedimentary Rock) ：沉積岩，又稱為水成岩，是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一（另外兩種是岩漿岩和變質岩）。是在地表不太深的地方，將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物，經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉積岩，但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算，沉積岩只佔5%。沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等。沉積岩中所含有的礦產，佔全部世界礦產蘊藏量的80%。相較於火成岩及變質岩，沉積岩中的化石所受破壞較少，也較易完整保存，因此對考古學來說是十分重要的研究目標。
沉積岩來自於岩石和有機物的碎片，叫做沉積物，在百萬年期間積聚成堆。這些緊密的岩石比火成岩更易彎曲。像沙，鹽，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉積岩是在地殼表層的條件下，由母岩的風化產物、火山物質、有機物質等沉積岩的原始物質成分，經搬運、沉積及其沉積後作用而形成的一類岩石。
沉積岩種類很多，其中最常見的是頁岩、砂岩和石灰岩，它們占沉積岩總數的95%。這三種岩石的分配比例隨沉積區的地質構造和古地理位置不同而異。總的說，頁岩最多，其次是砂岩，石灰岩數量最少。沉積岩地層中蘊藏著絕大部分礦產，如能源、非金屬、金屬和稀有元素礦產，其次還有化石群。
㈣ 試簡述沉積岩代表性岩石的特徵及其工程地質性質
沉積岩（Sedimentary Rock) ：沉積岩，又稱為水成岩，是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一（另外兩種是岩漿岩和變質岩）。是在地表不太深的地方，將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物，經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉積岩，但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算，沉積岩只佔5%。沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等。沉積岩中所含有的礦產，佔全部世界礦產蘊藏量的80%。相較於火成岩及變質岩，沉積岩中的化石所受破壞較少，也較易完整保存，因此對考古學來說是十分重要的研究目標。
沉積岩來自於岩石和有機物的碎片，叫做沉積物，在百萬年期間積聚成堆。這些緊密的岩石比火成岩更易彎曲。像沙，鹽，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉積岩是在地殼表層的條件下，由母岩的風化產物、火山物質、有機物質等沉積岩的原始物質成分，經搬運、沉積及其沉積後作用而形成的一類岩石。
沉積岩種類很多，其中最常見的是頁岩、砂岩和石灰岩，它們占沉積岩總數的95%。這三種岩石的分配比例隨沉積區的地質構造和古地理位置不同而異。總的說，頁岩最多，其次是砂岩，石灰岩數量最少。沉積岩地層中蘊藏著絕大部分礦產，如能源、非金屬、金屬和稀有元素礦產，其次還有化石群。
㈤ 泥質岩的工程地質特性
滇藏鐵路沿線的中新生代泥質岩分布比較廣泛，主要分布在滇西北的大理、鶴慶松桂、麗江拉石海南、德欽奔子欄等以及西藏境內的芒康鹽井、邦達等地。由於泥質岩常具有不良的工程特性且在鐵路沿線分布廣泛，在野外工作期間，對滇藏鐵路沿線典型的中新生界泥質岩進行了系統調查和采樣，並進行了主要工程地質特性的試驗測試，樣品測試結果具有一定的代表性（表12-5）。
表12-5 滇藏鐵路沿線泥質岩工程性質測試結果
一、泥質岩的粒度組成和粘土礦物成分
採用移液管法對滇藏鐵路沿線部分泥質岩的粒度進行了分析，結果表明：各時代的泥質岩粘粒含量普遍較低，＜0.005 mm粘粒含量大多低於20%，僅少量樣品的粘粒含量超過20%；同一時代的泥質岩粒度也有較大差異（表12-5）。
粘土礦物成分對泥質岩性質的影響是相當顯著的。測試結果表明，鐵路沿線泥質岩的粘土礦物成分主要是低活性、非膨脹或低混層比的微膨脹性粘土礦物，而貧單礦物蒙脫石和中-高混層比伊利石/蒙脫石、綠泥石/蒙脫石混層礦物（表12-6，圖12-5）。
表12-6 泥質岩＜2 μm粒組粘土礦物定量測試結果
圖12-5 大理新順磚廠泥岩＜2 μm粒組的X-射線衍射曲線
二、泥質岩的膠結作用和膨脹性判別
泥質岩成岩膠結作用不僅控制和影響岩石的膨脹勢，而且控制和影響岩石的強度和風化耐久性，即隨著膠結程度的升高，強度增大、耐久性增強。為此，我們對所採集的泥質岩樣品進行了膠結程度測試分析，結果表明，滇藏鐵路沿線的泥質岩大多數為中等和強膠結，僅個別為弱膠結（表12-5），因而具有較高的強度和風化耐久性。但是應當看到，泥質岩邊坡開挖後仍表現出較強的風化剝落現象，因此在工程上採取必要的抗風化設計是必要的。
採用有效蒙脫石含量和成岩膠結系數聯合判別的方法對泥質岩的膨脹勢進行判別。大量測試結果表明，中國膨脹性岩土有效蒙脫石含量下限一般為8%～10%（曲永新等，2000）。隨著有效蒙脫石含量的增高，膨脹勢將急劇增大。根據有效蒙脫石含量測試結果，滇藏鐵路沿線的侏羅系、三疊系泥質岩的有效蒙脫石含量整體在4.00%～4.64%之間，低於膨脹岩的下限；結合泥質岩的成岩膠結系數進行判別，滇藏鐵路滇西北段除了個別侏羅系、白堊系泥質岩具有微-弱膨脹性以外，其他時代較老的泥質岩總體上具有較好的工程地質特性。但是，有時由於結構的差異，泥質岩的工程性質差異較大，因此當粘粒含量高或破碎程度較高的泥質岩作為隧道圍岩或邊坡時，必須給以高度重視，工程施工中盡量減少擾動，並採取必要防護措施。
㈥ 岩石工程勘查主要分為哪幾個階段各階段的主要任務是什麼
房屋建築與構築物的岩土工程勘察階段一般劃分為可行性研究勘察階段、初步勘察階段與詳細勘察階段。對於單體建築物如高層建築或高聳建築物，其勘察階段一般劃分為初步勘察階段和詳細勘察階段兩個階段。當工程規模較小且要求不太高、工程地質條件較好時，初步勘察與詳細勘察可合並為一個勘察去完成。當建築場地的工程地質條件復雜或有特殊施工要求的重大建築地基，或基槽開挖後地質情況與原勘察資料嚴重不符而可能影響工程質量時，尚應配合設計和施工進行補充性的地質工作或施工岩土工程勘察。各勘察階段的任務要求分述如下：
(一)可行性研究勘察階段
這一階段的工作重點是對擬建場地的穩定性和適宜性作出評價，其任務要求主要為：
(1)搜集區域地質、地形地貌、地震、礦產和附近地區的工程地質資料及當地的建築經驗。
(2)在搜集和分析已有資料的基礎上，通過踏勘，了解場地的地層、構造、岩石和土的性質、不良地質現象及地下水等工程地質條件。不良地質現象包括滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、土洞、活斷層、洪水淹沒及水流對岸邊的沖蝕等。
(3)對工程地質條件復雜，已有資料不能符合要求，但其他方面條件較好且傾向於選取的場地，應根據具體情況進行工程地質測繪及必要的勘探工作。
在確定建築場地時，在工程地質條件方面，宜避開下列地區或地段：
①不良地質現象發育且對場地穩定性有直接危害或潛在威脅的；
②地基土性質嚴重不良的；
③對建築物抗震危險的；
④洪水或地下水對建築場地有嚴重不良影響的；
⑤地下有未開採的有價值礦藏或未穩定的地下采空區。
該階段作為廠址選擇來講稱為選廠勘察階段，其主要任務是，首先在幾個可能作為廠址的場地中進行調查，從主要工程地質條件方面收集資料，並分別對各場地的建廠適宜性作出明確的結論，然後配合有關選廠的其他有關人員，從工程技術、施工條件、使用要求和經濟效益等方面進行全面考慮，綜合分析對比，最後選擇一個比較優良的廠址。
(二)初步勘察階段的任務與要求
初步勘察是在可行性勘察基礎上，根據已掌握的資料和實際需要進行工程地質測繪或調查以及勘探測試工作，為確定建築物的平面位置，主要建築物地基類型以及不良地質現象防治工程方案提供資料，對場地內建築物地段的穩定性作出岩土工程評價，其主要工作內容如下：
(1)搜集可行性研究階段岩土工程勘察報告，取得建築區范圍的地形圖及有關工程性質、規模的文件。
(2)初步查明地層、構造、岩土物理力學性質、地下水埋藏條件以及凍結深度。
(3)查明場地不良地質現象的類型、規模、成因、分布、對場地穩定性的影響及其發展趨勢。
(4)對抗震設防烈度大於或等於7度的場地，應判定場地和地基的地震效應。
(三)詳細勘察階段的任務與要求
詳細勘察一般是在工程平面位置，地面整平標高，工程的性質、規模、結構特點已經確定，基礎形式和埋深已有初步方案的情況下進行的，是各勘察階段中最重要的一次勘察，且主要是最終確定地基和基礎方案，為地基和基礎設計計算提供依據。該階段應按不同建築物或建築群提出詳細的岩土工程資料和設計所需的岩土技術參數；對建築地基應作出岩土工程分析評價，並應對基礎設計、地基處理、不良地質現象的防治等具體方案作出論證和建議，主要應進行下列工作：
(1)取得附有坐標及地形的建築物總平面布置圖，各建築物的地面整平標高，建築物的性質、規模、結構特點，可能採取的基礎形式、尺寸、預計埋置深度，對地基基礎設計的特殊要求。
(2)查明不良地質現象的成因、類型、分布范圍、發展趨勢及危害程度，並提出評價與整治所需的岩土技術參數和整治方案建議。
(3)查明建築物范圍各層岩土的類別、結構、厚度、坡度、工程特性，計算和評價地基的穩定性和承載力。
(4)對需進行沉降計算的建築物，提供地基變形計算參數，預測建築物的沉降、差異沉降或整體傾斜。
(5)對抗震設防烈度大於或等於6度的場地，應劃分場地土類型和場地類別；對抗震設防烈度大於或等於7度的場地，尚應分析預測地震效應，判定飽和砂土或飽和粉土的地震液化，並應計算液化指數。
(6)查明地下水的埋藏條件。當基坑降水設計時尚應查明水位變化幅度與規律，提供地層的滲透性。
(7)判定環境水和土對建築材料和金屬的腐蝕性。
(8)判定地基土及地下水在建築物施工和使用期間可能產生的變化及其對工程的影響，提出防治措施及建議。
(9)對深基坑開挖尚應提供穩定計算和支護設計所需的岩土技術參數；論證和評價基坑開挖、降水等對鄰近工程的影響。
(10)提供樁基設計所需的岩土技術參數，並確定單樁承載力；提出樁的類型、長度和施工方法等建議。
㈦ 表徵岩石工程地質性質的指標有哪些
表徵岩石工程地質性質的指標主要有岩石的物理性質（重度、空隙性）、岩石的水理性質（吸水性、透水性、溶解性、軟化性、抗凍性）、岩石的力學性質（堅硬程度、變形、強度）。
㈧ 岩土體的工程地質分類和鑒定
一、岩體
（一）岩體（岩石）的基本概念岩體（岩石）是工程地質學科的重要研究領域。岩石和岩體的內涵是有區別的兩個概念，又是密不可分的工程實體。在《建築岩土工程勘察基本術語標准》（JG J84-92）中給出的岩石定義是：天然產出的具有一定結構構造的單一或多種礦物的集合體。岩石的結構是指岩石組成物質的結晶程度、大小、形態及其相互關系等特徵的總稱。岩石的構造是指岩石組成物質在空間的排列、分布及充填形式等特徵的總稱。所謂岩體，就是地殼表部圈層，經建造和改造而形成的具有一定岩石組分和結構的地質體。當它作為工程建設的對象時，可稱為工程岩體。岩石是岩體內涵的一部分。
岩體（岩石）的工程分類，可以分為基本分類和工程個項分類。基本分類主要是針對岩石而言，根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，用岩石學名稱加風化程度進行分類，如強風化粗粒黑雲母花崗岩、微風化泥質粉砂岩等。岩石的基本分類，在本書第一篇基礎地質中有系統論述。工程個項分類，是針對岩體（岩石）的工程特點，根據岩石物理力學性質和影響岩體穩定性的各種地質條件，將岩體（岩石）個項分成若干類別，以細劃其工程特徵，為岩石工程建設的勘察、設計、施工、監測提供不可缺少的科學依據，使工程師建立起對岩體（岩石）的明確的工程概念。岩石按堅硬程度分類和按風化程度分類即為工程個項分類。
在岩體（岩石）的各項物理力學性質中，岩石的硬度是岩體最典型的工程特性。岩體的構造發育狀況體現了岩體是地質體的基本屬性，岩體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。岩石的硬度和岩體的構造發育狀況是各類岩體工程的共性要點，對各種類型的工程岩體，穩定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的風化，不同程度地改變了母岩的基本特徵，一方面使岩體中裂隙增加，完整性進一步被破壞；另一方面使岩石礦物及膠結物發生質的變化，使岩石疏軟以至鬆散，物理力學性質變壞。
（二）岩石按堅硬程度分類
岩石按堅硬程度分類的定量指標是新鮮岩石的單軸飽和（極限）抗壓強度。其具體作法是將加工製成一定規格的進行飽和處理的試樣，放置在試驗機壓板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施壓，直至岩樣破壞，記錄破壞荷載，用下列公式計算岩石單軸飽和抗壓強度：
深圳地質
式中：R為岩石單軸飽和抗壓強度，單位為MPa；p為試樣破壞荷載，單位為N；A為試樣截面積，單位為mm2。
對岩石試樣的幾何尺寸，國家標准《工程岩體試驗方法標准》（GB/T50266-99）有明確的規定，試樣應符合下列要求：①圓柱體直徑宜為48～54mm；②含大顆粒的岩石，試樣的直徑應大於岩石的最大顆粒尺寸的10倍；③試樣高度與直徑之比宜為2.0～2.5。
在此標准發布之前，岩石抗壓強度試驗的試樣尺寸要求如下：極限抗壓強度大於75M Pa時，試樣尺寸為50mm×50mm×50mm立方體；抗壓強度為25～75MPa時，試樣尺寸為70mm×70mm×70mm立方體；抗壓強度小於25MPa時，試樣尺寸為100mm×100mm×100mm立方體。
（G B/T 50266-99）的規定顯然是為了方便取樣，以金剛石鑽頭鑽探，取出的岩心進行簡單的加工，即可成為抗壓試樣。岩樣的尺寸效應對岩石抗壓強度是略有影響的。
岩石按堅硬程度分類，各行業的有關規定，雖然各自表述方式有所區別，但其標準是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石堅硬程度分類
除了以單軸飽和抗壓強度這一定量指標確定岩石堅硬程度外，尚可按岩性鑒定進行定性劃分。國標：建築地基基礎設計規范（GB50007-2002）按表2-2-2進行岩石堅硬程度的定性劃分。其他規范的劃分標准大同小異。
表2-2-2 岩石堅硬程度的定性劃分
岩石堅硬程度的劃分，無論是定量的單軸飽和抗壓強度，還是加入了風化程度內容的定性標准，都是用於確定小塊岩石的堅硬程度的。岩石的單軸飽和抗壓強度是計算岩基承載力的重要指標。
（三）岩石按風化程度分類
關於岩石風化程度的劃分及其特徵，國家規范和各行業的有關規范中均有規定，其分類標准基本一致，表述略有差異。表2-2-3至表2-2-10是部分規范給出的分類標准。
表2-2-3《工程岩體分級標准》（GB50218-94）岩石風化程度劃分表
表2-2-4《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）岩石按風化程度分類表
續表
表2-2-5《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTJ024-85）岩石風化程度劃分表
表2-2-6《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）岩體風化帶劃分表
《港口工程地質勘察規范》（JTJ240-97）、《港口工程地基規范》（JTJ250-98）岩體風化程度的劃分按硬質、軟質岩體來劃分，硬質岩石岩體風化程度按表2-2-7劃分。軟質岩石岩體風化程度按表2-2-8劃分。
表2-2-7 硬質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-8 軟質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-9《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB5037-1999）岩石風化程度分類表
續表
表2-2-10 廣東省《建築地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）岩石風化程度劃分表
國家標准《建築地基基礎設計規范》（GB5007-2002）對岩石的風化只有第4.1.3條作如下敘述：岩石的風化程度可分為未風化、微風化、中風化、強風化和全風化。未列表給出風化特徵，但在岩石堅硬程度的定性劃分中（表A.0.1）把不同風化程度的岩石歸類到了岩石堅硬程度的類別中。
深圳市標准：《地基基礎勘察設計規范》（報批稿）關於岩石風化程度的劃分標准，基本採用了《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》GB（50307-1999）的表述形成和內容（表2-2-9），文字略有調整。
縱觀各類規范對岩石風化程度的劃分，可以看出：
1）除個別規范未列出未風化一類外，岩石風化程度的劃分均為未風化、微風化、中等（弱）風化、強風化和全風化。特徵描述簡繁不一，中等風化與弱風化相對應的風化程度略有差別。
2）風化程度的特徵描述，主要是岩石的結構構造變化、節理裂隙發育程度、礦物變化、顏色變化、錘擊反映、可挖（鑽）性等方面來定性劃定。部分規范用波速和波速比及風化系數來定量劃定是對岩石風化程度確定的有力支撐。
3）從新鮮母岩到殘積土的風化過程是連續的，有些規范把殘積土的特徵描述放在岩石風化程度劃分表中，有一定的道理。國際標准：ISO/TC182/SC，亦將風化程度分為五級，並列入了殘積土。從工程角度考慮，殘積土對母岩而言已經發生了全面質的變化，物理力學性質和對它的理論研究已屬松軟土，表中對殘積土特徵的表述對區別殘積土與全風化岩是有現實意義的。
4）國家標准：《工程岩體分級標准》中「岩石風化程度的劃分」（表2-2-3）看似簡單，規范「條文說明」解釋了這一現象，表2-2-3關於岩石風化程度的劃分和特徵的描述，僅是針對小塊岩石，為表2-2-2服務的，它並不代表工程地質中對岩體風化程度的定義和劃分。表2-2-2是把岩體完整程度從整個地質特徵中分離出去之後，專門為描述岩石堅硬程度作的規定，主要考慮岩石結構構造被破壞，礦物蝕變和顏色變化程度，而把裂隙及其發育情況等歸入岩體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些規范把硬質岩石和軟質岩石的風化程度劃分區別開來，而《工程岩體分級標准》中「岩石堅硬程度的定性劃分」表（2.2-2）將風化後的硬質岩劃入軟質岩中。這里有兩個概念不可混淆：一是從工程角度看，硬質岩石風化後其工程性質與軟質岩相近，可等同於軟質岩；二是新鮮岩石中是存在軟質岩的，如深圳的泥質砂岩、泥岩、頁岩等。
6）相鄰等級的風化程度其界線是漸變的、模糊的，有時不一定能劃出5個完整的等級，如碳酸鹽類岩石。在實際工作中要按規范的標准，綜合各類信息，結合當地經驗來判斷岩石的風化等級。
（四）岩體的結構類型
在物理學、化學及其地質學等學科中對「結構」這一術語的概念是明確的，但有各自的含義，如原子結構、分子結構、晶體結構、礦物結構、岩石結構、區域地質結構、地殼結構等等，岩體作為工程地質學的一個主要研究對象，提出「岩體結構」術語的意義是十分明確的。
岩體結構有兩個含義，可以稱之為岩體結構的兩個要素：結構面和結構體。結構面是指層理、節理、裂隙、斷裂、不整合接觸面等等。結構體是岩體被結構面切割而形成的單元岩塊和岩體。結構體的形狀是受結構面的組合所控制的。
事實上，所有與岩石有關的工程，除建築材料外，都是與有較大幾何尺寸的岩體打交道，岩石經過建造成岩（岩漿岩的浸入，火山岩的噴出，沉積岩的層狀成沉積，變質岩的混合與動力變質）及後期的改造（褶皺、斷裂、風化等），使得岩體的完整性遭到了巨大的破壞，成為了存在大量不同性質結構面的現存岩體。為了給工程界一個明朗的技術路線，不妨以建造性結構面和改造性結構面（軟弱結構面）為基礎，從各自側面首先對岩體結構基本類型進行研究，其次將兩方面的成果加以綜合，即可得出關於岩體結構基本類型的完整概念（圖2-2-1）。
（1）以建造性結構面為主的岩體結構基本類型的劃分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性結構面的岩體結構分類
（2）以改造性結構面（軟弱結構面）為主的岩體結構類型的劃分（表2-2-12）
表2-2-12 改造結構面為主的岩體結構分類
圖2-2-1 岩體結構示意圖
（3）由建造性結構面和改造性結構面形成的三維岩體
三維岩體表現出了復雜多變的岩體結構特徵，將其綜合歸納，形成了較系統的岩體結構類型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩體結構類型及其特徵
表中表述的岩體結構類型及其特徵基本上涵蓋了深圳地區岩體的全部結構類型。
（4）岩體完整程度的劃分
地質岩體在建造和改造的過程中，岩體被風化、被結構面切割，使其完整性受到了不同程度的破壞。岩體完整程度是決定岩體基本質量諸多因素中的一個重要因素。影響岩體完整性的因素很多，從結構面的幾何特徵來看，有結構面的密度，組數、產狀和延展程度，以及各組結構面相互切割關系；從結構面形狀特徵來看，有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、水的賦存等。從工程岩體的穩定性著眼，應抓住影響穩定性的主要方面，使評判劃分易於進行。在國標：《工程岩體分級標准》（GB50218-94）中，規定了用結構面發育程度、主要結構的結合程度和主要結構面類型作為劃分岩體完整程度的依據，以「完整」到「極破碎」的形象詞彙來體現岩體被風化、被切割的劇烈變化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩體完整程度的定性分類表
在1994版的《岩土工程勘察規范》中，未見此表。很明顯，此表在《工程岩體分級標准》中出現後，在2001版修訂後的《岩土工程勘察規范》中得到了確認和使用。
（五）岩體基本質量分級
自然界中不同結構類型的岩體，有著各異的工程性質，岩石的硬度、完整程度是決定岩體基本質量的主要因素。在工程實踐中，系統地認識不同質量的工程岩體，針對其特徵性採取不同的設計思路和施工方法是科學進行岩體工程建設的關鍵。
1994年，國家標准《工程岩體分級標准》（50218-94）給出了岩體基本質量分級的標准（表2-2-15）。在此之前發布的國家標准《岩土工程勘察規范》（GB50021-94），該表是作為洞室圍岩質量分級標準的。在2001年修訂的《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）中，岩體基本質量分級以表2-2-15的形式來分類，岩體基本質量等級按表2-2-16分類。
表2-2-15 岩體基本質量分級
表2-2-16 岩體基本質量等級分類
（六）岩體圍岩分類
地鐵、公路、水電、鐵路以及礦山工程等行業，均有地下洞室和隧道（巷道）開挖，工程勘察均需對工程所處的圍岩進行分類。不同的規范對圍岩的分類方法略有不同。
1.隧道圍岩
《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB50307-1999）和《公路工程地質勘察規范》（JTJ064-98）規定，隧道圍岩分類按表2-2-17劃分。
表2-2-17 隧道圍岩分類
續表
2.圍岩工程地質
《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）規定，在地下洞室勘察時，應進行圍岩工程地質分類。分類應符合表2-2-18規定。
表2-2-18 圍岩工程地質分類
上表中的圍岩總評分T為岩石強度、岩體完整程度、結構面狀態、地下水和主要結構面產狀5項因素之和。各項因素的評分辦法在該規范中均有明確規定。圍岩強度應力比亦有專門的公式計算。
3.鐵路隧道圍岩
《鐵路工程地質勘察規范》（TB10012-2001）規定，隧道工程地質調繪時，應根據地質調繪、勘探、測試成果資料，綜合分析岩性、構造、地下水及環境條件，按表2-2-19分段確定隧道圍岩分級。
表2-2-19 鐵路隧道圍岩的基本分級
續表
該規范還規定，鐵路隧道圍岩分級應根據圍岩基本分級，受地下水，高地應力及環境條件等影響的分級修正，綜合分析後確定。關於岩體完整程度的劃分，地下水影響的修正，高地應力影響的修正及環境條件的影響，規范中都有明確的規定。
4.井巷工程圍岩
礦山工程中的井巷工程，其功能和結構更為多樣，所以井巷工程對圍岩的分類更加詳盡，各種定性和定量指標明顯多於其他標准。《岩土工程勘察技術規范》（YS5202-2004、J300-2004）規定，井巷工程評定圍岩質量等級按表2-2-20劃分圍岩類別。
表2-2-20 井巷工程圍岩分類
續表
續表
5.工程岩體
國家規范：《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2001）從工程岩體支護設計和施工的需要出發，給出圍岩分級表，與表2-2-20相比，僅少了Ⅵ、Ⅶ兩類，主要工程地質特徵少了岩石質量指標RQD和岩體及土體堅固性系數兩欄，其他完全相同。
（七）岩質邊坡的岩體分類
《建築邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）對岩質邊坡的岩體分類方法，見表2-2-21
表2-2-21 岩質邊坡的岩體分類（GB50330-2002）
續表
表2-2-22 岩體完整程度劃分
（八）深圳地區岩體分類、鑒定中存在的問題和改進意見
1）深圳地區的建築工程除大量的房屋建築外，公路（道路）橋梁、水利、地鐵、鐵路等均有大量的投資建設，各行業對岩體質量等級的劃分在執行不同規范的分類標准。在當前情況下，這一狀況將繼續下去。但是，對某一岩體的不同分類標准，僅僅是某一行業的習慣性作法。宏觀上看不同分類標準的具體內容並無原則性的區別。無論採用哪種標准都不應該影響岩體評價的正確性。
2）岩體工程特性的評價中，岩體的結構分類應該受到足夠的重視。尤其是高大邊坡、地質災害評估等岩體結構對岩體穩定起主導作用的工程項目。只有採取多種科學勘察手段和縝密地進行分析，岩體的結構特徵才能弄清楚。
3）岩石風化程度的判斷，現場工作除很具經驗的野外觀察和標准貫入試驗外，應多採用岩體波速測試方法，使之成為常用方法之一。准確的波速測試結果，可能比標貫試驗所得結果更能准確地判斷岩石的風化程度。
4）岩石的風化程度是隨埋藏深度的增加而減弱的，風化岩石的強度則是隨埋藏深度的增加而增加的。為了充分發揮地基承載力，深圳市地基基礎勘察設計規范（送審稿）將厚層花崗岩強風化帶分為上、中、下3個亞帶，其劃分方法見表2-2-23。
表2-2-23 厚層花崗岩強風化帶細分
需要指出的是，花崗岩的風化規律一般是上部風化嚴重，隨深度增加而減弱，但也有個別情況，有時隨深度增加風化程度並無明顯變化，故在劃分風化亞帶時，應視強風化帶的厚度和風化程度改變的深淺，也可以劃分一個亞帶或兩個亞帶，不可強求一律劃分為3個亞帶。
龍崗區的碳酸鹽類岩石——灰岩、白雲岩、大理岩等基本上不存在全風化和強風化層。由於構造的影響或是其他某種原因（如表面溶蝕劇烈），可能岩石的裂隙比較發育，塊度比較小。
二、土體
（一）土體的含義及其工程地質分類
土是泛指還沒有固結硬化成岩石的疏鬆沉積物。土是堅硬岩石經過破壞、搬運和沉積等一系列作用和變化後形成的。土多分布在地殼的最上部。工程地質學把土看作與構成地殼的其他岩石一樣，均是自然歷史的產物。土的形成時間、地點、環境以及形成的方式不同，其工程地質特性也不同。因此在研究土的工程性質時，強調對其成因類型和地質歷史方面的研究具有特殊重要意義。
土的工程地質分類有以下特點：①分類涵蓋自然界絕大多數土體；②同類或同組的土具備相同或相似的外觀和結構特徵，工程性質相近，力學的理論分析和計算基本一致；③獲取土的物理力學指標的試驗方法基本相同；④工程技術人員，從土的類別可以初步了解土的工程性質。
土的工程地質分類是以鬆散粒狀（粗粒土）體系和鬆散分散（細粒土）體系的自然土為對象，以服務於人類工程建築活動為目的的分類。分類的任務是將自然土按其在人類工程建築活動作用下表現出的共性劃分為類或組。
合理的工程地質分類，具有以下實際用途：①根據土的分類，確定土的名稱，它是工程地質各種有關圖件中劃分土類的依據；②根據各類土的工程性質，對土的質量和建築性能提出初步評價；③根據土的類型確定進一步研究的內容、試驗項目和數量、研究的方法和方向；④結合反映土體結構特徵的指標和建築經驗，初步評價地基土體的承載能力和斜坡穩定性，為基礎和邊坡的設計與施工提供依據。
土的工程地質分類有普通的和專門的兩類。普通分類的劃分對象包括人類工程活動可能涉及的自然界中的絕大多數土體，適用於各類工程，分類依據是土的主要工程地質特徵，如碎石土、砂土、黏性土等。專門分類是為滿足某類工程的需要，或者根據土的某一或某幾種性質而制定的分類，這種分類一般比較詳細，比如砂土的密實度分類，黏性土按壓縮性指標分類等等。應當指出的是，普通分類與專門分類是相輔相成的，前者是後者的基礎，後者是前者的補充和深化。
（二）國外土的工程分類概況
近幾十年來，國外在土的工程地質分類研究方面有很大進展，工業和科學技術發達的主要國家，都分別先後制定了各自全國統一的分類標准（表2-2-24）。其中英國、日本、德國的分類均以美國分類為藍本，結合各自國情適當調整、修改而制定的。
表2-2-24 一些國家的土質分類簡況
上述各國的土質分類，都採用了統一分類體系和方法，不僅使各自國內對土質分類有了共同遵循的依據，而且體現了國際統一化的趨勢，以促進國際交流與合作。
下列美國的統一分類法（表2-2-25）作為樣本，以了解國外分類的標准和方法。
表2-2-25 美國的土的統一分類法
續表
（三）國內土的工程分類
1.統一分類法
1990年，國家標准《土的分類標准》（GBJ 145-90）發布，並於1991年8月起執行。在此之前或之後，水利水電、公路交通等行業土的分類標准與GBJ 145-90標准沒有明顯區別。（GBJ 145-90）土的分類如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒組的劃分
表2-2-27 土質分類表
2.建築分類法
國標《建築地基設計規范》（GB50007-2002）土的分類方法（簡稱：建築分類法）如表2-2-28。這是從早期《工業與民用建築地基基礎設計規范》（TJ7-74）（試行）到《建築地基基礎設計規范》（GBJ7-89）一直延續下來的土的分類標准。在TJ7-74規范之前，我國一直沿用前蘇聯規范（HИTY127-55）。建築分類法在房屋建築地基基礎工程或類似的工程中廣泛運用，這在不少行業規范中得以反映，此分類方法也為廣大工程技術人員所熟知。目前深圳除公路、鐵路行業外，大多採用此分類標准，並納入到深圳市的地方標准之中。
表2-2-28 土的分類
（四）土的狀態分類
土的狀態分類屬專門分類。對於某種行業或某類工程，土的狀態標準是有所區別的，現以《岩土工程勘察規范》（50021-2001）中規定的最常用的分類標准，對碎石土、砂土、粉土的密實度和對粉土的濕度及黏性土的狀態進行分類，見表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密實度按M63.5分類
表2-2-30 碎石土密實度按N120分類
表2-2-31 砂土密實度分類
表2-2-32 粉土密實度分類
表2-2-33 粉土濕度分類
表2-2-34 黏性土狀態分類
（五）土的現場鑒別方法
1.碎石土密實度現場鑒別方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密實度現場鑒別
2.砂土分類現場鑒別方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分類現場鑒別
3.砂土密實度現場鑒別方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密實度現場鑒別
4.砂土濕度的現場鑒別方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土濕度現場鑒別
5.粉土密實度現場鑒別方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密實度現場鑒別
6.粉土濕度現場鑒別方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土濕度現場鑒別
7.黏性土狀態現場鑒別方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土狀態現場鑒別
8.有機質土和淤泥質土的分類
土按有機質分類和鑒定方法，《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的分類方法見表2-2-42。深圳市沿海近岸地區存在大量淤泥或淤泥質土，在上更新統（Q3）的雜色黏土中，有一層泥炭質土，局部有泥炭層發育。
表2-2-42 土按照有機質分類
（六）土的定名和描述
1.統一分類法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組、級配、所含細粒的塑性高低可劃分為16種土類；細粒土按塑性圖、所含粗粒類別以及有機質多寡劃分16種土類。
2）土的名稱由一個或一組代號組成：一個代號即表示土的名稱，由兩個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示副成分（土的級配或土的液限）；由3個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示液限；第三個代號表示土中微含的成分。
《土的分類標准》（G B J145-90），對特殊土的判別，列出了黃土，膨脹土和紅黏土。對花崗岩殘積土並沒有特別加以說明。根據深圳有關單位的經驗，花崗岩殘積土中的礫質黏性土相當於G B J145-90中的含細粒土礫，代號GF；砂質黏性土相當於細粒土質礫，代號GC-GM；黏性土相當於高液限粉土一低液限粉土，代號M H-M L。對淤泥和淤泥質土，G B J145-90分的不細，從工程需要出發，淤泥和淤泥質土的分類宜按建築行業標准。
2.建築行業定名
建築行業定名依照下列幾個標准：
1）土名前冠以土類的成因和年代。
2）碎石土和砂土按顆粒級配定名。
3）粉土以顆粒級配及塑性指數定名。
4）黏性土以塑性指數定名。
5）對混合土按主要土類定名並冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角礫等。
6）對同一土層中有不同土類呈韻律沉積時，當薄層與厚層的厚度比大於三分之一時，宜定為「互層」；厚度比為十分之一至三分之一時，宜定為「夾層」；厚度比小於十分之一的土層且多次出現時，宜定為「夾薄層」。當土層厚度大於0.5m時，宜單獨分層。
3.土的描述內容
（1）當按統一分類法（GBJ145-90）定名時，應按下列內容描述
1）粗粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；土顆粒形狀（圓、次圓、稜角或次稜角）；土顆粒的礦物成分；土顏色和有機質；所含細粒土成分（黏土或粉土）；土的代號和名稱。
2）細粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；潮濕時土的顏色及有機質；土的濕度（干、濕、很濕或飽和）；土的狀態（流動、軟塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代號和名稱。
（2）當按建築分類法（GB50007-2002）定名時，應按下列內容描述
1）碎石土：名稱、顆粒級配、顆粒排列、渾圓度、母岩成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、膠結性、密實度及其他特徵。
2）砂土：名稱、顏色成分、顆粒級配、包含物成分及其含量、黏粒含量、膠結性、濕度、密實度及其他特徵。
3）粉土：名稱、顏色、包含物成分及其含量、濕度、密實度、搖振反應及其他特徵。
4）黏性土：名稱、顏色、結構特徵、包含物成分及其含量、搖振反應、光澤反應、干強度、韌性、異味及其他特徵。
5）特殊性土：除應描述上述相應土類的內容外，尚應描述其特徵成分和特殊性質，如對淤泥尚需描述臭味、有機質含量；對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和均勻程度等。
6）互層（夾層）土：對具有互層、夾層、夾薄層特徵的土，尚應描述各層的厚度及層理特徵。
㈨ 岩石的工程地質性質有哪些
岩石的工程地質性質包括物理和力學性質兩個方面。
岩石的主要物理性質版：
1、重量：用比重（2.4～3.3）和權重度（容重——岩石單位體積的重量）兩個指標表示。
岩石重度的大小，決定於岩石中礦物的比重、孔隙性及其含水情況。
2、孔隙性：孔隙的發育程度，用孔隙度來表示（孔隙的總體積與岩石的總體積之比）。其大小決定於結構和構造。
3、吸水性：反映岩石在一定條件下的吸水能力。其大小與岩石孔隙度的大小、孔隙的張開程度有關。
4、軟化性：是指岩石遇水後，它的強度和穩定性發生變化的性質。
5、抗凍性：指岩石抵抗因水結冰產生的體積膨脹力的能力。在高寒冰凍區岩石的抗凍性能較為重要。
岩石的主要力學性質
1、岩石的變形：用彈性模量（應力與應變之比）和泊松比（橫向應變與縱向應變之比0.2～0.4）兩個指標表示。
2、岩石的強度：指岩石抵抗外力破壞的能力，用岩石在達到破壞前所能承受的最大應力來表示。岩石的主要破壞形式有壓碎、拉斷和剪斷。常用的對應的強度指標是抗壓、抗剪、抗拉強度。