常见岩石的鉴别工程地质
㈠ 怎样辨别岩石种类
这个问题太大，简单的说，岩石分为三大类：一、岩浆岩：岩浆岩是岩浆活动内的产物。岩容浆活动主要有两种方式，一种岩浆上升到一定位置，由于上覆岩层外压力大于岩浆的内压力，迫使岩浆停留在地壳内冷凝结晶称侵入作用。所形成的岩石称侵入岩，分浅成、深成两种。另一种是岩浆喷出地表，冷凝而形成的岩石称为喷出岩（又称为火山岩）。二、沉积岩：沉积岩是在发展过程中，在地表或接近地表的常温条件，任何先成的岩石遭受风化剥蚀作用的破坏产物及生物作用、火山作用的产物在原地或经外力搬运所形成的沉积层，又经成岩作用而成的岩石。三、变质岩：地壳中原已生成的岩石，无论是岩浆岩、沉积岩或早已生成的变质岩，由于地壳运动、岩浆活动等所造成物理化学条件的变化，使其成份、结构、构造发生一系列变化，这种促使岩石发生改变的作用称为变质作用，由变质作用形成新的岩石称为变质岩。如果要说清楚如何辨别，就是一门学问——地质学。
㈡ 简述变质岩代表的岩石特征及其工程地质性质
沉积岩（Sedimentary Rock) ：沉积岩，又称为水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
沉积岩来自于岩石和有机物的碎片，叫做沉积物，在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉积岩是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩种类很多，其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说，页岩最多，其次是砂岩，石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如能源、非金属、金属和稀有元素矿产，其次还有化石群。
㈢ 岩石的主要鉴定特征
2.2.1 岩浆岩特征
（1）形成和产状
岩浆沿断裂侵入地壳岩层中或破碎带中冷却形成的岩石和喷出地表形成的岩石均称为岩浆岩或火成岩。侵入在地壳岩层内部的岩浆经缓慢冷却而形成的岩石，称为侵入岩。根据岩浆的侵入深度可分为浅成侵入岩和深成侵入岩两种。侵入岩结晶成岩时间很长。地质学家们曾做过估算，一个2000米厚的花岗岩体完全冷却结晶大约需要64000年。岩浆喷出或者溢流到地表，冷凝形成的岩石称为喷出岩。喷出岩由于岩浆温度急剧降低，固结成岩时间较短。1米厚的岩浆喷出后冷却成岩，只需数小时，而全部结晶成细粒或隐晶质玄武岩，大约需要10多天。根据岩浆侵入的规模和形态，侵入岩体的主要产状和类型有以下几种：
岩盘 侵入地层间的岩体，下部有岩浆通道，主要为基性岩，规模一般可达几万平方千米，厚几十至上千米。根据其剖面形态可细分为岩盆或岩盖。
岩浆岩的形成和类型
岩浆岩产状类型示意图
岩床或岩席 沿地层层间侵入的板状岩体，厚度（几十厘米至几百米）较小而面积较大（数平方千米至上百平方千米），基性-超基性岩为主。
岩墙 比较规则而又近似直立的岩浆侵入体，长度一般为宽度的几十倍至几百倍。如果形态不很规则，又常称为岩脉。
岩株 穿刺岩层近似圆柱形侵入体，高达几十千米，大到几平方千米，岩株深部与岩基连成一体，成为岩基的一部分。岩株周围伸出的枝状侵入体，称为岩枝； 如形态不规则，称为岩瘤。
岩基 规模巨大的侵入体，面积大于100平方千米至数万平方千米。
喷出岩的类型较为简单，主要为火山熔岩流和火山灰、火山弹等。它们既可以形成于大陆环境，也可以形成于海底环境。
（2）岩石类型和鉴定特征
虽然岩浆岩有近千种类型，但最常见的和最有代表性的岩石只有10余种，其余都是它们的过渡类型或变种。在岩石学上，主要用二氧化硅以及石英的含量将岩浆岩首先划分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩和碱性岩五大类，然后按它们的形成环境或产状将其分为喷出岩和侵入岩两大成因类型，最后根据岩石的矿物组成、结构、构造再进行岩类的确定和岩石命名。
岩浆岩的结构是指组成岩石矿物的结晶程度、晶粒大小、晶形发育完整程度及其相互关系，反映岩石的生成环境与成因。
结晶程度可根据晶质与非晶质成分的比例分为全晶质结构（结晶矿物占岩石的100％）、半晶质结构（占50％）和玻璃质结构（无结晶矿物）。非晶质矿物为玻璃质成分。全晶质结构岩石是在岩浆温度缓慢下降环境中冷凝结晶而成的，为侵入岩的特征。玻璃质结构是在岩浆温度急剧下降条件下形成的，为喷出岩和部分浅成侵入岩的特征。
晶粒大小（教科书中称颗粒大小）指岩石中矿物晶粒的大小和比例。肉眼和一般放大镜下能分辨颗粒的岩石称晶质结构，在显微镜下能分辨颗粒的岩石称隐晶质结构，否则为玻璃质结构。岩石学上将直径大于5毫米的晶粒定为粗粒，2～5毫米的定为中粒，0.1～1.9毫米的定为细粒。
如果岩石中的晶粒大小大致相等，称为等粒结构，否则，为不等粒结构，多见于深成侵入岩； 岩石中夹有特大的晶粒或晶块与小的或不结晶的物质，形成斑状结构，多见于浅成岩或喷出岩（见粗面岩）。
根据矿物晶形发育的完整程度可以将晶粒划分为自形结构（完整的晶体）、半自形结构（有部分完整的晶面）和他形结构（无发育完整的晶面），以此来推断岩石形成时的时间和空间条件。自形结构说明矿物形成时有足够的结晶时间与空间。
具有流纹构造与绳状构造的火山熔岩
岩浆岩还有一些特有构造（即岩石内部和外部的宏观特征），如喷出岩的气孔状构造。这些气孔被后来的物质充填，就形成了杏仁状构造。岩浆熔岩在地表流动时常留下流动的痕迹，有时好像几股绳子拧在一起，岩石学家称之为流纹构造、绳状构造。岩浆在水下喷发时熔岩与水的作用会形成很多椭球体，称之为枕状构造。侵入岩往往因成分结构较均一易形成块状构造。
虽然已知组成岩浆岩的矿物有1000多种，但比较常见的矿物仅10余种，岩石学中把这些矿物称为造岩矿物。下表为科学家估算的造岩矿物在地球岩浆岩中的平均含量。
岩石与矿物
矿物含量是岩石命名的主要依据，凡矿物含量大于5％的一般都可以参与定名。如石英闪长岩就指斜长石为50％ 以上、角闪石10％以上、石英5％以上的一类岩石。下表是为初学者和岩矿爱好者根据上述特点总结出来的主要岩浆岩类型及其鉴定特征。
岩石与矿物
矿物岩石爱好者可以根据岩浆岩的颜色、矿物成分、结构构造等特征，用肉眼或借助于放大镜鉴定出岩石的主要类型。简易鉴定的方法和程序可以归纳为：
第一步，观察新鲜岩石断口的颜色和结构，先确定其成因类型。若岩石60％以上由明显的晶质颗粒组成，则为侵入岩。然后，据颜色推测是基性岩还是酸性岩，为下一步观察矿物成分做到心中有数。
第二步，观察岩石的矿物成分和颜色，确定其主要类型。深色矿物（辉石、角闪石）越多，浅色矿物（石英、长石）越少，是橄榄岩或苦橄岩的可能性越大，否则是花岗岩或流纹岩。
第三步，目估各主要矿物（成岩矿物）的相对含量，并对照上表和下文中的典型岩性的描述和照片确定具体类型和命名。
2.2.2 沉积岩特征
（1）沉积岩的形成和沉积环境
沉积岩的体积只占岩石圈的5％，但其分布面积却占陆地的75％，大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩不仅分布极为广泛，而且蕴藏着大量的沉积矿产，如煤、石油、天然气、盐类等，而且沉积类型铁、锰、铝、铜、铅、锌等，也占有很大的比重。
沉积岩是在地表或接近地表常温常压条件下，由风化作用、生物作用和某些火山作用产生的破碎物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用后形成的。露出于地表的岩石和岩层，长期受到日晒、雨淋、风吹和动植物的生长活动，会渐渐被侵蚀、风化成碎块、沙粒和尘土，部分被雨水和流水溶解。这些被风化侵蚀成的沙粒、尘土在重力、冰川、风特别是流水的搬运下，被运移到地表低洼的地方，如江河湖海等环境，沉淀堆积成层。由于地壳的下沉，源源不断的新沉积物一层又一层地覆盖在老沉积物上，将其埋藏，并经过成千上万年的脱水、压实，这些沉积物又形成了新的岩石——沉积岩。
沉积岩的来源物质可以是岩浆岩、变质岩或更老的沉积岩的风化碎屑，或动植物的遗体与残骸。沉积学上称前者为陆源碎屑岩，如砂岩、泥岩等； 后者为有机碎屑岩或有机岩，如有些石灰岩、煤与油页岩等。还有一部分完全由水中溶解物经蒸发沉淀而成的沉积岩又可称为化学沉积岩，如盐岩、石膏等。沉积岩都是层状分布的，并且绝大部分或多或少地含有化石。
形成沉积岩的地方通常包括大陆环境、海陆混合环境和海洋环境三大类。大陆环境可分成：陆地环境，主要有山前和山谷地带（坡积扇和冲积扇）、河流（河床）、湖泊、沼泽环境和洞穴环境以及冰川与沙漠环境；海陆混合环境又称海陆过渡环境，包括滨海、三角洲、边缘潟湖和河口湾环境； 海洋环境分浅海、半深海和深海环境。不同环境中形成的沉积岩类型和特点是不一样的。
沉积岩的形成和沉积环境
（2）沉积岩的类型和特征
沉积岩有数十种类型，我们可以简单地将其归为两大类，即陆源碎屑岩和生物与化学岩，常见的沉积岩类型和特点综合如下：
岩石与矿物
续表
区分沉积岩、岩浆岩与变质岩的最重要特征是结构和构造。沉积岩的结构是指组成岩石的主要颗粒的形状、大小及其与充填、胶结物之间的相互关系，主要有砾状、砂状、粉砂状、泥状或黏土状等结构类型。砂岩的砂粒状和砾岩的砾石状结构可用肉眼或放大镜识别，砂粒和砾石的大小、形状以及砾石的表面特征可以在放大镜下观察。像河边、海滩的砂、砾石，往往都有一定的圆度和不同的粒度。根据砂岩粒度的大小，可以将砂岩划分为粗砂岩（粒径0.5～2毫米）、中砂岩（粒径0.25～0.5毫米）和细砂岩（粒径0.05～0.25毫米）。对于砂、砾岩来说，充填、胶结物的成分也很重要。常见的胶结物有硅质、钙质、铁质和泥质等。
沉积岩的构造是指岩石本身的内部和外部的宏观特征，主要由各组分有规律的排列和组合所致。沉积岩最重要的构造为层理构造，它们往往是由成分不同、大小不一、颜色各异的颗粒有规律排列显示的，代表水流或风等介质在搬运、堆积泥砂或生物碎屑时留下的痕迹和记录。根据纹层排列的特点，层理可以再细分为：
1）交错层理（斜层理）。由水流或风带动砂丘移动所致，反映了较强的水流（风），层理面倾斜方向代表水流（风）的方向，故可用来指示和推断岩石形成时的古水流方向或古风向。
2）波状层理。代表由较弱的水流（风）在沉积物表面形成的起伏的波痕，反映了较弱的水或风动力环境。
3）水平层理。它是静水环境下细沉积物一层一层地堆积的结果。
4）水平纹理。主要是沉积物在静水环境下，由于其成分变化而显示的层状构造，比水平层理薄而且更有规则，延续得较远。
沉积岩的层理类型
粉砂岩层面上的波痕
各种沉积岩的识别主要从观察岩石成分、结构和构造以及胶结物特征入手，可以按以下方法和程序进行：
第一步，根据岩石的层理构造和成分，确定所见岩石是否为沉积岩；然后，观察岩石的结构、构造，确定是何种沉积岩。若岩石由明显的颗粒组成，可见砾石和砂粒，而且层理发育，断口粗糙，显然是碎屑岩，否则是生物化学岩。
第二步，根据颗粒大小确定其碎屑岩具体类型，如中粒砂岩或细粒砂岩或泥岩等。
乐山大佛雕刻在三叠纪红色砂岩中，该岩石有明显的砂状结构和层状构造（层理）
第三步，根据颗粒成分和胶结物类型进一步确定其岩性类型，如中粒钙质石英砂岩、泥质胶结细砾岩等。若是泥岩、黏土岩或生物化学岩，则主要通过鉴定岩石的矿物成分或古生物化石碎片进行识别。化学岩一般致密较硬，贝壳状断口发育，而泥岩或黏土岩较软，黏舌头，水平层理和纹理发育。用滴稀盐酸和燃烧的办法可区分碳酸盐岩（石灰岩）、硅质岩和铁质岩以及油页岩等类型。
2.2.3 变质岩特征
（1）变质岩的形成
形成变质岩的主要变质作用有两大类：一类是动力变质作用，是指岩层在构造活动带（如板块碰撞带和巨大断裂带），受到强烈挤压和高温（主要是挤压摩擦热）的影响后，岩石发生结构、构造和成分的变化及岩石的变形而形成新的岩石的过程； 另一类是区域热变质作用，是指已有岩层受到大规模岩浆侵入或火山喷发影响（主要是热烘烤）后，岩石结构和矿物成分发生变化，形成新的岩石的作用。变质岩还包括那些在侵入体附近受岩体岩浆烘烤或被岩浆热液物质交代而形成的新岩石。
由沉积岩变质形成的，称为副变质岩； 由岩浆岩和变质岩转化而成的，称为正变质岩。
变质作用和变质岩的形成
（2）变质岩的类型和特征
根据变质岩的母岩类型和形成机制，将最常用的变质岩分类简化后介绍如下：
岩石与矿物
变质岩最主要的鉴定特征是变质矿物类型、结构和岩石构造。特征的变质矿物以片状、纤维状、针状和长柱状矿物为主，如绢云母、黑云母、白云母、透闪石、阳起石、角闪石、红柱石、蓝晶石、矽线石等； 还有密度大的矿物，如石榴子石、刚玉、尖晶石等。此外，十字石、蛇纹石、滑石、绿泥石、透辉石等也是典型的变质矿物。
变质岩的构造特征是其区别于其他岩石的最重要的特征。除石英岩、大理岩为块状构造外，其余均具有各种片理构造和反映挤压特征的褶皱、肠状构造。主要变质构造如下：
由沉积岩（石灰岩）变质而成的变质岩（大理岩），紧密褶皱，小断裂发育
千枚状构造：原岩中的矿物成分未全部重结晶，其矿物成分尚不易辨认。但矿物定向排列明显，裂面上有大量绢云母显丝绢光泽，小褶皱与挠曲发育。
片状构造：大量片状和少量粒状矿物平行排列，岩石中矿物全部重结晶，肉眼可辨出矿物颗粒。
片麻状构造：以浅色粒状结晶矿物为主，暗色片状矿物围绕粒状矿物作定向排列。
板状构造：岩石因受挤压后形成一组平行破裂面，又称为板状劈理，矿物有轻微重结晶。
块状构造：主要岩石为变粒岩、石英岩、大理岩等。
变质岩的鉴定可以分两步。首先观察岩石的结构和构造确定其大类，即是板岩、千枚岩、片岩、片麻岩还是粒状岩或是变质砂岩等； 然后根据岩石内的主要矿物成分确定其岩类。例如，用肉眼看以片状矿物为主，显片状构造，我们可以将其先定为片岩。经过仔细观察，发现该标本的主要矿物为黑云母，次要矿物为石榴子石。因此，最后将其命名为石榴子石黑云母片岩。
㈣ 试简述沉积岩代表性岩石的特征及其工程地质性质
沉积岩（Sedimentary Rock) ：沉积岩，又称为水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
沉积岩来自于岩石和有机物的碎片，叫做沉积物，在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉积岩是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩种类很多，其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说，页岩最多，其次是砂岩，石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如能源、非金属、金属和稀有元素矿产，其次还有化石群。
㈤ 岩石的工程地质有哪些
A,矿物成分。由于岩石是多晶体的组合物，
矿物晶体
内部质点的间距小，吸引力远较晶粒间的版吸引力强。
碎屑沉权积岩
胶结物
的成分对强度的影响是最明显的。
B,结构的影响。一般情况下，由于晶粒间质点的平均距离要比晶体内部质点的平均距离大得多，彼此吸引的牢固程度低，因此颗粒间的联接决定岩石的抵抗作用力。
C,水的影响。在岩体中对力学性质产生重要影响的主要是
重力水
和
结合水
，主要通过多种作用改变岩体的结构和成分：润滑作用，
冻融作用
，潜蚀作用，
水解作用
，联接作用。
D,作用力的特点对
工程地质
性质也有影响。力的性质，
应力水平
，
围压
大小，应力增加速率，应力持续时间，以及应力的增减历程等。
E,
温度效应
，零度以下的岩石，强度和
弹性模量
都比较高，一千度以上，力学性质的影响随岩石类型而异。
㈥ 岩石的工程地质性质有哪些表征岩石工程
（一）岩石抄的工程地质性质：
1、岩石的风化程度
2、岩石的坚硬程度
3、岩体的完整程度
4、岩石的软化性
（二）表征岩石工程地质性质的指标
1、岩石的物理性质（重度、空隙性）
2、岩石的水理性质（吸水性、透水性、溶解性、软化性、 抗冻性）
3、岩石的力学性质（坚硬程度、变形、强度）
㈦ 岩土体的工程地质分类和鉴定
一、岩体
（一）岩体（岩石）的基本概念岩体（岩石）是工程地质学科的重要研究领域。岩石和岩体的内涵是有区别的两个概念，又是密不可分的工程实体。在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》（JG J84-92）中给出的岩石定义是：天然产出的具有一定结构构造的单一或多种矿物的集合体。岩石的结构是指岩石组成物质的结晶程度、大小、形态及其相互关系等特征的总称。岩石的构造是指岩石组成物质在空间的排列、分布及充填形式等特征的总称。所谓岩体，就是地壳表部圈层，经建造和改造而形成的具有一定岩石组分和结构的地质体。当它作为工程建设的对象时，可称为工程岩体。岩石是岩体内涵的一部分。
岩体（岩石）的工程分类，可以分为基本分类和工程个项分类。基本分类主要是针对岩石而言，根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度，用岩石学名称加风化程度进行分类，如强风化粗粒黑云母花岗岩、微风化泥质粉砂岩等。岩石的基本分类，在本书第一篇基础地质中有系统论述。工程个项分类，是针对岩体（岩石）的工程特点，根据岩石物理力学性质和影响岩体稳定性的各种地质条件，将岩体（岩石）个项分成若干类别，以细划其工程特征，为岩石工程建设的勘察、设计、施工、监测提供不可缺少的科学依据，使工程师建立起对岩体（岩石）的明确的工程概念。岩石按坚硬程度分类和按风化程度分类即为工程个项分类。
在岩体（岩石）的各项物理力学性质中，岩石的硬度是岩体最典型的工程特性。岩体的构造发育状况体现了岩体是地质体的基本属性，岩体的不连续性及不完整性是这一属性的集中反映。岩石的硬度和岩体的构造发育状况是各类岩体工程的共性要点，对各种类型的工程岩体，稳定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的风化，不同程度地改变了母岩的基本特征，一方面使岩体中裂隙增加，完整性进一步被破坏；另一方面使岩石矿物及胶结物发生质的变化，使岩石疏软以至松散，物理力学性质变坏。
（二）岩石按坚硬程度分类
岩石按坚硬程度分类的定量指标是新鲜岩石的单轴饱和（极限）抗压强度。其具体作法是将加工制成一定规格的进行饱和处理的试样，放置在试验机压板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施压，直至岩样破坏，记录破坏荷载，用下列公式计算岩石单轴饱和抗压强度：
深圳地质
式中：R为岩石单轴饱和抗压强度，单位为MPa；p为试样破坏荷载，单位为N；A为试样截面积，单位为mm2。
对岩石试样的几何尺寸，国家标准《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）有明确的规定，试样应符合下列要求：①圆柱体直径宜为48～54mm；②含大颗粒的岩石，试样的直径应大于岩石的最大颗粒尺寸的10倍；③试样高度与直径之比宜为2.0～2.5。
在此标准发布之前，岩石抗压强度试验的试样尺寸要求如下：极限抗压强度大于75M Pa时，试样尺寸为50mm×50mm×50mm立方体；抗压强度为25～75MPa时，试样尺寸为70mm×70mm×70mm立方体；抗压强度小于25MPa时，试样尺寸为100mm×100mm×100mm立方体。
（G B/T 50266-99）的规定显然是为了方便取样，以金刚石钻头钻探，取出的岩心进行简单的加工，即可成为抗压试样。岩样的尺寸效应对岩石抗压强度是略有影响的。
岩石按坚硬程度分类，各行业的有关规定，虽然各自表述方式有所区别，但其标准是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石坚硬程度分类
除了以单轴饱和抗压强度这一定量指标确定岩石坚硬程度外，尚可按岩性鉴定进行定性划分。国标：建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）按表2-2-2进行岩石坚硬程度的定性划分。其他规范的划分标准大同小异。
表2-2-2 岩石坚硬程度的定性划分
岩石坚硬程度的划分，无论是定量的单轴饱和抗压强度，还是加入了风化程度内容的定性标准，都是用于确定小块岩石的坚硬程度的。岩石的单轴饱和抗压强度是计算岩基承载力的重要指标。
（三）岩石按风化程度分类
关于岩石风化程度的划分及其特征，国家规范和各行业的有关规范中均有规定，其分类标准基本一致，表述略有差异。表2-2-3至表2-2-10是部分规范给出的分类标准。
表2-2-3《工程岩体分级标准》（GB50218-94）岩石风化程度划分表
表2-2-4《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）岩石按风化程度分类表
续表
表2-2-5《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）岩石风化程度划分表
表2-2-6《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）岩体风化带划分表
《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）、《港口工程地基规范》（JTJ250-98）岩体风化程度的划分按硬质、软质岩体来划分，硬质岩石岩体风化程度按表2-2-7划分。软质岩石岩体风化程度按表2-2-8划分。
表2-2-7 硬质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-8 软质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-9《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB5037-1999）岩石风化程度分类表
续表
表2-2-10 广东省《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）岩石风化程度划分表
国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）对岩石的风化只有第4.1.3条作如下叙述：岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。未列表给出风化特征，但在岩石坚硬程度的定性划分中（表A.0.1）把不同风化程度的岩石归类到了岩石坚硬程度的类别中。
深圳市标准：《地基基础勘察设计规范》（报批稿）关于岩石风化程度的划分标准，基本采用了《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB（50307-1999）的表述形成和内容（表2-2-9），文字略有调整。
纵观各类规范对岩石风化程度的划分，可以看出：
1）除个别规范未列出未风化一类外，岩石风化程度的划分均为未风化、微风化、中等（弱）风化、强风化和全风化。特征描述简繁不一，中等风化与弱风化相对应的风化程度略有差别。
2）风化程度的特征描述，主要是岩石的结构构造变化、节理裂隙发育程度、矿物变化、颜色变化、锤击反映、可挖（钻）性等方面来定性划定。部分规范用波速和波速比及风化系数来定量划定是对岩石风化程度确定的有力支撑。
3）从新鲜母岩到残积土的风化过程是连续的，有些规范把残积土的特征描述放在岩石风化程度划分表中，有一定的道理。国际标准：ISO/TC182/SC，亦将风化程度分为五级，并列入了残积土。从工程角度考虑，残积土对母岩而言已经发生了全面质的变化，物理力学性质和对它的理论研究已属松软土，表中对残积土特征的表述对区别残积土与全风化岩是有现实意义的。
4）国家标准：《工程岩体分级标准》中“岩石风化程度的划分”（表2-2-3）看似简单，规范“条文说明”解释了这一现象，表2-2-3关于岩石风化程度的划分和特征的描述，仅是针对小块岩石，为表2-2-2服务的，它并不代表工程地质中对岩体风化程度的定义和划分。表2-2-2是把岩体完整程度从整个地质特征中分离出去之后，专门为描述岩石坚硬程度作的规定，主要考虑岩石结构构造被破坏，矿物蚀变和颜色变化程度，而把裂隙及其发育情况等归入岩体完整程度这另一个基本质量分级因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些规范把硬质岩石和软质岩石的风化程度划分区别开来，而《工程岩体分级标准》中“岩石坚硬程度的定性划分”表（2.2-2）将风化后的硬质岩划入软质岩中。这里有两个概念不可混淆：一是从工程角度看，硬质岩石风化后其工程性质与软质岩相近，可等同于软质岩；二是新鲜岩石中是存在软质岩的，如深圳的泥质砂岩、泥岩、页岩等。
6）相邻等级的风化程度其界线是渐变的、模糊的，有时不一定能划出5个完整的等级，如碳酸盐类岩石。在实际工作中要按规范的标准，综合各类信息，结合当地经验来判断岩石的风化等级。
（四）岩体的结构类型
在物理学、化学及其地质学等学科中对“结构”这一术语的概念是明确的，但有各自的含义，如原子结构、分子结构、晶体结构、矿物结构、岩石结构、区域地质结构、地壳结构等等，岩体作为工程地质学的一个主要研究对象，提出“岩体结构”术语的意义是十分明确的。
岩体结构有两个含义，可以称之为岩体结构的两个要素：结构面和结构体。结构面是指层理、节理、裂隙、断裂、不整合接触面等等。结构体是岩体被结构面切割而形成的单元岩块和岩体。结构体的形状是受结构面的组合所控制的。
事实上，所有与岩石有关的工程，除建筑材料外，都是与有较大几何尺寸的岩体打交道，岩石经过建造成岩（岩浆岩的浸入，火山岩的喷出，沉积岩的层状成沉积，变质岩的混合与动力变质）及后期的改造（褶皱、断裂、风化等），使得岩体的完整性遭到了巨大的破坏，成为了存在大量不同性质结构面的现存岩体。为了给工程界一个明朗的技术路线，不妨以建造性结构面和改造性结构面（软弱结构面）为基础，从各自侧面首先对岩体结构基本类型进行研究，其次将两方面的成果加以综合，即可得出关于岩体结构基本类型的完整概念（图2-2-1）。
（1）以建造性结构面为主的岩体结构基本类型的划分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性结构面的岩体结构分类
（2）以改造性结构面（软弱结构面）为主的岩体结构类型的划分（表2-2-12）
表2-2-12 改造结构面为主的岩体结构分类
图2-2-1 岩体结构示意图
（3）由建造性结构面和改造性结构面形成的三维岩体
三维岩体表现出了复杂多变的岩体结构特征，将其综合归纳，形成了较系统的岩体结构类型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩体结构类型及其特征
表中表述的岩体结构类型及其特征基本上涵盖了深圳地区岩体的全部结构类型。
（4）岩体完整程度的划分
地质岩体在建造和改造的过程中，岩体被风化、被结构面切割，使其完整性受到了不同程度的破坏。岩体完整程度是决定岩体基本质量诸多因素中的一个重要因素。影响岩体完整性的因素很多，从结构面的几何特征来看，有结构面的密度，组数、产状和延展程度，以及各组结构面相互切割关系；从结构面形状特征来看，有结构面的张开度、粗糙度、起伏度、充填情况、水的赋存等。从工程岩体的稳定性着眼，应抓住影响稳定性的主要方面，使评判划分易于进行。在国标：《工程岩体分级标准》（GB50218-94）中，规定了用结构面发育程度、主要结构的结合程度和主要结构面类型作为划分岩体完整程度的依据，以“完整”到“极破碎”的形象词汇来体现岩体被风化、被切割的剧烈变化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩体完整程度的定性分类表
在1994版的《岩土工程勘察规范》中，未见此表。很明显，此表在《工程岩体分级标准》中出现后，在2001版修订后的《岩土工程勘察规范》中得到了确认和使用。
（五）岩体基本质量分级
自然界中不同结构类型的岩体，有着各异的工程性质，岩石的硬度、完整程度是决定岩体基本质量的主要因素。在工程实践中，系统地认识不同质量的工程岩体，针对其特征性采取不同的设计思路和施工方法是科学进行岩体工程建设的关键。
1994年，国家标准《工程岩体分级标准》（50218-94）给出了岩体基本质量分级的标准（表2-2-15）。在此之前发布的国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-94），该表是作为洞室围岩质量分级标准的。在2001年修订的《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中，岩体基本质量分级以表2-2-15的形式来分类，岩体基本质量等级按表2-2-16分类。
表2-2-15 岩体基本质量分级
表2-2-16 岩体基本质量等级分类
（六）岩体围岩分类
地铁、公路、水电、铁路以及矿山工程等行业，均有地下洞室和隧道（巷道）开挖，工程勘察均需对工程所处的围岩进行分类。不同的规范对围岩的分类方法略有不同。
1.隧道围岩
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）规定，隧道围岩分类按表2-2-17划分。
表2-2-17 隧道围岩分类
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2.围岩工程地质
《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）规定，在地下洞室勘察时，应进行围岩工程地质分类。分类应符合表2-2-18规定。
表2-2-18 围岩工程地质分类
上表中的围岩总评分T为岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状5项因素之和。各项因素的评分办法在该规范中均有明确规定。围岩强度应力比亦有专门的公式计算。
3.铁路隧道围岩
《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）规定，隧道工程地质调绘时，应根据地质调绘、勘探、测试成果资料，综合分析岩性、构造、地下水及环境条件，按表2-2-19分段确定隧道围岩分级。
表2-2-19 铁路隧道围岩的基本分级
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该规范还规定，铁路隧道围岩分级应根据围岩基本分级，受地下水，高地应力及环境条件等影响的分级修正，综合分析后确定。关于岩体完整程度的划分，地下水影响的修正，高地应力影响的修正及环境条件的影响，规范中都有明确的规定。
4.井巷工程围岩
矿山工程中的井巷工程，其功能和结构更为多样，所以井巷工程对围岩的分类更加详尽，各种定性和定量指标明显多于其他标准。《岩土工程勘察技术规范》（YS5202-2004、J300-2004）规定，井巷工程评定围岩质量等级按表2-2-20划分围岩类别。
表2-2-20 井巷工程围岩分类
续表
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5.工程岩体
国家规范：《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）从工程岩体支护设计和施工的需要出发，给出围岩分级表，与表2-2-20相比，仅少了Ⅵ、Ⅶ两类，主要工程地质特征少了岩石质量指标RQD和岩体及土体坚固性系数两栏，其他完全相同。
（七）岩质边坡的岩体分类
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）对岩质边坡的岩体分类方法，见表2-2-21
表2-2-21 岩质边坡的岩体分类（GB50330-2002）
续表
表2-2-22 岩体完整程度划分
（八）深圳地区岩体分类、鉴定中存在的问题和改进意见
1）深圳地区的建筑工程除大量的房屋建筑外，公路（道路）桥梁、水利、地铁、铁路等均有大量的投资建设，各行业对岩体质量等级的划分在执行不同规范的分类标准。在当前情况下，这一状况将继续下去。但是，对某一岩体的不同分类标准，仅仅是某一行业的习惯性作法。宏观上看不同分类标准的具体内容并无原则性的区别。无论采用哪种标准都不应该影响岩体评价的正确性。
2）岩体工程特性的评价中，岩体的结构分类应该受到足够的重视。尤其是高大边坡、地质灾害评估等岩体结构对岩体稳定起主导作用的工程项目。只有采取多种科学勘察手段和缜密地进行分析，岩体的结构特征才能弄清楚。
3）岩石风化程度的判断，现场工作除很具经验的野外观察和标准贯入试验外，应多采用岩体波速测试方法，使之成为常用方法之一。准确的波速测试结果，可能比标贯试验所得结果更能准确地判断岩石的风化程度。
4）岩石的风化程度是随埋藏深度的增加而减弱的，风化岩石的强度则是随埋藏深度的增加而增加的。为了充分发挥地基承载力，深圳市地基基础勘察设计规范（送审稿）将厚层花岗岩强风化带分为上、中、下3个亚带，其划分方法见表2-2-23。
表2-2-23 厚层花岗岩强风化带细分
需要指出的是，花岗岩的风化规律一般是上部风化严重，随深度增加而减弱，但也有个别情况，有时随深度增加风化程度并无明显变化，故在划分风化亚带时，应视强风化带的厚度和风化程度改变的深浅，也可以划分一个亚带或两个亚带，不可强求一律划分为3个亚带。
龙岗区的碳酸盐类岩石——灰岩、白云岩、大理岩等基本上不存在全风化和强风化层。由于构造的影响或是其他某种原因（如表面溶蚀剧烈），可能岩石的裂隙比较发育，块度比较小。
二、土体
（一）土体的含义及其工程地质分类
土是泛指还没有固结硬化成岩石的疏松沉积物。土是坚硬岩石经过破坏、搬运和沉积等一系列作用和变化后形成的。土多分布在地壳的最上部。工程地质学把土看作与构成地壳的其他岩石一样，均是自然历史的产物。土的形成时间、地点、环境以及形成的方式不同，其工程地质特性也不同。因此在研究土的工程性质时，强调对其成因类型和地质历史方面的研究具有特殊重要意义。
土的工程地质分类有以下特点：①分类涵盖自然界绝大多数土体；②同类或同组的土具备相同或相似的外观和结构特征，工程性质相近，力学的理论分析和计算基本一致；③获取土的物理力学指标的试验方法基本相同；④工程技术人员，从土的类别可以初步了解土的工程性质。
土的工程地质分类是以松散粒状（粗粒土）体系和松散分散（细粒土）体系的自然土为对象，以服务于人类工程建筑活动为目的的分类。分类的任务是将自然土按其在人类工程建筑活动作用下表现出的共性划分为类或组。
合理的工程地质分类，具有以下实际用途：①根据土的分类，确定土的名称，它是工程地质各种有关图件中划分土类的依据；②根据各类土的工程性质，对土的质量和建筑性能提出初步评价；③根据土的类型确定进一步研究的内容、试验项目和数量、研究的方法和方向；④结合反映土体结构特征的指标和建筑经验，初步评价地基土体的承载能力和斜坡稳定性，为基础和边坡的设计与施工提供依据。
土的工程地质分类有普通的和专门的两类。普通分类的划分对象包括人类工程活动可能涉及的自然界中的绝大多数土体，适用于各类工程，分类依据是土的主要工程地质特征，如碎石土、砂土、黏性土等。专门分类是为满足某类工程的需要，或者根据土的某一或某几种性质而制定的分类，这种分类一般比较详细，比如砂土的密实度分类，黏性土按压缩性指标分类等等。应当指出的是，普通分类与专门分类是相辅相成的，前者是后者的基础，后者是前者的补充和深化。
（二）国外土的工程分类概况
近几十年来，国外在土的工程地质分类研究方面有很大进展，工业和科学技术发达的主要国家，都分别先后制定了各自全国统一的分类标准（表2-2-24）。其中英国、日本、德国的分类均以美国分类为蓝本，结合各自国情适当调整、修改而制定的。
表2-2-24 一些国家的土质分类简况
上述各国的土质分类，都采用了统一分类体系和方法，不仅使各自国内对土质分类有了共同遵循的依据，而且体现了国际统一化的趋势，以促进国际交流与合作。
下列美国的统一分类法（表2-2-25）作为样本，以了解国外分类的标准和方法。
表2-2-25 美国的土的统一分类法
续表
（三）国内土的工程分类
1.统一分类法
1990年，国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-90）发布，并于1991年8月起执行。在此之前或之后，水利水电、公路交通等行业土的分类标准与GBJ 145-90标准没有明显区别。（GBJ 145-90）土的分类如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒组的划分
表2-2-27 土质分类表
2.建筑分类法
国标《建筑地基设计规范》（GB50007-2002）土的分类方法（简称：建筑分类法）如表2-2-28。这是从早期《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）（试行）到《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）一直延续下来的土的分类标准。在TJ7-74规范之前，我国一直沿用前苏联规范（HИTY127-55）。建筑分类法在房屋建筑地基基础工程或类似的工程中广泛运用，这在不少行业规范中得以反映，此分类方法也为广大工程技术人员所熟知。目前深圳除公路、铁路行业外，大多采用此分类标准，并纳入到深圳市的地方标准之中。
表2-2-28 土的分类
（四）土的状态分类
土的状态分类属专门分类。对于某种行业或某类工程，土的状态标准是有所区别的，现以《岩土工程勘察规范》（50021-2001）中规定的最常用的分类标准，对碎石土、砂土、粉土的密实度和对粉土的湿度及黏性土的状态进行分类，见表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密实度按M63.5分类
表2-2-30 碎石土密实度按N120分类
表2-2-31 砂土密实度分类
表2-2-32 粉土密实度分类
表2-2-33 粉土湿度分类
表2-2-34 黏性土状态分类
（五）土的现场鉴别方法
1.碎石土密实度现场鉴别方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密实度现场鉴别
2.砂土分类现场鉴别方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分类现场鉴别
3.砂土密实度现场鉴别方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密实度现场鉴别
4.砂土湿度的现场鉴别方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土湿度现场鉴别
5.粉土密实度现场鉴别方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密实度现场鉴别
6.粉土湿度现场鉴别方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土湿度现场鉴别
7.黏性土状态现场鉴别方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土状态现场鉴别
8.有机质土和淤泥质土的分类
土按有机质分类和鉴定方法，《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的分类方法见表2-2-42。深圳市沿海近岸地区存在大量淤泥或淤泥质土，在上更新统（Q3）的杂色黏土中，有一层泥炭质土，局部有泥炭层发育。
表2-2-42 土按照有机质分类
（六）土的定名和描述
1.统一分类法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类；细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡划分16种土类。
2）土的名称由一个或一组代号组成：一个代号即表示土的名称，由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示副成分（土的级配或土的液限）；由3个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示液限；第三个代号表示土中微含的成分。
《土的分类标准》（G B J145-90），对特殊土的判别，列出了黄土，膨胀土和红黏土。对花岗岩残积土并没有特别加以说明。根据深圳有关单位的经验，花岗岩残积土中的砾质黏性土相当于G B J145-90中的含细粒土砾，代号GF；砂质黏性土相当于细粒土质砾，代号GC-GM；黏性土相当于高液限粉土一低液限粉土，代号M H-M L。对淤泥和淤泥质土，G B J145-90分的不细，从工程需要出发，淤泥和淤泥质土的分类宜按建筑行业标准。
2.建筑行业定名
建筑行业定名依照下列几个标准：
1）土名前冠以土类的成因和年代。
2）碎石土和砂土按颗粒级配定名。
3）粉土以颗粒级配及塑性指数定名。
4）黏性土以塑性指数定名。
5）对混合土按主要土类定名并冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角砾等。
6）对同一土层中有不同土类呈韵律沉积时，当薄层与厚层的厚度比大于三分之一时，宜定为“互层”；厚度比为十分之一至三分之一时，宜定为“夹层”；厚度比小于十分之一的土层且多次出现时，宜定为“夹薄层”。当土层厚度大于0.5m时，宜单独分层。
3.土的描述内容
（1）当按统一分类法（GBJ145-90）定名时，应按下列内容描述
1）粗粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；土颗粒形状（圆、次圆、棱角或次棱角）；土颗粒的矿物成分；土颜色和有机质；所含细粒土成分（黏土或粉土）；土的代号和名称。
2）细粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；潮湿时土的颜色及有机质；土的湿度（干、湿、很湿或饱和）；土的状态（流动、软塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代号和名称。
（2）当按建筑分类法（GB50007-2002）定名时，应按下列内容描述
1）碎石土：名称、颗粒级配、颗粒排列、浑圆度、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、胶结性、密实度及其他特征。
2）砂土：名称、颜色成分、颗粒级配、包含物成分及其含量、黏粒含量、胶结性、湿度、密实度及其他特征。
3）粉土：名称、颜色、包含物成分及其含量、湿度、密实度、摇振反应及其他特征。
4）黏性土：名称、颜色、结构特征、包含物成分及其含量、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性、异味及其他特征。
5）特殊性土：除应描述上述相应土类的内容外，尚应描述其特征成分和特殊性质，如对淤泥尚需描述臭味、有机质含量；对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀程度等。
6）互层（夹层）土：对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度及层理特征。
㈧ 岩石的工程地质性质有哪些
岩石的工程地质性质包括物理和力学性质两个方面。
岩石的主要物理性质版：
1、重量：用比重（2.4～3.3）和权重度（容重——岩石单位体积的重量）两个指标表示。
岩石重度的大小，决定于岩石中矿物的比重、孔隙性及其含水情况。
2、孔隙性：孔隙的发育程度，用孔隙度来表示（孔隙的总体积与岩石的总体积之比）。其大小决定于结构和构造。
3、吸水性：反映岩石在一定条件下的吸水能力。其大小与岩石孔隙度的大小、孔隙的张开程度有关。
4、软化性：是指岩石遇水后，它的强度和稳定性发生变化的性质。
5、抗冻性：指岩石抵抗因水结冰产生的体积膨胀力的能力。在高寒冰冻区岩石的抗冻性能较为重要。
岩石的主要力学性质
1、岩石的变形：用弹性模量（应力与应变之比）和泊松比（横向应变与纵向应变之比0.2～0.4）两个指标表示。
2、岩石的强度：指岩石抵抗外力破坏的能力，用岩石在达到破坏前所能承受的最大应力来表示。岩石的主要破坏形式有压碎、拉断和剪断。常用的对应的强度指标是抗压、抗剪、抗拉强度。
㈨ 岩石的工程地质性质有哪些表征岩石工程地质性质的指标有哪些
（一）岩石的工抄程地质性质：袭
1、岩石的风化程度
2、岩石的坚硬程度
3、岩体的完整程度
4、岩石的软化性
（二）表征岩石工程地质性质的指标
1、岩石的物理性质（重度、空隙性）
2、岩石的水理性质（吸水性、透水性、溶解性、软化性、
抗冻性）
3、岩石的力学性质（坚硬程度、变形、强度）