绿泥石片岩工程地质问题
⑴ 软弱岩体与隧道围岩大变形问题
软弱围岩大变形对隧道施工和运营的影响极为严重,常造成延误工期、增加投资等。如果采用TBM技术施工,则可能造成TBM掘进机报废。大量工程实践表明,隧道围岩大变形不仅受岩土体结构控制,而且与地层岩性关系密切。根据野外地质调查结果,滇藏铁路沿线不少地段发育有工程地质性质较差的软弱岩体,主要包括中新生代的泥质岩、不同时代变质的片岩、劈理化板岩以及热液蚀变作用形成的蚀变软岩等,它们在隧道开挖条件下,将产生隧道围岩大变形问题。
一、泥质岩与隧道围岩大变形
1.泥质岩的一般工程地质特征
泥质岩是各种泥岩、页岩、粘土岩及泥质粉砂岩的总称,从工程地质和岩石力学的角度,多数泥质岩属软弱易变的复杂岩石,或言之,大多数泥质岩属软岩(soft rock),很多工程事故的发生都与泥质岩的不良工程特性有关。值得一提的是,在工程实践中人们往往将泥质岩与膨胀岩联系在一起,实际上,膨胀岩是泥质岩中性质最坏的一类,并非所有的泥质岩都是膨胀岩。大量工程实践和研究表明,泥质岩的工程特性及其在工程影响下的性质变化取决于泥质岩的成岩胶结作用和工程活化作用。尽管我国不同地区不同时代的泥质岩成岩胶结类型和胶结程度极其复杂,但仍有一定的规律性(曲永新等,1991),即:①古生界泥质岩为强胶结和极强胶结的非膨胀泥质岩,但上二叠统上部(上石盒子组和石千峰组)分布有一定数量的弱-中等胶结的微膨胀和弱膨胀的泥质岩。②中生界和新生界泥质岩以弱胶结和中等胶结类型为主,我国主要区域性弱胶结的膨胀岩地层包括:上侏罗统—下白垩统泥质岩、古近系泥质岩、新近系泥质岩,它们是我国工程地质性质最差的区域性软弱岩石。③泥质岩成岩胶结作用不仅控制和影响岩石的膨胀势,而且控制和影响岩石的强度和风化耐久性,即随着胶结程度的升高,强度增大、耐久性增强。④受风化作用影响(包括古风化作用和现代风化作用)的泥质岩有胶结作用弱化、强度降低、物理化学活性增高的趋势。
滇藏铁路沿线的泥质软岩主要分布在滇西北的扬子地台区,三江造山带和喜马拉雅造山带地区的三叠系和古生界的泥质岩多发生了不同程度的变质作用而变成泥板岩、千枚岩和片岩等,其强度和崩解耐久性有所提高。滇西北地区的侏罗系和白垩系主要由砂岩与泥质岩互层组成,其中泥质岩(包括泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩)所占比例较大,主要表现为褐红色或紫红色及灰色或灰褐色,结构比较均一,呈块状或层状。
2.与泥质岩有关的工程地质问题
前已叙及,泥质岩往往易于风化,是风化耐久性较差的岩石,也是边坡易滑地层,工程场地以泥质岩作为边坡岩体时,会出现不同程度的滑坡灾害。根据以往工程实例分析,与泥质岩有关的隧道工程地质问题主要表现在以下方面:
(1)在深埋隧道开挖条件下,由于泥岩强度低,常常导致隧道围岩变形量大,从而影响隧道施工安全和支护方式的选择。
(2)弱胶结的泥质岩在盐井一带最大单层厚度可达3 m,在干湿交替变化条件下,将表现出明显的膨胀性,促使隧道围岩出现大变形,对隧道安全运营和支护有显著影响。
(3)当泥质岩以薄夹层形式出现时,往往容易形成层间剪切带,这种情况对边坡稳定和隧道围岩稳定都极为不利。
在滇西北大理-丽江段铁路建设过程中,已经出现了泥质岩不良工程性质引起的隧道大变形问题,并制约了铁路隧道施工安全。例如:2006年6月北衙隧道发生的塌方事故就与节理化泥质岩有很大的关系。
二、变质岩系中的软弱岩体和韧性剪切带与隧道围岩大变形
变质岩系列中富含片状矿物的片岩(绿泥石片岩、云母片岩、滑石片岩、云母石英片岩、角闪片岩等)、千枚岩、薄板岩等不仅岩性软弱,而且通常片理、板理发育,各向异性显著,在工程上通常属于软弱岩组。在浅埋隧道中,常因风化程度高,岩石性质变得极其软弱,隧道极难支护;在深埋隧道开挖条件下,可能出现围岩片帮、溃曲和底鼓等大变形现象,严重影响隧道施工安全和支护方式的选择。根据野外调查和区域地质资料综合分析,工程沿线该类软弱岩体主要分布于以下区段:①虎跳峡镇-小中甸;②奔子栏-德钦北;③通麦-鲁朗;④米林-加查等地段。还应当看到,滇藏铁路沿线穿越规模较大的断裂带不计其数,断层泥与碎裂岩的组合带可能引发较大规模的大变形,鉴于断裂带对工程的影响众人皆知,不再赘述。
在滇西北-三江地区,普遍发育一种特殊的构造型式——韧性剪切带,其与藏东南和喜马拉雅构造带的广大变质岩系均属造山带产物。在中温和中高压条件下,造山带强烈的构造变形作用形成的断裂大多表现为片理化、劈理化形式的韧性剪切带,很少为脆性断裂,因此很少看到典型的断层泥、碎裂岩等。由于三江地区韧性剪切带的分布范围和伸展方向与规划中的滇藏铁路线路总体延伸方向基本一致,铁路线不可避免地要穿过这些韧性剪切带,因而对滇藏铁路的规划和建设具有一定的影响。
1.滇西北-三江地区韧性剪切带的构造特征
滇西北地区韧性剪切带的发育主要受区域地质构造控制。受地质历史时期多次构造运动的影响,滇西北地区反映挤压剪切作用的韧性剪切带十分发育,其空间分布和产状多与区域活动断裂一致,局部成为断裂带的重要组成部分。按其集中分布区域和与之相关的区域断裂带,从云南丽江至西藏盐井,由南到北可划分为3个劈理化带密集分布区:中甸断裂韧性剪切带分布区、金沙江断裂韧性剪切带分布区和澜沧江断裂韧性剪切带分布区(图11-20)。3 个集中分布区空间展布方向由近SN向NW-SE偏转,呈右阶雁行排列。各分布区内韧性剪切带分布集中,规模大(上百米至几百米),空间排列交错断续。
(1)澜沧江断裂韧性剪切带
该韧性剪切带北起西藏自治区芒康县盐井镇,向南经佛山、古水,到云南省德钦县升平镇境内,长度大于130 km。区内韧性剪切带广泛分布,澜沧江断裂沿澜沧江河谷蜿蜒延伸,与韧性剪切带走向一致,时而切割韧性剪切带。剪切带主要以劈理形式出现,走向一般为330°~340°,高角度倾斜,倾角一般在80°以上。劈理穿过不同时代的地层,其中最新地层是古近系湖相浅黄色变质长石砂岩夹白色灰岩,说明韧性剪切带在新生代有活动。劈理切割不同岩性的岩石,以板岩中板劈理最整齐,常常与层理相一致;灰岩中劈理分布不均,往往夹有挤压透镜体,有的是大型挤压透镜体;砂岩和玄武岩中劈理发育程度介于板岩和灰岩之间(图11-21)。劈理带中有岩脉穿插,局部沿劈理面发育有擦痕、阶步和羽列,指示沿劈理面有多期位移。
图11-20 挤压劈理化带分布区
图11-21 澜沧江右岸鲁瓦村北的韧性剪切带剖面图
(2)金沙江断裂韧性剪切带
与金沙江断裂相关的韧性剪切带主要分布在断裂两侧及其断裂剪切带范围内,在调查区域内,金沙江韧性剪切带在德钦县奔子栏镇-贺龙桥段比较典型,该处劈理间距0.5~20 cm,呈330°~350°方向展布,倾角较陡,一般在70°~80°左右,局部直立(图11-22)。沿韧性剪切带发育断层三角面地貌。在软硬相间的岩石中,软弱层强烈片理化,坚硬层破碎并受挤压形成透镜体,灰岩中透镜体常形成江边突出的礁岛。当沿劈理化方向有岩性软硬变化时,则发生揉皱弯曲。片理或劈理产状具有不稳定性,面与面之间有相互穿插,这种穿插导致岩石碎裂化。
(3)中甸断裂韧性剪切带
该韧性剪切带主要沿中甸断裂方向延伸,在断裂两侧一定范围内分布。韧性剪切带中劈理分布密集,局部地段韧性剪切带成为断裂带的主要组分。在上虎跳峡口,韧性剪切带产状与中甸断裂关系密切,走向310°~330°,倾角较陡,一般75°~85°,劈(片)理化岩体剖面上延伸宽度超过400 m,发育在灰黑色板岩、灰色劈(片)理化玄武岩和深灰色劈理化灰岩中,被EW向断裂切割,反扭错断(图11-23)。劈理化结构面间距一般1~20 cm,结构面平直细密,岩体中多见方解石、石英细脉穿插;局部片理化发育,厚约0.2~5 cm,揉皱发育,较破碎,在重力作用下易变形,在400 m范围内,有多处崩塌落石和滑坡地质灾害点。
图11-22 德钦县奔子栏一带的韧性剪切带剖面图
图11-23 丽江玉龙县金沙江右岸上虎跳峡口韧性剪切带剖面图
2.韧性剪切带对隧道工程的影响分析
滇西北地区韧性剪切带分布广泛,常表现为劈理密集、岩体破碎,带中岩性复杂,工程地质性质多变,常常和其他方向的断裂、劈理带及节理岩脉相交切,在后期的构造运动和外动力作用中受到进一步的改造,有的揉皱作用强烈,使得带内劈理变得更加密集和复杂,岩体性质进一步恶化。除了对斜坡稳定性产生显著影响外,韧性剪切带对隧道稳定性的影响也比较显著。
图11-24 劈理化岩体弯折溃曲机理和简化力学模型
当韧性剪切带的劈理面或片理面倾角较陡,岩体(如板岩、千枚岩)强度软弱时,隧道围岩可以发生弯折、溃曲破坏;在隧道顶板和肩部,劈理面和其他次一级节理面组合,容易形成不稳定的块体,造成隧道顶板掉块甚至冒顶;若设计隧道走向与劈理面走向平行,作为隧道围岩中的一组优势岩体结构面,在边墙附近岩体沿劈理面容易产生片帮剥落或垮塌;在岩体片理化程度高,揉皱发育地段,岩体比较破碎,对隧道整体稳定性不利,当与其他结构面在空间上有不利组合时,可能会发生大范围的塌方。特别是当地应力水平较高、隧道埋深较大、劈(片)理化岩体储能性质较强时(片理化灰岩,片理化玄武岩等),在一侧围压卸除条件下,容易发生快速弯折溃曲现象,其发生机理为:隧道开挖造成岩体快速卸荷,在较强的地应力作用下,沿平行隧道壁的劈(片)理面进一步发育成张裂隙,将围岩分割成薄板状,薄岩板受力弯曲,储存应变能,同时向隧道临空方向位移,当位移超过某临界值,裂隙迅速扩展,使隧道围岩发生快速大变形,甚至发生岩爆(图11-24)。
三、粘土化蚀变软岩与隧道围岩大变形
滇藏铁路途经的三江和藏东南地区地质构造演化异常复杂,经历了多期强烈的构造岩浆作用并伴随发生岩浆热液成矿和热液蚀变作用,加之新近纪以来青藏高原强烈隆起为特色的差异性新构造活动及高山峡谷地貌,使得滇藏铁路建设面临着极为复杂的工程地质环境,遇到了多种多样的复杂工程地质问题。其中,铁路沿线广泛分布、类型多样的火成岩侵入体在热液蚀变作用下常形成粘土化(蒙脱石化、伊利石化、高岭石化)蚀变岩带,尤其是蒙脱石化蚀变岩既是强度极低的软岩,又是典型的膨胀岩,由其引起的隧道和边坡变形破坏问题比较突出(照片11-1)。研究表明,造山带、构造岩浆带、热液成矿带的区域发育规律决定了蚀变岩的区域分布和发育特征及工程特性,例如滇藏铁路滇西北段多为蒙脱石化,西藏段多为高岭石化和伊利石化。因此,很有必要根据铁路沿线构造-热液作用和成矿规律,对蚀变岩的类型、形成机理和发育规律进行分析,并研究蚀变岩的不良工程地质特性,从而指导滇藏铁路蚀变岩分布区的工程地质预测及工程问题防治。
滇藏铁路沿线的蚀变岩是喜马拉雅-三江成矿域的重要组成部分,跨越青藏东部、川滇西部的横断山区,面积50×104 km2。该带地处特提斯-喜马拉雅构造带的东部及向南急转弯部位,是中国最重要的岩浆热液成矿域之一。蚀变岩的分布规律主要表现在蚀变岩类型和发育程度具有明显的分区性。根据野外调查和测试分析,大致可以将滇藏铁路沿线划分为3个区,即:滇西北蒙脱石化基性超基性蚀变岩分布区、德钦-八宿蚀变岩分布区、藏南蚀变岩分布区。
1.滇西北蒙脱石化蚀变岩分布区
该分布区出露的多为蒙脱石化蚀变岩带,蚀变岩具有单体规模小、蚀变程度高、工程性质差的特点。蚀变岩的粘土矿物组成绝大多数都是单矿物的蒙脱石,导致该地区的蚀变岩既是强度极低的软岩,又是典型的膨胀岩。该分布区的蚀变岩,以母岩普遍发生蒙脱石化为主要特征。主要属于岩浆期后的热液蚀变岩,少量为火山岩的热液蚀变。根据滇西北蒙脱石化基性超基性蚀变岩分布特征,大致可划分出3个蚀变岩带(图11-25)。
(1)大理-金坪基性和超基性岩带 位于金沙江-哀牢山缝合带东缘,扬子准地台的西缘,中小型火成岩体密集成群分布在大理海东一带和南端的金坪地区,单个岩体延伸排列与所处构造方位一致。其岩石组合主要可分为环状和层状2种类型:① 环状基性超基性岩体多呈NW-SE向呈带状分布,单个岩体呈似层状、扁豆状和扁柱状。岩体通常内部为超基性、外部为基性,多与围岩呈近似整合状接触,少数切穿围岩。岩体长度一般小于1.0 km,宽数百米,MgO含量28.8%~39.2%。② 层状基性超基性岩体主要为众多分布广但规模小的岩墙,厚数米至数十米,少数呈岩株状出现,其岩石类型包括辉绿岩、辉长辉绿岩或辉绿玢岩。这些岩脉大多沿区内次级断裂及其交汇的部位分布。
(2)金沙江基性和超基性岩带 主要位于金沙江断裂与德钦断裂之间,岩带长约240 km、宽25 km的南北地带,已知岩体超过200个,组成20余个岩群,如德钦白茫雪山垭口、东竹林等岩群,每个岩群由几至十几个岩体组成。超基性岩体的分布通常与断裂一致,单个岩体长数十至数百米,长宽比一般5:1~20:1,岩体多呈单斜层状或透镜状,与围岩产状近乎一致。基性岩一般呈长条状出露,长数十至数百米,宽数米至数十米。岩石类型主要为辉绿玢岩、辉绿岩、辉长岩等,也有中性、酸性侵入体分布。德钦白茫雪山北麓冰碛物中的大量蒙脱石矿物即来自于该蚀变岩带。
(3)中甸-丽江中性和中酸性斑(玢)岩带 单个岩体形态复杂,规模较小,主要岩石类型为闪长玢岩、花岗闪长玢岩、石英二长斑岩、二长花岗斑岩、花岗斑岩,多分布在区域断裂两侧。
2.德钦-八宿蚀变岩分布区
本区可划分为2个带,一是澜沧江基性和超基性岩带,另一个是三江上游分布区。前者主要位于澜沧江断裂东侧,已知岩体近百个,其展布与构造线一致,多呈NNW-近SN向。后者比较分散,并且常与干燥河谷硫化矿床氧化带的硫酸盐类析出物相伴生。该分布区的蚀变岩带具有以下发育特征:
照片11-1 滇藏铁路沿线典型蚀变软岩特征
图11-25 三江地区地质背景和主要蚀变岩带分布图
(1)蚀变岩多处于构造断裂部位或遭到构造破碎的区域。
(2)大量表生硫酸盐类沉积和氧化带棕色、棕红色、橘黄色等颜色特征以及黄铁矿的分布说明,许多蚀变岩的形成与硫化物矿床(矿脉)的热液蚀变和表生氧化作用有关。
(3)蚀变程度及蚀变岩性质都极不均一。
(4)根据现场调查和原岩XRD测试结果,发生蚀变的火成岩侵入体以中酸性岩浆岩为主,岩石的蚀变主要是斜长石的蒙脱石化;黑云母、角闪石的绿泥石化。
(5)处于硫化矿氧化带部位的蚀变岩,因受水的作用,在粘土矿物组成上出现明显的高岭石化现象(高岭石相对含量达19%~25%)。
3.藏南蚀变岩分布区
该区可以按照蚀变岩类型进一步划分为3个带(亚类),即喜马拉雅高温水热蚀变岩带、波密区域性大断裂花岗岩中低温水热蚀变岩带、基性超基性岩蒙脱石化蚀变岩带。
(1)喜马拉雅高温水热蚀变岩带 喜马拉雅缝合带属于中国乃至世界热流高异常区,温度高于80℃温泉43处,沸泉42处,地下水富含S、Cl、Na等元素,热水的水化学类型包括:SO4·HCO3—Na,HCO3 ·SO4—Na,SO4 ·Cl—Na。由于地下水富含、Cl-,蚀变岩普遍发生了高岭石化现象,尤其是日多温泉一带安山岩的蚀变岩中高岭石含量达28%~55%。应当指出,该蚀变岩带水热作用不均一,沿裂隙呈面状蚀变,蚀变岩性质较差(图11-26,图11-27)。
(2)波密区域性大断裂花岗岩中低温水热蚀变岩带 XRD定量测试结果表明,该蚀变岩带的粘土矿物组成为高混层比的伊利石/蒙脱石混层矿物、少量伊利石和绿泥石。其中,伊利石主要来自钾长石的蚀变作用,绿泥石为角闪石、黑云母的蚀变产物。在中低温地下水作用的断裂带中常有次生CaCO3分布,由于断裂带岩石比较破碎,加上高混层比的I/S混层矿物的大量分布,此类断裂蚀变岩通常具有很高的物理化学活性和极低的强度,在隧道或边坡开挖中极易产生地质灾害。
图11-26 西藏日多温泉一带的蚀变岩发育特征剖面
图11-27 西藏德仲温泉一带蚀变岩特征剖面
(3)基性超基性岩蒙脱石化蚀变岩带 该类蚀变岩以曲松红旗铬铁矿为代表,矿体围岩(辉橄岩)蒙脱石化蚀变程度高,工程性质差(照片11-1)。
4.粘土化蚀变软岩对隧道工程建设的影响
由于粘土化蚀变岩不良的工程地质特性,在隧道掘进和边坡开挖中常出现严重的岩体变形破坏问题。例如,滇藏铁路大理-丽江段的禾洛山隧道,围岩为遭受热液蚀变的玄武岩,在宏观上表现为相对较完整的玄武岩夹蒙脱石化蚀变岩组合。在2005年隧道工程施工过程中,自DK55+622至DK61+710约5 km的范围内,曾发生过5次与蒙脱石化蚀变岩有关的塌方问题,有时甚至不到100 m就会出现一次塌方,塌方体积一般20~30 m3。由于强烈粘土化蚀变的岩体常呈土状或泥状,现场技术人员常把它们看作是凝灰岩及其全-强风化的产物。而实际上塌方的出现主要是由于蒙脱石化蚀变岩的性质非常软弱,在干湿交替和松弛条件下极易发生膨胀变形,加上围岩节理发育、破碎程度高,开挖后自稳能力差,从而造成围岩坍塌(图11-28)。在西藏段,由于蚀变作用常与干燥河谷硫化矿床氧化带盐类析出物相伴产出,不仅岩体的工程性质软弱,而且硫酸盐类析出物的腐蚀作用和盐胀作用也是重要的工程地质难题,因而使得问题更加复杂化。
图11-28 禾洛山隧道掌子面(DK61+235)处的蚀变岩破坏特征
现场调查和室内测试认为,蚀变岩的分布与铁路沿线热液矿床的分布具有相似的规律。在蚀变岩工程地质调查中,不仅要搞清热液矿床和区域热液蚀变岩带的分布,还要注意温泉和地下热水的分布,它们的长期作用亦可使岩石产生蚀变。隧道建设主要应从以下方面加强防治工作:
(1)根据工程区蚀变岩的发育特征和分布规律,结合前期地质勘察成果,开展隧道工程地质超前预报,主要可以采用深入细致的隧道地质编录与水平超前钻及TSP综合预报相结合,及时掌握蚀变岩的分布及其工程性质变化。
(2)在粘土化蚀变岩带开挖隧道,应加强超前支护,根据蚀变岩的厚度和性状加长超前支护导管的长度,并在蚀变岩出露部位缩短环向支护间距,适时实施全封闭支护,稳定开挖面。对于正常支护的径向锚杆,应根据围岩情况长短结合。在软弱破碎岩体区,锚杆可适当地加密、加长。
(3)在粘土化蚀变岩分布区,应合理选择施工方法,隧道开挖宜采用微台阶法,少爆、多挖,减少扰动。此外,蚀变岩分布区的隧道围岩通常软硬变化较大,使用TBM施工时,可能因软弱围岩大变形和不均一变形而造成卡机事故,因此,TBM技术不适用于大量分布此类围岩的隧道施工。
(4)粘土化蚀变岩的物质组成和结构决定了在有水的情况下隧道塌方、冒泥问题更为显著,因此,在富水地段应采取堵排结合的方法,采用帷幕注浆或超前钻引水,尽量减少隧道围岩与地下水的作用。
⑵ 地质点中岩石为绢云母绿泥石石英片岩,如何描述
岩性为绢抄云母绿泥石石英片岩:袭风化面 ,新鲜面绿色、浅灰绿色,中细粒均粒鳞片粒状变晶结构,片状构造。绢云母,细小鳞片状,丝绢光泽,大小 mm,含量 %;绿泥石,绿色片状,大小 mm,含量 %;石英,粒状,局部可见三边嵌晶结构,大小 mm,含量 %。
⑶ 岩浆岩,沉积岩,变质岩的工程地质性质如何评价
这个要具体情况 具体分析的 不能一概而论 同一种岩类因其化学成份、矿物组成、岩石结构、结晶方式的不同以及形成后所受构造活动的影响不同 工程地质性质差异会很大的 例如同为岩浆岩花岗岩和玄武岩 沉积岩中的砾岩、砂岩、页岩 变质岩中的石英岩、片麻岩、大理岩、片岩、角岩等 但总的来说岩浆岩的硬度和耐磨性较高 沉积岩硬度较低
⑷ 重力坝地基岩体为云母岩 千枚岩 绿泥石片岩 板岩时应该注意哪些工程地质问题
注意岩石的风化强度!注意千枚岩,板岩中的软弱夹层!
⑸ 常见的工程地质问题和对工程危害程度的评述
一、常见的工程地质问题
深圳地区常见的工程地质问题有软土地基不均匀沉降,岩溶地面塌陷,砂页岩互层软弱地层的崩塌、滑坡和对工程桩的影响,中生代晚期花岗岩中北西向断裂对工程桩的影响,北东向断裂对工程的影响。
二、对工程危害程度的评述
(一)软土地基不均匀沉降对工程的影响
深圳湾沿岸、珠江口东岸的沙井-妈湾、盐田港区、坝光西岸等地广泛分布着浅海相或海-陆交互相淤泥、淤泥质黏性土、泥炭、泥炭质土等,一般厚度为5~10m,部分为10~16m,最厚达22 m,加上填海造地时填土为5~10m,总厚度为15~25m。软土的特点是含水量高,压缩性高、强度低、透水性差,具有流变性和不均匀性,其工程特性远不能满足建筑物的变形和承载力及地面使用要求,必须进行加固处理。深圳地区近十多年来进行了皇岗口岸、福田保税区、深港西部通道口岸、后海填海区、滨海大道及其北部填海区、前海湾填海区、铜鼓航道填海区、深圳国际机场、盐田港填海区、坝光化工基地等大面积的填海造地,已经或将要填海总面积60km2以上,必须对厚5~22m的淤泥或淤泥质土进行加固处理,否则将会出现地基沉降或不均匀沉降,总变形量达软土总厚度的20%~30%。目前填海造陆普遍采用的方法是先抛石挤淤或爆破挤淤形成海堤或隔堤,然后抽排海水,晾晒淤泥、铺砂垫层、插塑料排水板,堆载预压或强夯加固等方法处理。
工程实例一福田保税区的赛意法(超大)厂区软土地基不均匀沉降对工程的影响
该厂位于福田保税区西部,地貌单元为海积平原,软土厚度10~15m。在进行保税区大面积软基处理时,未对该厂区的软基进行插塑料排水板,堆载预压或强夯加固处理,直接进行桩基础和上部建筑物施工,建筑物竣工后出现室内外地面不均匀沉降,造成室内隔墙严重变形开裂、设备倾斜下陷、室外道路严重下沉,管线变形断裂,无法按期交付使用。经国内外岩土专家论证分析,认为是因桩间软土未进行加固处理引起地面不均匀沉降。
工程实例二益田中学软土地基不均匀沉降对工程的影响
益田中学位于益田村东侧,地貌单元为海积平原、软土厚度5~10m。设计建筑地面采用搅拌桩处理,设计桩长均为14m,上部建筑基础采用桩基础,以残积土中下部或强风化岩为持力层。建筑物竣工后,在使用的初期,礼堂、部分教室及连廊地面出现不均匀下沉、倾斜、开裂,无法按期提供使用。经检测,部分搅拌桩未穿过淤泥层,桩底残留淤泥1~3m,因淤泥的沉降变形引发部分地面下沉。
(二)岩溶及岩溶地面塌陷对工程的影响
深圳市龙岗区的横岗、龙岗、坪地、坪山、坑梓、葵涌等地面覆盖层下,广泛分布有石炭系下统石磴子组灰岩、白云质灰岩、大理岩,多为厚层状、质纯。分布面积100km2以上。可分为覆盖型和埋藏型两种,覆盖型岩溶分布于横岗-龙岗-坪地河谷平原,碧岭-坪山-坑梓河谷平原和葵涌盆地中,覆盖层厚度一般10~25m,部分5~10m,覆盖层上部为第四系冲洪积粉质黏土,厚度8~20m,下部为含卵石砾砂,厚度1.0~5.0m。埋藏型岩溶分布于上述河谷平原的两侧及葵涌盆地周边,埋藏于石炭系下统测水组砂页岩的下部,多呈假整合接触,即石磴子组海相灰岩形成后,地壳上升,灰岩露出地表,接受风化剥蚀,地表水的冲刷溶蚀,形成溶沟、溶槽、石芽、石笋和石柱等岩溶地貌,并在沟槽中堆积了坡积物。地壳又缓慢下降形成浅海,接受浅海相砂泥质沉积,形成测水组砂岩、页岩、炭质页岩、泥岩等互层。埋藏深度一般大于30 m。据大量工程场地岩土工程勘察资料,钻孔见溶洞率为40%~80%,溶洞高度一般为0.5~3.0m,个别大于20m,可分为3~5层,上部溶洞大多为开口型,多被冲洪积或坡洪积含碎石粉质黏土全充填,分析可能属溶沟或溶槽堆积。下部溶洞较小,多为闭合型,半充填,深部溶洞为无充填。沿断裂带溶洞更为发育,溶洞和溶蚀裂隙中含丰富的岩溶裂隙水,且一般连通性好,与地表水联系密切。据志联佳、龙跃大夏场地群孔抽水试验,水位降深1.58~11.90m时,单井涌水量173.15~4968.00m3/d,渗透系数28.3~83.1m/d。
强岩溶发育区因地下岩溶和土层内土洞的不断发育和抽取地下水,引发地面塌陷。从1990年起该区发生多起地面塌陷灾害。例如:1990年冬在坑梓镇深汕公路两侧约10km范围陆续发生10余处大小不一的突发性地面塌坑;人民大道塌陷约10m2,深5m,造成一辆正在行驶的汽车掉入坑内;田心村在建的四层民居的中心柱下突然塌陷,陷坑面积30 m 2,深度4 m。1992年3月4日晚,龙岗镇巫屋村商业一条街刚封顶不到一个月的一栋三层楼的一角墙基突然塌陷,陷坑直径3 m,1994年6月龙岗镇盛平村一栋施工到三层的宿舍楼,突然倒塌,造成数十人伤亡。
上述强岩溶发育区为建设用地适宜性差区,被判定为不适宜建高层、超高层建筑区,如要兴建高层建筑则地基处理难度大,处理费用相当高。
工程实例一 龙岗中心城志联佳大厦岩溶塌陷对工程的影响
志联佳大厦原设计地上27层,地下2层,采用挖孔桩基础,先挖两层地下室基坑,再进行挖孔桩施工,基坑挖至冲洪积含卵石砾砂层时涌水量并不大,可用明沟及集水井和常用水泵排除。当各挖孔桩至灰岩顶板时则涌水,水头高约4m,一般涌水量5~20m3/h,最大50m3/h,整个基坑总涌水量大于3000 m 3/d,基坑很快被水淹,深约4 m。后采用封闭式降水井方案,在基坑周边布置18口大口径降水井,19个观测井,先进行试验性抽水试验,最大水位降深7.5m,观测井水位降低1.58~4.96m,平均3.72m,涌水量4968.0m3/d,降落漏斗半径约40m。然后选5口降水井,采用大排量水泵同时抽水,21个观测井,水位降低5.9~11.9m,平均8.28m,观测井水位降低1.71~7.58m,平均5.95m,总涌水量10841m3/d,平均单井涌水量2168.26m3/d,降落漏斗半径50m。数天后,基坑底及降水井周围出现5处地面塌陷,塌陷面积0.84~14.8m2,体积0.72~36.0m3。为了将地下水位降下去,满足挖孔桩施工要求,持续降水近一个月,每天排水量保持在11000m 3/d左右,后来引发场地南部800m处的西瓜铺村中道路突然塌陷,直径约15m,深度大于3m,四周30~40m范围内的房屋出现不同程度裂缝和倾斜。在村民集体向龙岗区政府强烈要求下,区建设局下令志联佳大厦停止降水。就此宣告志联佳大厦人工挖孔桩失败,直接经济损失400多万元人民币,间接经济损失难于估量,延误工期1年多。此后龙岗区政府一直未批准过在龙岗中心区(强岩溶发育区)超过20层的建筑物。
工程实例二 深圳市东部供水地下干线横岗西坑段地面塌陷对工程的影响
深圳市东部供水网格干线工程用于统筹解决深圳市的缺水问题,是深圳市城市供水系统的重要组成部分。取水点设在东江的惠州市东部水口镇,经惠阳县的马安、永湖、秋长、至龙岗区坑梓,引入松子坑水库。干线起点在松子坑水库11号坝下部,终点为南山区的西丽水库和宝安区的铁岗水库。输水建筑以隧洞为主,全线采用重力流输水方式。一号隧洞从碧岭谷地南缘汤坑村附近进洞,在深圳水库沙湾大望桥北侧出洞,全长17958m。隧洞断面净宽4.2m,净高5.3m。隧洞穿越横岗镇西坑村北侧,该段地面标高82.0m,设计隧洞底板标高40.2m,埋深42.0m。隧洞顶部地层自上而下为第四系全新统冲洪积砂卵石层,厚度1.3~11.2m;上更新统冲洪积含砾粉质黏土,厚度2.9~23.8m;石炭系下统测水组绢云母片岩、泥质粉砂岩风化残积土;石炭系下统石磴子组大理岩化灰岩或大理岩,西坑段隧洞位于灰岩部位。一号隧洞由东向西掘进至西坑村东北部F38断裂破碎带时(2000年5月3日)洞内突然涌水,涌水量约200 m 3/h。因大量地下水被排出地表,引起西坑老屋村水井水位大幅下降或干枯,大面积地面下沉开裂,民居墙壁倾斜开裂,一处民居突然倒塌,地面塌陷、陷坑直径大于4m,深度不详,总变形面积约7.3×104m2,地面普遍下沉2~5cm。塌陷出现在晚上,“轰”的一声巨响,振动新老屋村几平方公里范围,当地居民以为是发生地震。村、镇领导立即将老屋村村民紧急疏散,撤离到高处空旷地带,涌水事件震动了省、市政府各部门及大、小报媒体。市领导责令市水务局邀请在深圳的地质专家,研讨涌水原因和处理方法。并请深圳市勘察研究院对西坑盆地隧道段和老屋村受影响范围进行详勘,布置钻孔46个,群孔抽水试验2组,隧道段钻孔结合跨孔CT进行探测。请深圳市地质建设工程公司进行地表地质测绘和地面物探。总勘察费用80多万元人民币,隧洞停止施工长达半年以上,后采用径向全断面小导管超前注浆加固的堵水方法,逐段掘进,获得成功。直接经济损失近千万元人民币,延误工期近一年。
(三)软弱地层的崩塌、滑坡对工程的影响
深圳市龙岗区的横岗、平湖、龙岗、坪地、坪山、坑梓及葵涌镇等广泛分布的石炭系下统测水组泥质粉砂岩、石英砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。地貌单元一般为低丘陵或残丘谷地。当道路建设和开发建设用地的削坡坡度大于30°时则极容易出现崩塌或滑坡,多为顺层(顺层面或裂隙面)崩塌或滑坡,支护治理很困难,工程费用高,且难于根治,在台风暴雨季节极易复发。
工程实例 深圳市龙岗区坑梓街道北通道市政工程的主道和匝道路堑边坡,分东西两侧边坡,坡长180m,坡高12~42m,分3~5级,每级高约8m,坡角45°~60°。除坡顶有薄层坡残积土层外,均为强-中风化泥质粉砂岩、泥岩、页岩、炭质页岩互层。在道路建设中已采用浆砌石格构梁+植草进行支护。在交付使用前又出现多处崩塌及滑坡(图2-2-17至图2-2-20)。崩塌及滑坡长15~24m,高10~15m,厚2~3m,总体积300~500m3,多为顺层或顺裂隙面滑动或崩塌。
图2-2-17 北通道匝道区东侧边坡崩塌
图2-2-18 北通道匝道区西侧边坡崩塌
图2-2-19 北通道匝道区东侧边坡顺节理面崩塌
图2-2-20 北通道主道路堑北段沿炭质岩崩塌
(四)石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响
深圳市龙岗区大面积分布石炭系下统测水组石英砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、页岩和炭质页岩互层。因各种岩性的矿物成分不同,其风化程度相差悬殊。石英砂岩难于风化,一般呈中风化状态,泥质粉砂岩呈强风化状态;泥岩、页岩、炭质页岩容易风化,多呈泥状、土状软弱夹层,相互组成软硬互层。软岩风化深度大,深达百米,硬夹层难于风化,呈中等风化夹层。有的场地地表就见到中风化石英砂岩,但钻穿后数米,甚至上百米见不到中风化地层,造成一栋建筑物的桩长相差很大,甚至找不到稳定的中风化地层。
工程实例 深圳市龙岗区欧景花园三期10、11号楼石炭系下统测水组砂页岩对工程桩的影响
欧景花园三期10、11号楼位于龙岗区中心城,龙岗区人民医院与妇幼保健院之间,建筑物高度为地上17~28层,地下3层的商住楼。场地原始地貌为残丘坡地。地层岩性:①第四系残积粉质黏土,层厚3.05~36.00m,由炭质粉砂岩、页岩风化残积而成,普遍夹强—中风化石英砂岩;②石炭系下统测水组炭质粉砂岩、页岩全风化带,厚度4.00~15.70m,夹较多强—中风化石英砂岩薄层;③强风化炭质粉砂岩、页岩,厚度3.20~36.00m,夹中风化石英砂岩;④中风化炭质粉砂岩,厚度2.30~20.10m,层顶埋深0.00~39.00m;⑤微风化炭质粉砂岩,揭露厚度1.74~13.30m,顶板埋深3.20~40.80m;⑥石炭系下统石磴子组灰岩,层顶埋深14.00~55.00m。场地处于构造小背斜的轴部,背斜轴为北东向。场地属埋藏型岩溶区,其轴部埋藏浅,场地东西两侧(两翼)埋藏深,由轴部向两翼逐渐加深,深达55.00m以下。两翼岩层倾角约75°,且地层挠曲现象明显。灰岩中岩溶发育,其中有13个钻孔见溶洞,洞高0.60~5.40m,大部分为无充填溶洞。
该工程采用冲孔桩基础,以微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩作持力层,施工前进行了施工勘察,基本上采用一桩一孔,复杂部位为一桩2~3个超前钻孔。发现同一根桩各超前孔见微风化灰岩顶板埋深一般相差1~3m,多者相差5.0~7.2m;见微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差12.6~13.4m。说明同一根桩的微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩顶板埋深相差悬殊,起伏变化很大,极难将桩端嵌入稳定完整的微风化基岩中。各桩在终桩时均检验岩样后才下钢筋和浇灌混凝土。达到规范规定的龄期后才进行钻心法抽心检测,检查结果发现桩身混凝土质量完好,但有40多根桩的桩底持力层没有达到设计持力层(微风化灰岩或微风化炭质粉砂岩)要求,甚至部分桩底基岩仍为强风化或全风化炭质粉砂岩。后采用补桩处理,基本上是一根不合格桩补二根桩,增加基础费用200多万元人民币。综上所述,证实在石炭系下统测水组砂页岩分布区不适宜采用端承桩和以微风化砂岩夹层为持力层,宜采用摩擦桩或摩擦端承桩,应尽量采用天然地基基础或复合地基,以避开下伏灰岩强岩溶发育带对基础的影响。
(五)中生代晚期花岗岩中的北西向断裂对工程桩的影响
中生代晚期花岗岩中的北西向断裂一般规模较小,且多被第四系掩盖,地表很难见到露头,但对山间溪谷有较明显的控制作用。断裂走向多为北西30°~50°,大部分倾向北东,个别倾向南西,倾角60°~75°。该组断裂形成于晚中生世以后和喜马拉雅期,几乎切截了北东向和东西向断裂,水平断距一般50~200m,多属张扭性断裂,构造岩为压碎岩、碎裂岩、角砾岩夹薄层糜棱岩,视厚度10~35m,为富水断裂。构造岩风化强烈,上部为土状,中部为砂砾状,下部为碎石状。断裂破碎带部位中、微风化岩埋深比断裂两侧正常基岩埋深大10~35m,对高层建筑工程桩持力层选取造成很大困难,且施工难度大,造价高。
工程实例一 深圳市国通大厦(原名无线大厦)北西向断裂对工程桩的影响
国通大厦位于深圳市福田区滨河大道与新洲二路交汇处的西南侧。设计建筑为四足鼎立的单体塔楼,主塔楼43层(其中地下3层),正方形、边长45m×45m,框架结构,基础砌置深度10m,单位荷重7500kN,属一级建筑物,对差异沉降敏感;副楼9层,矩形,框架结构,基础砌置深度5m,单位荷重180kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高7.10~10.10m,下伏基岩为中生代晚期粗粒花岗岩。据详勘资料,主楼微风化花岗岩顶板埋深大部分地段为32.5~46.9m,标高-22.17~-38.3m。主楼的西南角见北西向断裂破碎带,断裂倾向南西,倾角约65°,构造岩为压碎岩,角砾岩夹薄层糜棱岩,厚度11.0~17.3m,铅直厚度24.3~38.2m,构造岩中可见绿泥石化和挤压现象,构造岩自上而下可分为土状、砾状和块状。主楼基础设计为人工挖孔桩,90%桩端以微风化岩作持力层,有效桩长23.0~36.5m,西南角位于断裂破碎带之上,完整基岩埋深81.0m,地下室底板以下埋深为71.0m,无法采用人工挖孔桩。经勘察、设计单位论证,借鉴已建成高层建筑在构造岩中的成桩处理经验,将西南角的桩端置于砾状构造岩之上,桩长40.0~45.0m,砾状构造岩的桩端承载力标准值取3700kPa。主楼西南角可节约桩长25~30 m,节约基础投资数百万元人民币。建筑物早已建成,安全使用近10年,主楼四角沉降量12.0~15.0mm,相差3.0mm,核心筒沉降量13.8~19.7mm,相差5.9mm,绝对沉降量及沉降差均满足规范要求。
工程实例二 深圳市福田区赛格群星广场北西向断裂对工程桩的影响
赛格群星广场位于深圳市华强北商业街北部,华强北路与红荔路交汇处的东南侧,建筑物由一栋40层写字楼及两栋32层商住楼组成,裙楼4层,局部8层,设3层地下室,基础埋深14.5m,建筑结构采用框剪-核心筒结构。建筑结构荷载大且差异大,单柱单桩荷载10000~152500 kN。场地地貌为残丘坡地,地面标高13.1~14.5m,下伏基岩为中生代晚期粗粒花岗岩、微风化基岩顶板埋深一般为27.5~38.8m,标高-14.0~-34.8m。写字楼西侧受北西向断裂影响,微风化基岩顶板埋深50.8~60.5m,标高-36.9~-46.6m,微风化基岩面与一般地段微风化基岩面相差22.9~11.8m,构造岩厚度10.0~14.2m。设计采用人工挖孔桩基础,一般桩端以微风化岩作持力层,写字楼西侧桩端以砾状构造岩带作持力层,取桩端承载力标准值3500kPa,经设计计算可满足单桩承载力及布桩要求,缩短了桩长,节约了基础投资400万元人民币。建筑物已建成使用7年,沉降量20~32mm,建筑物东西端沉降差6mm,绝对沉降量及沉降量差均满足规范要求。
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1201 地球内部的圈层构造分为___地壳、地幔、地核_______________________________。
1202 石英的相对硬度为______7________,____方解石__________矿物的相对硬度为3。
1203 云母有________1___组_片状__________解理,方解石有____3______组完全解理。
1204 石英的晶面为_____玻璃__光泽,而断口为___油脂____光泽。
1205 岩石按成因可分为___岩浆岩、沉积岩、变质岩______________________________________。
1206 岩浆岩按成因分为__侵入岩、喷出岩_______________________________________。
1207 岩浆岩根据化学成分 (SiO2)和矿物组成划分为_超基性、基性、中性、酸性、碱性_________________。
1208 岩浆岩的产状是指___岩石的形态、大小、与围岩的接触关系 ________________________________等。
1209 岩浆岩的主要造岩矿物为_橄榄石、_辉石、_角闪石、_黑云母、斜长石、钾长石、石英___________________________。
1210 喷出岩的主要构造为_____流纹、气孔、杏仁、______________________________。
1211 深成岩的主要构造为_块状、条带、斑杂、__________________________________。
1212 岩浆岩的结构按结晶程度可分为__全晶质、半晶质、玻璃质_______________________。
1213 岩浆岩的结构按晶粒大小可分为_____显晶质、隐晶质____________________。
1214 沉积岩的形成可分为_____风化、剥蚀、搬运、堆积、固结成岩__________________________阶段。
1215 碎屑岩的胶结物主要有____硅质、钙质、铁质、__泥质___________________________。
1216 碎屑岩的胶结类型,常见的有_基底、孔隙、接触、镶嵌__________________________。
1217 沉积岩最重要的构造是____________层理_____________________。
1218 岩层中的______层状_______________构造是沉积岩的重要特征。
1219 变质作用的主要因素有___________________________________。
1220 变质作用的类型有_______________________________________。
1221 变质作用的热力来源有___________________________________。
1222 写出下列岩石的结构、构造:
花岗岩_全晶质、中粗粒、似斑状、块状构造________,流纹岩_隐晶质细粒结构,流纹构造_______,玄武岩__隐晶质细粒结构,杏仁、气孔状构造_______,
片麻岩_________,千枚岩_________,大理岩_________,
石灰岩_________,砂岩_________,黏土页岩_________。
1223 风化作用的类型可分为__物理风化、化学风化、生物风化__________________________________。
1224 岩体按风化程度分___________________________________等四带。
1225 岩石中较大的矿物晶体被细小晶粒或隐晶质、玻璃质矿物所包围的结构叫_________,较大的晶体矿物叫__________;细粒的微小晶粒或隐晶质、玻璃质叫___________。
1226 请根据下表所描述的岩石特征,填写岩石名称
颜 色 主要矿物成分 结构 构造 岩石名称
一般为灰—深灰色,风化后常为黄褐、土黄色 主要为高岭石等黏土矿物,有时含少量云母、石英 泥 质 成层(层状) 泥岩
浅肉色或浅灰色—灰白色 石英约占25%、长石(以正长石为主),暗色矿物以黑云母为主(含量小于10%) 全晶质等粒状 块 状 花岗岩
灰—灰白色 主要为绢云母,含少量石英 鳞片变晶 片 状
1227 三大类岩石在地表分布最广泛的是____沉积岩______________________。
1228 在地表分布最广泛的沉积积岩是______泥岩______________________。
1229 构成沉积岩的主要矿物有______石英、长石_____________________________。
1230 三大类岩石中常见的浅色矿物有___石英、长石、白云母、_________________________;
三大类岩石中常见的暗色矿物有______黑云母、角闪石、辉石______________________。
1231 地壳中的化学元素含量差异很大,以__氧___________和__硅__________为最多。
1232 大陆地壳具有上部为_____盖________层,下部为_____________层的双层结构。
1233 造岩矿物显晶集合体形态有__晶簇__块状_放射_粒状_片状_________________________等,隐晶和胶态集合体形态有_致密______________________________________等。
1234 反映岩石抗冻性的指标有__________________________。
1235 岩石的软化系数是_____________和_____________的比值。
1236 非金属光泽可分为____玻璃光泽、金刚光泽、_蜡状光泽、珍珠光泽、__________________________________。
三、选择题(在正确的答案前打“√”)
1301 石英是 ①岩浆岩的主要造岩矿物; ②各岩类的主要造岩矿物。
1302 片麻岩的结构是 ①结晶; ②碎屑; ③变晶。
1303 石灰岩的构造是①气孔状; ②片状; ③层状。
1304 力学强度低,遇水易产生软化、泥化的岩石是
①黏土页岩; ②大理岩; ③石英砂岩。
1305 易溶蚀的岩石是①石灰岩; ②片岩; ③泥岩。
1306 强度高,抗水性强,抗风化能力强的岩石①石英砂岩; ②页岩; ③长石砂岩。
1307 在下列三种岩石中,能含有三叶虫化石的是 ①花岗岩; ②云母片岩; ③粉砂岩。
1308 流纹岩是 ①基性侵入岩; ②酸性喷出岩; ③中性浅成岩
1309 矿物晶体在外力作用下,沿一定方向裂开成一系列光滑平面的性质叫做
①劈理; ②层理; ③节理; ④解理; ⑤片理。
1310 长石砂岩具有
①全晶质结构; ②泥质结构; ③碎屑结构; ④生物化学结构; ⑤斑状结构。
1311 在下列物质中,请指出:
高岭石、玄武岩、砂岩、人造金刚石、片岩,黄铁矿、大理岩、花岗岩、化石、方解石、白云岩、流纹岩、石膏、石灰岩、片麻岩、绿泥石、黏土岩、闪长玢岩、凝灰岩、断层角砾岩。
①矿物是:__________________________________________________;
②喷出岩是:________________________________________________;
③侵入岩是:________________________________________________;
④沉积岩是:________________________________________________;
⑤变质岩是:________________________________________________;
⑥可溶(于自然界水中)的矿物和岩石是:_____________________________;
⑦遇水可能易于泥化的岩石是:_____________________________________。
1312 下列矿物中,哪些是特征变质矿物?
①石膏; ②绢云母; ③绿泥石; ④方解石; ⑤石英; ⑥滑石。
1313 岩石中具晶粒或颗粒状,油脂光泽、小刀刻不动、浅色特征的矿物是
①燧石; ②方解石; ③长石; ④石英; ⑤石膏
1314 石英砂岩的结构是
①变晶结构; ②碎屑结构; ③晶质等粒结构; ④斑状结构; ⑤化学结构。
1315 石英砂岩是 ①岩浆岩; ②沉积岩; ③变质岩。
1316 页岩的构造 ①千枚状; ②层状; ③块状。
1317 岩石风化作用可分为
①氧化作用、溶解作用、水化作用、水解作用和碳酸化作用等几种 类型。
②温差剥落、冰劈、盐结晶等三种类型。
③物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三种类型。
四、是非题(正确的在括号内打“√”,错误的打“×”)
1401 由构造作用产生的裂隙称作解理。 ( )
1402 花岗岩、玄武岩、闪长岩都是浅成侵入岩。 ( )
1403 石英砂岩、砾岩、黏土岩都是碎屑岩。 ( )
1404 石灰岩、白云岩、泥灰岩都是化学岩。 ( )
1405 位于风化壳最表层的松散堆积物叫坡积物。 ( )
1406 片麻岩、片岩、大理岩都属变质岩。 ( )
1407 石灰岩、黏土页岩、长石砂岩都是沉积岩。 ( )
1408 气孔构造,流纹构造、杏仁构造都是喷出岩的构造。 ( )
1409 岩基、岩脉、火山锥都是喷出岩的产状。 ( )
1410 全晶质等粒状结构多见于深成侵入岩。 ( )
1411 沉积岩与沉积物的主要区别是它经过了硬结成岩阶段而成较坚硬的岩石。 ( )
1412 石英片岩也称为石英岩。 ( )
1413 石英砂岩也称为石英岩。 ( )
1414 片理构造是变质岩的主要特征。 ( )
1415 成层构造是侵入岩的主要特征。 ( )
1416 成层构造是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要的标志。( )
1417 黏土岩的胶结物是泥质胶结。 ( )
1418 天然金刚石受不大的外力敲打时常易碎裂,可以说金刚石的硬度并不是所有矿物中最大的。( )
1419 风化作用也就是变质作用。 ( )
1420 凡含有主要矿物为石英、长石及云母的岩石就称为花岗岩。 ( )
1421 含有大量绿泥石、绢云母的岩石为碎屑沉积岩。 ( )
1422 层状构造也叫片状构造。 ( )
1423 石膏的硬度等级是2,长石的硬度等级是6,因此长石的硬度是石膏的3倍。 ( )
1501 石英、长石、方解石三种造岩矿物的主要区别是什么?角闪石、辉石、黑云母的主要区别是什么?
1502 常见的片状矿物和可溶性矿物各有哪些?
1503 岩浆岩的结构、构造与成因有何关系?
1504 岩石的主要物理力学性质指标有哪些?
1505 在花岗岩地区修建水工建筑物时,需查明哪些工程地质问题?
1506 简述在黏土岩与石灰岩地区修建水工建筑物时,应注意哪些工程地质问题?
1507 变质岩分类的主要依据是什么?
1508 沉积岩有何主要特征?和岩浆岩有何主要区别?
1509 什么叫碎屑结构?碎屑岩定名的原则是什么?
1510 变质岩是怎样形成的?变质与风化有何不同?
1511 说明解理、层理、片理的主要区别。
1512 肉眼鉴定下列岩石时,主要依据哪些特征?
①玄武岩; ②石灰岩; ③砂岩; ④片麻岩; ⑤千枚岩。
1513 重力坝地基岩体为云母片岩、绿泥石片岩、千枚岩、板岩时,应注意哪些工程地质问题?
1514 简述沉积岩的形成过程及其分类。
1515 三大类岩石在成因上有什么不同?
1516 指出下列各组岩石的主要异同:
①花岗岩与流纹岩; ②花岗岩与花岗片麻岩;③黏土页岩与云母片岩; ④石英砂岩与石英岩;
⑤石灰岩与大理岩; ⑥片麻岩与片岩; ⑦石灰岩与泥灰岩; ⑧页岩与板岩;
⑨千枚岩与片岩; ⑩流纹岩与玄武岩
1517 简述变质因素在变质岩形成过程中所起的物理、化学作用。
1518 三大类岩石的主要结构、构造有何区别?
1519 简述变质岩的变质程度与构造特征的关系。
1520 简述岩石风化层的垂直分带及依据。
1521 黏土岩的工程地质性质及水文地质性质有哪些?
1522 岩石的抗剪断强度和摩擦强度有何区别?
1523 在肉眼鉴定岩石时,根据何种最主要的特征来鉴定下列矿物?
①石英; ②黑云母; ③角闪石; ④长石; ⑤方解石。
1524 肉眼鉴定矿物最稳定的物理性质是什么?
1525 结晶质矿物与非晶质矿物有何区别?
1526 沉积岩的形成过程可分为哪几个阶段?各有何特点?
1527 沉积岩中的胶结物成分对岩石的工程性质有何影响?
1528 碎屑岩中的胶结类型对岩石的工程性质有何影响?
1529 岩石的工程地质性质与岩石的成因类型有何关系?
1530 有三块乳白色块状矿物标本(石英、长石、方解石),你根据哪些鉴定特征,又准又快地把它们区别开来(三种矿物之鉴定特征,均须答出)?
1531 造岩矿物的光泽与颜色有何区别?
1532 按岩浆岩的产状,其中哪几种产状被认为是大型水工建筑物的良好地基?
1533 试简述岩浆岩的分类依据。
1534 按结晶程度,岩浆岩的结构可分为哪几种?试各举一例具体岩石说明之。
1535 试述影响岩石风化的因素。
1536 试举例说明化学风化作用与物理风化作用的区别。
1537 对风化岩石划分各个风化带时,一般是根据哪些特征进行的?
1538 当岩石遭受风化后,岩石在哪些方面发生何种变化?
1539 风化作用和变质作用有何主要区别?
⑺ 跪求工程地质中三大岩类的工程地质性质!!!
1、沉积岩
沉积岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一种岩石类型。它是由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积和石化作用,最后形成的岩石。不论那种方式形成的碎屑物质都要经历搬运过程,然后在合适的环境中沉积下来,经过漫长的压实作用,石化成坚硬的沉积岩。
沉积岩依照沈积物颗粒的大小又分砾岩、砂岩、页岩、石灰岩.沉积岩的形成 1.风化侵蚀:在河流上的大石头,经年累月被侵蚀风化,逐渐崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬运:这些碎屑被水流从上游搬运到下游。 3.堆积:下游流速减缓,搬运力减小,岩石碎屑便沉积下来。 4.压密:新的沉积物压在旧的沉积物上,时间久了,底下的沉积物被压得较紧实。 5.胶结:地下水经过沉积物的孔隙,带来的矿物质填满孔隙,使岩石碎屑颗粒紧紧胶结在一起,形成沉积岩。 6.露出:堆积在海底的沉积岩层在板块运动的推挤下拱出海面,露出地表。
2、岩浆岩
岩浆岩也叫火成岩,是在地壳深处或在上地幔中形成的岩浆,在侵入到地壳上部或者喷出到地表冷却固结并经过结晶作用而形成的岩石。因为它生成的条件与沉积岩差别很大,因此,它的特点也与沉积岩明显不同。
岩浆岩又分安山岩、玄武岩、花岗岩。 由地底岩浆冷却凝固形成,由于岩浆成分和冷却凝固方式不同,便形成不同的火成岩。岩浆岩的形成: 1.安山岩:岩浆藉由火山口喷发出地面,快速冷却形成的。 2.玄武岩:岩浆经由缓和喷发漫流而出,逐渐冷凝形成的。 3.花岗岩:岩浆并不喷出地面,而是在地底下慢慢冷却形成的。
3、变质岩
在地壳形成和发展过程中,早先形成的岩石,包括沉积岩、岩浆岩,由于后来地质环境和物理化学条件的变化,在固态情况下发生了矿物组成调整、结构构造改变甚至化学成分的变化,而形成一种新的岩石,这种岩石被称为变质岩。变质岩是大陆地壳中最主要的岩石类型之一。
变质岩又分:板岩、片岩、片麻岩、大理岩。 变质岩的形成:1.为变质前的岩层:由于沉积或火山作用,堆积出一层层岩层。 2.挤压岩层:在强大挤压和摩擦力之下,产生温度和压力,使得深埋在地底下的岩石发生变质作用。 3.变质成新岩石:岩石里零散分布的矿物结晶会呈规矩排列,或生出新矿物来,而变成各种新的变质岩。
⑻ (一)构造岩石及与之有关的地质现象判断的争议
前面的章节中我们已经谈到了这方面的争议问题,并指出,迄今为止,研究豫西地质的野外工作者中,能够完整、准确地将豫西变质核杂岩边缘构造带的各种构造岩石辨别出来的研究者很少。笔者本人也是在郑亚东教授的帮助下才逐步掌握了各种构造岩的野外鉴别方法。这方面的争论特别集中在糜棱岩的野外鉴别上。众所周知“糜棱岩”一词由Lap-worth于1885年提出,20世纪70年代基于对较高温压下的韧性变形的研究,将断层岩石分为碎裂岩类及糜棱岩类两大类(Sinbson,1977),1981年在Panrose召开的“糜棱岩类岩石的意义和成因”国际讨论会上虽未对糜棱岩给出明确的定义,但对糜棱岩的特征作了概括。野外地质工作者中受早期糜棱岩概念的影响,对变质核杂岩边缘带的糜棱岩及与之有关的韧性剪切带持有不同的看法是可以理解的。例如崤山变质核杂岩中,大面积分布从绢英质到长英质的糜棱岩,但20世纪末完成的包括崤山变质核杂岩在内的几幅1∶5万区域图幅却将其中的大部分划为区域变质岩,同时将拆离断层上覆熊耳群与下伏核部变质岩之间,以及过渡层铁铜沟组顶部和上覆熊耳群及底部与片麻岩之间的韧性剪切带均划为不整合界面。另外熊耳山拆离断层下部笔者穿越的路线中从未发现过糜棱岩,但一些研究者一再声称有厚达数百米的糜棱岩。
至于糜棱岩研究过程中存在的分歧就更多了,例如笔者等在小秦岭边缘构造带中见到的糜棱岩变质程度最高仅达到高绿片岩相,但胡正国撰写的论文及研究报告中称小秦岭的边缘糜棱岩为角闪岩相的糜棱岩,而将绿泥石化碎裂岩称为绿片岩相的糜棱岩。另外根据糜棱岩组构我们将变质核杂岩拆离伸展变形阶段的糜棱岩带划为边缘糜棱岩,而将其与后期垮塌伸展变形期形成的退变质糜棱岩带区别开来,但胡正国等所列的构造剖面中常将二者混在一起划出厚达数千米的边缘糜棱岩带。
笔者所在的研究变质核杂岩的课题组中,刘树文博士是研究变质岩的副教授,尉向东是攻读变质岩方向的硕士研究生,其导师翟淳教授多年来从事东秦岭变质岩的研究,对我们所采岩石标本的薄片大部分作过检查。由此可有把握地说,在豫西变质核杂岩构造岩石定名的问题上,我们不太可能出现重大差错。
⑼ 花岗岩、大理岩、石灰岩、页岩、玄武岩的工程地质性质及工程中遇到的地质问题
本人了解一点,叙述如下:
(新鲜)花岗岩,属于酸性侵入岩,强度极大,单轴抗压强度一般超过100MPa,可达200-300MPa,属于极硬的岩石,耐风化能力强,抗腐蚀能力强,比较适合作为各种大型工程的围岩或基座,但是在节理较为发育特别是三组垂直节理将岩石切割成豆腐块时,岩体的强度较差,另外,在深埋状况下或极高地应力存在情况下,隧洞开挖容易引起应力集中,产生强烈的岩爆;
大理岩,属于变质岩,原岩多为灰岩,强度较大,单轴抗压强度一般在60-100MPa之间,属于硬岩,耐风化能力和抗腐蚀能力较强,作为各种大型工程的围岩或基座,而在深埋状况下或高地应力存在情况下,隧洞开挖容易引起应力集中,产生强烈的岩爆,例如,在锦屏二级水电站引水隧洞中,应变型岩爆较为常见;
石灰岩,应该是灰岩吧?灰岩,属于沉积岩,可能属于中等强度的岩石(具体强度自己去查把),容易发生溶蚀现象,即在二氧化碳和水的作用下发生溶解、迁移和沉淀,这就是喀什特地貌的形成原因,因此,在建设水工建筑物时,应该注意溶洞等引起的渗漏问题;
页岩,一种低级变质岩,原岩多为泥岩,由于页理的存在,页岩表现出明显层状岩石的特性,即垂直于页理方向的单轴抗压强度较大,平行于页理方向的单轴抗压强度较小,岩石的抗风化能力较弱,容易以软弱夹层的形式导致一些地质问题,不宜作为各种大型工程的围岩或基座;
玄武岩,属于基性喷出岩,具有较多的喷出相,不同相之间差距极大,这种差距对工程地质性质的影响主要表现在气孔和杏仁体(气孔中存在充填物)方面,气孔和杏仁体的含量一般可以在0-50%范围内变化,所以,其单轴抗压强度变化范围较大,总的来说,无气孔或杏仁体的玄武岩的单轴抗压强度较大,可能跟大理岩差不多,属于硬岩范畴,可以作为各种大型工程的围岩或基座。
⑽ 一, 用三种方法区别石英与方解石 二, 写出两种相关岩浆岩的工程性质 三, 页岩和泥岩有什么区别
1.手标本的话:石英硬度(7)大于方解石(3),小刀能刻得动方解石,但刻不动石英。
石英一般较纯净,它的断口会呈现油脂光泽,而且石英多半没有解理,但方解石是有解理的。
方解石遇稀盐酸会起泡,但石英是不会起泡的。
镜下观察的话:石英在镜下很纯净,无解理,表面很光滑。方解石在镜下常可以见到其菱形解。
石英为正低突起、一级黄白干涉色;方解石为正中突起、高级白干涉色。
石英没有闪突起;方解石有非常显著的闪突起。
2.估计提问的是学勘查的呃,可惜我学的岩矿。你这个工程性质我不知道该如何理解。相关问题都无法回答了。
3.页岩和泥岩都是属于泥质岩。
泥岩的层理不明显,一般就是块状,局部失去可塑性。由泥巴及黏土固化而成,比较不容易破碎。
而页岩具有明显的页状层理,大部分失去可塑性。由粘土物质硬化形成比较容易裂碎,分裂成明显的岩层。
4.石灰岩和白云岩都是碳酸盐岩。
石灰岩也就是灰岩喏,主要成分就是方解石啦!主要含方解石,那它硬度就不大!而且滴上稀盐酸就会起泡。
白云岩的主要成分是白云石,滴稀盐酸不会起泡。在野外我们主要是凭这个来区分他们俩。
镜下观察白云石和方解石也不容易区分,我们通常会用茜素红去染色,能染上色的就是方解石,染不上颜色的是白云石。
楼上的好像搞错了吧,变质岩、沉积岩、岩浆岩这三大类岩石,是不同的。