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岩体工程地质分类属a2类

发布时间: 2021-02-19 01:14:05

『壹』 如何描述岩体的工程地质性质

岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总称。包括各种地质界面:层理、层面、节理、断层等
影响岩体稳定性的主要因素有:区域稳定性、岩体结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造、岩体风化程度等
1
结构面
破裂面、物质分异面、软弱夹层、软弱带、构造岩、泥化夹层、充填夹层
按地质成因,可分为原生的、构造的、次生的三大类
原生结构面:沉积的、火成的和变质的三类
沉积结构面
层面、层理、沉积间断面、沉积软夹层等
层面和层理的结合时良好的,层面的抗剪强度不低,但是顺层错动或风化作用会降低其抗剪能力
软弱夹层:硬层之间,强度低,遇水易软化,厚度不大。风化后为泥化夹层(泥岩、页岩、泥灰岩)
火成结构面
原声节理、流纹面、围岩接触面、凝灰岩夹层等
围岩破碎带或饰变带、凝灰岩夹层,为火成岩的软弱夹层
变质结构面
麻理、片理、板理
构造结构面:构造应力作用下,岩体中形成的断裂面、错动面、破碎带
破裂结构面:劈理、节理、断层面、层间错动面
构造软弱带:断层破碎带、层间错动破碎带
次生结构面
风化、卸荷、地下水等作用下形成的风华裂隙、破碎带、卸荷裂隙、泥化夹层、夹泥层等
结构面的特征
结构面的规模、形态、连通性、充填物的性质
规模:
形态:平整度、光滑度,对抗剪强度有影响
密集程度:通常以线密度(条/m)或结构面的间距表示
连通性:
地下岩体连通性的勘探方法有:勘探平硐、岩芯、地面开挖
张开度和充填:张开度,两壁面的离开距离,分4级
闭合的0.2mm,微张的0.2-1.0mm,张开的:1.0-5.0mm,宽张的:5.0-mm
张开和宽张的结构面,抗剪强度取决于充填物的成分和厚度,粘土一般少于砂土

『贰』 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

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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

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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

续表

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。

『叁』 岩石按岩体分级标准GB50218-94是如何进行工程分类的

岩石级别 坚固程度 代表性岩石

Ⅰ 最坚固 最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他
各种特别坚固的岩石。(f=20)
Ⅱ 很坚固 很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固
的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)
Ⅲ 坚 固 致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿
脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)
Ⅲa 坚 固 坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁
矿,不坚固的花岗岩。(f=8)
Ⅳ 比较坚固 一般的砂岩、铁矿石 (f=6)
Ⅳa 比较坚固 砂质页岩,页岩质砂岩。(f=5)
Ⅴ 中等坚固 坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾
石。(f=4)
Ⅴa 中等坚固 各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)
Ⅵ 比较软 软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,
无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)
Ⅵa 比较软 碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎
石,坚固的煤,硬化的粘土。(f=1.5)
Ⅶ 软 软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。 (f=1)
Ⅶa 软 软砂质粘土、砾石,黄土。(f=0.8)
Ⅷ 土 状 腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。(f=0.6)
Ⅸ 松散状 砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.
(f=0.5)
Ⅹ 流沙状 流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.
(f=0.3) A
表示矿岩的坚固性的量化指标.
人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2)
式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:
① 极坚固岩石 f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)
② 坚硬岩石 f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)
③ 中等坚固岩石 f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)
④ 不坚固岩石 f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)
矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
强度是指矿岩抵抗压缩,拉伸,弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。(如抵抗锹,稿,机械碎破,炸药的综合作用力)。

岩石分类

岩石可分三大类:1,岩浆岩{喷出岩}.2,沉积岩.3,变质岩.
1、岩浆岩主要有:花岗岩,安山岩,闪长岩,流纹岩,玄武岩辉长岩等等.
2、沉积岩主要有:石英砂岩,石灰砾岩,泥铁岩,白云岩,泥岩,石膏等.
3、变质岩主要有:片麻岩,绿泥石片岩,千枚岩,大理岩,云母片岩等等.
虽然岩石的面貌是千变万化的,但是从它们形成的环境,也就是从成因上来划分,可以把岩石分为三大类:沉积岩、岩浆岩和变质岩。
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。
岩石对人类来说,并不陌生。由动物进化为人类后的第一个时代就是石器时代。那时,我们的祖先用石头作为与大自然作斗争的工具。那么什么是岩石呢?现代地质学称石头为岩石,岩石的“岩”字在古代是山崖和山穴的意思,表示山势高峻、峰岭陡峭的地势;“石”字则是指磬、碑、砚、陨星等。自从18世纪地质学诞生以来,“岩石”一词就不再沿用古义了,我们可以给岩石下这样一个定义:岩石是各种地质作用形成的自然历史产物,是构成地壳的基本组成单位,是由矿物及非晶质组成的,具有一定结构、构造的固态地质体。外观上岩石是多种多样的,但从成因上看,可将所有的岩石归为三大类,即岩浆岩、沉积岩和变质岩,这就是自然界三大类岩石。这三大类岩石在地壳中是怎样分布的呢?在全球陆地表面,沉积岩覆盖了75%,岩浆岩和变质岩加在一起才只占陆地面积的1/4。但是到了地下深处,沉积岩逐渐变成了“少数民族”。在整个地壳中,沉积岩只占到地壳体积的8%,变质岩占了27%,剩下的65%都是岩浆岩。
岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。分为:①物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。②化学风化作用。包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。③生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。
大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀
地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。
虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。
气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。
地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件。
岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。
山地的中的岩石极为多样,差别很大,进行工程分类十分必要。《94规范》首先按岩石强度分类,再进行风化分类。按岩石强度分为极硬、次硬、次软和极软,列举了代表性岩石名称。又以新鲜岩块的饱和抗压强度30MPa为分界标准。问题在于,新鲜的末风化的岩块在现场有时很难取得,难以执行。
岩石的分类可以分为地质分类和工程分类。地质分类主要根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度,可以用地质名称(即岩石学名称)加风化程度表达,如强风化花岗岩、微风化砂岩等。这对于工程的勘察设计确是十分必要的。工程分类主要根据岩体的工程性状,使工程师建立起明确的工程特性概念。地质分类是一种基本分类,工程分类应在地质分类的基础上进行,目的是为了较好地概括其工程性质,便于进行工程评价。

为此,本次修订除了规定应确定地质名称和风化程度外,增加了岩块的“坚硬程度”、岩体的“完整程度”和“岩体基本质量等级”的划分。并分别提出了定性和定量的划分标准和方法,可操作性较强。岩石的坚硬程度直接与地基的承载力和变形性质有关,其重要性是无疑的。岩体的完整程度反映了它的裂隙性,而裂隙性是岩体十分重要的特性,破碎岩石的强度和稳定性较完整岩石大大削弱,尤其对边坡和基坑工程更为突出。
本次修订将岩石的坚硬程度和岩体的完整程度各分五级,二者综合又分五个基本质量等级。与国标《工程岩体分级标准》(GB50218-94)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)协调一致。

划分出极软岩十分重要,因为这类岩石不仅极软,而且常有特殊的工程性质,例如某些泥岩具有很高的膨胀性;泥质砂岩、全风化花岗岩等有很强的软化性(单轴饱和抗压强度可等于零);有的第三纪砂岩遇水崩解,有流砂性质。划分出极破碎岩体也很重要,有时开挖时很硬,暴露后逐渐崩解。片岩各向异性特别显著,作为边坡极易失稳。事实上,对于岩石地基,特别注意的主要是软岩、极软岩、破碎和极破碎的岩石以及基本质量等级为V级的岩石,对可取原状试样的,可用土工试验方法测定其性状和物理力学性质。
举例:
1 花岗岩,微风化:为较硬岩,完整,质量基本等级为Ⅱ级;
2 片麻岩,中等风化:为较软岩,较破碎,质量基本等级为Ⅳ级;
3 泥岩,微风化:为软岩,较完整,质量基本等级为Ⅳ级;
4 砂岩(第三纪),微风化:为极软岩,较完整,质量基本等级为V级;
5 糜棱岩(断层带):极破碎,质量基本等级为V级。
岩石风化程度分为五级,与国际通用标准和习惯一致。为了便于比较,将残积土也列在表A.0.3中。国际标准ISO/TC182/SCl也将风化程度分为五级,并列入残积土。风化带是逐渐过渡的,没有明确的界线,有些情况不一定能划分出五个完全的等级。一般花岗岩的风化分带比较完全,而石灰岩、泥岩等常常不存在完全的风化分带。这时可采用类似“中等风化-强风化’“强风化-全风化”等语句表述。同样,岩体的完整性也可用类似的方法表述。第三系的砂岩、泥岩等半成岩,处于岩石与土之间,划分风化带意义不大,不一定都要描述风化。
3. 2. 4 关于软化岩石和特殊性岩石的规定,与《94规范》相同,软化岩石浸水后,其承载力会显著降低,应引起重视。以软化系数0.75为界限,是借鉴国内外有关规范和数十年工程经验规定的。
石膏、岩盐等易溶性岩石,膨胀性泥岩,湿陷性砂岩等,性质特殊,对工程有较大危害,应专门研究,故本规范将其专门列出。
3. 2. 5、3. 2. 6 岩石和岩体的野外描述十分重要,规定应当描述的内容是必要的。岩石质量指标RQD是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法,国内也有较多经验,《94规范》中已有反映,本次修订作了更为明确的规定。
岩石
岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体,按照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石,也称火成岩;沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石;变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩,由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。
地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主,它们约占大陆面积的75%,洋底几乎全部为沉积物所覆盖。
岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。
十八世纪末岩石学从矿物学中脱胎出来而发展成一门独立的学科。在岩石学发展的初期,主要研究的是火成岩,到了十九世纪中叶才开始系统地研究变质岩,而沉积岩直到二十世纪初才引起人们的注意。目前岩石学正沿着岩浆岩石学、沉积岩石学和变质岩石学三个主要的分支方向发展。
古老岩石都出现在大陆内部的结晶基底之中。代表性的岩石属基性和超基性的火成岩。这些岩石由于受到强烈的变质作用已转变为富含绿泥石和角闪石的变质岩,通常我们称为绿岩。如1973年在西格陵兰发现了同位素年龄约38亿年的花岗片麻岩。1979年,巴屯等测定南非波波林带中部的片麻岩年龄约39亿年左右。
加拿大北部的变质岩—阿卡斯卡片麻岩是保存完好的古老地球表面的一部分。放射性年代测定表明阿卡斯卡片麻岩有将近40亿年的年龄,从而说明某些大陆物质在地球形成之后几亿年就已经存在了。
最近,科学家在澳大利亚西南部发现了一批最古老的岩石,根据其中所含的锆石矿物晶体的同位素分析结果,表明它们的“年龄”约为43亿至44亿岁,是迄今发现的地球上最古老的岩石样本,根据这一发现可以推论,这些岩石形成时,地球上已经有了大陆和海洋。在地球诞生2亿至3亿年后,可能并不象人们所认为的那样由炽热的岩浆所覆盖,而是已经冷却到了足以形成固体地表和海洋的温度。地球的圈层分异在距今44亿年前可能就已经完成了。
目前在中国发现的最古老岩石是冀东地区的花岗片麻岩,其中包体的岩石年龄约为35亿年。
澳大利亚西部Warrawoona群中的微化石在形态结构上比较完整。它们究竟是蓝藻还是细菌目前尚难确定。通常认为,早期叠层石是蓝藻建造的,叠层石是蓝藻存在的指示。如果35亿年前就已经出现蓝藻,则说明释氧的光合作用早就开始了,这便引出一个问题:为什么直到20亿年前大气圈才积累自由氧呢?从35亿年前到20亿年前中间相隔15亿年之久,为什么氧的积累如此缓慢?对此当然有不同的解释。例如近年来已经发现叠层石也可能完全由光合细菌建造,或甚至由非光合细菌建造。
最古老生命存在的间接证据中较重要的是格陵兰西部条带状铁建造(BIF)和轻碳同位素。如果证据成立,则由此可推断在38亿年前的地球上已经出现进行释氧光合作用的微生物,即类似蓝藻的生物。根据Cloud的解释,BIF是由光和微生物周期性地释氧而引起亚铁氧化为高价铁沉积下来的。轻碳同位素也是光合作用的间接证据。但反对的意见认为,BIF形成所需的氧可以通过大气中的水分子的光分解来提供,而轻碳同位素可能来自碳酸盐的热分解。
叠层石是前寒武纪未发生变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”,是由原核生物所建造的有机沉积。这种叠层状的生物沉积构造是由于蓝藻等低等微生物在其生命活动中,通过沉积物的捕获和胶结作用发生周期性的沉积作用而形成的。根据Walter(1983)的统计,在澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点发现了太古宙叠层石,其年龄都在25亿年以上。晚元古代是地史上叠层石最繁盛的时期,其分布广泛、形态多样。后生动物出现以后叠层石骤然衰落。寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限。泥盆纪以后叠层石只是残存。现代海相叠层石只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区特殊环境中。
陨石是太阳系内小天体的珍贵标本,为研究太阳系的起源、演化和生命起源提供了宝贵的线索和资料。球粒陨石中不仅含有氨基酸,还有烃类、乙醇和其他可能形成保护原始细胞膜的脂肪族化合物。对生命起源的研究有较大意义。生物化学家David.W.Dreamer用默奇森陨石中得到的化合物制成了球形膜,这些小泡提供了氨基酸、核苷酸和其他有机化合物以及进行生命开始所必需的转变环境。也就是说,当陨石撞击地球时,产生形成生命所需的有机物及必需的环境。和生命起源于彗星的理论一样,这是一种新的天外起源说。另外,康奈尔大学的C.Hyba指出,撞击也可以用其它方式提供生命所需的原材料,来自一次陨石撞击的热和冲击波可以在原始大气中激发起合成有机化合物的化学反应。
陨石是降落到地球表面的小块行星际物质撞入地球大气圈后尚未被烧尽的流星体的残片。在晴朗的夜晚,可以看到一线亮光划过夜空,瞬间消失。这些弥漫在宇宙空间中的星际尘埃,如果被地球的引力捕获便形成陨星;当它们以极快的速度进入地球大气圈时与大气发生摩擦、生热、发光,一部分残留下来落到地表就成为陨石。如果陨石在空中爆炸后象下雨一样降落,就称为陨石雨。1976年3月8日,我国吉林省降落过一次世界罕见的陨石雨,完整的陨石有100余块,重2吨多,其中最大的一块重达1770公斤,是世界上最大的石陨石。陨石来自星际空间,在1969年阿普罗11号在月球着陆并将月岩带回地球以前,陨石是人们能直接加以观察的唯一的外来天体。
近代史上最惊人的陨石坠落事件是1908年的通古斯事件。当时在前苏联西伯利亚通古斯方圆800公里的范围内,都可见到了火光;在100公里范围内,都听到了轰隆巨响;在50公里范围内,高大树木全部被烧毁。很多人推测这次事件与陨石坠落有关,但奇怪的是至今没有找到陨石碎块。因此成为世界著名的“通古斯之谜”,吸引了许多中外科学家前往这个地区进行考察和研究。
陨石可分为三类:石陨石、石铁陨石和铁陨石。其中以石陨石最多,约占94%。同位素年龄测定陨石的年龄约为46亿年。
石陨石:密度为3-3.5克/立方厘米。由硅酸盐矿物橄榄石、辉石、少量斜长石和金属铁的微粒组成。可分为球粒陨石和无球粒陨石,前者含有直径为1-2毫米大小的陨石球粒,它是熔融物质快速冷凝的产物。这种结构在地球上从未发现过。可能是在太阳系形成初期原始行星物质被原始太阳的高温熔化后,在脱离太阳时迅速冷却而形成的。因此,玻璃质球粒的成分就反映了太阳系形成初期原始行星的成分。
石铁陨石:密度约5.6-6克/立方厘米,由铁镍和硅酸盐矿物组成。铁陨石:密度约8-8.5克/立方厘米。大约由80%-95%的金属铁和5%-20%的镍组成

『肆』 岩土体工程地质类型分区

平原区广泛分布以冲洪积成因为主的第四系堆积物,低山丘陵区出露多种类型的岩组,沂沭断裂带西侧的鄌郚-葛沟断裂、沂水-汤头断裂纵贯南北,总体看工程地质条件较复杂(图1-8-3)。

图1-8-3 昌乐县岩土体工程地质类型分区略图

(一)岩体工程地质类型

1.坚硬的块状侵入岩岩组

分布于营邱—河头一带,为古元古代吕梁期侵入岩,岩性以弱片麻状中粒含角闪二长花岗岩、弱片麻状中粒含黑云二长花岗岩,岩石坚硬,力学强度高,工程地质性质良好,山区风化带厚度<3m,丘陵及准平原区20~30m,fc=130~170MPa,fr=90~130MPa(fc为岩石极限干抗压强度,fr为岩石饱和极限抗压强度)。

2.坚硬的块状-似层状喷出岩岩组

主要分布在南郝—崔家埠—五图一线以南、鄌郚-葛沟断裂以西地区,为新近纪临朐群牛山组、尧山组火山喷出岩,岩性为玄武岩。岩石坚硬,柱状节理发育,工程地质性质良好。风化带厚20~30m,fc=140~160MPa。

3.坚硬的块状变质岩岩组

主要分布在鄌郚—阿陀一带,为新太古代泰山岩群山草峪组黑云变粒岩,岩石坚硬,风化带厚度30~40m,fc=180~200MPa。

4.坚硬较坚硬的中厚-厚层状灰岩岩组

仅分布于朱刘街道、五图街道一带,主要为寒武纪长清群朱砂洞组、馒头组、九龙群张夏组、崮山组和炒米店组白云质灰岩、泥灰岩、泥质条带灰岩和生物碎屑灰岩等,局部夹细砂岩。灰岩坚硬,力学强度高,泥灰岩强度低。白云质灰岩fc=50~190MPa;灰岩fc=90~160MPa,fr=70~120MPa。

5.较坚硬的中厚—厚层碎屑岩岩组

主要分布在鄌郚-葛沟断裂带与沂水-汤头断裂带,以及五图煤矿一带,岩性为白垩纪淄博群三台组砂岩、砾岩,莱阳群城山后组角砾岩、砂砾岩、砂岩,青山群八亩地组凝灰岩、集块角砾岩、粉砂岩,大盛群马郎沟组粉砂岩、细砂岩,田家楼组泥质粉砂岩、细砂岩、黏土岩,古近纪五图群朱壁店组砾岩、砂砾岩、砾岩,李家崖组黏土岩、砂岩、黏土岩、油页岩等。风化带厚度<40m,砂岩和砾岩fc=30~80MPa,fr=20~50MPa。

6.较坚硬的薄层状页岩夹灰岩岩组

局限分布在阿陀东北部,岩性为中寒武系、下寒武系及元古宇土门群页岩、博层灰岩、泥灰岩。页岩夹泥灰岩fc=30~40MPa,fr=10~15MPa。

(二)土体工程地质类型

1.北部冲洪积上层黏性土多层或双层结构

分布于北部山前平原地区,以上层黏性土多层结构为主,上层黏性土厚<5m或5~10m,仅局部>10m,黏性土岩性以粉质黏土、黏土为主,中等压缩性。砂性土为粉细砂、中细砂,其次粗砂、砾石,砂层颗粒自北至南变粗,工程地质性质良好。黏性土fk=120~180kPa,砂性土fk=140~200kPa(fk为地基承载力标准值)。

2.山前及河谷平原冲洪积上层黏性土双层、多层结构及黏性土单层结构

分布于山前坡麓、山间河谷地区,上部黏性土为粉质黏土、粉土、黏土,厚度5m左右,中等压缩性。下部砂性土为中粗砂、细砂、砂砾石,紧密状态,厚>5m。黏性土fk=140~220kPa,砂性土fk=160~250kPa。

3.山麓地区坡洪积及残坡积黏性土单层结构或上层黏性土双层结构

分布于南部低山丘陵坡麓地带,以黏性土单层结构或上层为黏性土双层结构为主。黏性土厚<5m或5~10m,以黄褐色至棕红色粉质黏土及黏土为主,含铁锰质及钙质结核,可塑—硬塑,中等压缩性,部分地区分布湿陷性黄土。下部夹透镜体状碎石土及泥钙质胶结砾岩,紧密状态,工程地质性质良好。黏性土fk=160~220kPa,碎石土fk=200~500kPa。

总之,昌乐县工程地质主要问题是沂沭断裂带的活动性,其次是地面沉陷、岩溶塌陷、局部黄土湿陷等问题。

『伍』 岩土类型和性质

岩土体是地质灾害的载体,地质灾害一般都是通过岩土体的变形破坏而表现出来的,是地质灾害成生的物质基础。

受地壳运动的控制,“兰—郑—长”工程地段分布有不同年代、成因、物质成份和结构的岩土体,类型复杂多样,工程地质性质各异,它们对地质灾害的形成、分布和活动起着主导作用。岩土体分布出露的特点是:山区、丘陵以岩体为主,而高原、盆地、平原则以土体为主;管线经过地段绝大多数是土体。下面分别就岩体和土体讨论其分布、类型、性质及对地质灾害成生的制约。

(一)岩体

岩体在管线工程地段主要分布于甘肃、陕西段的关山—陇山,山西段的中条山、霍山和太原东山,河南段的大交口镇—观音堂、义马—新安和大别山等地段,湖北、湖南段的大别山和江南丘陵地等地段,总长约300km,约占管线全长的10%。

参考国标《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)的规定,先将岩体按坚硬程度分大类,再由岩石的成因类型、岩性和工程性质,将本管道工程沿线的岩体划分为4类7种(表4-1)。现作简要讨论。

1.坚硬岩类

按成因类型划分为岩浆岩、变质岩和沉积岩3种亚岩类。

岩浆岩类管线地段分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台。分别有加里东期、华力西期、燕山期侵位的,其中祁连山褶皱带三期皆有,岩性为花岗岩、石英闪长岩;秦岭—大别山褶皱带为燕山期花岗岩;扬子地台为加里东期和燕山期的花岗岩和花岗闪长岩。一般呈岩基和岩株状产出,整体块状构造,致密坚硬,物理力学性质均质,各向同性。应该说其工程性质优良,但在亚热带环境中化学风化强烈。地质灾害一般不甚发育,以小型崩塌为主。

变质岩类在管线地段的祁连山褶皱带、华北地台、秦岭—大别山褶皱带有分布。祁连山褶皱带主要出露于关山—陇山地段,为中元古界陇山群和前震旦系,主要岩性为大理岩、黑云母片麻岩、混合岩、结晶片岩。华北地台出露于山西支干线的中条山、霍山、太原东山,为太古界涑水群和太岳山群,岩性为混合岩化的黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、角闪变粒岩等,岩性复杂,风化较强。秦岭—大别山褶皱带出露于大悟一带,为中上元古界红安群含磷的变粒岩、大理岩和石英片岩夹片麻岩,抗风化能力较弱。由于受片麻理、片理及节理的影响,使岩体的工程地质性质呈明显的各向异性和不均一性。地质灾害不甚发育,一般以小型崩滑为主。

表4-1 岩体类型汇总表

沉积岩类在丘陵、山区分布较广,在各大构造单元中皆有,其地质年代自中元古界至中生界早期几乎皆有,岩性复杂多样,主要有:中元古界熊耳群和汝阳群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩,新元古界洛峪群三教堂组的石英砂岩(以上均在河南境内);上元古界长城系、震旦系的石英砂岩、白云岩、硅质岩、冰碛砾岩等;下古生界寒武系、奥陶系的中厚、厚层碳酸盐岩;上古生界泥盆系的砂岩和碳酸盐岩,石炭、二叠系的中厚、厚层状灰岩和中生界三叠系碳酸盐岩等(上古生界及中生界皆为扬子地台)。按岩性大类可划分为火山喷出沉积岩、碎屑岩和碳酸盐岩三大类。它们的共同特点是,层理构造发育且较厚,抗风化能力较强,但碳酸盐岩具溶蚀性,岩溶较发育,工程地质性质具各向异性。上述这几类岩性分布地段地质灾害一般不甚发育,有小型崩滑和岩溶塌陷(覆盖型岩溶地段)等地质灾害。

2.较硬岩

按成因类型可划分为变质岩和沉积岩两大亚类。

变质岩类分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台中,岩性主要是较软弱片岩和千枚岩、板岩。在祁连山褶皱带的管线地段,新元古界长城系变质细砂岩、千枚岩;秦岭—大别山褶皱带信阳群、商城群的云母石英片岩、绿色片岩、绢云石英片岩、浅变质凝灰质砂岩等:扬子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、变质凝灰岩、变质砂岩等。上述各类岩体的共同特点是:片理、千枚理、板理等结构面发育,地面风化较强烈,残坡积层厚度往往较大。岩体具明显的各向异性,力学强度相对较弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地质灾害较发育。

沉积岩类分布于华北地台和扬子地台中,华北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、铝土岩页岩、泥质粉砂岩、含煤层;扬子地台主要是泥盆系粉细砂岩、粘土岩、页岩、泥灰岩。它们层理发育、薄层状为主,遇水易软化、崩解,风化也较强烈。由上述岩体组成的丘陵山区,地质灾害较发育,主要有崩塌、滑坡、泥石流和采煤引起的地面塌陷和地裂缝灾害(在山西、河南境内较突出)。

3.软弱岩

这大类岩体主要是沉积岩类,较广泛分布于各大地构造单元中生代晚期和新生代陆相盆地中,地质年代为白垩系、古近系和新近系。由于固结压密程度低,岩体孔隙率高,强度小,变形大。岩性主要是河湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩,夹淡水泥灰岩,含石膏、芒硝。岩石一般干单轴抗压强度小于30MPa,而新近系岩石成岩性更差,接近于土体,干单轴抗压强度不足于5MPa,属极软岩。这类岩石遇水易软化崩解,抗风化能力亦低。但这类岩体出露地段地形起伏小,地质灾害不发育,主要有膨胀性岩体的轻度胀缩变形灾害,还存在采空塌陷灾害。

4.软硬相间岩

这大类岩体主要也是沉积岩类,较广泛分布于华北地台和扬子地台的古生界和中生界地层中,一般是两种强度和刚性差异较大的岩性相互成层或间夹;古生界常见的是灰岩与页岩互层,砂岩与泥页岩互层,中生界常见的是砂岩与泥页岩互层。在外力作用下会发生层间错动和脱开,而在地下水等作用下更会泥化而形成泥化夹层,层面间强度降低而成为典型的软弱结构面。所以这类地层组合可以称之为“易滑地层组合”,较易产生滑坡。此外,软硬相间岩层差异风化显著,“上硬下软”组合的条件下,软岩易形成岩龛,崩塌也较普遍。

(二)土体

土体在管线地段广泛分布,约占全长的90%。按地质成因,可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土和风积土等;按粒度成份,可划分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。对一些具有特殊成份和结构、工程性质也特殊的土,则可单独划分为特殊土,本管线工程的特殊土有黄土类土、膨胀土、盐渍土和淤泥质土等。这里我们也参考国标《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)的规定,将土体划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大类(表4-2)。以下分别就一般土和特殊土作简要讨论。

1.一般土体

一般土体包括各种成因类型的碎石土、砂类土、粉土和粘性土。

(1)碎石土:

碎石土指的是土中粒径d>2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。根据规定,碎石土可再划分为砾质土、卵(碎)石土和漂(块)石土,它们的粒径分别>2mm、20mm或200mm的质量,超过总质量50%。一般冲积成因的碎石土分选性和滚圆度较好,位于河床和河流阶地二元结构的下部,而其他成因的则较差。本工程各段情况是:甘肃段砾卵石占45%~70%,粒径一般 20~80mm,呈次圆—次棱角状,一般分布于冲洪和平原表层之下。陕西段分布于渭河及其各支流以及山前洪积扇。河流冲积成因者在河漫滩和河床地段,在渭河干流厚度可达20~40m,结构较均一;而洪积扇区则为大小混杂的砂卵石为主。山西段主要分布于汾河、龙凤河和潇河等山间河谷地段,以砂卵砾石为主,磨圆较好,级配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙颍河等诸河流河谷区,以砂砾卵石为主。湖北—湖南段碎石土多分布于低山丘陵斜坡地带,多为残坡积成因,碎石成分随母岩而变化。一般碎石土较疏松,孔隙比大,渗透性强,地基承载力高。

表4-2 土体类型汇总表

(2)砂类土:

砂类土指的是土中粒径d>2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,d>0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土;根据颗粒级配还可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂,一般是冲洪积成因的。此类土在本工程的情况是:甘肃段分布于洪积平原表层土之下,主要由粉细砂、中细砂组成,松散—中密状态。陕西段分布于渭河及支流的漫滩、一级阶地和古河道中,以中细砂和粉细砂为主,常含少量砾石,除河漫滩地段外,砂层均埋藏于细粒土之下,厚度不均一,多呈透镜体状,孔隙度大,渗透性强,中粗砂是良好的地基持力层,而饱水粉细砂则易产生震动液化。山西段分布于黄河、汾河及其较大支流的河床、河漫滩和阶地,一般为砂砾石混合,厚度较大。也有在山前倾斜平原区前缘的洪积砂砾石,与细粒土组成多层结构。河南段分布除了与碎石土相同外,在沙颍河以南淮河平原各河流河漫滩和一级阶地前缘地带,表层之下为中细砂,稍密—中密状态,厚度不稳定。砂类土一般级配较好,渗透性较强,一般是良好的地基持力层,但在地震烈度≥Ⅶ区需关注饱和粉细砂的震动液化问题。

(3)粉土和粘性土:

粉土和粘性土也可称之为“细粒土”,前者是土中粒径d>0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数ⅠP≤10的土;而后者则ⅠP>10的土。这两类土大量广泛分布于郑州—长沙段洪冲积平原和丘陵地段。具各种成因类型。一般洪冲积成因的土体较密实,孔隙比小,含水量相对较少,透水性弱,强度高,地基承载力高。而丘陵地带的残坡积成因者往往与碎石土混杂,土体孔隙性大,透水性相对较强,在久雨或强降雨时,易产生坡积层崩滑。

2.特殊土

(1)黄土类土:

黄土类土是第四纪时期特殊的大陆松散沉积物,它在世界各地分布广而性质特殊。这类土在我国主要分布于西北、华北和东北地区,面积达60万km2以上,以北纬34°~45°之间最为发育,这些地区位于我国西北沙漠区的外围东部地区,具有大陆性干旱少雨气候的特点。黄土类土从早更新世(Q1)开始堆积,经历了整个第四纪,直至现今还未结束。按地层时代及其基本特征,黄土类土可分为3类:老黄土、新黄土和新近堆积黄土(表4-3)。老黄土是Q1、Q2时期堆积的,分别称“午城黄土”和“离石黄土”,一般无湿陷性;新黄土一般是Q3时期堆积的,称“马兰黄土”,也有Q4早期的,具湿陷性,分布面积最广(约占60%);新近堆积黄土一般是Q4晚期堆积的,湿陷性不一。各地黄土类土总厚度不一,陕甘黄土高原地区最厚,可达100~200m,河谷地区一般只有数米至30m左右,且主要是新黄土。黄土类土的成因一直是争论的热点问题,但普遍的看法是,风积成因是主要的,也有冲积、洪积、坡积、冰水堆积等成因类型。颗粒成份以粉粒为主,富含碳酸钙,具大孔性,垂直节理发育,具湿陷性等特征者,称 “典型黄土”,而有些特征不明显者则称“黄土状土”。下面讨论一下本管线工程黄土类土的特性。

本管线工程的黄土类土分布于兰州—郑州段(含山西支干线)。不同地段黄土类土的粒度成份和结构有所不同,所以其物理力学指标和工程地质性质也有明显差异。下面我们以Q3典型的湿陷性黄土为代表作分析。

首先是黄土的颗粒组成,将兰州、西安、太原、洛阳四地作比较(表4-4)。可以看出它们的差异,总趋势是:由西北往东南砂粒和粉粒含量愈来愈小,而粘粒含量则愈来愈大,而粉粒所占比例最大是一致的。所以有人将西部黄土称之为“砂黄土”,而东部为“粘黄土”。 黄土的颗粒组成对其湿陷性有一定影响,即砂粒含量愈多,湿陷性愈强,而粘性愈多则湿陷性愈弱。

表4-3 不同年代黄土的特征

表4-4 湿陷性黄土的颗粒组成单位:%

各地湿陷性黄土的基本物理力学性质指标列于表4-5中。

由西往东的总趋势是:土体的密度和天然含水率愈来愈大,液限和塑性指数也愈来愈大,孔隙比愈来愈小;而三项力学性质指标变化规律则不明显。而且可看出,陇西和陇东地区指标相近似,关中地区与汾河流域也比较接近,而豫西地区与前面的4个地区则又有明显差异。上述规律很重要,因为它与黄土的湿陷性相关的,即自西往东湿陷性逐渐变弱。

管线地段湿陷性黄土的湿陷系数(δs),经大量统计后汇总于表4-6中。从表中可看出,湿陷系数陇西地区最大,陇东地区次之,关中地区汾河流域再次之,而豫西则最小;而且高阶地的湿陷系数要大于低阶地。按有关规定,δs>0.015时,该黄土为湿陷性土;δs为0.015~0.03时湿陷性轻微,δs为0.03~0.07时湿陷性中等;δs>0.07时,湿陷性强烈。所以说,陇西和陇东地区黄土具中等—强烈湿陷性,关中地区和汾河流域黄土具中等湿陷性,而豫西地区黄土为轻微—中等湿陷性。

表4-5 各地湿陷性黄土基本物理力学性质指标

表4-6各地黄土湿陷系数(δs)统计表

湿陷性对黄土地区地质灾害的成生和活动关系密切,地基的湿陷变形破坏本身就是黄土地区特殊的地质灾害。此外由于黄土结构疏松,以及大孔性和垂直节理发育,潜蚀地质灾害也很普遍。由于黄土的湿陷和潜蚀特性,还可诱发崩塌、滑坡和泥石流灾害。

(2)膨胀土:

具有明显遇水膨胀和失水收缩的土称膨胀土。这类土在我国主要分布在南方山前丘陵、垅岗和二、三级阶地上,大多数是晚更新世及以前的残坡积、冲洪积和湖积物。从外表看,膨胀土一般呈红、黄、褐、灰白等不同颜色,具斑状结构,常含有铁锰质或钙质结核。土体常有网状开裂,有腊状光泽的挤压面,类似劈理。土层表面常出现各种纵横交错的裂隙或龟裂现象,这与失水土体强烈收缩有关。膨胀土的胀缩特性,主要是土中含有较多的粘粒,一般粘粒含量高达35%以上,而且这些粘粒大部分为亲水性很强的蒙脱石和伊利石等粘土矿物,膨胀收缩能力较强。天然状态下,膨胀土一般致密坚硬,天然含水率较小,所以土体常处于硬塑或坚硬状态,压缩性较低,强度较高;但在浸水膨胀后,强度明显降低,压缩性增大。膨胀土的这种胀缩特性,对工程建设会带来危害。按我国有关规定,凡自由膨胀率δef大于40%者,即可定名为膨胀土,40%≤δef<65%为弱膨胀土,65%≤f<90%为中等膨胀土,δef≥90%为强膨胀土。

本管线工程的膨胀土主要分布于湖北境内的黄陂县周港、应城支线和五里桥—贺胜桥—横沟桥一带:在河南境内的平顶山、周口西、郾城—驻马店的沙汝河平原和确山—信阳北的低山丘陵也有零星分布。

湖北境内的膨胀土主要分布于高程30~45m的垅岗和岗间坳沟地带,自然地形坡度平缓。土体时代为更新世,颜色呈棕黄、褐黄、棕红色,土体平均自由膨胀率:周港一带下更新统82%(最大99%),应城支线中更新统62%(最大109%),五里桥—贺胜桥一横沟桥一带上更新统44%(最大72%)。土体胀缩性危害主要导致当地居民低层建筑墙体拉裂破坏,斜坡和水渠边坡坍滑。

河南境内的膨胀土分布于淮河平原边缘的平顶山东和确山—信阳北的低山丘陵,以及沙汝河平原之间的周口和郾城—驻马店地段。土体时代为中、晚更新世,颜色呈棕黄、灰绿、棕红色,干燥时呈硬塑状态,裂隙发育,含铁锰质和钙质结核,平均自由膨胀率43.5%。平顶山以膨胀破坏为主,而信阳多以收缩破坏为主,多发生在干旱季节。

(3)盐渍土:

土中易溶盐含量大于0.5%的土称为盐渍土。由于它发育于地表土层中,与道路、低层建筑等有关,主要是土的腐蚀作用以及盐胀和溶陷作用对工程建设的危害。盐渍土按地理分布可分为滨海盐渍土、冲积平原盐渍土和内陆盐渍土等类型。我国盐渍土主要分布在北方诸省区。盐渍土的形成及其所含盐的成分和数量与当地的地形地貌、气候条件、地下水的埋藏深度和矿化度、土壤性质和人类活动有关;它的厚度并不大,一般分布于地表以下1.5~4m范围内,且由地面至深部含盐量逐渐减少。盐渍土的形成一般是由于地下水埋深过浅(甚至出露地面),蒸发强烈而盐分在地表的聚积所致。

盐渍土的性质与所含盐分和含盐量有关。土中的盐类主要是氯盐、硫酸盐和碳酸盐三类,因此盐渍土也相应地划分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土(表4-7)。盐渍土中所含盐分及其数量对土的工程地质性质影响很大。由于土成分的改变,影响了土的结构,从而影响了塑性、透水性、膨胀性、压缩性、击实性等性质。

表4-7 盐渍土的分类

本管线工程的盐渍土主要分布于甘肃段通渭以西、陕西段华县—华阴地段和山西段的永济市东北伍姓湖区(K48~K54)及清徐张花营村—榆次西荣(K451~K464)地段。

甘肃段通渭以西地段河谷平原一级阶地潜水位埋深很浅,经测定,土壤中平均含盐量3.4%,最大可达8%~15%,属硫酸—氯型中—超盐渍土。

陕西段华县—华阴地段的盐渍土是由于黄河三门峡水库淤积和回水,引起潜水位壅高,使渭河南岸赤水河至方山河一级阶地中部成为浸没区,而导致土壤盐渍化。但近年来当地大量开采地下水,潜水位埋深增大,盐渍化已几近消失。

山西段永济伍姓湖区地势低洼(比周边低5~8m),表层土由粉质粘土和粉土组成,潜水位埋深0~3m,土中含盐量1.06%~1.18%,类型为硫酸—氯型,属中盐渍土。清除张花营村—榆次西地段地势较周边略低,表层土为粉土,潜水位埋深0.2~3m,土中含盐量0.44%~1.12%,类型为氯—硫酸盐型,属弱—中盐渍土。硫酸盐结晶膨胀以及腐蚀作用,对管道将有一定危害。

(4)淤泥质土:

淤泥质土是指在水流缓慢甚或静水环境中沉积,有微生物参与作用的条件下,含较多有机质,而疏松软弱的粘性土,它是近代在滨海、湖泊、沼泽、河弯、废河道等地区沉积的未经固结的一种特殊土。从外观看,这类土常呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等颜色,污染手指并有臭味。土中含有大量亲水性强的粘土矿物(蒙脱石和伊利石占多数),有机质含量较多(一般含量 5%~15%),天然孔隙比大于1,天然含水率大于液限。其结构形式常为蜂窝状或棉絮状,疏松多孔,压缩性很强,地基承载力很低。我国淤泥质土的地理分布基本上可分为两大类:一类是沿海沉积的,另一类是内陆和山区湖沼盆地沉积的。前者分布稳定而厚度大,后者常零星分布且厚度小。

本管线工程的淤泥质土主要分布于湖北—湖南段。管道经过长江等13条大中型河流的冲湖积平原低洼地段,有较大范围的淤泥质软土分布,有机质含量大于1.5%,岩性为淤泥、淤泥质粘土和淤泥质粉土,呈软塑—流塑状,天然含水率多大于35%,最高达133%,孔隙比1~2.02,最高达3.12,压缩系数一般大于0.5MPa-1,最高可达3.68MPa-1,凝聚力一般9.8~29.4k Pa,内摩擦角6°~15°,地基承载力,天然状态下一般为25~55k Pa,常导致建筑物过量沉降和不均匀沉降。很显然,这类土体对管沟开挖影响较大,常导致沟坡坍塌挤出而不易成形。此外,对场站地基稳定性也有影响。

『陆』 常用的岩体工程地质分级的因素指标有哪些

按照国标进行工程岩体分级,基本指标是岩石坚硬程度和岩体完整程度。
再加上修正指内标,地下水、岩体初始容应力状态、工程轴线或走向线与主要结构面产状的组合关系三个指标进行修正。
具体参见《工程岩体分级标准》(GB50218-2014).

『柒』 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。

『捌』 1.你知道的岩体工程类型有哪些评价其优缺点

我国工程地质科学工作者(科学院地质所等)为了建立统一评价工程岩爆稳定性的版分级标准,为权岩土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,经过多年研究并制定颁布了我国工程岩体分级标准(GB50218-94)。对岩体进行级别划分,不仅可以确定爆破岩体的基本质量级别,还可用于判断岩体爆破的难易程度,不同级别的岩石对应各自不同的岩体工程特点,无法评价其优缺点。

『玖』 什么层状岩类中等型的三类二型的工程地质类型

井田内岩石以碎屑沉积岩为主,层状结构,岩体各向异性;力学强度变化大,煤层顶底板岩石的强度低,以软弱岩石为主,岩体的稳定性较差。井田内地质构造简单,岩石裸露地表后易风化破碎,第四系松散层分布广泛,厚度较大,松散,未来煤矿开采后,局部地段易发生顶板冒落及底板软化变形等矿山工程地质问题。因此,井田工程地质勘查类型划分为第三类第二型层状岩类工程地质条件中等型。

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