工程地質巖石的工程地質性質詳解教學課件

第五節(jié)巖石的工程地質性質2020/10/161第五節(jié)巖石的工程地質性質2020/10/161一、礦物巖石的鑒定特征和工程地質性質12種造巖礦物：滑石、高嶺石、綠泥石、黑云母、白云母、方解石、白云石、角閃石、輝石、正長石、斜長石、石英。礦物的肉眼鑒定特征：顏色、形態(tài)、硬度、解理、光澤、鹽酸反應等。三大巖類：巖漿巖12種、沉積巖10種、變質巖8種。巖石的肉眼鑒定特征：結構、成分、構造。巖石的工程地質性質主要表現在：1.力學性質2.水理性質(透水性和抗水性)3.抗風化能力2020/10/162一、礦物巖石的鑒定特征和工程地質性質巖石的工程地質性質主要表二、巖石的力學性質：單軸抗壓強度礦物成分：硬度大的：石英、長石、角閃石、輝石、硬度中等的：方解石、白云石硬度小的：云母、綠泥石、高嶺石、滑石2020/10/163二、巖石的力學性質：單軸抗壓強度2020/10/163《巖土工程勘查規(guī)范》GB50021-2001（2009年版），按巖石的飽和單軸極限抗壓強度把巖石劃分為堅硬巖、中硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖。硬質巖石:巖漿巖，硅質、鈣質、鐵質膠結的碎屑巖，石灰?guī)r，片麻巖，大理巖，石英巖。軟質巖石:泥質巖（頁巖、粘土巖），泥質膠結的碎屑巖，板巖，千枚巖，片巖，火山凝灰?guī)r。上述軟質巖類如果含有硅質成分，強度將顯著提高。2020/10/164《巖土工程勘查規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）常見巖石的飽和抗壓強度范圍2020/10/165常見巖石的飽和抗壓強度范圍2020/10/165三、巖石的水理性質:透水性和抗水性(軟化性，溶解性)

(1)透水性：主要決定于巖石巖體的空隙性。巖體中的縫隙，有原生的和次生的。巖體中的原生縫隙：巖漿巖（以玄武巖為代表）的氣孔構造；某些碎屑沉積巖（如接觸式膠結的砂巖）中的孔隙；玄武巖的原生柱狀裂隙；沉積巖的原生層間裂隙。2020/10/166三、巖石的水理性質:透水性和抗水性(軟化性，溶解性)20玄武巖的原生柱狀裂隙Giant'sCauseway,NorthernIreland.NationalPark,California,USA2020/10/167玄武巖的原生柱狀裂隙Giant'sCauseway,No沉積巖的層間裂隙2020/10/168沉積巖的層間裂隙2020/10/168巖體中的次生縫隙：地殼運動在巖體中形成的構造裂隙；外動力地質作用形成，風化裂隙、溶蝕裂隙（溶洞）和裂隙卸荷。構造裂隙2020/10/169巖體中的次生縫隙：構造裂隙2020/10/169石灰?guī)r溶蝕裂隙2020/10/1610石灰?guī)r溶蝕裂隙2020/10/1610卸荷裂隙2020/10/1611卸荷裂隙2020/10/1611(2)軟化性：巖石浸水后強度會有所降低。巖石的軟化性用軟化系數描述。巖石的軟化系數Kr=飽和單軸抗壓強度/干單軸抗壓強度軟化系數Kr<0.75者，屬于軟化巖石。巖石的軟化性，決定于巖石的礦物成分。親水礦物：粘土礦物（高嶺石等）、綠泥石、滑石、云母。易于遇水軟化的巖石：泥質巖(頁巖、粘土巖)，泥質膠結的碎屑巖，板巖，千枚巖，片巖，火山凝灰?guī)r，等。幾乎所有的軟質巖石都是易于軟化的。2020/10/1612(2)軟化性：巖石浸水后強度會有所降低。巖石的軟化性用軟化常見種類巖石的軟化系數范圍2020/10/1613常見種類巖石的軟化系數范圍2020/10/1613(3)溶解性：決定于巖石的礦物成分可溶解礦物：巖鹽NaCl、KCl、石膏CaSO4·2H2O、方解石。方解石具微弱的溶解性，但石灰?guī)r是地表分布最廣的巖石。在長時間的地質歷史中，形成普遍的溶蝕。石灰?guī)r地區(qū)的溶隙溶洞，為地下水流動提供通道；基巖存在Karst溶洞，常導致工程地質和環(huán)境地質問題。2020/10/1614(3)溶解性：決定于巖石的礦物成分2020/10/1614石林（石灰?guī)r溶蝕地貌）圖片來自2020/10/1615石林（石灰?guī)r溶蝕地貌）2020/10/1615石灰?guī)r溶蝕地貌(MalhamCove,UK)圖片來自2020/10/1616石灰?guī)r溶蝕地貌(MalhamCove,UK)2020/石灰?guī)r溶洞（圖片來自）2020/10/1617石灰?guī)r溶洞（圖片來自）2020/10/1617石灰?guī)r溶蝕地貌---象鼻山2020/10/1618石灰?guī)r溶蝕地貌---象鼻山2020/10/1618四、巖石的抗風化能力抗化學風化的能力，主要取決于其成分。造巖礦物在地表風化條件下的化學穩(wěn)定性2020/10/1619四、巖石的抗風化能力2020/10/1619沉積巖的兩種主要成分：石英和粘土礦物。石英的化學穩(wěn)定性最強；粘土礦物在化學風化的條件下穩(wěn)定性也較好，但是容易受地下水的作用而軟化，易發(fā)生物理風化。沉積巖的組成成分，為地表風化產物，大部分具有較好的抗化學風化能力。巖漿巖，大部分為不穩(wěn)定的硅酸鹽礦物。在化學風化條件下，易于被分解破壞。2020/10/1620沉積巖的兩種主要成分：石英和粘土礦物。2020/10/162五、三大巖類的工程地質性質(1)巖漿巖的工程地質性質絕大部分巖漿巖，力學強度高，透水性弱，抗水性強（不軟化，不溶解）。但同沉積巖相比抗風化能力較弱。不同產狀的巖漿巖略有差異：深成巖漿巖：礦物顆粒間結晶聯(lián)結，力學強度高；孔隙率小，透水性弱、抗水性強；巖體大、整體穩(wěn)定性好；良好的建筑地基和天然建筑石材。總體抗化學風化能力較差。2020/10/1621五、三大巖類的工程地質性質2020/10/1621淺成巖和噴出巖力學強度高，一般不透水，不軟化。具有氣孔構造、流紋構造及發(fā)育有原生裂隙的巖漿巖，會增加透水性?？癸L化能力較深成巖強。陸地出露最廣的巖漿巖依次是：花崗(閃長)巖、玄武巖、安山巖。2020/10/1622淺成巖和噴出巖陸地出露最廣的巖漿巖依次是：花崗(閃長)巖、玄(2)沉積巖的工程地質性質碎屑巖的成分碎屑：石英，長石、巖石碎屑；膠結物：硅質(SiO2)、鈣質(CaCO3)、泥質(高嶺石等)、鐵質(Fe2O3)。泥質巖的成分粘土礦物高嶺石等。化學巖的成分方解石、白云石、SiO2等。力學性質、水理性質差異很大，除泥質巖外，抗風化能通常都較強。2020/10/1623(2)沉積巖的工程地質性質力學性質、水理性質差異很大，碎屑巖的工程地質性質工程地質性質一般較好，但其膠結物的成分對其強度影響顯著：硅質膠結者，強度較高、抗風能力強、透水性低、抗水性好，鈣質膠結的次之，泥質膠結的最差。火山碎屑巖中的凝灰?guī)r，強度低，為軟弱巖；遇水軟化。泥質巖的工程地質性質易風化，強度低，在外荷載作用下變形大，遇水易軟化和泥化。泥質巖的天然邊坡穩(wěn)定性差。透水性小，可成為天然的隔水防滲層。2020/10/1624碎屑巖的工程地質性質泥質巖的工程地質性質2020/10/16化學巖的工程地質性質石灰?guī)r力學強度大多較高，抗水性弱(具溶解性)，地下水的溶蝕形成喀斯特(Karst)空洞。是地下水的集中滲流通道，地基中的不穩(wěn)定區(qū)。白云巖力學強度較高，具有微弱的溶蝕性。硅質巖強度高，抗水性好，抗風化能力強。沉積巖中分布最廣的是石灰?guī)r，其次是泥質巖（頁巖和粘土巖）和砂巖。2020/10/1625化學巖的工程地質性質2020/10/1625沉積巖都具有層理構造：巖體力學性質，各向異性。層理面，往往是力學薄弱面和透水界面。2020/10/1626沉積巖都具有層理構造：2020/10/1626(3)變質巖的工程地質性質

變質巖的工程地質性質與其原巖密切相關。原巖為巖漿巖的變質巖與巖漿巖相近：如，花崗片麻巖－－花崗巖原巖為沉積巖的變質巖與沉積巖相近：板巖、千枚巖、片巖－－泥質巖；石英巖－－硅質膠結的石英砂巖；大理巖－－石灰?guī)r。含大量片狀礦物的（如滑石、綠泥石、云母和絹云母等）的巖石，其力學強度相對較低，抗水性弱，抗風化能力也較差。變質巖的片理構造（片麻狀、片狀、千枚狀和板狀構造）使其具有各向異性的特征，而且片理面往往成為巖體中的薄弱面。

2020/10/1627(3)變質巖的工程地質性質

含大量片狀礦物的（如滑石、綠泥THANKSFORWATCHING謝謝大家！本文檔為精心編制而成，您可以在下載后自由修改和打印，希望下載對您有幫助！演講人:XXXPPT文檔·教學課件THANKS謝謝大家！本文檔為精心編制而成，您可以在下載后自第五節(jié)巖石的工程地質性質2020/10/1629第五節(jié)巖石的工程地質性質2020/10/161一、礦物巖石的鑒定特征和工程地質性質12種造巖礦物：滑石、高嶺石、綠泥石、黑云母、白云母、方解石、白云石、角閃石、輝石、正長石、斜長石、石英。礦物的肉眼鑒定特征：顏色、形態(tài)、硬度、解理、光澤、鹽酸反應等。三大巖類：巖漿巖12種、沉積巖10種、變質巖8種。巖石的肉眼鑒定特征：結構、成分、構造。巖石的工程地質性質主要表現在：1.力學性質2.水理性質(透水性和抗水性)3.抗風化能力2020/10/1630一、礦物巖石的鑒定特征和工程地質性質巖石的工程地質性質主要表二、巖石的力學性質：單軸抗壓強度礦物成分：硬度大的：石英、長石、角閃石、輝石、硬度中等的：方解石、白云石硬度小的：云母、綠泥石、高嶺石、滑石2020/10/1631二、巖石的力學性質：單軸抗壓強度2020/10/163《巖土工程勘查規(guī)范》GB50021-2001（2009年版），按巖石的飽和單軸極限抗壓強度把巖石劃分為堅硬巖、中硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖。硬質巖石:巖漿巖，硅質、鈣質、鐵質膠結的碎屑巖，石灰?guī)r，片麻巖，大理巖，石英巖。軟質巖石:泥質巖（頁巖、粘土巖），泥質膠結的碎屑巖，板巖，千枚巖，片巖，火山凝灰?guī)r。上述軟質巖類如果含有硅質成分，強度將顯著提高。2020/10/1632《巖土工程勘查規(guī)范》GB50021-2001（2009年版）常見巖石的飽和抗壓強度范圍2020/10/1633常見巖石的飽和抗壓強度范圍2020/10/165三、巖石的水理性質:透水性和抗水性(軟化性，溶解性)

(1)透水性：主要決定于巖石巖體的空隙性。巖體中的縫隙，有原生的和次生的。巖體中的原生縫隙：巖漿巖（以玄武巖為代表）的氣孔構造；某些碎屑沉積巖（如接觸式膠結的砂巖）中的孔隙；玄武巖的原生柱狀裂隙；沉積巖的原生層間裂隙。2020/10/1634三、巖石的水理性質:透水性和抗水性(軟化性，溶解性)20玄武巖的原生柱狀裂隙Giant'sCauseway,NorthernIreland.NationalPark,California,USA2020/10/1635玄武巖的原生柱狀裂隙Giant'sCauseway,No沉積巖的層間裂隙2020/10/1636沉積巖的層間裂隙2020/10/168巖體中的次生縫隙：地殼運動在巖體中形成的構造裂隙；外動力地質作用形成，風化裂隙、溶蝕裂隙（溶洞）和裂隙卸荷。構造裂隙2020/10/1637巖體中的次生縫隙：構造裂隙2020/10/169石灰?guī)r溶蝕裂隙2020/10/1638石灰?guī)r溶蝕裂隙2020/10/1610卸荷裂隙2020/10/1639卸荷裂隙2020/10/1611(2)軟化性：巖石浸水后強度會有所降低。巖石的軟化性用軟化系數描述。巖石的軟化系數Kr=飽和單軸抗壓強度/干單軸抗壓強度軟化系數Kr<0.75者，屬于軟化巖石。巖石的軟化性，決定于巖石的礦物成分。親水礦物：粘土礦物（高嶺石等）、綠泥石、滑石、云母。易于遇水軟化的巖石：泥質巖(頁巖、粘土巖)，泥質膠結的碎屑巖，板巖，千枚巖，片巖，火山凝灰?guī)r，等。幾乎所有的軟質巖石都是易于軟化的。2020/10/1640(2)軟化性：巖石浸水后強度會有所降低。巖石的軟化性用軟化常見種類巖石的軟化系數范圍2020/10/1641常見種類巖石的軟化系數范圍2020/10/1613(3)溶解性：決定于巖石的礦物成分可溶解礦物：巖鹽NaCl、KCl、石膏CaSO4·2H2O、方解石。方解石具微弱的溶解性，但石灰?guī)r是地表分布最廣的巖石。在長時間的地質歷史中，形成普遍的溶蝕。石灰?guī)r地區(qū)的溶隙溶洞，為地下水流動提供通道；基巖存在Karst溶洞，常導致工程地質和環(huán)境地質問題。2020/10/1642(3)溶解性：決定于巖石的礦物成分2020/10/1614石林（石灰?guī)r溶蝕地貌）圖片來自2020/10/1643石林（石灰?guī)r溶蝕地貌）2020/10/1615石灰?guī)r溶蝕地貌(MalhamCove,UK)圖片來自2020/10/1644石灰?guī)r溶蝕地貌(MalhamCove,UK)2020/石灰?guī)r溶洞（圖片來自）2020/10/1645石灰?guī)r溶洞（圖片來自）2020/10/1617石灰?guī)r溶蝕地貌---象鼻山2020/10/1646石灰?guī)r溶蝕地貌---象鼻山2020/10/1618四、巖石的抗風化能力抗化學風化的能力，主要取決于其成分。造巖礦物在地表風化條件下的化學穩(wěn)定性2020/10/1647四、巖石的抗風化能力2020/10/1619沉積巖的兩種主要成分：石英和粘土礦物。石英的化學穩(wěn)定性最強；粘土礦物在化學風化的條件下穩(wěn)定性也較好，但是容易受地下水的作用而軟化，易發(fā)生物理風化。沉積巖的組成成分，為地表風化產物，大部分具有較好的抗化學風化能力。巖漿巖，大部分為不穩(wěn)定的硅酸鹽礦物。在化學風化條件下，易于被分解破壞。2020/10/1648沉積巖的兩種主要成分：石英和粘土礦物。2020/10/162五、三大巖類的工程地質性質(1)巖漿巖的工程地質性質絕大部分巖漿巖，力學強度高，透水性弱，抗水性強（不軟化，不溶解）。但同沉積巖相比抗風化能力較弱。不同產狀的巖漿巖略有差異：深成巖漿巖：礦物顆粒間結晶聯(lián)結，力學強度高；孔隙率小，透水性弱、抗水性強；巖體大、整體穩(wěn)定性好；良好的建筑地基和天然建筑石材。總體抗化學風化能力較差。2020/10/1649五、三大巖類的工程地質性質2020/10/1621淺成巖和噴出巖力學強度高，一般不透水，不軟化。具有氣孔構造、流紋構造及發(fā)育有原生裂隙的巖漿巖，會增加透水性?？癸L化能力較深成巖強。陸地出露最廣的巖漿巖依次是：花崗(閃長)巖、玄武巖、安山巖。2020/10/1650淺成巖和噴出巖陸地出露最廣的巖漿巖依次是：花崗(閃長)巖、玄(2)沉積巖的工程地質性質碎屑巖的成分碎屑：石英，長石、巖石碎屑；膠結物：硅質(SiO2)、鈣質(CaCO3)、泥質(高嶺石等)、鐵質(Fe2O3)。泥質巖的成分粘土礦物高嶺石等。化學巖的成分方解石、白云石、SiO2等。力學性質、水理性質差異很大，除泥質巖外，抗風化能通常都較強。2020/10/1651(2)沉積巖的工程地質性質力學性質、水理性質差異很大，碎屑巖的工程地質性質工程地質性質一般較好，但其膠結物的成分對其強度影響顯著：硅質膠結者，強度較高、抗風能力強、透水性低、抗水性好，鈣質膠結的次之，泥質膠結的最差?；鹕剿樾紟r中的凝灰?guī)r，強度低，為軟弱巖；遇水軟化。泥質巖的工程地質性質易風化，強度低，在外荷載作用下變形大，遇水易軟化和泥化。泥質巖的天然