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有哪些工程岩体分类方法

发布时间:2022-06-22 11:01:41

㈠ 岩土工程勘察 6.岩体结构的基本类型有哪些

按结构面和结构体组合形式,尤其是结构面性状,可将岩体划分如下结构类型:①整体块状结构,包括整体(断续)结构、块状结构和菱块状结构;②层状结构,包括层状结构和薄层(板状)结构;③碎裂结构,包括镶嵌结构、层状碎裂结构和碎裂结构;④散体结构,包括块夹泥结构和泥夹块结构;⑤ 块状结构等。

㈡ 岩石工程分级的目的和意义是什么,常用哪些表示方法

按成因不同,将岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类,对于采掘工程来说,又要求对岩石进行定量的区分,以便能正确地进行工程设计,合理地选用施工方法、施工设备、机具与器材,准确地制定生产定额和材抖消耗定额等。普氏分级法
,根据锚喷支护需要,按照煤矿岩层特点制定的围岩分类岩芯质量指标分级法(R
.Q
.D

㈢ 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

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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

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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)

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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。

㈣ 岩土的工程分类方法及其意义是什么

分类方法,作为建筑地基的岩土, 可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
根据土方开挖难易程度不同,可将土石分为八类,以便选择施工方法和确定劳动量, 为计算劳动量、机具及工程费用提供依据。
(1)一类土:松软土。 主要包括砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥(泥炭)等。坚实系数为0.5~ 0.6,采用锹、锄头挖掘,少许用脚蹬。
(2)二类土:普通土。 主要包括粉质黏土,潮湿的黄土,夹有碎石、卵石的砂,粉土混卵(碎)石,种植土、填 土等。坚实系数为0.6~O.8,用锹、锄头挖掘,少许用镐翻松。
(3)三类土:坚土。 主要包括软及中等密实黏土,重粉质黏土、砾石土,干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉 质黏土,压实的填土等。坚实系数为0.8~1.0,主要用镐,少许用锹、锄头挖掘,部分用撬 棍。
(4)四类土:砂砾坚土。 主要包括坚硬密实的黏性土或黄土,含碎石、卵石的中等密实的黏性土或黄土,粗卵石, 天然级配砂石,软泥灰岩等。坚实系数为1.0~1.5,整个先用镐、撬棍,后用锹挖掘,部分 使用楔子及大锤。
(5)五类土:软石。 主要包括硬质黏土,中密的页岩、泥灰岩、白垩土,胶结不紧的砾岩,软石灰及贝壳石 灰石等。坚实系数为1.5~4.0,用镐或撬棍、大锤挖掘,部分使用爆破方法。
(6)六类土:次坚石。 主要包括泥岩、砂岩、砾岩,坚实的页岩、泥灰岩,密实的石灰岩,风化花岗岩、片麻 岩及正长岩等。坚实系数为4.0~10.0,用爆破方法开挖,部分用风镐。
(7)七类土:坚石。 主要包括大理石,辉绿岩,玢岩,粗、中粒花岗岩,坚实的白云石、砂岩、砾岩、片麻 岩、石灰岩,微风化安山岩,玄武岩等。坚实系数为10.0~18.0,用爆破方法开挖。
(8)八类土:特坚石。 主要包括安山岩,玄武岩,花岗片麻岩,坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、 辉绿岩、玢岩、角闪岩等。坚实系数为18.0~25.0以上,用爆破方法开挖。
岩土的工程性能
(1)内摩擦角。
(2)土抗剪强度。
(3)黏聚力。
(4)土的天然含水量。
(5)土的天然密度。
(6)土的干密度。
(7)土的密实度。
(8)土的可松性。

㈤ 中华人民共和国《工程岩体分级标准》(GB—)

1 总则

1.0.1 为建立统一的评价工程岩体稳定性的分级方法;为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,制定本标准。

1.0.2 本标准适用于各类型岩石工程的岩体分级。

1.0.3 工程岩体分级,应采用定性与定量相结合的方法,并分两步进行,先确定岩体基本质量,再结合具体工程的特点确定岩体级别。

1.0.4 工程岩体分级所必需的地质调查和岩石试验,除应符合本标准外,尚应符合有关现行国家标准的规定。

2 术语、符号(略)

3 岩体基本质量的分级因素

3.1 分级因素及其确定方法

3.1.1 岩体基本质量应由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定。

3.1.2 岩石坚硬程度和岩体完整程度,应采用定性划分和定量指标两种方法确定。

3.2 岩石坚硬程度的定性划分

3.2.1 岩石坚硬程度,应按表3.2.1进行定性划分。

表3.2.1 岩石坚硬程度的定性划分

3.2.2 岩石坚硬程度定性划分时,其风化程度应按表3.2.2确定。

表3.2.2 岩石风化程度的划分

3.3 岩体完整程度的定性划分

3.3.1 岩体完整程度,应按表3.3.1进行定性划分。

表3.3.1 岩体完整程度的定性划分

3.3.2 结构面的结合程度,应根据结构面特征,按表3.3.2确定。

表3.3.2 结构面结合程度的划分

3.4 定量指标的确定和划分

3.4.1 岩石坚硬程度的定量指标,应采用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)。Rc应采用实测值。当无条件取得实测值时,也可采用实测的岩石点荷载强度指数(Is(50))的换算值,并按下式换算:

地质工程学原理

3.4.2 岩石单轴饱和抗压强度(Rc)与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系,可按表3.4.2确定。

表3.4.2 Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系

3.4.3 岩体完整程度的定量指标,应采用岩体完整性指数(Kv)。Kv应采用实测值。当无条件取得实测值时,也可用岩体体积节理数(Jv),按表3.4.3确定对应的Kv值。

表3.4.3 Jv与Kv对照表

3.4.4 岩体完整性指数(Kv)与定性划分的岩体完整程度的对应关系,可按表3.4.4确定。

表3.4.4 Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系

3.4.5 定量指标Kv、Jv的测定,应符合本标准附录A的规定。

4 岩体基本质量分级

4.1 基本质量级别的确定

4.1.1 岩体基本质量分级,应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标(BQ)两者相结合,按表4.1.1确定。

表4.1.1 岩体基本质量分级

4.1.2 当根据基本质量定性特征和基本质量指标(BQ)确定的级别不一致时,应通过对定性划分和定量指标的综合分析,确定岩体基本质量级别。必要时,应重新进行测试。

4.2 基本质量的定性特征和基本质量指标

4.2.1 岩体基本质量的定性特征,应由表3.2.1和表3.3.1所确定的岩石坚硬程度和岩体完整程度组合确定。

4.2.2 岩体基本质量指标(BQ),应根据分级因素的定量指标Rc的兆帕数值和Kv,按下式计算:

地质工程学原理

注:使用(4.2.2)式时,应遵守限制条件:①当Rc>90Kv+30时,应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值。②当Kv>0.04Rc+0.4时,应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。

5.工程岩体级别的确定

5.1 一般规定

5.1.1 对工程岩体进行初步定级时,宜按表4.1.1规定的岩体基本质量级别作为岩体级别。

5.1.2 对工程岩体进行详细定级时,应在岩体质量分级的基础上,结合不同类型工程的特点,考虑地下水状态、初始应力状态、工程轴线或走向线的方位与主要软弱结构面产状的组合关系等必要的修正因素,其中边坡岩体,还应考虑地表水的影响。

5.1.3 岩体初始应力状态,当无实测资料时,可根据工程埋深或开挖深度、地形地貌、地质构造运动史、主要构造线和开挖过程中出现的岩爆、岩心饼化等特殊地质现象,按本标准附录B作出评估。

5.1.4 当岩体的膨胀性、易溶性以及相对于工程范围,规模较大、贯通性较好的软弱结构面成为影响岩体稳定性的主要因素时,应考虑这些因素对工程岩体级别的影响。

5.1.5 岩体初步定级时,岩体物理力学参数,可按本标准附录C中表C.0.1选用。结构面抗剪断峰值强度参数,可根据岩石坚硬程度和结构面结合程度,按本标准附录C中表C.0.2选用。

5.2 工程岩体级别的确定

5.2.1 地下工程岩体详细定级时,如遇有下列情况之一时,应对岩体基本质量指标(BQ)进行修正,并以修正后的值按表4.1.1确定岩体级别。

5.2.1.1 有地下水;

5.2.1.2 岩体稳定性受软弱结构面影响,且由一组起控制作用;

5.2.1.3 存在本标准附录B表B.0.1所列高初始应力现象。

5.2.2 地下工程岩体基本质量指标修正值([BQ]),可按附录D计算。

5.2.3 对跨度等于或小于20m的地下工程,当已确定级别的岩体,其实际的自稳能力,与本标准附录E相应级别的自稳能力不相符时,应对岩体级别作相应调整。

5.2.4 对大型的或特殊的地下工程岩体,除应按本标准确定基本质量级别外,详细定级时,尚可采用有关标准的方法,进行对比分析,综合确定岩体级别。

5.2.5 工业与民用建筑地基岩体应按表4.1.1规定的基本质量级别定级。

5.2.6 工业与民用建筑地基岩体基岩承载力可按下列规定确定:

5.2.6.1 各级岩体基岩承载力基本值(f0)可按表5.2.6-1确定。

表5.2.6-1 基岩承载力基本值(f0

5.2.6.2 考虑基岩形态影响时,基岩承载力标准值(fk)可按下式确定。

地质工程学原理

5.2.6.3 基岩形态影响折减系数(η),可按表5.2.6-2选用。

表5.2.6-2 基岩形态影响折减系数η

5.2.7 边坡工程岩体详细定级时,应按不同坡高考虑地下水、地表水、初始应力场、结构面间组合、结构面的产状与边坡面间的关系等因素对边坡岩体级别的影响进行修正。

附录A KV、JV测试的规定

A.0.1 岩体完整性指数(KV),应针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有代表性的点、段,测定岩体弹性纵波速度,并应在同一岩体取样测定岩石弹性横波速度。Kv值应按下式计算:

地质工程学原理

式中:Vpm为岩体弹性纵波速度(km/s);Vpr为岩石弹性横波速度(km/s)。

A.0.2 岩体体积节理数(Jv),应针对不同的工程地质岩组或岩性段,选择有代表性的露头或开挖壁面进行节理(结构面)统计。除成组节理外,对延伸长度大于1m的分散节理亦应予以统计。已为硅质、铁质、钙质充填再胶结的节理不予统计。

每一测点的统计面积,不应小于2×5m2。岩体Jv值,应根据节理统计结果,按下式计算:

地质工程学原理

式中:Jv为岩体体积节理数(条/m3);Sn为第n组节理每米长测线上的条数;Sk为每立方米岩体非成组节理条数。

附录B 岩体初始应力场评估

B.0.1 在无实测成果时,可根据地质勘察资料,按下列方法对初始应力场作出评估:

(1)较平缓的孤山体,一般情况下,初始应力的垂直向应力为自重应力,水平向应力不大于γH·ν/(1-ν)。

(2)通过对历次构造形迹的调查和对近期构造运动的分析,以第一序次为准,根据复合关系,确定最新构造体系,据此确定初始应力的最大主应力方向。

当垂直向应力为自重应力,且是主应力之一时,水平向主应力较大的一个,可取(0.8~1.2)γH或更大。

(3)埋深大于1000m,随着深度的增加,初始应力场逐渐趋向于静水压力分布,大于1500m以后,一般可按静水压力分布考虑。

(4)在峡谷地段,从谷坡至山体以内,可区分为应力释放区、应力集中区和应力稳定区。峡谷的影响范围,在水平方向一般为谷宽的1~3倍。对两岸山体,最大主应力方向一般平行于河谷,在谷底较深部位,最大主应力趋于水平且转向垂直于河谷。

(5)地表岩体剥蚀显着地区,水平向应力仍按原覆盖厚度计算。

(6)发生岩爆或岩心饼化现象,应考虑存在高初始应力的可能,此时,可根据岩体在开挖过程中出现的主要现象,按表B.0.1评估。

注:H为工程埋深(m),γ为岩体重力密度(kN/m3),ν为岩体泊松比。

表B.0.1 高初始应力地区岩体在开挖过程中出现的主要现象

附录C 岩体及结构面物理力学参数

C.0.1 岩体物理力学参数可按表C.0.1选用

表C.0.1 岩体物理力学参数

C.0.2 岩体结构面抗剪断峰值强度参数可按表C.0.2选用

表C.0.2 岩体结构面抗剪断峰值强度

附录D 岩体基本质量指标的修正

D.0.1 岩体基本质量指标修正值([BQ]),可按下式计算:

地质工程学原理

式中:[BQ]为岩体基本质量指标修正值;BQ为岩体基本质量指标;K1为地下水影响修正系数;K2为主要软弱结构面产状影响修正系数;K3为初始地应力状态影响修正系数。

K1、K2、K3值,可分别按表D.0.1-1、D.0.1-2、D.0.1-3确定,无表中所列情况时,修正系数为零。[BQ]出现负值时,应按特殊问题处理。

表D.0.1-1 地下水影响修正系数K1

表D.0.1-2 主要软弱结构面产状影响修正系数K2

表D.0.1-3 初始应力状态影响修正系数K3

附录E 地下工程岩体自稳能力

E.0.1 地下工程岩体自稳能力,应按表E.0.1确定。

表E.0.1 地下工程岩体自稳能力

续表

㈥ 工程岩体分级标准

法律分析:由于岩体的特征十分复杂,目前在国际上、工程岩体分类趋向于利用多种测试方法和手段去获取岩体的多项定量指标,并对各参数给以不同的评分,最后根据结合特征值并与工程地质勘察和岩体测试式作相结合,划分和确定岩体工程质量的好坏,以便根据分类要求,判定类别,采取相应工程措施。对岩体的分级依靠工程岩体比尼奥斯基分类法。

法律依据:《建设部标准定额司关于同意等三十三项电力行业标准备案的函》 中国电力企业联合会:

你单位“关于申请三十三项电力行业工程建设标准备案的函”收悉。经研究,同意《水电水利工程岩体观测规程》等三十三项标准作为“中华人民共和国工程建设行业标准”备案(详见附件)。

该三十三项标准的备案公告,将刊登在近期出版的《工程建设标准化》刊物上。

㈦ 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—崔家端口—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。

㈧ 工程岩体结构类型

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:岩浆借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,其生物界面貌显着不同。因而风化作用也存在显着的差别。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着,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,其承载力会显着降低,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。因此成为世界着名的“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。

㈨ 给岩石分类有哪几种方法

岩石分类方法中,最重要、最普遍的是按照其地质成因,将岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。此外,还有几种方法:如按照岩石是产于地球内还是地球外,将岩石分为地球岩石和宇宙岩石;按照岩石组成矿物是单一的还是多种的,将岩石分为单矿岩和复矿岩;按照是无机还是有机成因,将岩石分为无机岩和有机岩;按照是天然成因还是人工的,将岩石分为天然岩石和人造岩石。

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