第四节风化作用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章,岩石及特殊土的工程性质,风 化 作 用,第 四 节,一、风化作用的类型,（一）物理风化：岩石机械破碎,1、温度变化,地壳表层的岩石在阳光、风、电、大气降水、气温变化等外营力作用下及生物活动等因素影响下，会引起岩石矿物成分和化学成分以及结构构造的变化，使岩石逐渐发生破坏的过程称为风化作用。,风化作用,热胀冷缩。岩石表面白天温度升高，体积膨胀；夜晚温度下降，体积收缩，内部岩石受围压作用而破坏。,2、冰劈作用,温度下降，水结冰，体积膨胀，产生膨胀力，破坏岩石。,（二）化学风化作用：导致岩石化学成分改变，使岩石破碎,2、水化作用,CO,2,+H,2,O+CaCO,3,=Ca(HCO,3,),2,3、盐类结晶作用,水分蒸发，溶液达到饱和，气温下降，盐分结晶，对岩石产生压力，使岩石破碎。,1、溶解作用,水或,水溶液直接溶解岩石中矿物的作用称为溶解作用,某些矿物和水化合，产生新生物质导致岩石破坏，硬石膏（,CaSO,4,）,吸水后形成石膏（,CaSO,4,2H,2,O）,体积膨胀1.5倍，产生压力，导致岩石破坏。,（三）生物风化作用,动植物参与风化。,如生长在岩石裂隙中树根使石破裂。,3、氧化作用,岩石中某些矿物与氧气化合生成新矿物，具有腐蚀性，致使岩石破坏，黄铁矿与,O,2,反应生成,H,2,SO,4,。,4、碳酸化作用,碳酸根离子和水中某些阳离子化合，生成易溶于水的碳酸岩。正长石经碳酸化作用生成碳酸钾、二氧化硅胶体及高岭石。,FeS,2,+15O,2,+H,2,O=2F,e2,O,3,3H,2,O+8H,2,SO,4,2KAlSi,3,0,8,+CO,2,+3H,2,O=K,2,CO,3,+4SiO,2,3H,2,O+Al,2,Si,2,O,5,(OH),4,二、影响岩石风化的因素,（一）岩性,抗风化能力，隐晶质结构的岩石抗风化能力强；细粒结构大于粗粒结构；块状构造大于层状构造。,沉积岩的抗风化能力大于岩浆岩和变质岩的抗风化能力,1、成因,反映了它生成时的环境和条件,2、矿物成分,成分不同，结晶格架和化学活泼性不同。,石英,黄铁矿,正长石,酸性斜长岩,角闪石,辉石,黑云母,3、结构和构造,（二）地质构造,地质构造（节理、裂隙）发育的岩石，为空气、水进入岩石的内部提供了条件易于风化，如断层破裂带、褶曲轴部。,（三）气候,西北干旱地区以物理风化为主，湿热地区以化学、生物风化为主,（四）地形,地形影响风化的深度和速度。,陡坡易于风化，而低洼处沉积物不易风化。,未分化,微风化,弱风化,强风化,全风化,根据野外特征和风化因数、波速比,三、风化程度的分带,岩土体分类,第 五 节,一、岩石软硬程度,由单轴饱和抗压强度来区分,岩石坚硬程度和单轴饱和抗压强度的对应关系,R,c,/MPa,60,6030,3015,155,5,坚硬,程度,坚硬岩,较坚,硬岩,较软岩,软岩,极软岩,工程中根据岩石的工程性质和特征，把岩石分类,硬岩和软岩,二、土的分类,漂石或块石,卵石或碎石,圆砾或角砾,砾砂,粗砂,中砂,细砂,粉砂,砾石土,砂土,无粘性土,粘性土,粉土（,I,p,=10,）,粉质粘土（,10,I,p,17,）,二、土的分类,（一）颗粒的级配分类,土的,名称,颗粒形状,土的,颗粒级配,漂石土,浑圆或圆棱状为主,粒径大于200,mm,颗粒的质量超过总质量的50%,块石土,尖棱状为主,卵石土,浑圆或圆棱状为主,粒径大于20,mm,颗粒的质量占总质量的50%,碎石土,尖棱状为主,圆,砾土,浑圆或圆棱状为主,粒径大于2,mm,颗粒的质量占总质量的50%,角砾土,尖棱状为主,碎石类土的划分,土的名称,土的颗粒级配,砾砂,粒径大于2,mm,颗粒的质量占总质量的25%50%,粗砂,粒径大于0.5,mm,颗粒的质量超过总质量的50%,中砂,粒径大于0.25,mm,颗粒的质量超过总质量的50%,细砂,粒径大于0.075,mm,颗粒的质量超过总质量的85%,粉砂,粒径大于0.075,mm,颗粒的质量超过总质量的50%,砂类土的划分,粉土:塑性指数,I,p,0.075,mm,的质量不超过全部质量的50%的土。,粘土:塑性指数,I,p,10,的土。,粉质粘土（,10,I,p,17,）,（二）由土的成因分类,崩积土,残积土,坡积土,冲积土,淤积土,风积土,（三）特殊土的分类,填土,黄土,红土,膨胀土,软土,冻土,