习题三 风化壳的垂直分带

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1、工程地质学基础作业周斌05207216习题三风化壳的垂直分带　　一、目的　　1.巩固并掌握风化壳的概念；　　2.掌握在一定的地形、岩性和地质构造条件下，风化壳垂直分带的标志及分带方法；　　3.学会分析岩石风化的影响因素。　　二、工程实例　　武山村位于我国南方某地，气候属亚热带，温暖潮湿，经过地表测绘，勘探及实验工作，获得了一系列工程地质资料：1武山村附近地形地质剖面；2钻孔柱状图五个。　　现已知该地区为白垩纪大片花岗岩侵入，在白垩纪末期有细精岩脉穿插于其中。最后本地区经受一次构造运动，产生一系列NE—SW向的断裂。这些

2、岩浆岩的强度较高，但因遭长期风化作用，形成了巨厚的风化壳。　　现要在该地区修建一铁路遂洞，此遂洞系高度为跨度各为10米和马蹄形断面，洞底高程为海拔240.00米。为了论证该遂洞围岩的稳定性，必须对该地的风化壳进行分析。　　三、要求　　1．根据所给资料分析风化壳垂直分带标志；　　2．根据所确定的风化壳标志，考虑影响岩石风化的因素，在所给地质剖面图上进行风化壳的垂直分带；　　3．从遂洞围岩稳定性的要求出发，对岩石风化分段进行工程地质评价。习题三风化壳的垂直分带解答：19工程地质学基础作业周斌052072161.根据所给资料

3、分析风化壳垂直分带标志；答：(1)分化带的垂直定性、及定量分带标志如下：表1-1风化壳垂直分带的定性指标参照标准风化分带岩石颜色矿物颜色岩体破碎特点物理力学性质声速特性剧风化带原岩完全变色，常呈黄褐、棕红、红色除石英外，其余矿物多已变异，形成绿泥石、绢云母、蛭石、滑石、石膏、盐类及粘土矿物等次生矿物呈土状，或粘性土夹碎屑，结构已彻底改变，有时外观保持原岩状态强度很低，浸水能崩解，压缩性能增大，手指可捏碎纵波声速值低，声速曲线摆动小强风化带大部分变色，岩快中心部分尚较新鲜除石英外大部分矿物均已变异，仅岩快中心变异较轻,次

4、生矿物广泛出现岩体强烈破碎，呈岩块、岩屑、时夹粘性土物理力学性质不大均一，强度较低，岩块单轴抗压强度小于原岩的1/3，风化较深的岩块手可压碎纵波声速值较低，声速曲线摆动大弱风化带岩体表面及裂隙表面大部分变色，断口颜色仍较新鲜沿裂隙面矿物变异明显，有次生矿物出现岩体一般较好，原岩结构构造清晰，风化裂隙尚发育，时夹少量岩屑力学性质较原岩低，单轴抗压强度为原岩的1/3－2/3纵波声速值较高，声速曲线摆动较大微风化带仅沿裂隙表面略有改变仅沿裂隙面有矿物轻微变异，并有铁质，钙质薄膜岩体完整性较好，风化裂隙少见与原岩相差无几纵波声

5、速值高，声速曲线摆动较小（2）由上表分析知该风化壳由地表向下依次可分为土壤层、残积层和半风化层。土壤层主要由完全风化的红色矿物粘土组成，其中夹有少量的砾石和碎石。残积层一般又可分为全风化、强风化和中风化层。对于该风化壳，全风化层中花岗岩已风化成黄色之砾质沙土状碎屑，岩石的原生结构已遭破坏，矿物之间已失去结晶联系并含有少量黏土颗粒，风化碎屑用手搓即碎，大部分矿物已遭风化变异，长石变成高岭石，黑云母变成蛭石，角闪石变成绿泥石，石英成砂粒状。强风化层花岗岩已风化成灰黄色之块球体，其形状多为圆球体，直径2-5cm，块球含量达4

6、0%-50%，矿物变异较轻，长石风化后成高岭石及方解石，黑云母风化成棕色。球体内部岩石新鲜。19工程地质学基础作业周斌05207216中风化层中花岗岩已风化成黄色块球体，并夹少量碎屑，块球呈长方形，块球体含量达70%，矿物变异轻微。半风化层中花岗岩新鲜，仅沿原生节理及构造裂隙面上有轻微风化，裂隙表面呈黄褐色或绿色，其上附有褐铁矿，绿泥石及次生方解石。2．根据所确定的风化壳标志，考虑影响岩石风化的因素，在所给地质剖面图上进行风化壳的垂直分带；（1）根据所给数据知：分带表见表1-2，表1-2风化带高程下限表风化带高程下限A

7、1(m)A2(m)A3(m)A4(m)A5(m)剧风化带250280.5307.9326.4337.4强风化带224.5255.5271.9311.4327.9弱风化带221.4248.5245.4289.1324.6微风化带219.6245217.4287.9321.4（2）分带图见图1-2—1简单示意图和1—2—2风化壳的垂直分带详图：19工程地质学基础作业周斌05207216武当村风化壳的垂直分带图3．从遂洞围岩稳定性的要求出发，对岩石风化分段进行工程地质评价。答：（1）从图中我们可以看出:本地区经受构造运动产生

8、的一系列NE—SW向的断裂构成风化营力（水、气等）深入岩石内部的良好通道，加深和加速岩石风化，造成此处附近岩石风化深度增大，使风化带界线在断裂处呈现凹向下的形态。构造带的发育也对钻孔柱状图资料，尤其是定量资料有较大的影响，常常会使某些地量指标出现异常（如岩心采取率变小、单位吸水量变大等），这点在实践中应予以注意。（2）从图中我们还