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六、巖體的工程特性
(一)造巖礦物
礦物抵抗外力作用(如刻劃、壓入、研磨)的能力稱為硬度。
硬度等級(jí) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
標(biāo)準(zhǔn)礦物 | 滑石 | 石膏 | 方解石 | 螢石 | 磷灰石 | 長(zhǎng)石 | 石英 | 黃玉 | 剛玉 | 金剛石 |
(二)巖石的基本類型
1. 巖漿巖(火成巖)
2. 沉積巖
常見沉積巖結(jié)構(gòu)類型有碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶狀結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)。
可分為碎屑巖(如礫巖、砂巖、粉砂巖)、黏土巖(如泥巖、頁(yè)巖)、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖(如石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等)。
3. 變質(zhì)巖
變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)主要有變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。
常見變質(zhì)巖有大理巖、石英巖等。
4. 巖石的工程地質(zhì)評(píng)述
1)巖漿巖
巖漿巖的力學(xué)強(qiáng)度較高,可作為各類建筑物良好地基及天然建筑材料。但這類巖石抗風(fēng)化能力較弱,易風(fēng)化破碎形成風(fēng)化層帶而影響巖石工程性能。
2)沉積巖
沉積巖具有成層分布規(guī)律,存在著各向異性特征,且層的厚度變化大,在水工建設(shè)中應(yīng)注重其成層構(gòu)造的研究。
碎屑巖工程地質(zhì)性質(zhì)一般較好,但其膠結(jié)物的成分和膠結(jié)類型影響顯著。
黏土巖和頁(yè)巖的性質(zhì)相近,抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低,浸水后易軟化和泥化。不適合作為大型水工建筑物的地基。
化學(xué)巖和生物化學(xué)巖抗水性弱,常表現(xiàn)出不同程度的可溶性。碳酸鹽類巖石具有中等強(qiáng)度,一般能滿足水工設(shè)計(jì)的要求,但其中存在著各種的喀斯特現(xiàn)象,如溶蝕裂隙、洞穴、地下暗河等,往往成為集中滲漏通道。石膏、巖鹽等化學(xué)巖,往往以?shī)A層形式存在于其他沉積巖中,質(zhì)軟,浸水易溶解,常導(dǎo)致地基和邊被失穩(wěn)。影響水工建筑物安全的主要工程地質(zhì)問題有滲漏、塌陷等。
3)變質(zhì)巖
變質(zhì)巖的工程地質(zhì)與原巖密切相關(guān),往往與原巖的性質(zhì)相似或相近。軟化系數(shù)小子0.75 的巖石,被認(rèn)為是強(qiáng)軟化巖石,其抗水、抗風(fēng)化、抗凍性差。
(三)工程巖體分級(jí)
圍巖類型 | 圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià) |
Ⅰ | 穩(wěn)定 |
Ⅱ | 基本穩(wěn)定 |
Ⅲ | 局部穩(wěn)定性差 |
Ⅳ | 不穩(wěn)定 |
Ⅵ | 極不穩(wěn)定 |
(四)地質(zhì)構(gòu)造褶皺的基本類型分為背斜和向斜。
背斜指巖層向上彎曲,兩側(cè)巖層相背傾斜,核心巖層時(shí)代較老,兩側(cè)依次變新并對(duì)稱分布。
向斜指巖層向下彎曲,兩側(cè)巖層相向傾斜,核心巖層時(shí)代較新兩側(cè)較老,也對(duì)稱分布。斷層是巖石受力發(fā)生斷裂,斷裂面兩側(cè)巖石存在明顯位移的斷裂構(gòu)造。
根據(jù)斷層兩盤相對(duì)位移的情況,可分為正斷層、逆斷層、平推斷層。
逆斷層是上盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)上升、下盤相對(duì)下降的斷層。一般是由于巖體受到水平方向強(qiáng)烈擠壓力的作用,使上盤沿?cái)嗝嫦蛏箱亜?dòng)而成。斷層線的方向常和巖層走向或褶皺軸的方向近于一致,和壓應(yīng)力作用的方向垂直。
(五)水文地質(zhì)和自然地質(zhì)作用
1. 地下水
根據(jù)埋藏條件,地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水三大類。
根據(jù)含水層的空隙性質(zhì),地下水又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水三個(gè)亞類。
包氣帶水處于地表以下潛水位以上的包氣帶巖土層中。
潛水是埋藏在地表以下第一層較穩(wěn)定的隔水層以上具有自由水面的重力水,其自由表面承受大氣壓力,受氣候條件影響,季節(jié)性變化明顯。
潛水的分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)是一致的。潛水自水位較高處向水位較低處滲流。
承壓水也稱自流水,是地表以下充滿兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的重力水。承壓水不受氣候的影響,報(bào)考較穩(wěn)定,不易受污染。
2. 河流地質(zhì)作用
河流的地質(zhì)作用可分為侵蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積作用三種形式。
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