第三章、風(fēng)化與地表流水

地質(zhì)作用第一節(jié)風(fēng)化作用第二節(jié)暫時性流水地質(zhì)作用第三節(jié)河流地質(zhì)作用第三章、風(fēng)化與地表流水

地質(zhì)作用第一節(jié)教學(xué)目的：

1.了解風(fēng)化作用的概念,風(fēng)化作用的基本類型及表現(xiàn)形式。

2.熟悉巖石風(fēng)化程度的分級；3.了解坡面細(xì)流及山洪急流的地質(zhì)作用掌握河流地質(zhì)作用；本章重點:巖石風(fēng)化帶的分級；坡面細(xì)流和山洪急流的地質(zhì)作用對公路工程的影響；河流地質(zhì)作用的表現(xiàn)形式及特點。本章難點:

河流地質(zhì)作用的表現(xiàn)形式及特點教學(xué)目的：第一節(jié)風(fēng)化作用

土的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史過程。裸露于地表的巖石在溫度和濕度不斷發(fā)生變化的過程中反復(fù)產(chǎn)生不均勻的膨脹和收縮，并在此過程中產(chǎn)生了大量的裂隙。裂隙的產(chǎn)生為大氣水和植物根系進(jìn)入巖體內(nèi)部提供了可能。進(jìn)入巖體裂隙的大氣水或凝結(jié)水在氣溫進(jìn)一步下降時結(jié)冰膨脹，加之植物根系的生長、發(fā)育，劈裂作用使裂隙進(jìn)一步擴展，并最終使原來完整的巖石崩解、碎裂。風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕和重力作用使已經(jīng)變得十分破碎的表面巖石剝離，上述作用進(jìn)一步向內(nèi)部巖體中發(fā)展。被剝離的巖石碎塊、巖屑等在雨、雪水流、風(fēng)力等的夾帶下向別處搬運，并在地殼相對下降的地方堆積起來。在搬運過程中，土顆粒進(jìn)一步破碎分散，并使其中較大的顆粒變得渾圓光滑。與此同時，空氣中的二氧化碳、氧氣、二氧化流及地表水和地下水還會在與巖石及巖石顆粒的直接接觸過程中發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而生成新的礦物。上述作用會使已經(jīng)破碎的巖石顆粒變得更加細(xì)小甚至非常細(xì)小。以上就是巖石風(fēng)化成土的過程。我們將裸露于地殼表面的基巖或裂隙面附近的巖石在各種外力地質(zhì)作用下產(chǎn)生的崩解、碎裂和變質(zhì)通稱為巖石的風(fēng)化；將被風(fēng)化的巖石在風(fēng)、雨及重力等的作用下從巖石母體上剝落成為破碎狀的巖石塊體或者巖屑的過程稱之為剝蝕。第一節(jié)風(fēng)化作用

一、風(fēng)化作用的類型：風(fēng)化促使巖石的狀態(tài)或性質(zhì)發(fā)生了改變，并形成了一種與原來巖石的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物質(zhì)成分等不完全相同甚至可以說完全不同的新物質(zhì)。巖石風(fēng)化后，其物質(zhì)狀態(tài)、物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等均發(fā)生了劇烈的變化。很多情況下，風(fēng)化能使巖石破碎，形成細(xì)小顆粒的次生粘土礦物—高嶺石、蒙脫石及伊利石等，改變了巖石的礦物成分。同時，在風(fēng)化帶中常有可溶鹽的富集，如碳酸鈣及石膏。由于巖石風(fēng)化后，節(jié)理、裂隙發(fā)育，使巖石整體性降低，孔隙度增加，抗剪、抗壓強度降低，透水性增大，這為地下水活動創(chuàng)造了條件。地下水的滲入，又促進(jìn)巖石進(jìn)一步風(fēng)化。如有些巖石直接暴露在大氣中一、二天就開始風(fēng)化崩解。巖石不同，其在相同條件下的風(fēng)化情況不同，巖石相同，風(fēng)化作用性質(zhì)不同、經(jīng)受的風(fēng)化程度不同、沉積環(huán)境不同，其生成物的性質(zhì)也不盡相同。一、風(fēng)化作用的類型：風(fēng)化促使巖石的狀態(tài)或性質(zhì)顯然，一般情況下不宜將建筑物設(shè)置在風(fēng)化嚴(yán)重的巖層上，但是工程中又往往不可能完全避開風(fēng)化巖層。如隧道進(jìn)出口地段的巖層，大多有不同程度的風(fēng)化，施工中如不注意加強支護，易造成崩塌。對有些易風(fēng)化的巖層，在隧道施工開挖后，要及時作支護，防止巖石繼續(xù)風(fēng)化失穩(wěn)增加山體壓力，否則會引起坍塌。風(fēng)化巖層中的路塹邊坡不宜太陡，同時還要采取防護措施。風(fēng)化的巖石更不宜作建筑材料。因此，從工程建筑觀點來研究巖石的風(fēng)化特性、分布規(guī)律，對選擇建筑物的合理位置，如隧道的進(jìn)出口位置，路塹邊坡坡度，隧道的支護方法及襯砌厚度，大型建筑物的地基承載力和開挖深度以及合理的選擇施工方法等有著重要的意義。

顯然，一般情況下不宜將建筑物設(shè)置在風(fēng)化嚴(yán)重的巖層上，但公-路-工-程-地-質(zhì)(風(fēng)化與地表流水地質(zhì)作用)1教學(xué)教材課件巖石遭受風(fēng)化作用的時間愈長，巖石破壞得就愈嚴(yán)重。另外，從不同巖石的風(fēng)化速度來看，有的巖石風(fēng)化過程進(jìn)行得很緩慢，其風(fēng)化特征只有經(jīng)過長期暴露地表以后才能顯示出來；而有的巖石則相反，如泥巖、頁巖及某些片巖等，當(dāng)基坑開挖后不久，很快就風(fēng)化破碎，所以在施工中必須采取相應(yīng)的工程防護措施。根據(jù)巖石風(fēng)化的自然因素和風(fēng)化物質(zhì)的性質(zhì)，可將風(fēng)化劃分為物理風(fēng)化（機械風(fēng)化）、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用三種類型，其中生物風(fēng)化可或者歸結(jié)為物理風(fēng)化、或者歸結(jié)為化學(xué)風(fēng)化，即風(fēng)化作用中的兩種最基本類型為物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化。巖石遭受風(fēng)化作用的時間愈長，巖石破壞得就愈嚴(yán)重。另一）物理風(fēng)化作用一切只改變巖石的完整性或改變已碎裂的巖石顆粒大小和形狀，而未能產(chǎn)生新礦物的風(fēng)化作用（含植物根系的劈裂作用以及搬運過程中的破碎、磨圓過程）稱為物理風(fēng)化作用或機械風(fēng)化作用。1、物理風(fēng)化作用的類型通過對物理風(fēng)化的進(jìn)一步研究可以得到，物理風(fēng)化作用可被細(xì)分為以下類型：（1）溫度應(yīng)力引起的脹縮作用。位于我國西北的大青山、天山山脈，其山體表面多覆蓋有一定厚度的碎裂巖石塊體和巖屑物質(zhì)，這些主要是基巖在反復(fù)的脹縮循環(huán)中發(fā)生碎裂的產(chǎn)物?？脊殴ぷ髡咴谖覈轿髦庞l(fā)現(xiàn)了距今2～3萬年前舊石器時代的一個古采石場，在沒有其它工具的情況下，我們的先祖根據(jù)觀察得到的巖石脹縮破碎現(xiàn)象，用火烤、水激的方法，使巖石碎裂，再用木棍撬下，用以制作狩獵和生活所需的石器、工具。圖3-1示意了溫度作用下巖石的崩解過程；圖3-2所示為暴露于地表的山體巖石風(fēng)化崩解情況。一）物理風(fēng)化作用圖3-1溫度作用引起的巖石崩解過程示意

圖3-1溫度作用引起的巖石崩解過程示意圖3-2山體表面巖石的崩解碎裂

圖3-2山體表面巖石的崩解碎裂圖3-3冰晶體對巖石的劈裂破壞示意

（2）裂隙中的冰以及其他結(jié)晶體產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力引起的劈裂作用（除冰以外，硫酸鈣結(jié)晶體也有很強的膨脹作用）。一旦巖石中出現(xiàn)了細(xì)微裂隙，大氣降水就會滲入其中，水分的進(jìn)入或者會在低溫時形成冰楔體沿裂縫兩側(cè)擠壓巖石，或者與巖石中的某些物質(zhì)反應(yīng)形成結(jié)晶膨脹體擠壓巖石，使巖石中原有的裂縫加寬、增長，并為更多水分進(jìn)入巖體內(nèi)部創(chuàng)造了條件，逐步使巖石風(fēng)化崩解。（3）巖體因卸荷而引起的膨脹崩解。隨著上覆巖石不斷被風(fēng)化剝蝕，原來處于地層深處的巖體距地表面愈來愈近，上覆重力愈來愈小，在重力卸荷作用下，巖體會產(chǎn)生明顯上彈（膨脹），嚴(yán)重時就會產(chǎn)生卸荷裂隙。圖3-3冰晶體對巖石的劈裂破壞示意（2）裂隙中的冰以及其圖3-4樹木根系對巖石的劈裂破壞示意

（4）樹木生長過程中的根劈作用。巖石的裂縫中除含有一定的水分外，還會充填入一定量的塵土，這樣一來樹木就可在其中生存，隨著樹木的成長，其根系也不斷壯大；更加之巖石表層裂隙中的水分有限，為了獲取樹木生長所需的更充足的水分，巖石裂隙中的植物根系更為發(fā)達(dá)。植物根系的生長壯大必然擠壓巖石裂縫，使其擴大、增密，導(dǎo)致巖石產(chǎn)生風(fēng)化，并為風(fēng)化向巖石內(nèi)部發(fā)展創(chuàng)造了條件。圖3-4樹木根系對巖石的劈裂破壞示意（4）樹木生長過程中（5）重力作用下的巖塊碎裂和搬運過程中的碰撞、磨圓。在自身重力作用下，在巖石的碎裂塊體從高處向山坡下方滾動的過程中，在風(fēng)力及流水搬運巖石碎裂塊體的過程中，巖石的碎裂塊體之間或碎裂塊體與地面之間會不斷發(fā)生碰撞，碰撞過程中，巖石塊體會變得渾圓起來并進(jìn)一步破碎變小。（6）風(fēng)的剝蝕作用（同時為進(jìn)一步的風(fēng)化創(chuàng)造了條件）。季節(jié)風(fēng)的作用是干旱和半干旱地區(qū)地表巖石風(fēng)化不可忽視的一個因素。風(fēng)力將崩裂的巖石碎塊從母巖上剝離，同時又為風(fēng)化進(jìn)一步深入巖石深部創(chuàng)造了條件。（5）重力作用下的巖塊碎裂和搬運過程中的碰撞、磨圓。在自身重化學(xué)風(fēng)化作用是風(fēng)化作用中的另外一種類型，這類風(fēng)化作用的結(jié)果不僅僅改變了原有巖石的連續(xù)性和完整性，而且在改變巖石物質(zhì)狀態(tài)的同時改變了巖石中原有的礦物成分。1、化學(xué)風(fēng)化作用的概念

我們將一切改變了巖石中原有礦物成分的風(fēng)化作用統(tǒng)稱為化學(xué)風(fēng)化作用。生物生長中的新陳代謝、生物腐蝕和水引起的礦物溶解、再結(jié)晶、水化、水解以及大氣引起的氧化、碳酸化、硫酸化等，均會使原有的巖石礦物成分發(fā)生改變，并產(chǎn)生新礦物，這類風(fēng)化作用都屬于化學(xué)風(fēng)化作用。即化學(xué)風(fēng)化是質(zhì)變風(fēng)化、是改變原來巖石的物質(zhì)成分的風(fēng)化作用。2、化學(xué)風(fēng)化作用的類型同物理風(fēng)化作用一樣，化學(xué)風(fēng)化作用也可被細(xì)分為若干類型，其中常見的有以下類型：二）化學(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用是風(fēng)化作用中的另外一種類型，這類風(fēng)1）．

水的作用

水的風(fēng)化作用可細(xì)分為水化作用、水解作用、溶解溶蝕和再結(jié)晶作用。（1）水化作用某些礦物和水接觸后，水分子便能夠進(jìn)入礦物的結(jié)晶體或微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部成為結(jié)晶水，水分子的進(jìn)入不僅改變了原有礦物的結(jié)構(gòu)形態(tài)并增加了物質(zhì)成分，也使其具有了某些新的性質(zhì)，即原礦物在水的作用下改變成了新的礦物，水對礦物的這種作用稱為水化作用。例如：（石膏遇水變成二水石膏）（芒硝）（2）水解作用：某些礦物遇水后其原有的物質(zhì)成分和一定量的水分發(fā)生物質(zhì)重組（和水分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)），生成新物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)形態(tài)也完全改變，水對礦物的這種作用稱為水解作用。例如：

水解作用是硅酸鹽類礦物最重要的一種化學(xué)風(fēng)化方式。1）．

水的作用（3）溶解溶蝕和再結(jié)晶

大氣降水是一種溶液，常含有等酸性物質(zhì)，尤其是在工業(yè)化污染十分嚴(yán)重的今天。當(dāng)大氣降水從巖石的表面特別是巖體裂隙中流過時，巖石中的一部分物質(zhì)成分溶于水中和水流一起流走，水對巖石的這種作用稱為溶解溶蝕作用。在自然界中經(jīng)?？梢砸姷綆r體中發(fā)育有很寬的水溶裂縫、溝渠、洞穴等各種空洞，嚴(yán)重時還會造成地表的塌陷，這種現(xiàn)象就是巖溶現(xiàn)象，巖溶地貌就是地下水對石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石地層長期溶解溶蝕的結(jié)果。地下水對石灰?guī)r溶解作用的反應(yīng)式如下：

重碳酸鈣溶于水中被水流帶走，并最終在石灰?guī)r地層中形成溶洞。需要指出的是，巖鹽、石膏比石灰?guī)r和白云巖更易溶解。公-路-工-程-地-質(zhì)(風(fēng)化與地表流水地質(zhì)作用)1教學(xué)教材課件含有大量重碳酸鈣的巖溶水在以下條件下又會產(chǎn)生再結(jié)晶：①

巖溶水出露地面或從裂隙中流出時，由于壓力降低，水中的二氧化碳逸出，重碳酸鈣還原為碳酸鈣從水中析出并再結(jié)晶。②

溫度的降低使水對礦物的溶解度降低，導(dǎo)致部分礦物析出并再結(jié)晶。③

水分的蒸發(fā)使礦物重新結(jié)晶出來。④

不同溶液的混合使水中的部分礦物質(zhì)沉淀析出。圖3-5形成于小三峽崖壁上的再結(jié)晶石芽

含有大量重碳酸鈣的巖溶水在以下條件下又會產(chǎn)生再結(jié)2）

氣體的作用氣體對巖石的風(fēng)化作用主要有：（1）

氧化作用:

（黃鐵礦）(硫酸亞鐵)(硫酸)（2）

碳酸化作用:

(正長石)（高嶺石）（石英）（3）

酸雨及硫酸化作用。2）

氣體的作用3．

生物的化學(xué)風(fēng)化作用

生物的風(fēng)化作用有兩種，一種是生長在巖石裂隙中的植物根系的膨大對巖石的劈裂作用，是生物的機械作用，屬物理風(fēng)化的范疇，該作用作為物理風(fēng)化的一種類型在前面已經(jīng)作了介紹。另一種就是生物生長中的新陳代謝物、腐蝕物、分泌物對巖石的破壞作用及微生物對巖石的風(fēng)化作用。這些顯然屬于化學(xué)風(fēng)化作用的范疇，也可稱其為生物化學(xué)風(fēng)化作用或簡稱化學(xué)風(fēng)化作用。3．

生物的化學(xué)風(fēng)化作用二、影響風(fēng)化作用的因素

1、巖石的礦物成分巖石化學(xué)風(fēng)化的本質(zhì)是巖石中各種礦物成分的變質(zhì)，物理風(fēng)化同樣與組成巖石的礦物成分有關(guān)。按風(fēng)化的難易程度，我們可將礦物劃分如下：（1）

穩(wěn)定性礦物，如白云母、石英、石榴石等。（2）

較穩(wěn)定性礦物，例如：輝石、角閃石、黑云母、正長石等。（3）

不穩(wěn)定性礦物，例如：斜長石、橄欖石等。巖石中的不穩(wěn)定性礦物含量越高，抗風(fēng)化能力越低。2、巖性巖性包括巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、礦物顆粒大小與形狀、孔隙率、吸水率、堅固性等物理力學(xué)性質(zhì)。結(jié)構(gòu)致密、巖性堅固、孔隙率和吸水率小的巖石其抗風(fēng)化能力就好，反之就易風(fēng)化。二、影響風(fēng)化作用的因素1、巖石的礦物成分3、地質(zhì)構(gòu)造與巖體的結(jié)構(gòu)性地質(zhì)構(gòu)造對巖體的結(jié)構(gòu)性有很大的影響，而巖體的結(jié)構(gòu)性（巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、交匯切割情況、間距大小以及巖體裂隙的張開性、充填情況、滲透性等）又對巖體的抗風(fēng)化能力有很大影響。巖體的結(jié)構(gòu)面愈發(fā)育、裂細(xì)愈大、充填情況愈差、滲透性愈好就愈易風(fēng)化。4、氣候狀況與地表水氣溫高、雨量充足、濕度大、植物生長茂盛的我國南方地區(qū)以化學(xué)風(fēng)化為主，溫差大、雨量少、干燥、植被差、風(fēng)力作用強烈的我國北方地區(qū)則以物理風(fēng)化為主。5、地貌與地下水地貌對巖石風(fēng)化的影響和水、風(fēng)、溫差、地勢以及基巖埋藏條件等多重因素有關(guān)。地下水對巖石的風(fēng)化則主要體現(xiàn)為溶解溶蝕和再結(jié)晶。6、其它因素：如人類的工程活動等。3、地質(zhì)構(gòu)造與巖體的結(jié)構(gòu)性三、巖石風(fēng)化的工程地質(zhì)研究

在工程上，巖石風(fēng)化的情況可通過兩個方面來表述，一個是巖石的風(fēng)化程度，另一個是巖石層的風(fēng)化深度或稱風(fēng)化巖層的厚度。一）巖石的風(fēng)化程度

巖石風(fēng)化以后，其物理力學(xué)性質(zhì)將發(fā)生不同程度改變或變化，這種變化的大小取決于風(fēng)化程度的強弱。風(fēng)化程度不同，巖石的物理力學(xué)性質(zhì)改變大小也不同。路塹邊坡的坡度、橋基的埋深、隧道襯砌的厚度及施工方法的選擇、山區(qū)公路邊坡的表面防護等，都與巖石風(fēng)化程度密切相關(guān)。因此，巖土工程要求，對巖石風(fēng)化的情況不能僅限于對風(fēng)化現(xiàn)象的一般描述，必須結(jié)合以下各項情況對其風(fēng)化程度進(jìn)行分級評價。三、巖石風(fēng)化的工程地質(zhì)研究

在工程上，巖石風(fēng)化(1)巖石顏色的變化巖石中礦物成分的變化首先反映到顏色上。未經(jīng)風(fēng)化的巖石色澤鮮艷，風(fēng)化愈重，顏色愈暗淡。野外觀察時要注意表面和內(nèi)部顏色的比較；要注意區(qū)分干燥時和潮濕時巖石色調(diào)的不同，以間接確定其風(fēng)化程度。(2)巖石礦物成分的變化巖石礦物成分的變化直接關(guān)系著巖石的風(fēng)化程度。要特別注意巖石中那些易于風(fēng)化的各種礦物成分的變化，例如花崗巖中的黑云母、長石，風(fēng)化程度愈重，這些不穩(wěn)定的礦物就愈充分的變?yōu)榇紊V物。某些沉積巖風(fēng)化后的成分改變不顯著，但風(fēng)化較重的巖石常有次生石膏和含水氧化鐵出現(xiàn)。(3)巖石的破碎程度巖石的破碎程度是巖石風(fēng)化程度分級中最重要標(biāo)志之一。巖石風(fēng)化破碎是由于巖石中產(chǎn)生大量風(fēng)化裂隙所致，因此要著重觀察風(fēng)化裂隙的長度、寬度、密度、形狀及裂隙中的次生充填物情況。以直接判定巖石的風(fēng)化程度強弱。(1)巖石顏色的變化(4)巖石物理力學(xué)性質(zhì)的改變巖石風(fēng)化程度愈重，其堅硬程度便愈低，整體性愈差，力學(xué)性質(zhì)也就愈差。野外觀察時，可以用手錘敲擊，小刀刻劃，或用手折斷等簡易辦法進(jìn)行試驗，根據(jù)需要，必要時也可做野外原地壓縮或剪切試驗。根據(jù)上述幾個方面的情況，《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）把巖石按風(fēng)化程度劃分為六個等級，具體劃分情況見表3-1。二、巖石的風(fēng)化深度由于巖石的風(fēng)化作用一般是自地表面逐漸向巖體內(nèi)部進(jìn)行的，因此愈靠近地表，風(fēng)化作用就愈強烈，巖石的風(fēng)化程度也愈嚴(yán)重；愈向巖石內(nèi)部，巖石風(fēng)化得愈輕微，最后過渡到未經(jīng)風(fēng)化的新鮮巖石。在相同的外部自然條件下，同樣種類的巖石風(fēng)化層厚度愈大，其風(fēng)化程度也就愈嚴(yán)重。(4)巖石物理力學(xué)性質(zhì)的改變但是因為巖石隨趨向內(nèi)部深淺的這種風(fēng)化程度變化是逐漸的、連續(xù)的，所以風(fēng)化深度的下限也不十分明顯。對于比較重要的工程建筑，把地面以下風(fēng)化極嚴(yán)重、風(fēng)化嚴(yán)重、風(fēng)化頗重和風(fēng)化輕微四個帶的總和作為巖石的風(fēng)化深度，而對于地基及圍巖要求不太高的一般工程建筑物則只包括前三個帶，而把風(fēng)化輕微帶不算在風(fēng)化深度之內(nèi)。當(dāng)?shù)孛嬗^測不能確定風(fēng)化深度和整個風(fēng)化帶情況、而工程建筑又需要把地表以下的巖層的全部風(fēng)化情況弄清楚時，就必須進(jìn)行勘探或物探工作。根據(jù)實踐經(jīng)驗，物理風(fēng)化為主的地區(qū)，風(fēng)化深度一般不超過10m或15m；而以化學(xué)風(fēng)化為主的地區(qū)，巖石的風(fēng)化深度則可以達(dá)到數(shù)十米，甚至100余米。在工程上，往往會根據(jù)具體工程特點和需要，并根據(jù)巖石的風(fēng)化情況來對其進(jìn)行一定的加固或處理，以提高巖石的完整性和強度。這類處理方法主要有：水泥灌漿、粘土灌漿、瀝青灌漿、硅化法等。在邊坡工程中最常采用的是坡面防護。但是因為巖石隨趨向內(nèi)部深淺的這種風(fēng)化程度變化是巖石按風(fēng)化程度的分類表3-1

風(fēng)化程度野外特征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)波速比風(fēng)化系數(shù)未風(fēng)化巖質(zhì)新鮮，偶見風(fēng)化痕跡0.9～1.00.9～1.0微風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色，有少量風(fēng)化裂隙0.8～0.90.8～0.9中等風(fēng)化結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖動，巖芯鉆方可鉆進(jìn)0.6～.080.4～0.8強風(fēng)化結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用鎬可以挖動，干鉆不易鉆進(jìn)0.4～0.6＜0.4全風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強度，用鎬可挖，干鉆可鉆進(jìn)0.2～0.4——殘積土組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易挖掘，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性＜0.2——巖石按風(fēng)化程度的分類四、風(fēng)化作用的工程危害及防護

降低巖石強度破壞巖石的完整性為地表水下滲和地下水的流通提供通道誘發(fā)不良地質(zhì)現(xiàn)象加覆蓋層灌注膠結(jié)防水材料四、風(fēng)化作用的工程危害及防護

降低巖石強度加覆蓋層五、殘積層

巖石風(fēng)化后產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)除被風(fēng)和大氣降水帶走一部分外，其余都被殘留在原地，這種殘留在原地的碎屑物稱為殘積土。殘積土的主要特征：分布、結(jié)構(gòu)性、不均勻性等。剝落丘五、殘積層巖石風(fēng)化后產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)除被溫度作用風(fēng)化殼風(fēng)化作用風(fēng)化深度溫度作用風(fēng)化殼風(fēng)化作用風(fēng)化深度第二節(jié)暫時性流水地質(zhì)作用一、概述地面流水有三類：片流（坡流、面流）——面狀無槽流水1.暫時性流水線狀有槽流水2.常年性流水——河流

洪流

現(xiàn)代地貌（高山峽谷、廣闊平原）主要是由流水地質(zhì)作用形成的，地面流水是分布最廣泛的地質(zhì)外營力，是塑造大地面貌的雕塑家。第二節(jié)暫時性流水地質(zhì)作用一、概述地面流水有三類：片流（一、片流(坡面細(xì)流)的地質(zhì)作用

1.片流的洗刷作用

片流（坡流、面流）——在降雨或融雪時，地表水一部分滲入地下，其余的沿坡面向下運動。這種暫時性的無固定流槽的地面薄層狀、網(wǎng)狀細(xì)流稱為片流。2.片流的堆積作用與坡積物

片流搬運的物體在坡麓堆積下來，形成坡積物。

①成分為巖屑、礦屑、沙礫或礦質(zhì)黏土，與坡上基巖密切相關(guān)。②碎屑顆粒大小混雜，棱角分明、分選性差，層理不明顯。坡積物的特點：一、片流(坡面細(xì)流)的地質(zhì)作用1.片流的洗刷作用影響坡積層穩(wěn)定的因數(shù)：1、下伏基巖頂面的傾斜程度；2、下伏基巖與坡積層接觸帶的含水情況；3、坡積層本身的性質(zhì)。影響坡積層穩(wěn)定的因數(shù)：二、洪流的地質(zhì)作用1.洪流的沖刷作用與沖溝

洪流——坡流逐漸集中匯成幾段較大的線狀水流，再向下匯聚成快速奔騰的洪流。

洪流猛烈沖刷溝底、溝壁的巖石并使其遭受破壞，稱為沖刷作用。

沖刷作用將坡面凹地沖刷成兩壁陡峭的溝谷。多次沖刷兩側(cè)形成許多小沖溝，共同構(gòu)成了沖溝系統(tǒng)。當(dāng)沖溝下切到地下水面時，便形成了小溪。二、洪流的地質(zhì)作用1.洪流的沖刷作用與沖溝洪2.沖溝形成發(fā)展的四個階段：1、沖槽階段（細(xì)溝階段）沖溝的開始，會淤塞邊溝，毀損路面，破壞路基，填平溝槽，種植草皮保護坡面。2、下切階段（切溝階段）公路避免從溝頂附近的溝壁通過，中下部通過應(yīng)修截水溝，溝頭設(shè)多級跌水石坎，溝底鋪石加固。3、平衡階段（沖溝階段）設(shè)跨溝橋，路基、橋涵高度應(yīng)在洪水位以上，橋涵孔徑應(yīng)大于排洪量，加固溝壁，設(shè)置跌水、防止側(cè)蝕水毀路基及切坡后內(nèi)邊坡失穩(wěn)，防止崩塌滑坡的發(fā)生。4、休止階段（拗谷階段）治理同上2.沖溝形成發(fā)展的四個階段：沖溝發(fā)展的第一階段是形成細(xì)溝。沖溝發(fā)展的第一階段是形成細(xì)溝。沖溝發(fā)展的第二階段，以強烈的下蝕作用為主沖溝發(fā)展的第二階段，以強烈的下蝕作用為主沖溝發(fā)展的第三階段是使谷底逐漸變緩，同時沖溝的岸坡逐漸塌落，形成天然穩(wěn)定的坡度

沖溝發(fā)展的第三階段是使谷底逐漸變緩，同時沖溝的岸坡逐漸塌落，3.洪流的堆積作用與洪積扇

洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口，由于坡度減小，洪流無側(cè)壁約束，水流分散，動能迅速減弱，所搬運的碎屑物在溝口大量沉積，形成扇形堆積地貌。洪積扇洪積裙3.洪流的堆積作用與洪積扇洪流攜帶大量泥沙、石塊到溝口洪積物的特點：①溝口附近堆積多，厚度大，顆粒粗大，越向外堆積越少越薄，顆粒細(xì)小，具明顯的分帶性

③堆積的地形是錐狀時，稱為洪積錐（沖擊錐），呈扇形時稱為洪積扇。②磨圓度差，分選性較差，可見斜層理和交錯層理。洪積物的特點：①溝口附近堆積多，厚度大，顆粒粗大，4.

洪積扇、洪積層的工程地質(zhì)性質(zhì)劃分為三個工程地質(zhì)條件不同地段1、靠近山坡溝口的粗碎屑沉積地段

空隙大、透水性強、地下水埋藏深，壓縮性小，承載力高，是天然的良好地基。2、洪積層外圍的細(xì)碎屑沉積地段

如在沉積過程發(fā)生周期性干燥，粘土顆粒發(fā)生凝聚并析出可溶性鹽分，洪積層結(jié)構(gòu)結(jié)實，承載力也較高。3、前兩段之間的過渡段

有地下水溢出，水文地質(zhì)條件不良，對工程不利。4.洪積扇、洪積層的工程地質(zhì)性質(zhì)劃分為三個工程地質(zhì)條件不謝謝！謝謝！第三章、風(fēng)化與地表流水

地質(zhì)作用第一節(jié)風(fēng)化作用第二節(jié)暫時性流水地質(zhì)作用第三節(jié)河流地質(zhì)作用第三章、風(fēng)化與地表流水

地質(zhì)作用第一節(jié)教學(xué)目的：

1.了解風(fēng)化作用的概念,風(fēng)化作用的基本類型及表現(xiàn)形式。

2.熟悉巖石風(fēng)化程度的分級；3.了解坡面細(xì)流及山洪急流的地質(zhì)作用掌握河流地質(zhì)作用；本章重點:巖石風(fēng)化帶的分級；坡面細(xì)流和山洪急流的地質(zhì)作用對公路工程的影響；河流地質(zhì)作用的表現(xiàn)形式及特點。本章難點:

河流地質(zhì)作用的表現(xiàn)形式及特點教學(xué)目的：第一節(jié)風(fēng)化作用

土的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史過程。裸露于地表的巖石在溫度和濕度不斷發(fā)生變化的過程中反復(fù)產(chǎn)生不均勻的膨脹和收縮，并在此過程中產(chǎn)生了大量的裂隙。裂隙的產(chǎn)生為大氣水和植物根系進(jìn)入巖體內(nèi)部提供了可能。進(jìn)入巖體裂隙的大氣水或凝結(jié)水在氣溫進(jìn)一步下降時結(jié)冰膨脹，加之植物根系的生長、發(fā)育，劈裂作用使裂隙進(jìn)一步擴展，并最終使原來完整的巖石崩解、碎裂。風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕和重力作用使已經(jīng)變得十分破碎的表面巖石剝離，上述作用進(jìn)一步向內(nèi)部巖體中發(fā)展。被剝離的巖石碎塊、巖屑等在雨、雪水流、風(fēng)力等的夾帶下向別處搬運，并在地殼相對下降的地方堆積起來。在搬運過程中，土顆粒進(jìn)一步破碎分散，并使其中較大的顆粒變得渾圓光滑。與此同時，空氣中的二氧化碳、氧氣、二氧化流及地表水和地下水還會在與巖石及巖石顆粒的直接接觸過程中發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而生成新的礦物。上述作用會使已經(jīng)破碎的巖石顆粒變得更加細(xì)小甚至非常細(xì)小。以上就是巖石風(fēng)化成土的過程。我們將裸露于地殼表面的基巖或裂隙面附近的巖石在各種外力地質(zhì)作用下產(chǎn)生的崩解、碎裂和變質(zhì)通稱為巖石的風(fēng)化；將被風(fēng)化的巖石在風(fēng)、雨及重力等的作用下從巖石母體上剝落成為破碎狀的巖石塊體或者巖屑的過程稱之為剝蝕。第一節(jié)風(fēng)化作用

一、風(fēng)化作用的類型：風(fēng)化促使巖石的狀態(tài)或性質(zhì)發(fā)生了改變，并形成了一種與原來巖石的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物質(zhì)成分等不完全相同甚至可以說完全不同的新物質(zhì)。巖石風(fēng)化后，其物質(zhì)狀態(tài)、物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等均發(fā)生了劇烈的變化。很多情況下，風(fēng)化能使巖石破碎，形成細(xì)小顆粒的次生粘土礦物—高嶺石、蒙脫石及伊利石等，改變了巖石的礦物成分。同時，在風(fēng)化帶中常有可溶鹽的富集，如碳酸鈣及石膏。由于巖石風(fēng)化后，節(jié)理、裂隙發(fā)育，使巖石整體性降低，孔隙度增加，抗剪、抗壓強度降低，透水性增大，這為地下水活動創(chuàng)造了條件。地下水的滲入，又促進(jìn)巖石進(jìn)一步風(fēng)化。如有些巖石直接暴露在大氣中一、二天就開始風(fēng)化崩解。巖石不同，其在相同條件下的風(fēng)化情況不同，巖石相同，風(fēng)化作用性質(zhì)不同、經(jīng)受的風(fēng)化程度不同、沉積環(huán)境不同，其生成物的性質(zhì)也不盡相同。一、風(fēng)化作用的類型：風(fēng)化促使巖石的狀態(tài)或性質(zhì)顯然，一般情況下不宜將建筑物設(shè)置在風(fēng)化嚴(yán)重的巖層上，但是工程中又往往不可能完全避開風(fēng)化巖層。如隧道進(jìn)出口地段的巖層，大多有不同程度的風(fēng)化，施工中如不注意加強支護，易造成崩塌。對有些易風(fēng)化的巖層，在隧道施工開挖后，要及時作支護，防止巖石繼續(xù)風(fēng)化失穩(wěn)增加山體壓力，否則會引起坍塌。風(fēng)化巖層中的路塹邊坡不宜太陡，同時還要采取防護措施。風(fēng)化的巖石更不宜作建筑材料。因此，從工程建筑觀點來研究巖石的風(fēng)化特性、分布規(guī)律，對選擇建筑物的合理位置，如隧道的進(jìn)出口位置，路塹邊坡坡度，隧道的支護方法及襯砌厚度，大型建筑物的地基承載力和開挖深度以及合理的選擇施工方法等有著重要的意義。

顯然，一般情況下不宜將建筑物設(shè)置在風(fēng)化嚴(yán)重的巖層上，但公-路-工-程-地-質(zhì)(風(fēng)化與地表流水地質(zhì)作用)1教學(xué)教材課件巖石遭受風(fēng)化作用的時間愈長，巖石破壞得就愈嚴(yán)重。另外，從不同巖石的風(fēng)化速度來看，有的巖石風(fēng)化過程進(jìn)行得很緩慢，其風(fēng)化特征只有經(jīng)過長期暴露地表以后才能顯示出來；而有的巖石則相反，如泥巖、頁巖及某些片巖等，當(dāng)基坑開挖后不久，很快就風(fēng)化破碎，所以在施工中必須采取相應(yīng)的工程防護措施。根據(jù)巖石風(fēng)化的自然因素和風(fēng)化物質(zhì)的性質(zhì)，可將風(fēng)化劃分為物理風(fēng)化（機械風(fēng)化）、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用三種類型，其中生物風(fēng)化可或者歸結(jié)為物理風(fēng)化、或者歸結(jié)為化學(xué)風(fēng)化，即風(fēng)化作用中的兩種最基本類型為物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化。巖石遭受風(fēng)化作用的時間愈長，巖石破壞得就愈嚴(yán)重。另一）物理風(fēng)化作用一切只改變巖石的完整性或改變已碎裂的巖石顆粒大小和形狀，而未能產(chǎn)生新礦物的風(fēng)化作用（含植物根系的劈裂作用以及搬運過程中的破碎、磨圓過程）稱為物理風(fēng)化作用或機械風(fēng)化作用。1、物理風(fēng)化作用的類型通過對物理風(fēng)化的進(jìn)一步研究可以得到，物理風(fēng)化作用可被細(xì)分為以下類型：（1）溫度應(yīng)力引起的脹縮作用。位于我國西北的大青山、天山山脈，其山體表面多覆蓋有一定厚度的碎裂巖石塊體和巖屑物質(zhì)，這些主要是基巖在反復(fù)的脹縮循環(huán)中發(fā)生碎裂的產(chǎn)物?？脊殴ぷ髡咴谖覈轿髦庞l(fā)現(xiàn)了距今2～3萬年前舊石器時代的一個古采石場，在沒有其它工具的情況下，我們的先祖根據(jù)觀察得到的巖石脹縮破碎現(xiàn)象，用火烤、水激的方法，使巖石碎裂，再用木棍撬下，用以制作狩獵和生活所需的石器、工具。圖3-1示意了溫度作用下巖石的崩解過程；圖3-2所示為暴露于地表的山體巖石風(fēng)化崩解情況。一）物理風(fēng)化作用圖3-1溫度作用引起的巖石崩解過程示意

圖3-1溫度作用引起的巖石崩解過程示意圖3-2山體表面巖石的崩解碎裂

圖3-2山體表面巖石的崩解碎裂圖3-3冰晶體對巖石的劈裂破壞示意

（2）裂隙中的冰以及其他結(jié)晶體產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力引起的劈裂作用（除冰以外，硫酸鈣結(jié)晶體也有很強的膨脹作用）。一旦巖石中出現(xiàn)了細(xì)微裂隙，大氣降水就會滲入其中，水分的進(jìn)入或者會在低溫時形成冰楔體沿裂縫兩側(cè)擠壓巖石，或者與巖石中的某些物質(zhì)反應(yīng)形成結(jié)晶膨脹體擠壓巖石，使巖石中原有的裂縫加寬、增長，并為更多水分進(jìn)入巖體內(nèi)部創(chuàng)造了條件，逐步使巖石風(fēng)化崩解。（3）巖體因卸荷而引起的膨脹崩解。隨著上覆巖石不斷被風(fēng)化剝蝕，原來處于地層深處的巖體距地表面愈來愈近，上覆重力愈來愈小，在重力卸荷作用下，巖體會產(chǎn)生明顯上彈（膨脹），嚴(yán)重時就會產(chǎn)生卸荷裂隙。圖3-3冰晶體對巖石的劈裂破壞示意（2）裂隙中的冰以及其圖3-4樹木根系對巖石的劈裂破壞示意

（4）樹木生長過程中的根劈作用。巖石的裂縫中除含有一定的水分外，還會充填入一定量的塵土，這樣一來樹木就可在其中生存，隨著樹木的成長，其根系也不斷壯大；更加之巖石表層裂隙中的水分有限，為了獲取樹木生長所需的更充足的水分，巖石裂隙中的植物根系更為發(fā)達(dá)。植物根系的生長壯大必然擠壓巖石裂縫，使其擴大、增密，導(dǎo)致巖石產(chǎn)生風(fēng)化，并為風(fēng)化向巖石內(nèi)部發(fā)展創(chuàng)造了條件。圖3-4樹木根系對巖石的劈裂破壞示意（4）樹木生長過程中（5）重力作用下的巖塊碎裂和搬運過程中的碰撞、磨圓。在自身重力作用下，在巖石的碎裂塊體從高處向山坡下方滾動的過程中，在風(fēng)力及流水搬運巖石碎裂塊體的過程中，巖石的碎裂塊體之間或碎裂塊體與地面之間會不斷發(fā)生碰撞，碰撞過程中，巖石塊體會變得渾圓起來并進(jìn)一步破碎變小。（6）風(fēng)的剝蝕作用（同時為進(jìn)一步的風(fēng)化創(chuàng)造了條件）。季節(jié)風(fēng)的作用是干旱和半干旱地區(qū)地表巖石風(fēng)化不可忽視的一個因素。風(fēng)力將崩裂的巖石碎塊從母巖上剝離，同時又為風(fēng)化進(jìn)一步深入巖石深部創(chuàng)造了條件。（5）重力作用下的巖塊碎裂和搬運過程中的碰撞、磨圓。在自身重化學(xué)風(fēng)化作用是風(fēng)化作用中的另外一種類型，這類風(fēng)化作用的結(jié)果不僅僅改變了原有巖石的連續(xù)性和完整性，而且在改變巖石物質(zhì)狀態(tài)的同時改變了巖石中原有的礦物成分。1、化學(xué)風(fēng)化作用的概念

我們將一切改變了巖石中原有礦物成分的風(fēng)化作用統(tǒng)稱為化學(xué)風(fēng)化作用。生物生長中的新陳代謝、生物腐蝕和水引起的礦物溶解、再結(jié)晶、水化、水解以及大氣引起的氧化、碳酸化、硫酸化等，均會使原有的巖石礦物成分發(fā)生改變，并產(chǎn)生新礦物，這類風(fēng)化作用都屬于化學(xué)風(fēng)化作用。即化學(xué)風(fēng)化是質(zhì)變風(fēng)化、是改變原來巖石的物質(zhì)成分的風(fēng)化作用。2、化學(xué)風(fēng)化作用的類型同物理風(fēng)化作用一樣，化學(xué)風(fēng)化作用也可被細(xì)分為若干類型，其中常見的有以下類型：二）化學(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用是風(fēng)化作用中的另外一種類型，這類風(fēng)1）．

水的作用

水的風(fēng)化作用可細(xì)分為水化作用、水解作用、溶解溶蝕和再結(jié)晶作用。（1）水化作用某些礦物和水接觸后，水分子便能夠進(jìn)入礦物的結(jié)晶體或微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)部成為結(jié)晶水，水分子的進(jìn)入不僅改變了原有礦物的結(jié)構(gòu)形態(tài)并增加了物質(zhì)成分，也使其具有了某些新的性質(zhì)，即原礦物在水的作用下改變成了新的礦物，水對礦物的這種作用稱為水化作用。例如：（石膏遇水變成二水石膏）（芒硝）（2）水解作用：某些礦物遇水后其原有的物質(zhì)成分和一定量的水分發(fā)生物質(zhì)重組（和水分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)），生成新物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)形態(tài)也完全改變，水對礦物的這種作用稱為水解作用。例如：

水解作用是硅酸鹽類礦物最重要的一種化學(xué)風(fēng)化方式。1）．

水的作用（3）溶解溶蝕和再結(jié)晶

大氣降水是一種溶液，常含有等酸性物質(zhì)，尤其是在工業(yè)化污染十分嚴(yán)重的今天。當(dāng)大氣降水從巖石的表面特別是巖體裂隙中流過時，巖石中的一部分物質(zhì)成分溶于水中和水流一起流走，水對巖石的這種作用稱為溶解溶蝕作用。在自然界中經(jīng)?？梢砸姷綆r體中發(fā)育有很寬的水溶裂縫、溝渠、洞穴等各種空洞，嚴(yán)重時還會造成地表的塌陷，這種現(xiàn)象就是巖溶現(xiàn)象，巖溶地貌就是地下水對石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石地層長期溶解溶蝕的結(jié)果。地下水對石灰?guī)r溶解作用的反應(yīng)式如下：

重碳酸鈣溶于水中被水流帶走，并最終在石灰?guī)r地層中形成溶洞。需要指出的是，巖鹽、石膏比石灰?guī)r和白云巖更易溶解。公-路-工-程-地-質(zhì)(風(fēng)化與地表流水地質(zhì)作用)1教學(xué)教材課件含有大量重碳酸鈣的巖溶水在以下條件下又會產(chǎn)生再結(jié)晶：①

巖溶水出露地面或從裂隙中流出時，由于壓力降低，水中的二氧化碳逸出，重碳酸鈣還原為碳酸鈣從水中析出并再結(jié)晶。②

溫度的降低使水對礦物的溶解度降低，導(dǎo)致部分礦物析出并再結(jié)晶。③

水分的蒸發(fā)使礦物重新結(jié)晶出來。④

不同溶液的混合使水中的部分礦物質(zhì)沉淀析出。圖3-5形成于小三峽崖壁上的再結(jié)晶石芽

含有大量重碳酸鈣的巖溶水在以下條件下又會產(chǎn)生再結(jié)2）

氣體的作用氣體對巖石的風(fēng)化作用主要有：（1）

氧化作用:

（黃鐵礦）(硫酸亞鐵)(硫酸)（2）

碳酸化作用:

(正長石)（高嶺石）（石英）（3）

酸雨及硫酸化作用。2）

氣體的作用3．

生物的化學(xué)風(fēng)化作用

生物的風(fēng)化作用有兩種，一種是生長在巖石裂隙中的植物根系的膨大對巖石的劈裂作用，是生物的機械作用，屬物理風(fēng)化的范疇，該作用作為物理風(fēng)化的一種類型在前面已經(jīng)作了介紹。另一種就是生物生長中的新陳代謝物、腐蝕物、分泌物對巖石的破壞作用及微生物對巖石的風(fēng)化作用。這些顯然屬于化學(xué)風(fēng)化作用的范疇，也可稱其為生物化學(xué)風(fēng)化作用或簡稱化學(xué)風(fēng)化作用。3．

生物的化學(xué)風(fēng)化作用二、影響風(fēng)化作用的因素

1、巖石的礦物成分巖石化學(xué)風(fēng)化的本質(zhì)是巖石中各種礦物成分的變質(zhì)，物理風(fēng)化同樣與組成巖石的礦物成分有關(guān)。按風(fēng)化的難易程度，我們可將礦物劃分如下：（1）

穩(wěn)定性礦物，如白云母、石英、石榴石等。（2）

較穩(wěn)定性礦物，例如：輝石、角閃石、黑云母、正長石等。（3）

不穩(wěn)定性礦物，例如：斜長石、橄欖石等。巖石中的不穩(wěn)定性礦物含量越高，抗風(fēng)化能力越低。2、巖性巖性包括巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、礦物顆粒大小與形狀、孔隙率、吸水率、堅固性等物理力學(xué)性質(zhì)。結(jié)構(gòu)致密、巖性堅固、孔隙率和吸水率小的巖石其抗風(fēng)化能力就好，反之就易風(fēng)化。二、影響風(fēng)化作用的因素1、巖石的礦物成分3、地質(zhì)構(gòu)造與巖體的結(jié)構(gòu)性地質(zhì)構(gòu)造對巖體的結(jié)構(gòu)性有很大的影響，而巖體的結(jié)構(gòu)性（巖體結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、交匯切割情況、間距大小以及巖體裂隙的張開性、充填情況、滲透性等）又對巖體的抗風(fēng)化能力有很大影響。巖體的結(jié)構(gòu)面愈發(fā)育、裂細(xì)愈大、充填情況愈差、滲透性愈好就愈易風(fēng)化。4、氣候狀況與地表水氣溫高、雨量充足、濕度大、植物生長茂盛的我國南方地區(qū)以化學(xué)風(fēng)化為主，溫差大、雨量少、干燥、植被差、風(fēng)力作用強烈的我國北方地區(qū)則以物理風(fēng)化為主。5、地貌與地下水地貌對巖石風(fēng)化的影響和水、風(fēng)、溫差、地勢以及基巖埋藏條件等多重因素有關(guān)。地下水對巖石的風(fēng)化則主要體現(xiàn)為溶解溶蝕和再結(jié)晶。6、其它因素：如人類的工程活動等。3、地質(zhì)構(gòu)造與巖體的結(jié)構(gòu)性三、巖石風(fēng)化的工程地質(zhì)研究

在工程上，巖石風(fēng)化的情況可通過兩個方面來表述，一個是巖石的風(fēng)化程度，另一個是巖石層的風(fēng)化深度或稱風(fēng)化巖層的厚度。一）巖石的風(fēng)化程度

巖石風(fēng)化以后，其物理力學(xué)性質(zhì)將發(fā)生不同程度改變或變化，這種變化的大小取決于風(fēng)化程度的強弱。風(fēng)化程度不同，巖石的物理力學(xué)性質(zhì)改變大小也不同。路塹邊坡的坡度、橋基的埋深、隧道襯砌的厚度及施工方法的選擇、山區(qū)公路邊坡的表面防護等，都與巖石風(fēng)化程度密切相關(guān)。因此，巖土工程要求，對巖石風(fēng)化的情況不能僅限于對風(fēng)化現(xiàn)象的一般描述，必須結(jié)合以下各項情況對其風(fēng)化程度進(jìn)行分級評價。三、巖石風(fēng)化的工程地質(zhì)研究

在工程上，巖石風(fēng)化(1)巖石顏色的變化巖石中礦物成分的變化首先反映到顏色上。未經(jīng)風(fēng)化的巖石色澤鮮艷，風(fēng)化愈重，顏色愈暗淡。野外觀察時要注意表面和內(nèi)部顏色的比較；要注意區(qū)分干燥時和潮濕時巖石色調(diào)的不同，以間接確定其風(fēng)化程度。(2)巖石礦物成分的變化巖石礦物成分的變化直接關(guān)系著巖石的風(fēng)化程度。要特別注意巖石中那些易于風(fēng)化的各種礦物成分的變化，例如花崗巖中的黑云母、長石，風(fēng)化程度愈重，這些不穩(wěn)定的礦物就愈充分的變?yōu)榇紊V物。某些沉積巖風(fēng)化后的成分改變不顯著，但風(fēng)化較重的巖石常有次生石膏和含水氧化鐵出現(xiàn)。(3)巖石的破碎程度巖石的破碎程度是巖石風(fēng)化程度分級中最重要標(biāo)志之一。巖石風(fēng)化破碎是由于巖石中產(chǎn)生大量風(fēng)化裂隙所致，因此要著重觀察風(fēng)化裂隙的長度、寬度、密度、形狀及裂隙中的次生充填物情況。以直接判定巖石的風(fēng)化程度強弱。(1)巖石顏色的變化(4)巖石物理力學(xué)性質(zhì)的改變巖石風(fēng)化程度愈重，其堅硬程度便愈低，整體性愈差，力學(xué)性質(zhì)也就愈差。野外觀察時，可以用手錘敲擊，小刀刻劃，或用手折斷等簡易辦法進(jìn)行試驗，根據(jù)需要，必要時也可做野外原地壓縮或剪切試驗。根據(jù)上述幾個方面的情況，《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）把巖石按風(fēng)化程度劃分為六個等級，具體劃分情況見表3-1。二、巖石的風(fēng)化深度由于巖石的風(fēng)化作用一般是自地表面逐漸向巖體內(nèi)部進(jìn)行的，因此愈靠近地表，風(fēng)化作用就愈強烈，巖石的風(fēng)化程度也愈嚴(yán)重；愈向巖石內(nèi)部，巖石風(fēng)化得愈輕微，最后過渡到未經(jīng)風(fēng)化的新鮮巖石。在相同的外部自然條件下，同樣種類的巖石風(fēng)化層厚度愈大，其風(fēng)化程度也就愈嚴(yán)重。(4)巖石物理力學(xué)性質(zhì)的改變但是因為巖石隨趨向內(nèi)部深淺的這種風(fēng)化程度變化是逐漸的、連續(xù)的，所以風(fēng)化深度的下限也不十分明顯。對于比較重要的工程建筑，把地面以下風(fēng)化極嚴(yán)重、風(fēng)化嚴(yán)重、風(fēng)化頗重和風(fēng)化輕微四個帶的總和作為巖石的風(fēng)化深度，而對于地基及圍巖要求不太高的一般工程建筑物則只包括前三個帶，而把風(fēng)化輕微帶不算在風(fēng)化深度之內(nèi)。當(dāng)?shù)孛嬗^測不能確定風(fēng)化深度和整個風(fēng)化帶情況、而工程建筑又需要把地表以下的巖層的全部風(fēng)化情況弄清楚時，就必須進(jìn)行勘探或物探工作。根據(jù)實踐經(jīng)驗，物理風(fēng)化為主的地區(qū)，風(fēng)化深度一般不超過10m或15m；而以化學(xué)風(fēng)化為主的地區(qū)，巖石的風(fēng)化深度則可以達(dá)到數(shù)十米，甚至100余米。在工程上，往往會根據(jù)具體工程特點和需要，并根據(jù)巖石的風(fēng)化情況來對其進(jìn)行一定的加固或處理，以提高巖石的完整性和強度。這類處理方法主要有：水泥灌漿、粘土灌漿、瀝青灌漿、硅化法等。在邊坡工程中最常采用的是坡面防護。但是因為巖石隨趨向內(nèi)部深淺的這種風(fēng)化程度變化是巖石按風(fēng)化程度的分類表3-1

風(fēng)化程度野外特征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)波速比風(fēng)化系數(shù)未風(fēng)化巖質(zhì)新鮮，偶見風(fēng)化痕跡0.9～1.00.9～1.0微風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色，有少量風(fēng)化裂隙0.8～0.90.8～0.9中等風(fēng)化結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖動，巖芯鉆方可鉆進(jìn)0.6～.080.4～0.8強風(fēng)化結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用鎬可以挖動，干鉆不易鉆進(jìn)0.4～0.6＜0.4全風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強度，用鎬可挖，干鉆可鉆進(jìn)0.2～0.4——殘積土組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易挖掘，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性＜0.2——巖石按風(fēng)化程度的分類四、風(fēng)化作用的工程危害及防護

降低巖石強度破壞巖石的完整性為地表水下滲和地下水的流通提供通道誘發(fā)不良地質(zhì)現(xiàn)象加覆蓋層灌注膠結(jié)防水材料四、風(fēng)化作用的工程危害及防護

降低巖石強度加覆蓋層五、殘積層