什么是岩体的风化作用和地下水作用

一般来说,较完整的岩体是比较坚固的,对于许多岩体来说,作为工程建筑物的地基、介质或建筑材料,能满足要求。但是坚硬、完整的岩体并不是绝对不变的。从地质观点来看,地壳总是处在不停的运动和变化之中,岩体必然也是在各种地质作用下不断变化的。而我们所要研究的是在工程使用年限内由于风化作用和地下水作用所引起岩体完整性、强度等性质的变化。

自然界中,风化作用是普遍存在的,岩体出露的地区,总会遭受到不同程度的风化作用,从而改变了岩石的矿物组成和结构构造。不同风化程度岩体的物理力学性质是不同的。一般来说,风化作用会降低矿物晶粒或颗粒间的连接力,使岩体的完整性遭到破坏,变形增大,强度降低。

风化作用是随着深度逐渐减弱的,因此同一岩体处在不同深度时,其风化程度是不相同的。岩性不同,对其风化的难易程度也有所不同,因而风化壳的厚度有很大差别。

风化岩石按风化剧烈的程度分成若干级(或带):全风化带(W4)、强风化带(W3)、中风化带(W2)、弱风化带(W1)和微风化带(新鲜)五带。

岩体的风化程度、风化深度和风化速度与岩体的工程性质直接相关。

地下水在岩体中的存在使岩体中的可溶性盐溶解,胶体水解,使矿物颗粒间的联结力减弱。含有石膏的岩体,因硬石膏(CaSO )遇水变成石膏(CaSO ·2H O),体积膨胀,产生膨胀压力,致使岩体发生破坏。不少岩石在水的作用下强度会下降。

一般岩石的强度随着含水量增大的不同其降低的程度也不同。这主要取决于岩石中亲水矿物和易溶性矿物的含量以及裂隙发育情况。亲水性矿物和易溶性矿物含量愈多,开口裂隙愈发育,岩石强度随含水量增加而降低的愈多。造岩矿物中绝大部分是亲水的,而黏土类矿物亲水性最强,所以很多黏土岩饱水后强度降低的很多。通常用软化系数来表示岩石的软化性,即

一般规定软化系数小于0.75的岩石为软化岩石。

岩体中水对岩石的软化作用不仅表现在强度上,也表现在使岩石变形增大。此外,当岩体中存在着承压水时,由于孔隙压力作用,抵消外界的正压力而使岩石抗剪强度降低。

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