电子教案

实践表明：岩石的抗风化能力的差异性很大，有些岩石如花岗岩风化速度很慢，而另外一些岩石风化速度很快，因此对于这类极易风化的岩石，必须采取相应的措施防止风化引起岩石力学性质的恶化，才能保证工程的安全。

(1) 挖除法 适用于厚度不大的严重风化层应予以清除。

(2) 抹面法 在岩石表面喷抹水泥砂浆、沥青或用石灰、水泥砂浆封闭岩面。

(3) 胶结灌浆法 向岩石孔隙、裂隙中注浆，提高岩石的整体性和强度，降低其透水性。

(4) 排水法 为了减少具有侵蚀性的地表水、地下水对岩石中可溶性矿物的溶解作用，需做一些排水工程。 1.4.3 岩石的工程分类

工程中根据不同的目的、用途，采用不同的指标，对岩石进行不同的分类。 1.4.3.1 岩石按坚硬程度的划分

《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）按岩石的坚硬程度（饱和单轴极限抗压强度fr（Mpa）划分为5类：坚硬岩石（fr＞60）、较硬岩（60≥fr＞30）、较软岩（30≥fr＞15）、软岩（15≥fr＞5）、极软岩（fr≤5）。

1.4.3.2 岩土的施工工程分级

道路工程地质勘察中对岩土施工的难易程度进行分级。

思考题

1．什么是矿物？矿物有哪些主要光学、力学性质？常见的造岩矿物有哪几种？

2．什么叫岩石？岩石都是由矿物组成的吗？常见的建材——花岗石、石灰石、大理石是岩石还是矿物？

3．依次熟记“摩氏硬度计”的代表矿物，并掌握在野外鉴别矿物硬度的方法。 4．酸性、中性、基性、超基性的岩浆岩矿物成分有何不同？

5．试从深成岩、浅成岩、喷出岩的不同结构、构造来说明，为什么岩浆岩的结构、构造特征是其生成环境的综合反映？

6．何谓层理？举出常见层理的类型及其形成环境。

7．何谓变质作用？常见的变质矿物有哪些？ 8．岩石的工程性质包括哪几方面？ 9．影响岩石风化作用的因素主要有哪些？ 10．论述风化作用的类型及其影响因素。

2 地质构造

地质构造就是指缓慢而长期的地壳运动使岩石发生变形，产生相对位移，形变后所表现出来的种种形态，它是地壳运动的产物，是研究地壳运动的性质和方式的依据。地质构造在层状岩体中表现最显著，主要有褶皱构造和断裂构造两种基本类型。

2.1 地壳运动与地质作用 2.1.1 地壳运动

地壳运动又称构造运动，主要是指由地球内力引起岩石圈的变形、变位的作用。

2.1.1.1 地壳运动的类型

地壳运动按其运动的方向分为：水平运动和垂直运动。 1．水平运动

地壳或岩石圈大致沿地球表面切线方向的运动称为水平运动。其表现为岩石圈的水平挤压或水平拉伸，它是形成地质构造的主要作用。

水平运动最典型的例子是美国西部旧金山的圣安德烈斯大断层。 2．垂直运动

地壳或岩石圈沿垂直于地表方向的运动称为垂直运动，又称升降运动。其表现为岩石圈的垂直上升或下降，它使岩层表现为隆起和相邻区的下降，可形成高原、断块山、凹陷、盆地和平原，还可引起海侵和海退，使海陆变迁。

垂直运动典型的例子是意大利那不勒斯海岸三根大理石柱的历史变迁。 人们常把晚第三纪（或称新第三纪）以前发生的构造运动称为古构造运动；把晚第三纪以来发生的构造运动称为新构造运动，其中有人类历史记载以来的构造运动又称为现代构造运动。 2.1.1.2 地壳运动成因的主要理论

地壳运动的成因理论，主要有对流说、均衡说、地球自转说和板块运动说等

等。

2.1.2 地质作用

地质作用是指由自然动力引起地球（最主要的是地幔和岩石圈）的物质组成、内部结构和地表形态发生变化的作用。主要表现为对地球的矿物、岩石、地质构造和地表形态等进行的破坏和建造作用。

按照能源和作用部位不同，地质作用分为内动力地质作用和外动力地质作用。内动力地质作用是由地球内部的能量（简称内能）引起的，主要有地内热能、重力能、地球旋转能、化学能和结晶能等；外动力地质作用是由地球以外的能量（简称外能）引起的，主要有太阳辐射能、潮汐能、生物能等。内动力地质作用主要包括构造运动、岩浆活动、变质作用和地震作用等。外动力地质作用主要包括风化作用、风的地质作用、河流的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用以及海洋的地质作用等。 2.2 岩层的产状

岩层是指由同一岩性组成的，由两个平行或近于平行的界面所限制的层状岩石。岩层的产状是指岩层在地壳中的空间方位，是以岩层面的空间方位及其与水平面的关系来确定的。 2.2.1 岩层的产状要素

确定岩层在空间分布状态的要素称为岩层的产状要素，一般用岩层面在空间的水平延伸方向、倾斜方向和倾斜程度进行描述，分别称为岩层的走向、倾向、倾角，这三者统称为岩层的产状三要素。

1．

岩层的走向

岩层面与水平面的交线AB叫走向线，走向线两端的延伸方向就是岩层的走向。

2．

岩层的倾向

垂直于走向线AB，沿着岩层面倾斜向下所引的射线OD叫倾斜线，又叫真倾斜线。它在水平面上的投影线OD＇所指的沿着岩层下坡的方向，就是岩层的倾向，又叫真倾向。

3．

岩层的倾角

岩层面与水平面的夹角，即真倾斜线OD与其在水平面上投影线OD＇的夹

角，就是岩层的倾角?，又叫真倾角。 注意：

实际上，在野外观察时，直接观察到的往往不是真倾向和真倾角，而是视倾向和视倾角。可以利用野外观察到的岩层的视倾角来推求实际岩层的真倾角。如图2-4所示。

从图上的三角关系可知：tg??= AC/CD，tg??= AC/CB，sin??= CD/CB

tg?ACCBAC????tg?∴ sin?CBCDCD

∴ tg??= tg?? sin?

可得真倾角和视倾角之间的换算公式：

tg??tg?sin? (1)

B A C 岩层面

式中：??——真倾角；

??——视倾角；

??——视倾向线与走向线的夹角。

2.2.2 产状要素的测量方法和表示方法 2.2.2.1 测量仪器

? ? ? D 走向线 ? 水平面

图2-4 真倾角与视倾角的关系

岩层产状在野外一般用地质罗盘仪（袖珍经纬仪）在岩层面上直接测定。 2.2.2.2 测量方法

1．岩层走向的测定 2．岩层倾向的测定 3．岩层倾角的测定 2.2.2.3 表示方法

岩层产状要素的表示方法有文字表示法和符号表示法两种。文字表示法多用于野外记录和文字报告，而符号表示法多用于地质图件。

1．文字表示法

目前通用的是采用方位角法表示，也有用象限角法表示的。 2．符号表示法

在地质图件上，为了简单醒目地表示岩层面的产状，通常使用符号表示法，各符号的意义为：