【知识点】地表岩体与风化岩体的区别（一）

地表岩石在太阳幅射、温度变化、水（冰）、气体、生物等诱因的综合作用下，组织结构、矿物物理成份和化学性状等发生变化的过程和现象。岩石形成风化的根本缘由是所处的环境与其生成环境有了巨大变化，岩石为适应新的环境，必定进行自身结构的调整和接受环境的修缮。岩石受风化作用改建的优劣程度，取决于其自身抵御风化的能力和风化营力的优劣。后者取决于岩石的矿物、化学组成及结构特点，前者取决于气象条件及月球地理物理环境，因地域不同而异。 #

岩石风化的分类

按风化营力与作用模式分为3种类别：①物理风化。指岩石遭到体温及水、风、冰川等的作用，形成机械破坏的现象。地层只改变其整体性，而不改变其矿物物理成份（拜见彩图ⅩⅥ—28）。②化学风化。指地壳在空气、水及微生物等的作用下发生的物理变化的过程和现象，除了导致岩石破碎，同时也使岩体的矿物、化学成份和结构构造发生明显变化。③生物风化。既有水稻茎秆对岩石的机械劈裂破坏，还有生物活动导致岩石溶蚀物理环境的改变，导致物理风化（拜见彩图ⅩⅥ—29）。这3种风化作用的优劣主要受气候条件的影响。高寒地带及降雪少见的地区，以数学风化作用为主；多雨阴湿的热带及温带，则以物理和生物风化作用为主。在风化作用的初期阶段，多表现为地理风化，随着风化作用的加深，岩石向物理、生物风化的高阶段演化。 #

ⅩⅥ—28峰林——谷地

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卢跃如摄 #

ⅩⅥ—29石灰岩洞穴 #

萧巨青摄 #

安装工程建设不可防止地要碰到风化岩石。研究风化岩石的性质、空间分布、风化速率、风化程度以及风化岩的地理电学性质，以制订正确的安装工程对策，使安装工程建设达到经济与安全的目的。

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风化岩石的分布及岩石风化带的界定

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（1）风化岩石的分布。风化岩石分布于地表及浅层一定深度的范围内，以风化营力所能达到的深度为下限。岩石的风化程度具备由表及里、自浅而深逐步减小的趋势，多展现连续渐变过渡关系，并显示出分带特征。当风化现象呈连续渐变的变化过程时，称为均匀风化，发生于古生代的岩性、构造及风化营力均一的地区。反之，若地层岩性、构造及风化营力存在较大差距，则形成不均匀风化，如：风化带不连续、不完整、突变接触；沿懦弱岩层或剪切带产生风化夹层；沿断层带什么叫弱风化岩石，节理密集带和不稳定矿物密集带，产生的风化槽、风化囊等特殊风化现象。风化岩石的分布受风化作用的优劣和风化产物保存条件的双重影响，主要受地貌地形、岩性、构造、水文、植被等条件的掣肘。 #

（2）地层分化带的界定。按照岩石风化作用有自地表向上渐渐减小的优点，自上而下对地层进行风化分带，目的在于差别不同程度的风化岩石，分类研究其安装工程地质特征，服务于安装工程设计，也易于进行纵向对比。美国在20世纪50年代早期即开始进行岩石风化分带的研究，并制订了岩石风化带界定的统一标准，即按照岩体的色调、矿物变异、结构及破碎程度，水理、物理性质和硬度衰减状况，将岩石风化程度界定为全风化、强风化、弱风化和晚风化4个带。国际安装工程地质商会（IAEG），国际岩体电学学会（ISRM）和日本、美国、澳大利亚等国的规范，则以岩石癌症化蚀变矿物的多寡为准，界定为全风化、强风化、中等风化和轻度风化4带。这2种分带大体上是一致的，才能反映不同风化岩石安装工程地质特征的差别，也能基本满足安装工程建设的还要。但因为这类界定标准都是定性的，对于不同的人和在不同地区应用，常带有主观随便性。自80年代开始，美国许多勘察设计单位和其他国家的一些研究机构对岩石风化分带举行了定量标准的研究。如美国原水务电网部华北勘察设计院通过对粉状岩石风化的研究，提出了风化岩石的定量参数与定性特点相结合的界定标准，主要选用岩石品质、风化特性、裂隙状态和地下水等4项指标，采取综合评分方式界定风化带。 #

法国I.G.蒙牛耶夫依照二长岩大量的室外超声波速率检测值，提出风化系数K=（V0-VW）/V0，即新鲜岩体纵波速率V0和风化岩体纵波速率VW之差与V0之比，借此来界定岩石的风化程度（表1）。美国专家按照超声波法测量大量的岩体室外外动弹性挠度值什么叫弱风化岩石，估算求得风化岩石的节理系数I=（ED-Ed）/ED和坚硬度η=Ed/ED（式中ED为室外岩体动弹性泊松比，Ed为野外岩石的动弹性挠度），借此对岩石风化程度进行分级（表2）。美国1999年出台施行的GB50287—99《水利水电安装工程地质勘查规范》中，根据岩体的宏观特性、矿物蚀变和风化岩石与新鲜岩石纵波速率之比值，仍将风化带分为全风化、强风化、中等风化（弱风化）、微风化4带（表3）。美国对山峡水务枢纽岩石风化的研究前后经历了40余年，通过地显露头、坑（槽）探、钻探、竖井、平硐及路基回填的充分揭示，辅以宏观、微观，化学、化学、地球化学和电学实验等方式，进行了全面深入的研究，概化出最具代表性的铅直方向标准风化剖面，进行岩石风化带的界定（见图），其分带标准中主要包括岩石构成及特性，矿物蚀变特性，钻探技术特征指标，岩石化学力学指标，原位岩石声波特性、透水性等。具备较差的实用性、科学性和可操作性。

表1按岩体风化系数界定的岩体风化分带表 #

表2按节理系数、坚固度界定的岩体风化分级表

表3岩石风化带界定 #

山峡水务枢纽坝区结晶岩典型风化剖面示意图 #

风化岩石的运用与处理 #

自然界风化岩石分布普遍，安装工程选址经常选择风化岩长度小的地段，但无法完全杜绝，所以安装工程建设中怎样运用和处理风化岩成为安装工程设计的常见问题。风化岩石的运用应按照其安装工程特征和建筑物对基槽的要求确定。对会造成建筑物不均匀变型和导致抗滑稳定、渗透稳定问题的风化岩石必须给予清理；对安装工程安全影响不大，回填困难和不经济，适当处理即可满足安装工程要求的风化岩石经过处理可给予运用。在路基和洞室安装工程中，风化岩石的运用更有其重要意义，为保证路基和洞室岩体的稳定及安装工程设计的经济合理，应研究合适的断（剖）面型态和有效的回填和支护形式。 #

岩体的风化速率对于安装工程建设十分重要。坚固岩体的风化速率，从安装工程观点来讲，通常是非常平缓的，对安装工程无影响。但粘土岩、页岩、片岩、千枚岩等软岩，含黄连素的蚀变岩和构造岩，非常是中新生代绿色岩系中的粘土质岩体，一经显露，都会随之风化。对这类岩体在清基或踏入永久洞壁、坡面时，应及时采取防护举措，必要时应预留保护层。风化岩体还可用作个别建筑物的路基料，有的还可用作防渗土料，应充分加以研究。 #