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花岗岩风化带解析

作者: 发布时间:2018-02-01 浏览次数:2951
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  前言

  风化作用对岩体的破坏程度自地表往下各有不同,根据解体和变化程度可划分为:残积土、全风化、强风化、中等风化、微风化、未风化六级别。有关规范采用地质定性及定量数据来界定风化分带,概括性地描述了岩石一般存在的风化特征。但是对于不同岩石,规范中的描述不可能面面俱到,人们依据规范对风化带的野外地质特征的理解和认识也不尽相同,产生的分歧甚至可能造成工程施工的判别失误。根据多年野外地质调查及工程勘察中对花岗岩完整风化带的观察经验,采用感观辨别方法对一般地质定性描述做补充并对风化层做分类阐述。

  风化分带及地质特征

  残积土

  早期的残积土地质分带仅局限于砖红色、灰黄色及红、黄、白混色网纹结构且不具母岩结构特征的风化带顶部粘土层。国标岩土工程勘察规范发布以后,工程勘察中普遍将似母岩结构的粘性土风化层归入残积土,已属于工程分带概念。

  似母岩结构的粘性土层地质特征表现为:矿物中长石已全部风化成散状高岭土,黑云母已消失石英颗粒保持母岩状态。颜色以灰黄褐黄或灰白色为主。

  残积土层自上而下具有:顶部粘土层坚硬~硬塑,标贯击数一般8~14击;其下刚进入似母岩结构的粘土层段强度较低呈可塑~硬塑,标贯击数一般9~11击;再往下因风化程度减弱强度逐渐增加,标贯击数也随深度而递增。与下部全风化带的主要区别为:顶部表层不具母岩结构,下部母岩结构不清晰,无黑云母,铁锹可以挖掘。标贯击数参考国标规范取小于30击。

  全风化花岗岩

  颜色以灰黄、褐黄或灰白色为主母岩结构已清晰辨认,岩体呈不具粘性的砂土状。矿物中长石已风化成粉末状高岭土,石英颗粒保持母岩状态,可见黑云母风化残余标贯击数可参考国标规范取30~50击自然剖面可见铁锰质渲染节理裂隙面痕迹。

  此层与上部残积土的主要区别在于:母岩结构清晰,砂土无粘,挖掘已无法用铁锹,用镐易挖,可见黑云母残片;与下部强风化带的区别主要在于:长石已风化成粉末状高岭土岩体呈砂土状,岩块浸泡在水中3~5min可否崩解是与强风化带***简单的区分方法。

  强风化花岗岩

  颜色以灰黄、褐黄色为主,矿物颜色及硬度变化显著,斜长石风化剧烈,正长石及黑云母基本完好,风化裂隙发育。标贯击数大于50击。此带可再分为上部散体(砂土)状强风化和下部碎裂(碎石)状强风化两段。

  散体(砂土)状强风化花岗岩:母岩体已完全破坏分解,呈砂状组合体,用镐易挖掘,开挖扰动后呈散状砂砾,含细粉质颗粒较少。碎块体浸泡水中难崩解。

  碎裂(碎石)状强风化花岗岩:母岩体遍布裂纹,已完全解体呈碎裂片块状,类似胀裂破碎,碎块用手易折断,用镐可挖掘,扰动后呈碎石及砾砂。剖面上碎裂片、块体易剥落。此段不易定名,因为在钻孔取芯时强风化带较难取块样往往会将下部中风化带的碎块状岩芯误认为是碎块状强风化体所以此处极易判断失误,在实际工程中误判的现象屡见不鲜。与下部中风化带的区别在于:强风化岩块易碎且用手易折断。

  中等风化花岗岩

  中等风化亦可简称为中风化。颜色以灰黄、褐黄色为主,风化裂隙较发育,岩体分割成块状,岩块整体颜色已基本改变,用手无法折断,采用铁锤方可击碎。用镐无法挖掘。沿节理面有次生矿物,故在剖面上常见节理被泥质充填。钻孔取芯呈碎块状或短柱状,单管钻具常规钻进的岩芯采取率很低。饱和单轴抗压强度可参考国标规范取15~30MPa,属较软岩类。

  中风化带与下部微风化带的区分以颜色为主,中风化岩体已明显色,微风化岩体则断面新鲜,其风化过渡段呈灰黄色、灰白色的两色混杂。

  微风化花岗岩

  岩体仅节理面有铁锰质渲染或略有变色,岩块断口新鲜,强度接近新鲜岩石。饱和单轴抗压强度30~60MPa,属较硬岩~坚硬岩。

  未风化花岗岩

  岩质新鲜,节理裂隙面基本无风化痕迹。属坚硬岩花岗岩风化带除了强风化与中风化接触带较明显外,其余各带都是呈渐变的过渡状,分带时应以主要特征为主,以感观地质定性为主,定量取值数据为辅。强风化与中风化分带上有较易观察的碎裂状岩体与块状岩体前者断面极粗糙,后者断面完整两者常因节理面风化较甚而呈交错状接触。

  建立风化带认识

  工程中主要是采用感观法区分地层岩性,由于人为因素导致划分结果不尽相同,常见将全风化判定为残积土、强风化判定为全风化、中风化判定为强风化、微风化判定为中风化的误判现象。在无法做到即时定量取值分析的工程现场情况下,鉴别地质岩性取决于个人的观察判断能力,而实践经验是感观认识的基础和前提。因此,建立一套较完整可靠、易操作的感观定性分析辨别方法成为一个亟待解决的问题

  结束语

  花岗岩风化带的地质特征感观划分方法至今尚无统一标准,各行业各部门,甚至个人都根据自有经验进行划分,往往易出现分带层位偏差,造成工程施工鉴别上出现大的失误。本文通过对感观定性描述及各分带的主要特征的叙述,形成较完整的对花岗岩风化带合理、有效的划分方法。


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