造价师土建工程第一章第一节:岩体的特征
岩体是岩石受节理、断层、层面及片理面等结构面切割而具有一定结构的、受地下水影响的多裂隙综合体。岩体和岩石的概念不同,岩石是矿物的集合体,其特征可以用岩块来表征。岩体可能由一种或多种岩石组合,且在形成现实岩体的过程中,经受了构造变动、风化作用、卸荷作用等各种内外力地质作用的破坏和改造。
建设工程通常将工程影响范围内的岩石综合体称为工程岩体。工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。地下工程围岩是指地下隧道、竖井、地铁、厂房、储库、车库、车站、商场等地下工程的边壁周围的岩体,简称围岩。
一、岩体的结构
(一)岩体的构成
岩体是由岩石或土受结构面切割的岩块构成的,岩体的性质取决于岩石或土和结构面的性质。
1.岩石
(1)岩石的主要矿物
矿物是存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。其中构成岩石的矿物,称为造岩矿物。由于成分和结构的不同,每种矿物都有自己特有的物理性质,物理性质是鉴别矿物的主要依据。
①颜色。颜色是矿物最明显、最直观的物理性质。根据成色原因,可分为自色和他色。
②光泽。光泽是矿物表面的反光能力,用类比方法常分为四个等级:金属光泽、半金属光泽、金刚光泽及玻璃光泽。另外,由于矿物表面不平、内部裂纹等,可形成某种独特的光泽。
③硬度。硬度是矿物抵抗外力刻划、压入或研磨等机械作用的能力。鉴定矿物常用一些矿物互相刻划来测定其相对硬度,一般分为10个标准等级,如表1-1-1矿物硬度表所列。
表1-1-1 矿物硬度表
硬度 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
矿物 |
滑石 |
石膏 |
方解石 |
萤石 |
磷灰石 |
长石 |
石英 |
黄玉 |
刚玉 |
金刚石 |
在实际工作中常用可刻划物品来大致测定矿物的相对硬度,如指甲约为2~2.5度,小刀约为5~5.5度,玻璃约为5.5~6度,钢刀约为6~7度。
(2)岩石的成因类型及其特征
组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)和变质岩三大类。
①岩浆岩(火成岩),是岩浆通过地壳运动,沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。根据形成条件,岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。
a.侵入岩,是侵入到周围岩层(简称围岩)中形成的岩浆岩。根据形成深度,侵入岩又分为深成岩(形成深度大于5km)和浅成岩(形成深度小于5km)。
深成岩常形成岩基等大型侵入体,岩性一般较单一,以中、粗粒结构为主,致密坚硬,孔隙率小,透水性弱,抗水性强,故其常被选为理想的建筑基础,如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩。
浅成岩多以岩床、岩墙、岩脉等状态产出,有时相互穿插。颗粒细小,岩石强度高,不易风化,但这些小型侵入体与围岩的接触部位,岩性不均一,节理裂隙发育,岩石破碎,风化蚀变严重,透水性增大,如花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩。
b.喷出岩,指喷出地表形成的岩浆岩。一般呈原生孔隙和节理发育,产状不规则,厚度变化大,岩性很不均一,比侵入岩强度低,透水性强,抗风能力差,如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩。
②沉积岩,是在地壳表层常温常压条件下,由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质,经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。
沉积岩主要有碎屑结构、泥质结构、晶粒结构、生物结构。
常见的构造有层理构造、层面构造、结核、生物成因构造。
根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成条件,可分为碎屑岩(如砾岩、砂岩、粉砂岩)、黏土岩(如泥岩、页岩)、化学岩及生物化学岩类(如石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。
③变质岩。变质岩是地壳中原有的岩浆岩或沉积岩,由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变,使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化,形成了新的岩石。
变质岩的结构主要有变余结构、变晶结构、碎裂结构。
变质岩的构造主要有板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造(如大理岩、石英岩等)。
三大类岩石的主要区别(见表1-1-2)
表1-1-2 岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征表
岩类 地质特征 |
岩浆岩 |
沉积岩 |
变质岩 |
主要矿物成分 |
全部为从岩浆岩中析出的原生矿物,成分复杂,但较稳定。浅色的矿物有石英、长石、白云母等;深色的矿物有黑云母、角闪石、辉石、橄榄石等 |
次生矿物占主要地位,成分单一,一般多不固定。常见的有石英、长石、白云母、方解石、白云石、高岭石等 |
除具有变质前原来岩石的矿物,如石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石等外,尚有经变质作用产生的矿物,如石榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等 |
结构 |
以结晶粒状、斑状结构为特征 |
以碎屑、泥质及生物碎屑结构为特征。部分为成分单一的结晶结构,但肉眼不易分辨 |
以变晶结构等为特征 |
构造 |
具块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造 |
具层理构造 |
多具片理构造 |
成因 |
直接由高温熔融的岩浆形成 |
主要由先成岩石的风化产物,经压密、胶结、重结晶等成岩作用而形成 |
由先成的岩浆岩、沉积岩和变质岩,经变质作用而形成 |
【例1.1.1】大理岩属于( )。[2010年真题]
A.岩浆岩
B.变质岩
C.火成岩
D.沉积岩
【答案】B
【例1.1.2】常见的沉积岩有( )。[2013年真题]
A.辉绿岩
B.泥岩
C.石灰岩
D.白云岩
E.大理岩
【答案】BCD
【解析】沉积岩是在地壳表层常温常压条件下,由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质,经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成条件,可分为碎屑岩(如砾岩、砂岩、粉砂岩)、黏土岩(如泥岩、页岩)、化学岩及生物化学岩类(如石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。A项,辉绿岩属于岩浆岩;E项,大理岩属于变质岩。
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