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工程地质学 不良地质现象的工程地质问题 所有建筑场址除了具有地层、构造和地下水等一般地质条件外，有些场地由于在各种内外动力地质作用，造成对工程的安全和使用产生不同程度不良影响的地质现象，如岩石风化、滑坡、河流的侵蚀与堆积、岩溶、地震等，这些现象称为不良地质现象。 §6.1 风化作用 1、风化：位于地壳表面或者接近于地面的岩石经受着风、电、大气降水和温度等大气营力以及生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分变化，这种变化的过程称为风化。 2、风化营力：风化因素可以理解为岩石中的物理和化学作用，而引起这些作用发生的风化因素统称为风化营力。 6.1.1 风化作用的意义 风化作用导致岩石的强度和稳定性降低。 风化作用是其它不良地质现象（如滑坡、崩塌）的基础。 1、风化促使岩石的状态或性质发生了改变，并形成了一种与原来岩石的形态、结构、构造、物质成分等不完全相同甚至可以说完全不同的新物质。 2、岩石风化后，其物质状态、物理力学性质和化学性质等均发生了剧烈的变化。很多情况下，风化能使岩石破碎，形成细小颗粒的次生粘土矿物—高岭石、蒙脱石及伊利石等，改变了岩石的矿物成分。同时，在风化带中常有可溶盐的富集，如碳酸钙及石膏。 3、由于岩石风化后，节理、裂隙发育，使岩石整体性降低，孔隙度增加，抗剪、抗压强度降低，透水性增大，这为地下水活动创造了条件。地下水的渗入，又促进岩石进一步风化。如有些岩石直接暴露在大气中一、二天就开始风化崩解。岩石不同，其在相同条件下的风化情况不同;岩石相同，风化作用性质不同、经受的风化程度不同、沉积环境不同，其生成物的性质也不尽相同。 4、 显然，一般情况下不宜将建筑物设置在风化严重的岩层上，但是工程中又往往不可能完全避开风化岩层。如隧道进出口地段的岩层，大多有不同程度的风化，施工中如不注意加强支护，易造成崩塌。对有些易风化的岩层，在隧道施工开挖后，要及时作支护，防止岩石继续风化失稳增加山体压力，否则会引起坍塌。 5、 风化岩层中的路堑边坡不宜太陡，同时还要采取防护措施。风化的岩石更不宜作建筑材料。因此，从工程建筑观点来研究岩石的风化特性、分布规律，对选择建筑物的合理位置，如隧道的进出口位置，路堑边坡坡度，隧道的支护方法及衬砌厚度，大型建筑物的地基承载力和开挖深度以及合理的选择施工方法等有着重要的意义。 6、风化作用的实质是矿物、岩石在地表附近新的物理化学条件下所产生的演化过程。如前所述，自然界中不同的岩石，在不同的自然环境里其反应亦不同；在相同的自然环境条件下，岩石种类不同，其对环境变化的反应亦不同。因为各种岩石在生成时，各具有其特殊性。如岩浆岩是高温熔融的岩浆在地壳中或地面上冷却凝固而成；沉积岩是地面上堆积起来的沉积物，经过脱水、压密、胶结及硬化而形成；而变质岩则是经高温高压以及活动性化学元素参与下形成的岩石。 7、因此，当各种岩石由于地壳运动使其长期暴露在地表以后，就改变了岩石原来的环境条件，使其处于一种新的物理化学条件中，岩石为了适应新的条件，在地表的温度和压力，大气、水、生物活动的长期作用下，改变了原来的性质，变成了新的疏松物质，或物质成分发生了变化。 岩石遭受风化作用的时间愈长，岩石破坏得就愈严重。另外，从不同岩石的风化速度来看，有的岩石风化过程进行得很缓慢，其风化特征只有经过长期暴露地表以后才能显示出来；而有的岩石则相反，如泥岩、页岩及某些片岩等，当基坑开挖后不久，很快就风化破碎，所以在施工中必须采取相应的工程防护措施。 根据岩石风化的自然因素和风化物质的性质，可将风化划分为物理风化（机械风化）、化学风化和生物风化作用三种类型，其中生物风化可或者归结为物理风化、或者归结为化学风化，即风化作用中的两种最基本类型为物理风化和化学风化。 6.1.2 风化作用的类型 一、物理风化作用 1、物理风化作用的定义？ 2、物理风化作用的特点？ 3、引起物理风化的因素？ 定义：物理风化作用是指岩石在风化营力的影响下，产生一种单纯的机械破坏作用。 特点：破坏后岩石化学成分不改变。 影响因素： 1、温度变化 2、岩石中的水分 3、岩体因卸荷而引起的膨胀崩解 4、树木生长过程中的根劈作用 5、重力作用下的岩块碎裂和搬运过程中的碰撞、磨圆。 6、风的剥蚀作用（同时为进一步的风化创造了条件） 二、化学风化作用 1、化学风化作用的定义？ 2、化学风化作用的特点？ 3、化学风化作用的分类？ 我们将一切改变了岩石中原有矿物成分的风化作用统称为化学风化作用。生物生长中的新陈代谢、生物腐蚀和水引起的矿物溶解、再结晶、水化、水解以及大气引起的氧化、碳酸化、硫酸化等，均会