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礦物和岩石對工程地質的影響

發布時間: 2021-03-02 15:38:05

工程地質問題 試述岩石產狀對工程邊坡穩定的影響及其在工程中的應對

邊坡的穩定受岩石產狀的影響,主要有如下幾個方面:
I)岩體結構因素:在岩體強度及穩定性分析中,結構面被認為是特別重要的因素,結構面強度比岩體本身的強度低很多。由於軟弱結構面的存在,岩體的整體強度大大降低,這增大了岩體的變形性能和流變性質以及加深了岩體的不均勻性、各向異性和非連續性等。大量的邊坡工程失事證明,一個或多個結構面組合.邊界的剪切滑移、張拉破裂和錯動變形是造成邊坡岩體失穩的主要原因。從邊坡穩定性考慮,應特別研究岩體結構面的成因類型、規模、連續性及間距、起伏度及粗糙度、表面結合狀態及充填物、產狀及其與邊坡臨空面的關系等。
2)結構面的抗剪強度:結構面的抗剪強度是影響和計算邊坡穩定的重要參數。對它的測定和選用應仔細研究,並考慮其與潛在破壞條件相協調。
應對措施,據潘院士所說,主要有以下幾個步驟:
第一層次:通過地勘工作基本摸清岩體中的節理裂隙、斷層破碎帶、剪切錯動帶……(統稱為結構面)的產狀和分布,以及這些結構面上的物理力學特性,測定相應的參數。這是以後一切工作的基礎。這一層次工作十分困難,不僅因為需很大的工作量和資金,更由於天然岩體的復雜性和勘探手段的局限,我們不可能「完全」查清情況,只能取得間斷的幾個數據,從而其結論不可能是定量和確定性的,更多是宏觀上的判斷、評價和估計,數據則帶有統計(概率)和隨機的性質。這也是岩石力學問題不可能像某些結構分析那樣能給出較確定答案的原因。

第二層次:綜合分析上述資料,將岩體概化為一個可以進行數學處理的模型(數學物理模型)。這個模型不僅要能基本上反映所研究岩體的各種邊界條件(例如存在的各種結構面),而且要確定岩體在各種因素作用下的所有反應(應力、應變、變形、包括流變、開裂、擴展、屈服、破壞、崩坍……

),也就是要確定岩體的「本構定律」,和許多參數、判據,才能分析。顯然,任何模型都只能是岩體的近似模擬。初期,岩體常被概化為非線性的連續體,後來逐漸發展為不連續體。

第三層次:對以上模型作數學分析,給出成果,提出措施,進行反饋。我國通過七•五、八•五攻關,結合李家峽、二灘、漫灣、三峽、小浪底等工程的實踐,在以上三個層次都取得了成績,有些達到國際先進水平。

Ⅱ 簡單論述礦物、岩石、土體三者之間的關系

土體裡面有岩石,岩石裡面有礦物
土壤礦物質是岩石經風化作用形成的,是土壤固內相的主體物容質,構成了土壤的「骨骼」,占土壤固相總質量的95%~98%。按成因分為原生礦物和次生礦物。土壤中有機質、微生物體等只佔土壤固相質量的不到5%。土壤礦物質的組成、結構和性質對土壤理化性質、生物與生物化學性質有著深刻的影響,對於鑒定土壤類型、識別土壤形成過程有著重要的作用。

Ⅲ 影響岩石工程地質性質的因素有哪些請舉例說明

A,礦物成分.由於岩石抄是多晶體襲的組合物,礦物晶體內部質點的間距小,吸引力遠較晶粒間的吸引力強.碎屑沉積岩膠結物的成分對強度的影響是最明顯的.
B,結構的影響.一般情況下,由於晶粒間質點的平均距離要比晶體內部質點的平均距離大得多,彼此吸引的牢固程度低,因此顆粒間的聯接決定岩石的抵抗作用力.
C,水的影響.在岩體中對力學性質產生重要影響的主要是重力水和結合水,主要通過多種作用改變岩體的結構和成分:潤滑作用,凍融作用,潛蝕作用,水解作用,聯接作用.
D,作用力的特點對工程地質性質也有影響.力的性質,應力水平,圍壓大小,應力增加速率,應力持續時間,以及應力的增減歷程等.
E,溫度效應,零度以下的岩石,強度和彈性模量都比較高,一千度以上,力學性質的影響隨岩石類型而異.
差不多就這些勒.

Ⅳ 岩石有哪些物理力學性質影響其工程性質的因素有哪些

影響岩石工程地質性質的因素

礦物成分、結構、構造、水、風化作用

1
.礦物成分

岩石是由礦物組成的,岩石的礦物成分對岩石的物理力學性質產生直接的影響。

例如,石英岩的抗壓強度比大理岩的要高得多,這是因為石英的強度比方解石的強度高
的緣故,由此可見,盡管岩類相同,結構和構造也相同,如果礦物成分不同,岩石的物理力
學性質會有明顯的差別。

對岩石的工程地質性質進行分析和評價時
,
更應該注意那些可能降低岩石強度的因素。

例如,
花崗岩中的黑雲母含量過高,
石灰岩、
砂岩中粘土類礦物的含量過高會直接降低岩
石的強度和穩定性。

2
.結構

結晶聯結是由岩漿或溶液結晶或重結晶形成的。礦物的結晶顆粒靠直接接觸產生的力牢
固地聯結在一起,結合力強,空隙度小,比膠結聯結的岩石具有更高的強度和穩定性。

聯結是礦物碎屑由膠結物聯結在一起的,膠結聯結的岩石,其強度和穩定性主要取決於
膠結物的成分和膠結的形式,同時也受碎屑成分的影響,變化很大。

例如:
粗粒花崗岩的抗壓強度一般在
120

140Mpa
之間,
而細粒花崗岩則可達
200

250Mpa


大理岩的抗壓強度一般在
100

120MPa
之間,而堅固的石灰岩則可達
250MPa


3
.構造

構造對岩石物理力學性質的影響,主要是由礦物成分在岩石中分布的不均勻性和岩石結
構的不連續性所決定的。

某些岩石具有的片狀構造、板狀構造、千枚狀構造、片麻狀構造以及流紋構造等,岩
石的這些構造,
使礦物成分在岩石中的分布極不均勻。一些強度低、易風化的礦物,多沿一
定方向富集,
或成條帶狀分布,
或形成局部聚集體,
從而使岩石的物理力學性質在局部發生
很大變化。

4
.水

實驗證明,
岩石飽水後強度降低。
當岩石受到水的作用時,
水就沿著岩石中可見和不可見的
孔隙、
裂隙侵入,
浸濕岩石自由表面上的礦物顆粒,
並繼續沿著礦物顆粒間的接觸面向深部
侵入,削弱礦物顆粒間的聯結,使岩石的強度受到影響。

如石灰岩和砂岩被水飽和後,其極限抗壓強度會降低
25
%~
45
%左右。

5
.風化

風化作用過程能使岩石的結構、
構造和整體性遭到破壞,
空隙度增大、
容重減小,
吸水性和
透水性顯著增高,
強度和穩定性大為降低。
隨著化學過程的加強,
則會使岩石中的某些礦物
發生次生變化,從根本上改變岩石原有的工程地質性質
希望能幫到你,麻煩給「好評」

Ⅳ 簡述礦物與岩石的關系專業一點的

岩石,是固態礦物或礦物的混合物;礦物是組成岩石和礦石的基本單元。可以區專分了屬嗎?

礦物指由地質作用所形成的天然單質或化合物。它們具有相對固定的化學組成,呈固態者還具有確定的內部結構;它們在一定的物理化學條件范圍內穩定,是組成岩石和礦石的基本單元。

岩石,是固態礦物或礦物的混合物,由一種或多種礦物組成的,具有一定結構構造的集合體

望採納

Ⅵ 礦物學和岩石學在地質工程中的應用

答:這個題目在網路中會不會太大了?礦物學和岩石學的最終目的都是為地質工程,如探礦、建築工程、地震、火山、甚至天文等服務的,要講上一本書吧。

Ⅶ 岩石對地質工程的影響

影響岩石工程性質的因素,可歸納為兩個方面:一是內因,即岩石自身的內在條件,如組成岩石的礦物成分、結構、構造等;二是外因,即來自岩石外部的客觀因素,如氣候環境、風化作用、水文特性等。因此,岩石的礦物成分、結構、構造,以及岩石遭受的風化作用、水的作用等,都直接影響岩石的工程性質。

1.礦物成分

組成岩石的礦物成分對岩石的工程性質具有直接影響。單礦岩與復礦岩比較,前者較後者耐風化。例如石英岩(單礦岩)主要礦物為石英,其平均抗壓強度可達250MPa,而花崗岩(復礦岩)除含有石英外,還含有片狀雲母和中等解理的長石,其平均抗壓強度為200MPa,可見花崗岩的強度較石英岩低。

礦物的硬度對岩石抗壓強度有密切關系。如石英岩和大理岩,由於石英岩中的石英要比大理岩中方解石的硬度高得多,故石英岩的抗壓強度為150~300MPa,而大理岩的抗壓強度為100~250MPa。

礦物的相對密度決定著岩石的相對密度,含鐵鎂質礦物多的岩石的相對密度要比含硅鋁質礦物多的岩石相對密度大。例如輝長岩的主要礦物成分是輝石和基性斜長石,而花崗岩的主要礦物成分是長石和石英,故輝長岩的平均相對密度(3.28)要比花崗岩的平均相對密度(2.65)大得多。

再從組成岩石的礦物顏色而論,深色礦物的(橄欖石、輝石、角閃石和黑雲母)抗風化能力要比淺色礦物的(石英、長石、白雲母)抗風化能力差。其中按照原生礦物對化學風化的反應來看,石英、白雲母、石榴子石等為穩定的礦物;角閃石、輝石、正長石、酸性斜長石等為稍穩定的礦物;基性斜長石、黑雲母、黃鐵礦等為不穩定的礦物。因此,一般而言,在岩漿岩中酸性岩比基性岩的抗化學風化能力高;沉積岩抗風化能力要比岩漿岩和變質岩高。

2.結構

岩石的內部結構對岩石的力學強度有極大的影響。按岩石的結構特徵,可將岩石分為結晶聯結的岩石和膠結聯結的岩石兩大類。

(1)結晶聯結

結晶結構的岩石,如大部分的岩漿岩、變質岩和一部分沉積岩等,其晶粒直接接觸,結合力強,孔隙度小,吸水率低。在荷載作用下變形小,彈性模量大,抗壓強度高,如閃長岩、輝長岩、玄武岩、石英砂岩等的抗壓強度均在150~300MPa之間。

結晶結構的晶粒大小對強度有明顯的影響。通常是細晶岩石的強度要高於同成分的粗晶岩石的強度,因細晶具有較高的結合力,故強度高。例如細晶花崗岩的強度可達180~200MPa,而粗晶花崗岩的強度只有120~140MPa;具有微晶至隱晶質的玄武岩,比中粗晶粒的基性岩強度更高;緻密的結晶灰岩要比粗晶大理岩的強度高2~3倍。

(2)膠結聯結

主要是指以沉積岩的碎屑結構為膠結物充填膠結而成的聯結形式。膠結聯結的岩石,其強度和穩定性取決於膠結物的成分和膠結的形式以及碎屑成分。

硅質膠結的岩石的強度和穩定性,遠遠要高於泥質膠結的岩石。

膠結聯結的形式,是指膠結物與碎屑物之間的組合關系。一般可分為基底膠結、孔隙膠結和接觸膠結三種形式。

基底式膠結是一種碎屑物散布於膠結物中,彼此不接觸的結構。這種結構孔隙度小,其物理力學性質完全取決於膠結物的性質。如果膠結物與碎屑物同為硅質或鈣質,就有可能經重結晶作用轉化為結晶聯結,其強度和穩定性也隨之增高。

孔隙式膠結是指碎屑顆粒互相直接接觸,膠結物充填於碎屑之間的孔隙中的一種結構。其強度和穩定性取決於碎屑物和膠結物的成分。一般而言,孔隙式膠結是強度和穩定性較好的結構。

接觸式膠結是指在碎屑顆粒的接觸處,由少量的膠結物將其彼此聯結起來的一種結構。這種結構的孔隙度大、容重小、吸水率高,其強度和穩定性很差。

3.構造

構造對岩石工程性質的影響,可從兩個方面來分析:

一方面,某些構造體現了礦物成分在岩石中分布的極不均勻性,如片理構造、流紋構造等。這些構造常能使一些強度低、易風化的礦物呈定向富集,或呈條帶狀分布,或者呈局部聚集體。當岩石受荷載作用時,首先從這些軟弱的部位發生變化,而影響岩石的物理力學性質。

另一方面,在礦物成分均勻的情況下,由於某些構造,如層理、節理、裂隙和各種成因的孔隙,使岩石結構的連續性與整體性受到一定程度的影響或破壞,從而使岩石的強度和透水性在不同方向上發生明顯的差異。一般情況下,垂直層面的抗壓強度大於平行層面的抗壓強度;平行層面的透水性大於垂直層面的透水性;垂直層理的變形模量小於平行層理的變形模量。

如果上述兩個方面的情況同時存在,則岩石的強度和穩定性就會明顯降低。

4.風化作用

岩石在自然力的作用下發生物理化學變化的過程,稱為岩石風化。岩石風化使岩體的工程地質特徵也發生改變,其表現如下:

岩體的完整性受到破壞風化作用使岩體原生裂隙擴大,並增加新的風化裂隙,導致岩體破碎為碎塊、碎屑、進而分解為岩粒,從根本上改變了岩體的物理力學性質。

岩石的礦物成分發生變化岩石在化學風化過程中,使原生礦物經化學反應,逐漸轉化為次生礦物。隨著化學風化的發展,層狀礦物(如高嶺石、蒙脫石之類的粘土礦物等)和鱗片狀礦物(如綠泥石、絹雲母之類的)不斷增多,導致岩體的強度和穩定性大為降低。

風化作用改變了岩石的水理力學性質由於風化使岩石具有一些粘性土的特性,諸如親水性、孔隙性、透水性和壓縮性都極為明顯地增大,從而大大降低了岩石的力學強度,抗壓強度可由原來的幾十至幾百兆帕,降低到幾兆帕。但當風化劇烈、粘土礦物增多時,滲透性又趨於降低。

5.水化作用

任何岩石被水飽和後的強度都會降低。這是因為水能沿著岩石極細微的孔隙、裂隙浸入,在其礦物顆粒間向深部運移,從而削弱礦物顆粒彼此之間的聯結力,降低岩石的內聚力和內摩擦力,使岩石的抗壓、抗剪強度受到影響。如石灰岩和砂岩被水飽和後的極限抗壓強度會降低25%~45%;又如花崗岩、閃長岩和石英岩等一類抗壓強度很高的岩石,經水飽和後的極限抗壓強度也會降低10%左右。這實質上是岩石軟化性的表現。

水對岩石強度的影響,在一定限度內是可逆的,也就是說,被水飽和的岩石,再經乾燥後其強度仍可恢復。但是,如果發生干濕循環,岩石成分和結構發生改變後,則使強度降低,就轉化為不可逆的過程了。

Ⅷ 影響岩石工程地質性質的因素有哪些

A,礦物成分.由於岩石是多晶體的組合物,礦物晶體內部質點的間距小,吸引力遠較晶粒間的吸專引力強.碎屑沉積屬岩膠結物的成分對強度的影響是最明顯的.
B,結構的影響.一般情況下,由於晶粒間質點的平均距離要比晶體內部質點的平均距離大得多,彼此吸引的牢固程度低,因此顆粒間的聯接決定岩石的抵抗作用力.
C,水的影響.在岩體中對力學性質產生重要影響的主要是重力水和結合水,主要通過多種作用改變岩體的結構和成分:潤滑作用,凍融作用,潛蝕作用,水解作用,聯接作用.
D,作用力的特點對工程地質性質也有影響.力的性質,應力水平,圍壓大小,應力增加速率,應力持續時間,以及應力的增減歷程等.
E,溫度效應,零度以下的岩石,強度和彈性模量都比較高,一千度以上,力學性質的影響隨岩石類型而異.
差不多就這些勒.

Ⅸ 岩石對工程性質的影響

影響岩石工程性質的因素,可歸納為兩個方面:一是內因,即岩石自身的內在條件,如組成岩石的礦物成分、結構、構造等;二是外因,即來自岩石外部的客觀因素,如氣候環境、風化作用、水文性質等。因此,岩石的礦物成分、結構、構造,以及岩石遭受風化作用、水的作用等,都直接影響岩石的工程性質。

1.礦物成分

組成岩石的礦物成分對岩石的工程性質具有直接影響。單礦岩與復礦岩比較,前者較後者耐風化。例如石英岩(單礦岩)主要礦物為石英,其平均抗壓強度可達250MPa,而花崗岩(復礦岩)除含有石英外,還含有片狀雲母和中等解理的長石,其平均抗壓強度為200MPa,可見花崗岩的強度較石英岩低。

礦物的硬度對岩石抗壓強度有密切關系。如石英岩和大理岩,由於石英岩中的石英要比大理岩中方解石的硬度高得多,故石英岩的抗壓強度為150~300MPa,而大理岩的抗壓強度為100~250MPa。

礦物的密度決定著岩石的密度,含鐵鎂質礦物多的岩石的密度要比含硅鋁質礦物多的岩石密度大。例如輝長岩的主要礦物成分是輝石和基性斜長石,而花崗岩的主要礦物成分是長石和石英,故輝長岩的平均密度(3.28g/cm3)要比花崗岩的平均密度(2.65g/cm3)大得多。

再從組成岩石的礦物顏色而論,暗色礦物(橄欖石、輝石、角閃石和黑雲母)的抗風化能力要比淺色礦物(石英、長石、白雲母)的抗風化能力弱。其中按照原生礦物對化學風化的反應來看,石英、白雲母、石榴子石等為穩定的礦物;角閃石、輝石、正長石、酸性斜長石等為稍穩定的礦物;基性斜長石、黑雲母、黃鐵礦等為不穩定的礦物。因此,一般而言,在岩漿岩中酸性岩比基性岩的抗化學風化能力高;沉積岩抗風化能力要比岩漿岩和變質岩高。

2.結構

岩石的內部結構對岩石的力學強度有極大的影響。按岩石的結構特徵,可將岩石分為結晶聯結的岩石和膠結聯結的岩石兩大類。

(1)結晶聯結

結晶聯結的岩石,如大部分的岩漿岩、變質岩和一部分沉積岩等,其晶粒直接接觸,結合力強,孔隙度小,吸水率低。在荷載作用下變形小,彈性模量大,抗壓強度高。例如,閃長岩、輝長岩、玄武岩、石英砂岩等的抗壓強度均在150~300MPa之間。

結晶結構的晶粒大小對強度有明顯的影響。通常是細晶岩石的強度要高於同成分的粗晶岩石的強度,因細晶具有較高的結合力,故強度高。例如細晶花崗岩的強度可達180~200MPa,而粗晶花崗岩的強度只有120~140MPa;具有微晶至隱晶質的玄武岩,比中粗晶粒的基性岩強度更高;緻密的結晶灰岩要比粗晶大理岩的強度高2~3倍。

(2)膠結聯結

主要是指以沉積岩的碎屑結構為膠結物充填膠結而成的聯結形式。膠結聯結的岩石,其強度和穩定性取決於膠結物的成分和膠結的形式,以及碎屑成分。

硅質膠結的岩石的強度和穩定性,遠遠要高於泥質膠結的岩石。

膠結聯結的形式一般可分為基底式膠結、孔隙式膠結和接觸式膠結三種形式。

◎基底式膠結:是一種碎屑物散布於膠結物中,彼此不接觸的聯結形式。這種聯結形式形成的結構孔隙度小,其物理力學性質完全取決於膠結物的性質。如果膠結物與碎屑物同為硅質或鈣質,就有可能經重結晶作用轉化為結晶聯結,其強度和穩定性也隨之增高。

◎孔隙式膠結:是指碎屑顆粒互相直接接觸,膠結物充填於碎屑之間的孔隙中的一種聯結形式。其強度和穩定性取決於碎屑物和膠結物的成分。一般而言,孔隙式膠結是強度和穩定性較好的聯結形式。

◎接觸式膠結:是指在碎屑顆粒的接觸處,由少量的膠結物將其彼此結合起來的一種聯結形式。這種聯結形式形成的結構的孔隙度大、容重小、吸水率高,其強度和穩定性很差。

3.構造

構造對岩石工程性質的影響,可從兩個方面來分析:

一方面,某些構造體現了礦物成分在岩石中分布的極不均勻性,如片理構造、流紋構造等。這些構造能使一些強度低、易風化的礦物常成定向富集,或呈條帶狀分布,或者呈局部聚集體。當岩石受荷載作用時,首先從這些軟弱的部位發生變化,而影響岩石的物理力學性質。

另一方面,在礦物成分均勻的情況下,由於某些構造,如層理、節理、裂隙和各種成因的孔隙,使岩石結構的連續性與整體性受到一定程度的影響或破壞,從而使岩石的強度和透水性在不同方向上發生明顯的差異。一般情況下,垂直層面的抗壓強度大於平行層面的抗壓強度;平行層面的透水性大於垂直層面的透水性;垂直層理的變形模量小於平行層理的變形模量。

如果上述兩個方面的情況同時存在,則岩石的強度和穩定性就會明顯呈疊加性地降低。

4.風化作用

岩石在自然力的作用下發生物理化學變化的過程,稱為岩石風化。岩石風化使岩體的工程地質特徵也發生改變,其表現如下:

(1)岩體的完整性受到破壞。風化作用使岩體原生裂隙擴大,並增加新的風化裂隙,導致岩體破碎為碎塊、碎屑,進而分解為黏粒,從根本上改變了岩體的物理力學性質。

(2)岩石的礦物成分發生變化。岩石在化學風化過程中,原生礦物經化學反應,逐漸分化為次生礦物。隨著化學風化的發展,層狀礦物(如高嶺石、蒙脫石之類的黏土礦物等)和鱗片狀礦物(如綠泥石、絹雲母之類的)不斷增多,導致岩體的強度和穩定性大為降低。

(3)風化作用改變了岩石的水理力學性質。風化可使岩石具有一些黏性土的特性,諸如親水性、孔隙性、透水性和壓縮性都極為明顯地增大,從而大大降低了岩石的力學強度,抗壓強度也可由原來的幾十至幾百兆帕,降低到幾兆帕。但當風化劇烈、黏土礦物增多時,滲透性又趨於降低。

5.水化作用

任何岩石被水飽和後的強度都會降低。這是因為水能沿著岩石極細微的孔隙、裂隙浸入,在其礦物顆粒間向深部運移,從而降低了礦物顆粒彼此之間的聯結力,以及岩石的內聚力和內摩擦力,使岩石的抗壓、抗剪強度受到影響。例如,石灰岩和砂岩被水飽和後,其極限抗壓強度會降低25%~45%;又如花崗岩、閃長岩和石英岩等一類抗壓強度很高的岩石,經水飽和後,其極限抗壓強度也會降低10%左右。這實質上是岩石軟化性的表現。

水對岩石強度的影響,在一定限度內是可逆的,即被水飽和的岩石,再經乾燥後其強度仍可恢復。但是,如果發生干濕循環,由於岩石成分和結構發生了改變,那麼強度降低就轉化為不可逆過程。

Ⅹ 分析影響岩石工程地質性質的因素

分析影響岩石來工程源地質性質的因素?
A,礦物成分.由於岩石是多晶體的組合物,礦物晶體內部質點的間距小,吸引力遠較晶粒間的吸引力強.碎屑沉積岩膠結物的成分對強度的影響是最明顯的.
B,結構的影響.一般情況下,由於晶粒間質點的平均距離要比晶體內部質點的平均距離大得多,彼此吸引的牢固程度低,因此顆粒間的聯接決定岩石的抵抗作用力.
C,水的影響.在岩體中對力學性質產生重要影響的主要是重力水和結合水,主要通過多...

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