石灰岩工程地質問題

㈠ 花崗岩、大理岩、石灰岩、頁岩、玄武岩等岩石的工程地質性質有哪些

花崗岩
花崗岩是岩漿在地下深處經冷凝而形成的深成酸性火成岩，部分花崗岩為岩漿和沉積岩經變質而形成的片麻岩類或混合岩化的岩石。花崗岩主要組成礦物為長石、石英、黑白雲母等[1]，石英含量是10%～50%。長石含量約總量之2/3，分為正長石、斜長石（鹼石灰）及微斜長石（鉀鹼）。不同品種的礦物成份不盡相同，還可能有含輝石和角閃石。花崗岩質地堅硬緻密、強度高、抗風化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低，美麗的色澤還能保存百年以上，是建築的好材料，但它不耐熱。全晶質等粒狀結構，塊狀構造。產狀多為岩基，岩株。花崗岩石材按色彩、花紋、光澤、結構和材質等因素，分不同級次。
大理岩
大理岩（marble）一種變質岩，又稱大理石。因在中國由於雲南省大理縣盛產這種岩石而得名。由碳酸鹽岩經區域變質作用或接觸變質作用形成。主要由方解石和白雲石組成，此外含有硅灰石、滑石、透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等。具粒狀變晶結構，塊狀（有時為條帶狀）構造。大理岩硬度不大，易於開采加工，板材磨光後非常美觀，可作室內裝飾材料；開采和加工中的廢料，可製成工藝品或經軋碎作生產水磨石、水刷石等的優質集料。少數高度緻密均質的可供藝術雕刻和裝飾用。岩塊與鹽酸作用氣泡，具有可溶性。
石灰岩
也是變質岩。簡稱灰岩，以方解石為主要成分的碳酸鹽岩。有時含有白雲石、粘土礦物和碎屑礦物，有灰、灰白、灰黑、黃、淺紅、褐紅等色，硬度一般不大，與稀鹽酸反應劇烈。石灰岩結構較為復雜，有碎屑結構和晶粒結構兩種。碎屑結構多由顆粒、泥晶基質和亮晶膠結物構成。顆粒又稱粒屑，主要有內碎屑、生物碎屑和鮞粒等，泥晶基質是由碳酸鈣細屑或晶體組成的灰泥，質點大多小於0.05毫米，亮晶膠結物是充填於岩石顆粒之間孔隙中的化學沉澱物，是直徑大於0.01毫米的方解石晶體顆粒；晶粒結構是由化學及生物化學作用沉澱而成的晶體顆粒。
頁岩
是一種沉積岩，成分復雜，但都具有薄頁狀或薄片層狀的節理，主要是由黏土沉積經壓力和溫度形成的岩石，但其中混雜有石英、長石的碎屑以及其他化學物質。粘土岩的一種。成分復雜，除粘土礦物（如高嶺石、蒙脫石、水雲母、拜來石等）外，還含有許多碎屑礦物（如石英、長石、雲母等）和自生礦物（如鐵、鋁、錳的氧化物與氫氧化物等）。具頁狀或薄片狀層理。用硬物擊打易裂成碎片。是由粘土物質經壓實作用、脫水作用、重結晶作用後形成。由極細的粘土、泥質，經過緊壓固結、脫水、重結晶後形成的，具有薄頁狀層理構造的粘土岩，稱為頁岩。（頁理是鱗片狀的粘土礦物在壓緊過程中，平行排列而成的）頁岩緻密，硬度低，表面光澤暗淡。含有機質的呈灰黑、黑色。 頁岩含鐵的呈褐紅、棕紅等色，還有黃色、綠色等多種顏色。頁岩抗風化力弱，在地形上常形成低山低谷。頁岩不透水，往往成為不透水層或隔水層。
玄武岩
是一種基性噴出岩，其化學成分與輝長岩相似，SiO2含量變化於45%～52%之間，K2O+Na2O含量較侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量較侵入岩略低。礦物成份主要由基性長石和輝石組成，次要礦物有橄欖石，角閃石及黑雲母等，岩石均為暗色，一般為黑色，有時呈灰綠以及暗紫色等。呈斑狀結構。氣孔構造和杏仁構造普遍。玄武岩的顏色，常見的多為黑色、黑褐或暗綠色。因其質地緻密，它的比重比一般花崗岩、石灰岩、沙岩、頁岩都重。但也有的玄武岩由於氣孔特別多，重量便減輕，甚至在水中可以浮起來。

㈡ 在溫暖潮濕的石灰岩山區，從事大型的工程建設，可能遇到的不良的工程地質現象有哪些可能會引起什麼樣的

石灰岩山區不良的工程地質現象是溶洞、溶腔。溶洞、溶腔埋藏不深的較容易被查出後加以版處權理或避讓；埋藏很深的，對不巨大的工程危害小，而埋藏不深不淺的，常常被忽視，有的溶洞、溶腔空間大，蔓延數公里，甚至有地下暗河！
各種大小溶洞、溶腔若未查出並處理好，都會導致基礎下沉，甚至塌陷，造成極大損失。
規定一般荷載的樁基礎下必須鑽芯5倍樁徑深且不小於5米深，進行探測。

㈢ 花崗岩、大理岩、石灰岩、頁岩、玄武岩的工程地質性質及工程中遇到的地質問題

本人了解一點，敘述如下：
（新鮮）花崗岩，屬於酸性侵入岩，強度極大，單軸抗壓強度一般超過100MPa，可達200-300MPa，屬於極硬的岩石，耐風化能力強，抗腐蝕能力強，比較適合作為各種大型工程的圍岩或基座，但是在節理較為發育特別是三組垂直節理將岩石切割成豆腐塊時，岩體的強度較差，另外，在深埋狀況下或極高地應力存在情況下，隧洞開挖容易引起應力集中，產生強烈的岩爆；
大理岩，屬於變質岩，原岩多為灰岩，強度較大，單軸抗壓強度一般在60-100MPa之間，屬於硬岩，耐風化能力和抗腐蝕能力較強，作為各種大型工程的圍岩或基座，而在深埋狀況下或高地應力存在情況下，隧洞開挖容易引起應力集中，產生強烈的岩爆，例如，在錦屏二級水電站引水隧洞中，應變型岩爆較為常見；
石灰岩，應該是灰岩吧？灰岩，屬於沉積岩，可能屬於中等強度的岩石（具體強度自己去查把），容易發生溶蝕現象，即在二氧化碳和水的作用下發生溶解、遷移和沉澱，這就是喀什特地貌的形成原因，因此，在建設水工建築物時，應該注意溶洞等引起的滲漏問題；
頁岩，一種低級變質岩，原岩多為泥岩，由於頁理的存在，頁岩表現出明顯層狀岩石的特性，即垂直於頁理方向的單軸抗壓強度較大，平行於頁理方向的單軸抗壓強度較小，岩石的抗風化能力較弱，容易以軟弱夾層的形式導致一些地質問題，不宜作為各種大型工程的圍岩或基座；
玄武岩，屬於基性噴出岩，具有較多的噴出相，不同相之間差距極大，這種差距對工程地質性質的影響主要表現在氣孔和杏仁體（氣孔中存在充填物）方面，氣孔和杏仁體的含量一般可以在0-50%范圍內變化，所以，其單軸抗壓強度變化范圍較大，總的來說，無氣孔或杏仁體的玄武岩的單軸抗壓強度較大，可能跟大理岩差不多，屬於硬岩范疇，可以作為各種大型工程的圍岩或基座。

㈣ 岩溶區的主要工程地質問題有哪些

主要工程地質問題有三類：

滲漏問題；

地基穩定性問題；

地下洞室穩定和突然涌水、涌泥問題；

㈤ 石灰岩的主要工程地質特徵是什麼

推薦《西部探礦工程》發表的石灰岩地區的工程地質特點與岩土勘察研究

㈥ 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。

㈦ 石灰岩開采技術條件中水文簡單，環境地質中等，工程地質條件中等屬於什麼類型

綜合確定應屬中等。

㈧ 岩漿岩類岩石的工程地質特性優於沉積岩類岩石嗎為什麼

岩漿岩主要由硅酸鹽礦物組成，此外，還常含微量磁鐵礦等副礦物。根據岩石SiO2含量，岩漿岩可分為四大類：超基性岩：SiO2＜45%；基性岩：SiO2=45～52%；中性、鹼性岩：SiO2=52～65%；酸性岩：SiO2＞65%。 岩石的鹼度即指岩石中鹼的飽和程度，岩石的鹼度與鹼含量多少有一定關系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，稱為全鹼含量。Na2O+K2O含量越高，岩石的鹼度越大。 A.Rittmann 1957年考慮SiO2和Na2O+K2O之間的關系，提出了確定岩石鹼度比較常用的組合指數（σ）。σ值越大，岩石的鹼性程度越強。每一大類岩石都可以根據鹼度大小劃分出鈣鹼性、鹼性和過鹼性岩三種類型。σ< 3.3時，為鈣鹼性岩；σ= 3.3-9.0時，為鹼性岩；σ> 9時，為過鹼性岩。 除了岩石化學成分之外，礦物成分也是岩漿岩分類的依據之一。在岩漿岩中常見的一些礦物，它們的成分和含量由於岩石類型不同而隨之發生有規律的變化。如石英、長石呈白色或肉色，被稱為淺色礦物；橄欖石、輝石、角閃石和雲母呈暗綠色、暗褐色，被稱為暗色礦物。通常，超基性岩中沒有石英，長石也很少，主要由暗色礦物組成；而酸性岩中暗色礦物很少，主要由淺色礦物組成；基性岩和中性岩的礦物組成位於兩者之間，淺色礦物和暗色礦物各佔有一定的比例。 根據產狀，也就是根據岩石侵入到地下還是噴出到地表，岩漿岩又可以分為侵入岩和噴出岩。侵入岩根據形成深度的不同，又細分為深成岩和淺成岩。每個大類的侵入岩和噴出岩在化學成分上是一致的，也就是說岩漿成分是相似的，但是由於形成環境不同，造成它們的結構和構造有明顯的差別。深成岩位於地下深處，岩漿冷凝速度慢，岩石多為全晶質、礦物結晶顆粒也比較大，常常形成大的斑晶；淺成岩靠近地表，常具細粒結構和斑狀結構；而噴出岩由於冷凝速度快，礦物來不及結晶，常形成隱晶質和玻璃質的岩石。 根據上述原則，首先把岩漿岩按酸度分成四大類，然後再按鹼度把每大類岩石分出幾個岩類，它們就是構成岩漿岩大家族的主要成員。比如超基性岩大類：鈣鹼性系列的岩石是橄欖岩-苦橄岩類；偏鹼性的岩石是含金剛石的金伯利岩；過鹼性岩石為霓霞岩-霞石岩類和碳酸岩類。基性岩大類：鈣鹼性系列的岩石是輝長岩-玄武岩類；相應的鹼性岩類是鹼性輝長岩和鹼性玄武岩。中性岩大類：鈣鹼性系列為閃長岩-安山岩類；鹼性系列為正長岩-粗面岩類；過鹼性岩石為霞石正長岩-響岩類。酸性岩類：主要為鈣鹼性系列的花崗岩-流紋岩類。 沉積岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地質體。它是在常溫常壓條件下，由風化作用，生物作用和某些火山作用產生的物質經搬運、沉積和成岩等一系列地質作用形成的。 沉積岩的體積只佔岩石圈的5%，但其分布面積卻占陸地的75%，大洋底部幾乎全部為沉積岩或沉積物所覆蓋。沉積岩不僅分布極為廣泛，而且記錄著地殼演變的漫長過程。目前已知，地殼上最老的岩石，其年齡為46億年，而沉積岩圈中年齡最老的岩石就36億年（蘇聯克拉半島）。沉積岩中蘊藏著大量的沉積礦產，如煤，石油，天然氣，鹽類等，而且鐵 錳 鋁 銅 鉛 鋅等礦產中 沉積類型的也佔有很大的比重。同時，沉積岩分布地區又是水文地質和工程地質的主要場所。因此，研究沉積岩，對發展地質科學的理論 尋找豐富的沉積礦產以及水文地質和工程地質工作均具有重要意義。 沉積岩：是地面即成岩石在外力作用下，經過風化、搬運、沉積固結等沉積而成，其主要特徵是：①層理構造顯著；②沉積岩中常含古代生物遺跡，經石化作用即成化石；③有的具有乾裂、孔隙、結核等。常見的沉積岩有：直徑大於3毫米的礫和磨圓的卵石及被其它物質膠結而形成的礫岩，由2毫米到0.05毫米直徑的砂粒膠結而成的砂岩，由顆粒細小的粘土礦物組成的頁岩，由方解石為其主要成分，硬度不大的石灰岩等。 因此，岩漿岩類岩石的工程地質特性優於沉積岩類岩石。