整體塊狀結構岩體的工程地質性質
⑴ 岩土類型和性質
岩土體是地質災害的載體，地質災害一般都是通過岩土體的變形破壞而表現出來的，是地質災害成生的物質基礎。
受地殼運動的控制，「蘭—鄭—長」工程地段分布有不同年代、成因、物質成份和結構的岩土體，類型復雜多樣，工程地質性質各異，它們對地質災害的形成、分布和活動起著主導作用。岩土體分布出露的特點是：山區、丘陵以岩體為主，而高原、盆地、平原則以土體為主；管線經過地段絕大多數是土體。下面分別就岩體和土體討論其分布、類型、性質及對地質災害成生的制約。
（一）岩體
岩體在管線工程地段主要分布於甘肅、陝西段的關山—隴山，山西段的中條山、霍山和太原東山，河南段的大交口鎮—觀音堂、義馬—新安和大別山等地段，湖北、湖南段的大別山和江南丘陵地等地段，總長約300km，約占管線全長的10%。
參考國標《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的規定，先將岩體按堅硬程度分大類，再由岩石的成因類型、岩性和工程性質，將本管道工程沿線的岩體劃分為4類7種（表4-1）。現作簡要討論。
1.堅硬岩類
按成因類型劃分為岩漿岩、變質岩和沉積岩3種亞岩類。
岩漿岩類管線地段分布於祁連山褶皺帶、秦嶺—大別山褶皺帶和揚子地台。分別有加里東期、華力西期、燕山期侵位的，其中祁連山褶皺帶三期皆有，岩性為花崗岩、石英閃長岩；秦嶺—大別山褶皺帶為燕山期花崗岩；揚子地台為加里東期和燕山期的花崗岩和花崗閃長岩。一般呈岩基和岩株狀產出，整體塊狀構造，緻密堅硬，物理力學性質均質，各向同性。應該說其工程性質優良，但在亞熱帶環境中化學風化強烈。地質災害一般不甚發育，以小型崩塌為主。
變質岩類在管線地段的祁連山褶皺帶、華北地台、秦嶺—大別山褶皺帶有分布。祁連山褶皺帶主要出露於關山—隴山地段，為中元古界隴山群和前震旦系，主要岩性為大理岩、黑雲母片麻岩、混合岩、結晶片岩。華北地台出露於山西支幹線的中條山、霍山、太原東山，為太古界涑水群和太岳山群，岩性為混合岩化的黑雲角閃斜長片麻岩、斜長角閃岩、大理岩、磁鐵石英岩、黑雲變粒岩、角閃變粒岩等，岩性復雜，風化較強。秦嶺—大別山褶皺帶出露於大悟一帶，為中上元古界紅安群含磷的變粒岩、大理岩和石英片岩夾片麻岩，抗風化能力較弱。由於受片麻理、片理及節理的影響，使岩體的工程地質性質呈明顯的各向異性和不均一性。地質災害不甚發育，一般以小型崩滑為主。
表4-1 岩體類型匯總表
沉積岩類在丘陵、山區分布較廣，在各大構造單元中皆有，其地質年代自中元古界至中生界早期幾乎皆有，岩性復雜多樣，主要有：中元古界熊耳群和汝陽群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩，新元古界洛峪群三教堂組的石英砂岩（以上均在河南境內）；上元古界長城系、震旦系的石英砂岩、白雲岩、硅質岩、冰磧礫岩等；下古生界寒武系、奧陶系的中厚、厚層碳酸鹽岩；上古生界泥盆系的砂岩和碳酸鹽岩，石炭、二疊系的中厚、厚層狀灰岩和中生界三疊系碳酸鹽岩等（上古生界及中生界皆為揚子地台）。按岩性大類可劃分為火山噴出沉積岩、碎屑岩和碳酸鹽岩三大類。它們的共同特點是，層理構造發育且較厚，抗風化能力較強，但碳酸鹽岩具溶蝕性，岩溶較發育，工程地質性質具各向異性。上述這幾類岩性分布地段地質災害一般不甚發育，有小型崩滑和岩溶塌陷（覆蓋型岩溶地段）等地質災害。
2.較硬岩
按成因類型可劃分為變質岩和沉積岩兩大亞類。
變質岩類分布於祁連山褶皺帶、秦嶺—大別山褶皺帶和揚子地台中，岩性主要是較軟弱片岩和千枚岩、板岩。在祁連山褶皺帶的管線地段，新元古界長城系變質細砂岩、千枚岩；秦嶺—大別山褶皺帶信陽群、商城群的雲母石英片岩、綠色片岩、絹雲石英片岩、淺變質凝灰質砂岩等：揚子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、變質凝灰岩、變質砂岩等。上述各類岩體的共同特點是：片理、千枚理、板理等結構面發育，地面風化較強烈，殘坡積層厚度往往較大。岩體具明顯的各向異性，力學強度相對較弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地質災害較發育。
沉積岩類分布於華北地台和揚子地台中，華北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、鋁土岩頁岩、泥質粉砂岩、含煤層；揚子地台主要是泥盆系粉細砂岩、粘土岩、頁岩、泥灰岩。它們層理發育、薄層狀為主，遇水易軟化、崩解，風化也較強烈。由上述岩體組成的丘陵山區，地質災害較發育，主要有崩塌、滑坡、泥石流和採煤引起的地面塌陷和地裂縫災害（在山西、河南境內較突出）。
3.軟弱岩
這大類岩體主要是沉積岩類，較廣泛分布於各大地構造單元中生代晚期和新生代陸相盆地中，地質年代為白堊系、古近系和新近系。由於固結壓密程度低，岩體孔隙率高，強度小，變形大。岩性主要是河湖相的砂礫岩、砂岩和泥岩，夾淡水泥灰岩，含石膏、芒硝。岩石一般干單軸抗壓強度小於30MPa，而新近系岩石成岩性更差，接近於土體，干單軸抗壓強度不足於5MPa，屬極軟岩。這類岩石遇水易軟化崩解，抗風化能力亦低。但這類岩體出露地段地形起伏小，地質災害不發育，主要有膨脹性岩體的輕度脹縮變形災害，還存在采空塌陷災害。
4.軟硬相間岩
這大類岩體主要也是沉積岩類，較廣泛分布於華北地台和揚子地台的古生界和中生界地層中，一般是兩種強度和剛性差異較大的岩性相互成層或間夾；古生界常見的是灰岩與頁岩互層，砂岩與泥頁岩互層，中生界常見的是砂岩與泥頁岩互層。在外力作用下會發生層間錯動和脫開，而在地下水等作用下更會泥化而形成泥化夾層，層面間強度降低而成為典型的軟弱結構面。所以這類地層組合可以稱之為「易滑地層組合」，較易產生滑坡。此外，軟硬相間岩層差異風化顯著，「上硬下軟」組合的條件下，軟岩易形成岩龕，崩塌也較普遍。
（二）土體
土體在管線地段廣泛分布，約佔全長的90%。按地質成因，可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土和風積土等；按粒度成份，可劃分為碎石土、砂土、粉土和粘性土。對一些具有特殊成份和結構、工程性質也特殊的土，則可單獨劃分為特殊土，本管線工程的特殊土有黃土類土、膨脹土、鹽漬土和淤泥質土等。這里我們也參考國標《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的規定，將土體劃分為碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大類（表4-2）。以下分別就一般土和特殊土作簡要討論。
1.一般土體
一般土體包括各種成因類型的碎石土、砂類土、粉土和粘性土。
（1）碎石土：
碎石土指的是土中粒徑d＞2mm的顆粒質量超過總質量50%的土。根據規定，碎石土可再劃分為礫質土、卵（碎）石土和漂（塊）石土，它們的粒徑分別＞2mm、20mm或200mm的質量，超過總質量50%。一般沖積成因的碎石土分選性和滾圓度較好，位於河床和河流階地二元結構的下部，而其他成因的則較差。本工程各段情況是：甘肅段礫卵石佔45%～70%，粒徑一般 20～80mm，呈次圓—次稜角狀，一般分布於沖洪和平原表層之下。陝西段分布於渭河及其各支流以及山前洪積扇。河流沖積成因者在河漫灘和河床地段，在渭河幹流厚度可達20～40m，結構較均一；而洪積扇區則為大小混雜的砂卵石為主。山西段主要分布於汾河、龍鳳河和瀟河等山間河谷地段，以砂卵礫石為主，磨圓較好，級配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙潁河等諸河流河谷區，以砂礫卵石為主。湖北—湖南段碎石土多分布於低山丘陵斜坡地帶，多為殘坡積成因，碎石成分隨母岩而變化。一般碎石土較疏鬆，孔隙比大，滲透性強，地基承載力高。
表4-2 土體類型匯總表
（2）砂類土：
砂類土指的是土中粒徑d＞2mm的顆粒質量不超過總質量的50%,d＞0.075mm的顆粒質量超過總質量50%的土；根據顆粒級配還可劃分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂，一般是沖洪積成因的。此類土在本工程的情況是：甘肅段分布於洪積平原表層土之下，主要由粉細砂、中細砂組成，鬆散—中密狀態。陝西段分布於渭河及支流的漫灘、一級階地和古河道中，以中細砂和粉細砂為主，常含少量礫石，除河漫灘地段外，砂層均埋藏於細粒土之下，厚度不均一，多呈透鏡體狀，孔隙度大，滲透性強，中粗砂是良好的地基持力層，而飽水粉細砂則易產生震動液化。山西段分布於黃河、汾河及其較大支流的河床、河漫灘和階地，一般為砂礫石混合，厚度較大。也有在山前傾斜平原區前緣的洪積砂礫石，與細粒土組成多層結構。河南段分布除了與碎石土相同外，在沙潁河以南淮河平原各河流河漫灘和一級階地前緣地帶，表層之下為中細砂，稍密—中密狀態，厚度不穩定。砂類土一般級配較好，滲透性較強，一般是良好的地基持力層，但在地震烈度≥Ⅶ區需關注飽和粉細砂的震動液化問題。
（3）粉土和粘性土：
粉土和粘性土也可稱之為「細粒土」，前者是土中粒徑d＞0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%，且塑性指數ⅠP≤10的土；而後者則ⅠP＞10的土。這兩類土大量廣泛分布於鄭州—長沙段洪沖積平原和丘陵地段。具各種成因類型。一般洪沖積成因的土體較密實，孔隙比小，含水量相對較少，透水性弱，強度高，地基承載力高。而丘陵地帶的殘坡積成因者往往與碎石土混雜，土體孔隙性大，透水性相對較強，在久雨或強降雨時，易產生坡積層崩滑。
2.特殊土
（1）黃土類土：
黃土類土是第四紀時期特殊的大陸鬆散沉積物，它在世界各地分布廣而性質特殊。這類土在我國主要分布於西北、華北和東北地區，面積達60萬km2以上，以北緯34°～45°之間最為發育，這些地區位於我國西北沙漠區的外圍東部地區，具有大陸性乾旱少雨氣候的特點。黃土類土從早更新世（Q1）開始堆積，經歷了整個第四紀，直至現今還未結束。按地層時代及其基本特徵，黃土類土可分為3類：老黃土、新黃土和新近堆積黃土（表4-3）。老黃土是Q1、Q2時期堆積的，分別稱「午城黃土」和「離石黃土」，一般無濕陷性；新黃土一般是Q3時期堆積的，稱「馬蘭黃土」，也有Q4早期的，具濕陷性，分布面積最廣（約佔60%）；新近堆積黃土一般是Q4晚期堆積的，濕陷性不一。各地黃土類土總厚度不一，陝甘黃土高原地區最厚，可達100～200m，河谷地區一般只有數米至30m左右，且主要是新黃土。黃土類土的成因一直是爭論的熱點問題，但普遍的看法是，風積成因是主要的，也有沖積、洪積、坡積、冰水堆積等成因類型。顆粒成份以粉粒為主，富含碳酸鈣，具大孔性，垂直節理發育，具濕陷性等特徵者，稱 「典型黃土」，而有些特徵不明顯者則稱「黃土狀土」。下面討論一下本管線工程黃土類土的特性。
本管線工程的黃土類土分布於蘭州—鄭州段（含山西支幹線）。不同地段黃土類土的粒度成份和結構有所不同，所以其物理力學指標和工程地質性質也有明顯差異。下面我們以Q3典型的濕陷性黃土為代表作分析。
首先是黃土的顆粒組成，將蘭州、西安、太原、洛陽四地作比較（表4-4）。可以看出它們的差異，總趨勢是：由西北往東南砂粒和粉粒含量愈來愈小，而粘粒含量則愈來愈大，而粉粒所佔比例最大是一致的。所以有人將西部黃土稱之為「砂黃土」，而東部為「粘黃土」。 黃土的顆粒組成對其濕陷性有一定影響，即砂粒含量愈多，濕陷性愈強，而粘性愈多則濕陷性愈弱。
表4-3 不同年代黃土的特徵
表4-4 濕陷性黃土的顆粒組成單位：%
各地濕陷性黃土的基本物理力學性質指標列於表4-5中。
由西往東的總趨勢是：土體的密度和天然含水率愈來愈大，液限和塑性指數也愈來愈大，孔隙比愈來愈小；而三項力學性質指標變化規律則不明顯。而且可看出，隴西和隴東地區指標相近似，關中地區與汾河流域也比較接近，而豫西地區與前面的4個地區則又有明顯差異。上述規律很重要，因為它與黃土的濕陷性相關的，即自西往東濕陷性逐漸變弱。
管線地段濕陷性黃土的濕陷系數（δs），經大量統計後匯總於表4-6中。從表中可看出，濕陷系數隴西地區最大，隴東地區次之，關中地區汾河流域再次之，而豫西則最小；而且高階地的濕陷系數要大於低階地。按有關規定，δs＞0.015時，該黃土為濕陷性土；δs為0.015～0.03時濕陷性輕微，δs為0.03～0.07時濕陷性中等；δs＞0.07時，濕陷性強烈。所以說，隴西和隴東地區黃土具中等—強烈濕陷性，關中地區和汾河流域黃土具中等濕陷性，而豫西地區黃土為輕微—中等濕陷性。
表4-5 各地濕陷性黃土基本物理力學性質指標
表4-6各地黃土濕陷系數（δs）統計表
濕陷性對黃土地區地質災害的成生和活動關系密切，地基的濕陷變形破壞本身就是黃土地區特殊的地質災害。此外由於黃土結構疏鬆，以及大孔性和垂直節理發育，潛蝕地質災害也很普遍。由於黃土的濕陷和潛蝕特性，還可誘發崩塌、滑坡和泥石流災害。
（2）膨脹土：
具有明顯遇水膨脹和失水收縮的土稱膨脹土。這類土在我國主要分布在南方山前丘陵、壠崗和二、三級階地上，大多數是晚更新世及以前的殘坡積、沖洪積和湖積物。從外表看，膨脹土一般呈紅、黃、褐、灰白等不同顏色，具斑狀結構，常含有鐵錳質或鈣質結核。土體常有網狀開裂，有臘狀光澤的擠壓面，類似劈理。土層表面常出現各種縱橫交錯的裂隙或龜裂現象，這與失水土體強烈收縮有關。膨脹土的脹縮特性，主要是土中含有較多的粘粒，一般粘粒含量高達35%以上，而且這些粘粒大部分為親水性很強的蒙脫石和伊利石等粘土礦物，膨脹收縮能力較強。天然狀態下，膨脹土一般緻密堅硬，天然含水率較小，所以土體常處於硬塑或堅硬狀態，壓縮性較低，強度較高；但在浸水膨脹後，強度明顯降低，壓縮性增大。膨脹土的這種脹縮特性，對工程建設會帶來危害。按我國有關規定，凡自由膨脹率δef大於40%者，即可定名為膨脹土，40%≤δef＜65%為弱膨脹土，65%≤f＜90%為中等膨脹土，δef≥90%為強膨脹土。
本管線工程的膨脹土主要分布於湖北境內的黃陂縣周港、應城支線和五里橋—賀勝橋—橫溝橋一帶：在河南境內的平頂山、周口西、郾城—駐馬店的沙汝河平原和確山—信陽北的低山丘陵也有零星分布。
湖北境內的膨脹土主要分布於高程30～45m的壠崗和崗間坳溝地帶，自然地形坡度平緩。土體時代為更新世，顏色呈棕黃、褐黃、棕紅色，土體平均自由膨脹率：周港一帶下更新統82%（最大99%），應城支線中更新統62%（最大109%），五里橋—賀勝橋一橫溝橋一帶上更新統44%（最大72%）。土體脹縮性危害主要導致當地居民低層建築牆體拉裂破壞，斜坡和水渠邊坡坍滑。
河南境內的膨脹土分布於淮河平原邊緣的平頂山東和確山—信陽北的低山丘陵，以及沙汝河平原之間的周口和郾城—駐馬店地段。土體時代為中、晚更新世，顏色呈棕黃、灰綠、棕紅色，乾燥時呈硬塑狀態，裂隙發育，含鐵錳質和鈣質結核，平均自由膨脹率43.5%。平頂山以膨脹破壞為主，而信陽多以收縮破壞為主，多發生在乾旱季節。
（3）鹽漬土：
土中易溶鹽含量大於0.5%的土稱為鹽漬土。由於它發育於地表土層中，與道路、低層建築等有關，主要是土的腐蝕作用以及鹽脹和溶陷作用對工程建設的危害。鹽漬土按地理分布可分為濱海鹽漬土、沖積平原鹽漬土和內陸鹽漬土等類型。我國鹽漬土主要分布在北方諸省區。鹽漬土的形成及其所含鹽的成分和數量與當地的地形地貌、氣候條件、地下水的埋藏深度和礦化度、土壤性質和人類活動有關；它的厚度並不大，一般分布於地表以下1.5～4m范圍內，且由地面至深部含鹽量逐漸減少。鹽漬土的形成一般是由於地下水埋深過淺（甚至出露地面），蒸發強烈而鹽分在地表的聚積所致。
鹽漬土的性質與所含鹽分和含鹽量有關。土中的鹽類主要是氯鹽、硫酸鹽和碳酸鹽三類，因此鹽漬土也相應地劃分為氯鹽漬土、硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土（表4-7）。鹽漬土中所含鹽分及其數量對土的工程地質性質影響很大。由於土成分的改變，影響了土的結構，從而影響了塑性、透水性、膨脹性、壓縮性、擊實性等性質。
表4-7 鹽漬土的分類
本管線工程的鹽漬土主要分布於甘肅段通渭以西、陝西段華縣—華陰地段和山西段的永濟市東北伍姓湖區（K48～K54）及清徐張花營村—榆次西榮（K451～K464）地段。
甘肅段通渭以西地段河谷平原一級階地潛水位埋深很淺，經測定，土壤中平均含鹽量3.4%，最大可達8%～15%，屬硫酸—氯型中—超鹽漬土。
陝西段華縣—華陰地段的鹽漬土是由於黃河三門峽水庫淤積和回水，引起潛水位壅高，使渭河南岸赤水河至方山河一級階地中部成為浸沒區，而導致土壤鹽漬化。但近年來當地大量開采地下水，潛水位埋深增大，鹽漬化已幾近消失。
山西段永濟伍姓湖區地勢低窪（比周邊低5～8m），表層土由粉質粘土和粉土組成，潛水位埋深0～3m，土中含鹽量1.06%～1.18%，類型為硫酸—氯型，屬中鹽漬土。清除張花營村—榆次西地段地勢較周邊略低，表層土為粉土，潛水位埋深0.2～3m，土中含鹽量0.44%～1.12%，類型為氯—硫酸鹽型，屬弱—中鹽漬土。硫酸鹽結晶膨脹以及腐蝕作用，對管道將有一定危害。
（4）淤泥質土：
淤泥質土是指在水流緩慢甚或靜水環境中沉積，有微生物參與作用的條件下，含較多有機質，而疏鬆軟弱的粘性土，它是近代在濱海、湖泊、沼澤、河彎、廢河道等地區沉積的未經固結的一種特殊土。從外觀看，這類土常呈灰、灰藍、灰綠和灰黑等顏色，污染手指並有臭味。土中含有大量親水性強的粘土礦物（蒙脫石和伊利石佔多數），有機質含量較多（一般含量 5%～15%），天然孔隙比大於1，天然含水率大於液限。其結構形式常為蜂窩狀或棉絮狀，疏鬆多孔，壓縮性很強，地基承載力很低。我國淤泥質土的地理分布基本上可分為兩大類：一類是沿海沉積的，另一類是內陸和山區湖沼盆地沉積的。前者分布穩定而厚度大，後者常零星分布且厚度小。
本管線工程的淤泥質土主要分布於湖北—湖南段。管道經過長江等13條大中型河流的沖湖積平原低窪地段，有較大范圍的淤泥質軟土分布，有機質含量大於1.5%，岩性為淤泥、淤泥質粘土和淤泥質粉土，呈軟塑—流塑狀，天然含水率多大於35%，最高達133%，孔隙比1～2.02，最高達3.12，壓縮系數一般大於0.5MPa-1，最高可達3.68MPa-1，凝聚力一般9.8～29.4k Pa，內摩擦角6°～15°，地基承載力，天然狀態下一般為25～55k Pa，常導致建築物過量沉降和不均勻沉降。很顯然，這類土體對管溝開挖影響較大，常導致溝坡坍塌擠出而不易成形。此外，對場站地基穩定性也有影響。
⑵ 岩石的工程地質性質有哪些表徵岩石工程地質性質的指標有哪些
（一）岩石的工程地質性質：
1、岩石的風化程度
2、岩版石的堅硬程度
3、岩體的完整程度
4、岩石的軟化權性
（二）表徵岩石工程地質性質的指標
1、岩石的物理性質（重度、空隙性）
2、岩石的水理性質（吸水性、透水性、溶解性、軟化性、 抗凍性）
3、岩石的力學性質（堅硬程度、變形、強度）
⑶ 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。
⑷ 三大類岩石的分布,組成,結構構造,工程地質性質(列表) 急！！！
岩石是一種或多種礦物的集合體，它是構成地殼的基本部分。按其成因分為三大類，即岩漿岩、沉積岩和變質岩。
岩漿岩：是由地殼內部上升的岩漿侵入地殼或噴出地表冷凝而成的，又稱火成岩。岩漿主要來源於地幔上部的軟流層，那裡溫度高達1300℃，壓力約數千個大氣壓，使岩漿具有極大的活動性和能量，按其活動又分為噴出岩和侵入岩。未達到地表的岩漿冷凝而成的岩石叫侵入岩。深成侵入岩顆粒較粗。淺成侵入岩顆粒細小或大小不均。噴出岩是在岩漿噴出地表的條件下形成，溫度低，冷卻快，常成玻璃質、半晶質或隱晶質結構，具有塊狀、流線、流面、氣孔、流紋、條帶狀 構造等。岩漿岩常見的如在地殼中分布很廣的中粗粒結構的侵入岩——花崗岩，氣孔構造發育，黑色緻密的玄武岩，流紋構造顯著的酸性噴出岩——流紋岩等。
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層理構造顯著如板狀層理、交錯層理，互層；②沉積岩中常含古代生物遺跡，經石化作用即成化石；③有的具有波痕、石鹽假晶、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。
變質岩：是岩漿岩或沉積岩在變質作用下形成的一類新岩石。和前兩類岩石主要區別是變質岩屬重結晶的岩石，顆粒較粗，不含玻璃質和有機質的殘體。其主要特徵是：①有的具有片理（片狀）構造如片岩；②有的呈片麻構造（未形成片狀），岩石斷面上看到各種礦物成帶狀或條狀等，如花崗片麻岩；③有的呈板狀構造，顆粒極小，肉眼難辨，如板岩。4條帶狀、千枚狀。常見的變質岩如由方解石或白雲石重新經過結晶而成的大理岩，由頁岩和粘土經過變質而形成原解理狀的板岩，由片狀、柱狀岩石組成的片岩，多由沉積岩和岩漿岩變質而成的片麻岩，由砂岩變質而成的石英岩等。
三大類岩石具有不同的形成條件和環境，而岩石形成所需的環境條件又會隨著地質作用的進行不斷地發生變化。沉積岩和岩漿岩可以通過變質作用形成變質岩。在地表常溫、常壓條件下，岩漿岩和變質岩又可以通過母岩的風、剝蝕和一系列的沉積作用而形成沉積岩。變質岩和沉積岩當進入地下深處後，在高溫高壓條件下又會發生熔融形成岩漿，經結晶作用而變成岩漿岩。因此，在地球的岩石圈內，三大岩類處於不斷演化過程之中。太陽能是岩石發生演變過程的能量來源之一，它控制著外動力地質作用的進行；包含在岩石內部的放射性能量是地球內力地質作用的能量來源。此外，地球重力能和地球旋轉能在各種地質作用中也是不可忽視的重要方面。其中構造運動是地球內力作用重要的表現形式，它可使地下深處的侵入岩和變質岩上升到地表遭受破壞，也可使地表岩石發生強烈拗陷而產生變質，同時，構造運動對岩漿的形成和上升也有重要影響。
⑸ 岩石的工程地質性質
如果建築物基礎下面有岩石，那要看看它的工程地質剖面圖，看岩石距離基礎底面的距離有多少，如果在有效深度范圍以外，可以不考慮岩石的工程地質性質。否則只與岩石的密度有關，可從地質勘探報告得到。
⑹ 如何描述岩體的工程地質性質
岩體是指某一地點一種或多種岩石中的各種結構面、結構體的總稱。包括各種地質界面：層理、層面、節理、斷層等
影響岩體穩定性的主要因素有：區域穩定性、岩體結構特徵、岩體變形特性與承載能力、地質構造、岩體風化程度等
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結構面
破裂面、物質分異面、軟弱夾層、軟弱帶、構造岩、泥化夾層、充填夾層
按地質成因，可分為原生的、構造的、次生的三大類
原生結構面：沉積的、火成的和變質的三類
沉積結構面
層面、層理、沉積間斷面、沉積軟夾層等
層面和層理的結合時良好的，層面的抗剪強度不低，但是順層錯動或風化作用會降低其抗剪能力
軟弱夾層：硬層之間，強度低，遇水易軟化，厚度不大。風化後為泥化夾層（泥岩、頁岩、泥灰岩）
火成結構面
原聲節理、流紋面、圍岩接觸面、凝灰岩夾層等
圍岩破碎帶或飾變帶、凝灰岩夾層，為火成岩的軟弱夾層
變質結構面
麻理、片理、板理
構造結構面：構造應力作用下，岩體中形成的斷裂面、錯動面、破碎帶
破裂結構面：劈理、節理、斷層面、層間錯動面
構造軟弱帶：斷層破碎帶、層間錯動破碎帶
次生結構面
風化、卸荷、地下水等作用下形成的風華裂隙、破碎帶、卸荷裂隙、泥化夾層、夾泥層等
結構面的特徵
結構面的規模、形態、連通性、充填物的性質
規模：
形態：平整度、光滑度，對抗剪強度有影響
密集程度：通常以線密度（條/m）或結構面的間距表示
連通性：
地下岩體連通性的勘探方法有：勘探平硐、岩芯、地面開挖
張開度和充填：張開度，兩壁面的離開距離，分4級
閉合的0.2mm，微張的0.2-1.0mm，張開的：1.0-5.0mm，寬張的：5.0-mm
張開和寬張的結構面，抗剪強度取決於充填物的成分和厚度，粘土一般少於砂土
⑺ 簡述變質岩代表的岩石特徵及其工程地質性質
沉積岩（Sedimentary Rock) ：沉積岩，又稱為水成岩，是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一（另外兩種是岩漿岩和變質岩）。是在地表不太深的地方，將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物，經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉積岩，但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算，沉積岩只佔5%。沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等。沉積岩中所含有的礦產，佔全部世界礦產蘊藏量的80%。相較於火成岩及變質岩，沉積岩中的化石所受破壞較少，也較易完整保存，因此對考古學來說是十分重要的研究目標。
沉積岩來自於岩石和有機物的碎片，叫做沉積物，在百萬年期間積聚成堆。這些緊密的岩石比火成岩更易彎曲。像沙，鹽，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉積岩是在地殼表層的條件下，由母岩的風化產物、火山物質、有機物質等沉積岩的原始物質成分，經搬運、沉積及其沉積後作用而形成的一類岩石。
沉積岩種類很多，其中最常見的是頁岩、砂岩和石灰岩，它們占沉積岩總數的95%。這三種岩石的分配比例隨沉積區的地質構造和古地理位置不同而異。總的說，頁岩最多，其次是砂岩，石灰岩數量最少。沉積岩地層中蘊藏著絕大部分礦產，如能源、非金屬、金屬和稀有元素礦產，其次還有化石群。
⑻ 試簡述沉積岩代表性岩石的特徵及其工程地質性質
沉積岩（Sedimentary Rock) ：沉積岩，又稱為水成岩，是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一（另外兩種是岩漿岩和變質岩）。是在地表不太深的地方，將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物，經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉積岩，但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算，沉積岩只佔5%。沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等。沉積岩中所含有的礦產，佔全部世界礦產蘊藏量的80%。相較於火成岩及變質岩，沉積岩中的化石所受破壞較少，也較易完整保存，因此對考古學來說是十分重要的研究目標。
沉積岩來自於岩石和有機物的碎片，叫做沉積物，在百萬年期間積聚成堆。這些緊密的岩石比火成岩更易彎曲。像沙，鹽，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉積岩是在地殼表層的條件下，由母岩的風化產物、火山物質、有機物質等沉積岩的原始物質成分，經搬運、沉積及其沉積後作用而形成的一類岩石。
沉積岩種類很多，其中最常見的是頁岩、砂岩和石灰岩，它們占沉積岩總數的95%。這三種岩石的分配比例隨沉積區的地質構造和古地理位置不同而異。總的說，頁岩最多，其次是砂岩，石灰岩數量最少。沉積岩地層中蘊藏著絕大部分礦產，如能源、非金屬、金屬和稀有元素礦產，其次還有化石群。
⑼ 岩石的工程地質性質有哪些
岩石的工程地質性質包括物理和力學性質兩個方面。
岩石的主要物理性質版：
1、重量：用比重（2.4～3.3）和權重度（容重——岩石單位體積的重量）兩個指標表示。
岩石重度的大小，決定於岩石中礦物的比重、孔隙性及其含水情況。
2、孔隙性：孔隙的發育程度，用孔隙度來表示（孔隙的總體積與岩石的總體積之比）。其大小決定於結構和構造。
3、吸水性：反映岩石在一定條件下的吸水能力。其大小與岩石孔隙度的大小、孔隙的張開程度有關。
4、軟化性：是指岩石遇水後，它的強度和穩定性發生變化的性質。
5、抗凍性：指岩石抵抗因水結冰產生的體積膨脹力的能力。在高寒冰凍區岩石的抗凍性能較為重要。
岩石的主要力學性質
1、岩石的變形：用彈性模量（應力與應變之比）和泊松比（橫向應變與縱向應變之比0.2～0.4）兩個指標表示。
2、岩石的強度：指岩石抵抗外力破壞的能力，用岩石在達到破壞前所能承受的最大應力來表示。岩石的主要破壞形式有壓碎、拉斷和剪斷。常用的對應的強度指標是抗壓、抗剪、抗拉強度。