石灰岩工程地质问题

㈠ 花岗岩、大理岩、石灰岩、页岩、玄武岩等岩石的工程地质性质有哪些

花岗岩
花岗岩是岩浆在地下深处经冷凝而形成的深成酸性火成岩，部分花岗岩为岩浆和沉积岩经变质而形成的片麻岩类或混合岩化的岩石。花岗岩主要组成矿物为长石、石英、黑白云母等[1]，石英含量是10%～50%。长石含量约总量之2/3，分为正长石、斜长石（碱石灰）及微斜长石（钾碱）。不同品种的矿物成份不尽相同，还可能有含辉石和角闪石。花岗岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、耐腐蚀、耐磨损、吸水性低，美丽的色泽还能保存百年以上，是建筑的好材料，但它不耐热。全晶质等粒状结构，块状构造。产状多为岩基，岩株。花岗岩石材按色彩、花纹、光泽、结构和材质等因素，分不同级次。
大理岩
大理岩（marble）一种变质岩，又称大理石。因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成。主要由方解石和白云石组成，此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。具粒状变晶结构，块状（有时为条带状）构造。大理岩硬度不大，易于开采加工，板材磨光后非常美观，可作室内装饰材料；开采和加工中的废料，可制成工艺品或经轧碎作生产水磨石、水刷石等的优质集料。少数高度致密均质的可供艺术雕刻和装饰用。岩块与盐酸作用气泡，具有可溶性。
石灰岩
也是变质岩。简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸反应剧烈。石灰岩结构较为复杂，有碎屑结构和晶粒结构两种。碎屑结构多由颗粒、泥晶基质和亮晶胶结物构成。颗粒又称粒屑，主要有内碎屑、生物碎屑和鲕粒等，泥晶基质是由碳酸钙细屑或晶体组成的灰泥，质点大多小于0.05毫米，亮晶胶结物是充填于岩石颗粒之间孔隙中的化学沉淀物，是直径大于0.01毫米的方解石晶体颗粒；晶粒结构是由化学及生物化学作用沉淀而成的晶体颗粒。
页岩
是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。粘土岩的一种。成分复杂，除粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等）外，还含有许多碎屑矿物（如石英、长石、云母等）和自生矿物（如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等）。具页状或薄片状层理。用硬物击打易裂成碎片。是由粘土物质经压实作用、脱水作用、重结晶作用后形成。由极细的粘土、泥质，经过紧压固结、脱水、重结晶后形成的，具有薄页状层理构造的粘土岩，称为页岩。（页理是鳞片状的粘土矿物在压紧过程中，平行排列而成的）页岩致密，硬度低，表面光泽暗淡。含有机质的呈灰黑、黑色。 页岩含铁的呈褐红、棕红等色，还有黄色、绿色等多种颜色。页岩抗风化力弱，在地形上常形成低山低谷。页岩不透水，往往成为不透水层或隔水层。
玄武岩
是一种基性喷出岩，其化学成分与辉长岩相似，SiO2含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或暗绿色。因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页岩都重。但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中可以浮起来。

㈡ 在温暖潮湿的石灰岩山区，从事大型的工程建设，可能遇到的不良的工程地质现象有哪些可能会引起什么样的

石灰岩山区不良的工程地质现象是溶洞、溶腔。溶洞、溶腔埋藏不深的较容易被查出后加以版处权理或避让；埋藏很深的，对不巨大的工程危害小，而埋藏不深不浅的，常常被忽视，有的溶洞、溶腔空间大，蔓延数公里，甚至有地下暗河！
各种大小溶洞、溶腔若未查出并处理好，都会导致基础下沉，甚至塌陷，造成极大损失。
规定一般荷载的桩基础下必须钻芯5倍桩径深且不小于5米深，进行探测。

㈢ 花岗岩、大理岩、石灰岩、页岩、玄武岩的工程地质性质及工程中遇到的地质问题

本人了解一点，叙述如下：
（新鲜）花岗岩，属于酸性侵入岩，强度极大，单轴抗压强度一般超过100MPa，可达200-300MPa，属于极硬的岩石，耐风化能力强，抗腐蚀能力强，比较适合作为各种大型工程的围岩或基座，但是在节理较为发育特别是三组垂直节理将岩石切割成豆腐块时，岩体的强度较差，另外，在深埋状况下或极高地应力存在情况下，隧洞开挖容易引起应力集中，产生强烈的岩爆；
大理岩，属于变质岩，原岩多为灰岩，强度较大，单轴抗压强度一般在60-100MPa之间，属于硬岩，耐风化能力和抗腐蚀能力较强，作为各种大型工程的围岩或基座，而在深埋状况下或高地应力存在情况下，隧洞开挖容易引起应力集中，产生强烈的岩爆，例如，在锦屏二级水电站引水隧洞中，应变型岩爆较为常见；
石灰岩，应该是灰岩吧？灰岩，属于沉积岩，可能属于中等强度的岩石（具体强度自己去查把），容易发生溶蚀现象，即在二氧化碳和水的作用下发生溶解、迁移和沉淀，这就是喀什特地貌的形成原因，因此，在建设水工建筑物时，应该注意溶洞等引起的渗漏问题；
页岩，一种低级变质岩，原岩多为泥岩，由于页理的存在，页岩表现出明显层状岩石的特性，即垂直于页理方向的单轴抗压强度较大，平行于页理方向的单轴抗压强度较小，岩石的抗风化能力较弱，容易以软弱夹层的形式导致一些地质问题，不宜作为各种大型工程的围岩或基座；
玄武岩，属于基性喷出岩，具有较多的喷出相，不同相之间差距极大，这种差距对工程地质性质的影响主要表现在气孔和杏仁体（气孔中存在充填物）方面，气孔和杏仁体的含量一般可以在0-50%范围内变化，所以，其单轴抗压强度变化范围较大，总的来说，无气孔或杏仁体的玄武岩的单轴抗压强度较大，可能跟大理岩差不多，属于硬岩范畴，可以作为各种大型工程的围岩或基座。

㈣ 岩溶区的主要工程地质问题有哪些

主要工程地质问题有三类：

渗漏问题；

地基稳定性问题；

地下洞室稳定和突然涌水、涌泥问题；

㈤ 石灰岩的主要工程地质特征是什么

推荐《西部探矿工程》发表的石灰岩地区的工程地质特点与岩土勘察研究

㈥ 岩石对地质工程的影响

影响岩石工程性质的因素，可归纳为两个方面:一是内因，即岩石自身的内在条件，如组成岩石的矿物成分、结构、构造等;二是外因，即来自岩石外部的客观因素，如气候环境、风化作用、水文特性等。因此，岩石的矿物成分、结构、构造，以及岩石遭受的风化作用、水的作用等，都直接影响岩石的工程性质。

1.矿物成分

组成岩石的矿物成分对岩石的工程性质具有直接影响。单矿岩与复矿岩比较，前者较后者耐风化。例如石英岩(单矿岩)主要矿物为石英，其平均抗压强度可达250MPa，而花岗岩(复矿岩)除含有石英外，还含有片状云母和中等解理的长石，其平均抗压强度为200MPa，可见花岗岩的强度较石英岩低。

矿物的硬度对岩石抗压强度有密切关系。如石英岩和大理岩，由于石英岩中的石英要比大理岩中方解石的硬度高得多，故石英岩的抗压强度为150～300MPa，而大理岩的抗压强度为100～250MPa。

矿物的相对密度决定着岩石的相对密度，含铁镁质矿物多的岩石的相对密度要比含硅铝质矿物多的岩石相对密度大。例如辉长岩的主要矿物成分是辉石和基性斜长石，而花岗岩的主要矿物成分是长石和石英，故辉长岩的平均相对密度(3.28)要比花岗岩的平均相对密度(2.65)大得多。

再从组成岩石的矿物颜色而论，深色矿物的(橄榄石、辉石、角闪石和黑云母)抗风化能力要比浅色矿物的(石英、长石、白云母)抗风化能力差。其中按照原生矿物对化学风化的反应来看，石英、白云母、石榴子石等为稳定的矿物;角闪石、辉石、正长石、酸性斜长石等为稍稳定的矿物;基性斜长石、黑云母、黄铁矿等为不稳定的矿物。因此，一般而言，在岩浆岩中酸性岩比基性岩的抗化学风化能力高;沉积岩抗风化能力要比岩浆岩和变质岩高。

2.结构

岩石的内部结构对岩石的力学强度有极大的影响。按岩石的结构特征，可将岩石分为结晶联结的岩石和胶结联结的岩石两大类。

(1)结晶联结

结晶结构的岩石，如大部分的岩浆岩、变质岩和一部分沉积岩等，其晶粒直接接触，结合力强，孔隙度小，吸水率低。在荷载作用下变形小，弹性模量大，抗压强度高，如闪长岩、辉长岩、玄武岩、石英砂岩等的抗压强度均在150～300MPa之间。

结晶结构的晶粒大小对强度有明显的影响。通常是细晶岩石的强度要高于同成分的粗晶岩石的强度，因细晶具有较高的结合力，故强度高。例如细晶花岗岩的强度可达180～200MPa，而粗晶花岗岩的强度只有120～140MPa;具有微晶至隐晶质的玄武岩，比中粗晶粒的基性岩强度更高;致密的结晶灰岩要比粗晶大理岩的强度高2～3倍。

(2)胶结联结

主要是指以沉积岩的碎屑结构为胶结物充填胶结而成的联结形式。胶结联结的岩石，其强度和稳定性取决于胶结物的成分和胶结的形式以及碎屑成分。

硅质胶结的岩石的强度和稳定性，远远要高于泥质胶结的岩石。

胶结联结的形式，是指胶结物与碎屑物之间的组合关系。一般可分为基底胶结、孔隙胶结和接触胶结三种形式。

基底式胶结是一种碎屑物散布于胶结物中，彼此不接触的结构。这种结构孔隙度小，其物理力学性质完全取决于胶结物的性质。如果胶结物与碎屑物同为硅质或钙质，就有可能经重结晶作用转化为结晶联结，其强度和稳定性也随之增高。

孔隙式胶结是指碎屑颗粒互相直接接触，胶结物充填于碎屑之间的孔隙中的一种结构。其强度和稳定性取决于碎屑物和胶结物的成分。一般而言，孔隙式胶结是强度和稳定性较好的结构。

接触式胶结是指在碎屑颗粒的接触处，由少量的胶结物将其彼此联结起来的一种结构。这种结构的孔隙度大、容重小、吸水率高，其强度和稳定性很差。

3.构造

构造对岩石工程性质的影响，可从两个方面来分析:

一方面，某些构造体现了矿物成分在岩石中分布的极不均匀性，如片理构造、流纹构造等。这些构造常能使一些强度低、易风化的矿物呈定向富集，或呈条带状分布，或者呈局部聚集体。当岩石受荷载作用时，首先从这些软弱的部位发生变化，而影响岩石的物理力学性质。

另一方面，在矿物成分均匀的情况下，由于某些构造，如层理、节理、裂隙和各种成因的孔隙，使岩石结构的连续性与整体性受到一定程度的影响或破坏，从而使岩石的强度和透水性在不同方向上发生明显的差异。一般情况下，垂直层面的抗压强度大于平行层面的抗压强度;平行层面的透水性大于垂直层面的透水性;垂直层理的变形模量小于平行层理的变形模量。

如果上述两个方面的情况同时存在，则岩石的强度和稳定性就会明显降低。

4.风化作用

岩石在自然力的作用下发生物理化学变化的过程，称为岩石风化。岩石风化使岩体的工程地质特征也发生改变，其表现如下:

岩体的完整性受到破坏风化作用使岩体原生裂隙扩大，并增加新的风化裂隙，导致岩体破碎为碎块、碎屑、进而分解为岩粒，从根本上改变了岩体的物理力学性质。

岩石的矿物成分发生变化岩石在化学风化过程中，使原生矿物经化学反应，逐渐转化为次生矿物。随着化学风化的发展，层状矿物(如高岭石、蒙脱石之类的粘土矿物等)和鳞片状矿物(如绿泥石、绢云母之类的)不断增多，导致岩体的强度和稳定性大为降低。

风化作用改变了岩石的水理力学性质由于风化使岩石具有一些粘性土的特性，诸如亲水性、孔隙性、透水性和压缩性都极为明显地增大，从而大大降低了岩石的力学强度，抗压强度可由原来的几十至几百兆帕，降低到几兆帕。但当风化剧烈、粘土矿物增多时，渗透性又趋于降低。

5.水化作用

任何岩石被水饱和后的强度都会降低。这是因为水能沿着岩石极细微的孔隙、裂隙浸入，在其矿物颗粒间向深部运移，从而削弱矿物颗粒彼此之间的联结力，降低岩石的内聚力和内摩擦力，使岩石的抗压、抗剪强度受到影响。如石灰岩和砂岩被水饱和后的极限抗压强度会降低25%～45%;又如花岗岩、闪长岩和石英岩等一类抗压强度很高的岩石，经水饱和后的极限抗压强度也会降低10%左右。这实质上是岩石软化性的表现。

水对岩石强度的影响，在一定限度内是可逆的，也就是说，被水饱和的岩石，再经干燥后其强度仍可恢复。但是，如果发生干湿循环，岩石成分和结构发生改变后，则使强度降低，就转化为不可逆的过程了。

㈦ 石灰岩开采技术条件中水文简单，环境地质中等，工程地质条件中等属于什么类型

综合确定应属中等。

㈧ 岩浆岩类岩石的工程地质特性优于沉积岩类岩石吗为什么

岩浆岩主要由硅酸盐矿物组成，此外，还常含微量磁铁矿等副矿物。根据岩石SiO2含量，岩浆岩可分为四大类：超基性岩：SiO2＜45%；基性岩：SiO2=45～52%；中性、碱性岩：SiO2=52～65%；酸性岩：SiO2＞65%。 岩石的碱度即指岩石中碱的饱和程度，岩石的碱度与碱含量多少有一定关系。通常把Na2O+K2O的重量百分比之和，称为全碱含量。Na2O+K2O含量越高，岩石的碱度越大。 A.Rittmann 1957年考虑SiO2和Na2O+K2O之间的关系，提出了确定岩石碱度比较常用的组合指数（σ）。σ值越大，岩石的碱性程度越强。每一大类岩石都可以根据碱度大小划分出钙碱性、碱性和过碱性岩三种类型。σ< 3.3时，为钙碱性岩；σ= 3.3-9.0时，为碱性岩；σ> 9时，为过碱性岩。 除了岩石化学成分之外，矿物成分也是岩浆岩分类的依据之一。在岩浆岩中常见的一些矿物，它们的成分和含量由于岩石类型不同而随之发生有规律的变化。如石英、长石呈白色或肉色，被称为浅色矿物；橄榄石、辉石、角闪石和云母呈暗绿色、暗褐色，被称为暗色矿物。通常，超基性岩中没有石英，长石也很少，主要由暗色矿物组成；而酸性岩中暗色矿物很少，主要由浅色矿物组成；基性岩和中性岩的矿物组成位于两者之间，浅色矿物和暗色矿物各占有一定的比例。 根据产状，也就是根据岩石侵入到地下还是喷出到地表，岩浆岩又可以分为侵入岩和喷出岩。侵入岩根据形成深度的不同，又细分为深成岩和浅成岩。每个大类的侵入岩和喷出岩在化学成分上是一致的，也就是说岩浆成分是相似的，但是由于形成环境不同，造成它们的结构和构造有明显的差别。深成岩位于地下深处，岩浆冷凝速度慢，岩石多为全晶质、矿物结晶颗粒也比较大，常常形成大的斑晶；浅成岩靠近地表，常具细粒结构和斑状结构；而喷出岩由于冷凝速度快，矿物来不及结晶，常形成隐晶质和玻璃质的岩石。 根据上述原则，首先把岩浆岩按酸度分成四大类，然后再按碱度把每大类岩石分出几个岩类，它们就是构成岩浆岩大家族的主要成员。比如超基性岩大类：钙碱性系列的岩石是橄榄岩-苦橄岩类；偏碱性的岩石是含金刚石的金伯利岩；过碱性岩石为霓霞岩-霞石岩类和碳酸岩类。基性岩大类：钙碱性系列的岩石是辉长岩-玄武岩类；相应的碱性岩类是碱性辉长岩和碱性玄武岩。中性岩大类：钙碱性系列为闪长岩-安山岩类；碱性系列为正长岩-粗面岩类；过碱性岩石为霞石正长岩-响岩类。酸性岩类：主要为钙碱性系列的花岗岩-流纹岩类。 沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。它是在常温常压条件下，由风化作用，生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用形成的。 沉积岩的体积只占岩石圈的5%，但其分布面积却占陆地的75%，大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。沉积岩不仅分布极为广泛，而且记录着地壳演变的漫长过程。目前已知，地壳上最老的岩石，其年龄为46亿年，而沉积岩圈中年龄最老的岩石就36亿年（苏联克拉半岛）。沉积岩中蕴藏着大量的沉积矿产，如煤，石油，天然气，盐类等，而且铁 锰 铝 铜 铅 锌等矿产中 沉积类型的也占有很大的比重。同时，沉积岩分布地区又是水文地质和工程地质的主要场所。因此，研究沉积岩，对发展地质科学的理论 寻找丰富的沉积矿产以及水文地质和工程地质工作均具有重要意义。 沉积岩：是地面即成岩石在外力作用下，经过风化、搬运、沉积固结等沉积而成，其主要特征是：①层理构造显著；②沉积岩中常含古代生物遗迹，经石化作用即成化石；③有的具有干裂、孔隙、结核等。常见的沉积岩有：直径大于3毫米的砾和磨圆的卵石及被其它物质胶结而形成的砾岩，由2毫米到0.05毫米直径的砂粒胶结而成的砂岩，由颗粒细小的粘土矿物组成的页岩，由方解石为其主要成分，硬度不大的石灰岩等。 因此，岩浆岩类岩石的工程地质特性优于沉积岩类岩石。