《厦门花岗岩风化壳工程地质分带及风化岩石的工程地质特征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《厦门花岗岩风化壳工程地质分带及风化岩石的工程地质特征（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、100福建地质Geolo留oFfujina第九卷厦门花岗岩风化壳工程地质分带 及风化岩石的工程地质特征ENGINEERINGGEOLOGICAZLONINGOFGRANIITC丫VEATHEREDRCUSTADNENGINE ERINGGLOOEGICALCAHRACETRISITCSOF丫EVATHEERDROCKSIXNIAMEN任国林RenGUofin尹子 良闰运来母厂一成YinZiliangYnaYunlaiMuGuangeheng(中国地质科学院水文地质工程地质研究所)(刀迎沼,Z灿之州血 岭)摘要本文对厦门花岗岩风化壳进行了系统地分带,共分为新鲜岩石带、微风化带、弱风化带、强风化带
2、、不均匀风化岩土带及残积土带。阐述了各带工程地质特征,并进行了定量分带的探讨。本文用点荷载强度、弹性波速度及回弹锤试验结果进行了单指标和多指标的综合评判。根据大量现场和室内测试的研究资料,作者详细论述了各风化带的组构、物理力学性质及其变化规律。并建立了风化岩石点荷载强度指数 s ( I5 0)与弹性波纵波速度v。、弹性波纵波速度vp与极限抗压强度R及点荷载强度指数s ( I5 0)与极限抗压强度R之间的关系式。Ab st r妞CtBas edone omPe rhe n siveandsystematic alstud y,Xiamengra nitiewe athe redc ru st15
3、divi ded intodif fe rentz one s,wh ieharefreshroeks,sli g htlywe athe r edz one,mo der atelyw eatheredo zne,inten siv e-lyweatheredzon eandu nevenweathe ringrocko rand5 011z onea ndresidu al5011z one.Theeng ine eringge o10glc alProe prtyofva riou sz ones15dis C uS SedTh isPae pralsod isc uS SedthePo
4、S Sibil ityofquantita-tivezo nig nbyu sig n51雌leorseve r alindiees,sucha sstrengthindexofo pintlo adtest,thevelo cityofela stiewa veandreb oundv alueof Sehmi dtham m me rte st.Thewriter shaved i se us sed fabrie,Physic almeeha nieProe prtya ndtheireha ngingregula rityofeaeh weatheringz onesonthe加515
5、o fag reatquantj-tyofmea s u ringre s ea r chda扭insitua nd lab orato rye Bsides,thewritersha vees饭bl ishedtherelationb etwe enPointloadstrengthindexl:(50 )a ndVp,b etwe enVpa ndextr emeeomPre s sivestre ngthinde xRa ndb ew tee no pintlo adstrengthindexl,(: o)andextr emeeomPre咫ivestrengthR.厦门岛广泛分布着燕山
6、早期黑云母花岗岩及燕山晚期二长花岗岩。根据我们的研究,认为这两期花岗岩的工程地质性质及风化特征是相似的,因此,对其风化壳工程地质分带和岩石的工程地质特征 的研究就不再分别进行。如众所周知,影响岩体风化的因素是多方面的,有岩石结构、构造及矿物成分等因素,也有所处 的地貌、地质单元、气候、水文条件等外因。厦门地区属 于亚热带气候区,冬无严寒,第二期任国林等:厦门花岗岩风化壳工程地质分带及风化岩石的工程地质特征夏无酷暑,气候温和湿润,花草树木四季常青。多年平均气温为2 0.8,降雨量充沛,多年平均降雨量为114 3.5毫米,历年最大降水量为17 07毫米,历年月最大降雨量为4 3.4毫米。由于地表水
7、和地下水比较丰富,而水是化学 风化作用的最重要条件,雨水中常含各种酸类,在裂隙发育、构造破坏的岩体中,渗水加速了风化进程。厦门地区花岗岩风化壳工程地质分带研究者不多,厦门水文地质工程地质公司,将花岗岩风化壳分为新鲜岩石带、微风化带、弱 风化带、强 风化带、剧风化带(残积土)。残积土根据性质分为粘土,亚粘土和亚砂土。国内外对花岗岩风化壳研究者颇多,分带方案及分带方法各异。国内研究者,基本上是将花岗岩风化壳l 分为五带,即新鲜岩石带、微风化带、弱 风化带、强风化带及剧风化带(残积土带)。近年来,深圳地区有关勘察单位z 阁、 j,将深圳 花岗岩风化残 积土按其形成的母岩、颗粒级配以及力学性质分为砾质
8、粘性土、砂质粘性土和粉质粘性土。国外大多数学者5 1 与我国学者一样,也是采用五带的划分方法,但也有的学者6 j 在未风化的新鲜岩石与残积土 之间划分出一个岩土混杂带,并细分为四个亚带:即含岩量 9 0一10 0 %、5 0一9 0%、3 0一5 0 %、0一3 0%四个亚带。下面介绍厦 门几个典型剖面。一、典型剖面笔者在厦 门岛进行了地表调查,在此塞础上重点研究了三个钻孔剖面(飞机场钻孔、吕盾钻孔和和光里钻孔)和三个天然露头剖面(吕盾采石场剖面、玉亭里铁路东剖面及金鸡亭剖面)。现将各剖面风化分带情况阐述如下:(一)玉亭里铁路东二长花岗岩风化剖面该剖面为一人工采石场,所揭露的风化带比较全面,详
9、见图l。大多数界面比较清楚,界面主要受断层、节理和挤压带控制。各风化带宏观特征如下:1.新鲜岩石带:岩石及矿物新鲜,呈灰红色,岩性坚硬,锤击声脆,且不易破碎,矿物没有风化蚀变现象。2.微风化带:岩石及矿物比较新鲜,岩石颜色稍有变化,呈浅桔黄色,节理面有铁锈色浸染,锤击声比较脆,不易破碎,石英矿物表面新鲜,长石由于有高岭土化现象,颜色变暗。最厚达1 0米左右。3.弱风化带:岩石由于矿物具有风化蚀变现象,外观呈土黄色,沿节理裂 隙面风化严重,除石英保持新鲜断面外,长石、云母矿物风化严重,锤击声浊,易破,手册不碎。4.强风化带:岩石外观呈灰色,有铁锈色浸染,长石、云母风化严重。锤击声哑,且易碎。手册
10、可碎。强风化带除按正常风化顺序分布在上部以外,还有夹层出现。5.残积杂色土:风化剧烈,己失去结晶连结,绝大部分矿物已风化成土,只有少数石英颗粒未风化,还保持花岗岩结构外观。(二)飞机场钻孔二长花岗岩风化剖面该钻孔剖面为一埋藏型风化壳,上覆为6.1 7米厚的冲积层。风化剖面自下而上分为:1.新鲜二长花岗岩:浅红色,岩石及矿物新鲜,岩性坚硬,锤击声脆,不易破碎。2.弱风化二长花岗岩:沿裂隙面风化现象明显,裂隙节理面呈黄褐色,长石风化严重,且其表面有高岭石矿物斑点。厚3.3 1米3.含砂砾杂色亚砂土,呈土状,灰色、灰白色及灰褐色掺杂而成。可见原岩结构外观,矿物虽已风化成土,但还保持其外形轮廓,手册即
11、碎,长石和云母已成土,石英成砾状。厚6.1 9米福建地质Ge o刃og yofFojj。第九卷+ + +十十十V汁汁l l l十十十十今+ + + .七七广、十犷子 七二二习不一羚下 ,开. 不林-护护 一一于于卞井甲十价十厂“、十厂 巨二习1压口2丘刀3医习4巨已习5匹圣6图1玉亭里铁路东二长花岗岩风化剖面图1一新鲜二长花 岗岩;2一微风化二长花岗岩;3一弱风化二长花岗岩;4一强风化二长花岗岩,5一二长花岗岩风化残积土;6一断层及产状F喀.1Monz oniticg ranitewe athe redr Po fi l ea tYutingl ieasto fa rUwa y1一丘e shm
12、onzonltieg ta nite;2一目地hywe athetedmono znitie歇a mte;5一we ak lywe日h t 盯e dm明zo njtieg ranle t;4一i nten sivelywe athere dmonz onitieg ranitte;5一mon zonltieg ra nie tweather以1e s riduals币1;6一九ul尘胡d一 o c cu r e nc e.4.含砂砾杂色亚粘土:为灰色、灰白及灰褐色,仍部分地保留有原岩结构外观,长石、云母均风化成土,尚有少量石英砂砾。厚23 3米上覆为冲积土层。(三)吕膺钻孔黑云母花岗岩风化剖面
13、该钻孔位于 吕膺村内;孔深4 5.2 0米,风化岩石之上发育有4 2.2 0米的花岗岩风化残积土,该孔自下而上分为:1.微风化黑云母花岗岩:中粗粒花岗结构,表面有铁锈色,锤击声音较脆,不易破碎,矿物比较新鲜,稍有风化迹象。2.弱风化黑云母花 岗岩:呈浅黄铁锈色,矿物不新鲜,有明显的风化矿物,岩芯呈短柱状,锤击声哑,且易破碎,岩芯采取率52,3%。厚1米3.残积含砂砾的轻亚粘土:呈土状,浅土黄色,仍然保持原岩结构外观,绝大部分矿物已风化,只有石英砂砾未风化,呈砂砾状。厚6.6 5米4.残积含砂砾亚砂土:外观特征与下伏土层相似,只是砂砾较少,粘土矿物增多。厚1 7.5 5米5.残积含砂砾轻亚粘土:
14、褐紫色,花斑状,呈土状,硬塑至可塑状态,下部原岩结构外观比较清晰,上部不太清晰,含有一定的石英砂砾。厚1 7.9 5米6.风化砂:褐黄色,松散,级配良好,含有2一3毫米的石英角砾,次棱 角状。厚0.3米7.残积轻粘土:褐紫色,花斑状,硬塑状态,含有 角砾状石英砂砾。厚1.8 0米8.上覆人工填土。( 四)和光里钻孔黑云母花岗岩风化剖面该孔位于莲花新村和光里,地貌位置为一低丘陵,孔深5 2.4 5米,该孔 自下而上分为:1.新鲜黑云母花岗岩:青灰色,致密坚硬,岩石及矿物新鲜,无风化蚀变现象,锤击声脆,不易破碎。2.残积含砂砾亚砂土:土状,紫色、灰杂色,长石已全部风化,含有大量石英砂砾,仍保持原岩
15、结构外观。厚1 7.9 5米3.残积含砂砾轻亚粘土:呈土状,紫、灰杂色,含有石英砂砾.保持原岩结构外观。厚8.5 0 米第二期任国林等:厦门花岗岩风化壳工程地质分带及风化岩石的工程地质特征4.残积含砂砾中亚粘土:紫灰杂色,含有石英砂砾,绝大部分长石矿物已风化成高岭土。厚1 1.5 0米5.残积轻亚粘土:紫灰等杂色,矿物已风化成粘土矿物、含少量石英砂粒,原岩结构外观已不清楚。厚5.0 0米6.残积中亚粘土:杂色、为紫、灰、黄色掺杂,原岩结构外观不清楚。厚2.7 3米7.残积含砂砾重亚粘土:深红色,土质细腻。厚4.4 0米(五)吕膺采石场黑云母花岗岩风化剖面该剖面为一人工采石场,位于 吕膺村西南
16、2 00米处,是一个黑云母花岗岩不均匀风化带,剖面及平面上是由大小不等、风化程度不同的黑 云母花岗岩体与黑云母花岗岩残积 土相 间而成,详见图2。风化岩体直径,大者达3 0米,小者l一2米,每个风化岩体 由外向内风化程度也不同。(六)金鸡亭黑云母花岗岩风化剖面该剖面位于金鸡亭两侧,为一人工采石场,自下而上可以见到:新鲜黑 云母花岗岩;微风化黑云母花岗岩;弱风化黑 云母花岗岩;强风化黑云母花岗岩;残积含砾亚砂土。、之泣二、综合分带根据上述六个剖面 风化带组合情况,、我们对厦门岛花岗岩风化带进行综合归纳,提出厦门花岗岩风化带综合分带方案,详见 图3。各地影响因素不同,有不同的组合情况,可能缺少一个或几个带。各带主要特征如下:1.新鲜岩石带岩石及矿物新鲜,锤击声脆,且不易破碎,没有风化蚀变现象。2.微风化带原岩颜色无大变化,只是在结构面上有污染斑,锤击不易破碎,声音较脆。显微结构特点是矿物中有少量微小次生风化裂隙,这些裂隙都限于单矿物晶体之内,长石及云母有少量次生矿物斑点。3.弱风化带原岩颜色变化显著,呈铁锈1
