沉积岩的特征 变质岩的特征

2024-09-1502:49:16生活经验0

来源:公众号:悠游2019

作者:成永刚

身份:博士,教授,注册岩土工程师

专业领域:岩体工程、滑坡工程、交通岩土工程

岩体由岩块和结构面组成,包含岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。各岩体类型在组成物质、结构面分布上存在差异,这些差异源于岩体形成时的物质组成和结构,以及后期改造形成的次生成分和结构。

一、岩浆岩

岩浆岩由岩浆冷却结晶形成,具有较高的强度,结构面较复杂。岩浆岩又称火成岩,依据形成环境可分为侵入岩和喷出岩。

沉积岩的特征 变质岩的特征

1、侵入岩冷凝速度慢,结晶良好,岩体呈块状结构,结构面较少。其成分和结构赋予了侵入岩较好的工程性质,坡体稳定性较佳。

侵入岩再细分可分为深成岩和浅成岩。深成岩形成于深部,结晶程度高,矿物颗粒较粗,例如花岗岩、闪长岩和辉长岩等。浅成岩形成于浅部,结晶程度较低,多呈斑状和细晶结构,例如花岗斑岩、微晶闪长岩和辉绿岩等。深成岩的强度较浅成岩低,抗风化能力较弱。

2、喷出岩冷凝速度快,结晶程度较差,多呈隐晶质或玻璃质结构,例如流纹岩、安山岩和玄武岩等。喷出岩常出现似层状结构和夹层。喷出岩具有较高的强度和抗风化能力,但由于结构面相对发育,坡体稳定性较差。

二、沉积岩

沉积岩由地表物质经搬运、沉积和成岩作用形成,具有明显的层状结构和软弱夹层,工程性质和坡体稳定性较差。沉积岩又称水成岩,依据物质来源和沉积环境可分为碎屑沉积岩和化学沉积岩。

沉积岩的特征 变质岩的特征

1、碎屑沉积岩

碎屑沉积岩主要形成于陆地、湖泊和浅海。其中,冰水成因岩体的层理紊乱,颗粒大小不均。风积成因岩体的层理多呈交斜特征。水环境沉积岩体的层理较规则,但浅水沉积环境下常出现斜交层理或波痕特征。

碎屑沉积岩中常见的类型包括泥(页)岩和砂(砾)岩。泥(页)岩的主要成分为粘土和粉土,易风化、吸水性强、强度低。砂(砾)岩的主要成分为砂粒、砾石和胶结物,力学强度逐渐降低。

2、化学沉积岩

化学沉积岩多沉积于深海,层理相对稳定。主要类型包括:硬度高的硅质岩、质地均一、强度较高的碳酸岩,以及强度低、水敏性强的岩盐。其中,硅质岩、白云岩和灰岩的层厚较大、强度较高、工程性质较好。而岩盐水敏性高、工程性质较差。

三、变质岩

变质岩是由地壳内部物质在高温、高压等作用下发生成分和结构变化形成的。由岩浆岩变质而成的称为正变质岩,由沉积岩变质而成的称为副变质岩。

沉积岩的特征 变质岩的特征

正变质岩由于矿物迁移和定向排列等作用,工程性质往往较母岩差,如由花岗岩变质而来的花岗岩麻岩就是一个例子。副变质岩由于变质作用,强度会有一定程度的提高,工程性质得到优化,如由页岩变质而来的片岩。

变质岩的强度、抗风化能力和水敏性随着变质程度的加深而变化,呈现出不断上升和下降的趋势。例如,片岩块的力学性能往往比板岩和千枚岩块好,而片麻岩块的力学性能又往往比片岩块好,大理岩块的力学性能往往比结晶灰岩高等。

变质岩的工程性质需同时考虑岩体性质和结构。不同的变质作用会形成片理、片麻理等构造,对岩体的力学性质产生影响。从成分和结构上来看,变质岩的工程性质比较复杂。

岩体的初期形成和后期改造成分和结构决定了岩体的力学性能,进而影响了所构成坡体的稳定程度。