岩石的风化作用的工程地质问题

岩石遭受风化后，随着风化程度的不同，其工程性质都有不同程度的变坏。这主要是由于风化作用使岩石完整性进一步破坏，孔隙度增大，透水性增强，强度大大降低，便星星大为增加所致。此外，风化作用生成的某些新矿物，例如粘土矿物，在生成时发生膨胀的矿物，以及，某些有害成分如硫酸等，常引起一些特殊的工程病害。因此，对于工程建筑来说，不论作为建筑物的地基、边坡和围岩，还是用作建筑材料，风化岩石的工程性质都远不如未风化的新鲜岩石好。但是由于地表岩石都遭受不同程度的风化，这就使我们必须认真研究由于岩石风化而产生的几个重要的工程地质问题：风化程度问题、风化深度问题和风化速度问题。在此基础上，为正确解决了工程建筑的设计和施工提供依据资料。

　　1、风化程度问题

　　岩石风化程度的大小直接决定着岩石工程性质变坏的程度。为确定风化程度的大小，应从岩石的颜色、矿物成分、破碎程度和力学性质等方面对风化岩石进行观测、研究。

　　（1）颜色

　　岩石中矿物成分的风化首先反映到其颜色的改变上。未风化矿物的颜色都是新鲜的，光泽明显可见，风化越重颜色越暗淡，甚至改变颜色。野外观察时要注意岩石表面与内部颜色对比，要区别干燥和潮湿时颜色的差异。

　　（2）矿物成分

　　要特别注意这些易于风化矿物的变化以及是否有风化生成的新的次生矿物。风化越严重，原有深色矿物和片状、针状矿物越少，粘土矿物、石膏及褐铁矿等次生越多。

　　（3）破碎程度

　　它是风化程度重要标志之一。岩石风化破碎是由于大量风化裂隙造成的，因此，要重点观测风化裂隙的长度、宽度、密度、形状及次生充填物质。

　　（4）力学性质

　　风化越严重岩石的力学性质越差，反映其完整性、强度及坚硬程度就越低。野外观察时，可用手锤击，小刀刻划，用手折断等简易方法进行试验，必要时可采取岩样进行室内强度试验或野外原地试验。

　　2、风化深度问题

　　地表以下风化作用所能影响的深度称风化深度或风化层厚度。由于从地表风化较严重向地下至未经风化带是个连续、逐渐 的变化过程，故要准确定出风化深度是困难的。通常，对于重要工程，把地表向下至风化轻微带作为风化深度；对于一般工程，则把地表向下至风化颇重带作为风化深度。据有关资料，物理风化为主地区风化深度一般在10~30m范围内，最厚60m，化学风化为主地区风化深度一般为30~50m，最厚可达100m以上。

　　如果在风化程度以内进行工程建筑，必须按其风化程度降低岩石的各项力学性质指标，知道把风化极严重带岩石作为碎石土处理。当地表观测不能确定整个风化深度内的变化情况时，应进行必要的地下勘探或物探工作。

　　3、风化速度问题

　　实践正面，某些岩石被开挖暴露于空气及水中以后，风化速度很快，有的在水工隧洞中一年风化深达1m。隧道、建筑物基坑及路基路堑边坡若存在于风化速度较快的岩石中而又未及时支撑、衬砌或防护，造成岩石暴露面迅速风化破碎倒塌的实例很多。所以，必须根据岩石的风化速度快慢采取适当的防治措施。风化速度快必然具备两方面条件：一是岩石性质及地质构造有利于风化，二是自然条件有利于风化。如果我们改变其中一个条件，使其不利于风化，则风化速度就能大大降低。为此，防治风化措施应针对这两方面进行考虑：1、提高岩石的完整性和强度，改善岩石抗风化能力。一般方法有：水泥灌浆、黏土灌浆、沥青灌浆及硅化法等。这些方法效果较好，但成本较高，多用于重要建筑物或加固范围不大的情况。2、预防岩石风化，防止各种自然因素对岩石的侵袭。例如用粘土浆、沥青或水泥浆喷抹边坡表面和地下洞室表面，封闭基坑底，以防止岩石表面与空气和水直接接触。还可以采取勘界、排除地表水和降低地下水位的措施，减弱水的风化作用。