凝灰岩遇水软化

❶ 常见的沉积岩

(一)碎屑岩类

1.火山碎屑岩

火山碎屑岩是由火山喷发的碎屑物质在地表经短距离搬运,或就地沉积而成的。由于它在成因上具有火山喷出与沉积的双重性,所以是介于喷出岩和沉积岩之间的过渡类型。

(1)火山集块岩

主要由粒径大于100mm的粗火山碎屑物质组成,胶结物主要为火山灰或熔岩,有时为碳酸钙、二氧化硅或泥质。

(2)火山角砾岩

火山碎屑占90%以上,粒径一般为2～100mm,多呈棱角状,常为火山灰或硅质胶结。颜色常呈暗灰、蓝灰或褐灰色(图3-57)。

(3)凝灰岩

一般由小于2mm的火山灰及细碎屑组成。碎屑主要是晶屑、玻屑及岩屑。胶结物为火山灰等。凝灰岩孔隙性高,密度小,易风化(图3-58)。

图3-57 火山角砾岩(http://jpkc.cug.e.cn)

图3-58 凝灰岩(http://jpkc.cu.ge.cn)

2.沉积碎屑岩

沉积碎屑岩又称为正常碎屑岩。是由先成岩石风化剥蚀的碎屑物质,经搬运、沉积、胶结而成的岩石。常见种类如下。

(1)砾岩及角砾石

砾岩及角砾石(图3-59) 呈砾状结构,由50%以上大于2mm的粗大碎屑胶结而成。由浑圆状砾石胶结而成的称为砾岩;由棱角状角砾胶结而成的称为角砾岩。砾岩的岩性成分一般比较复杂,经常由多种岩石的碎屑和矿物颗粒组成,角砾岩的岩性成分比较单一。胶结物的成分有钙质、泥质、铁质及硅质等。

(2)砂岩

砂岩(图3-60) 呈砂质结构,由50%以上粒径2～0.05mm的砂粒胶结而成。按砂粒的矿物组成,可分为石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩等。按砂粒粒径的大小,可分为粗粒砂岩、中粒砂岩和细粒砂岩。根据胶结物的成分,可分为硅质砂岩、铁质砂岩、钙质砂岩及泥质砂岩几个亚类。硅质砂岩的颜色浅,强度高,抵抗风化的能力强。泥质砂岩一般呈黄褐色,吸水性大,易软化,强度和稳定性差。铁质砂岩常呈紫红色或棕红色,钙质砂岩呈白色或灰白色,强度和稳定性介于硅质与泥质砂岩之间。砂岩分布很广,易于开采加工,是工程上广泛采用的建筑石料。

图3-59 角砾岩(克里斯·佩兰特,2007)

图3-60 砂岩(克里斯·佩兰特,2007)

(3)粉砂岩

粉砂岩(图3-61) 呈粉砂质结构,常有清晰的水平层理。矿物成分与砂岩近似,但黏土矿物的含量一般较高,主要由粉砂胶结而成。结构较疏松,强度和稳定性不高。

图3-61 粉砂岩(http://jpkc.cu.ge.c)n

(二)黏土岩类

(1)页岩

页岩(图3-62) 是由黏土脱水胶结而成,以黏土矿物为主,大部分有明显的薄层理,呈页片状。可分为硅质页岩、黏土质页岩、砂质页岩、钙质页岩及碳质页岩。除硅质页岩强度稍高外,其余岩性软弱,易风化成碎片,强度低,与水作用易于软化而丧失稳定性。

(2)泥岩

泥岩(图3-63) 成分与页岩相似,常成厚层状。以高岭石为主要成分的泥岩,常呈灰白色或黄白色,吸水性强,遇水后易软化。以微晶高岭石为主要成分的泥岩,常呈白色、玫瑰色或浅绿色,表面有滑感,可塑性小,吸水性高,吸水后体积急剧膨胀。黏土岩夹于坚硬岩层之间,形成软弱夹层,浸水后易于软化滑动。

图3-62 页岩

图3-63 泥岩(http://jpkc.cug.e.cn)

(三)化学及生物化学岩类

(1)石灰岩

石灰岩(图3-64石灰岩) 简称灰岩。矿物成分以方解石为主,含有少量的白云石和黏土矿物。常呈深灰、浅灰色,纯质灰岩呈白色。由纯化学作用生成的灰岩具有结晶结构,但晶粒极细。经重结晶作用可形成晶粒比较明显的结晶灰岩。由生物化学作用生成的灰岩,常含有丰富的有机物残骸。石灰岩中一般都含有一些白云石和黏土矿物,当黏土矿物含量达25%～50%时,称为泥灰岩;白云石含量达25%～50%时,称为白云质灰岩。

石灰岩分布相当广泛,岩性均一,易于开采加工,是一种用途很广的建筑石料。

(2)白云岩

白云岩(图3-65) 主要矿物成分为白云石,也含有方解石和黏土矿物。结晶结构。纯质白云岩为白色,随所含杂质的不同,可出现不同的颜色。性质与石灰岩相似,但强度和稳定性比石灰岩高,是一种良好的建筑石料。白云岩的外观特征与石灰岩近似,在野外难于区别,可用盐酸起泡程度辨认。

图3-64 石灰岩

图3-65 白云岩

❷ 碎石吸水膨胀是什么原因

含粘土类矿物：主要有高岭石、蒙脱石和水云母等。含这类矿物多的岩石有各种粘土岩、页岩及泥岩。这类岩石的特点是硬度小，具可塑性，遇水膨胀、软化和黏结。
少数火山岩也存在类似状况，比如说容易粘土化的流纹质岩石，或凝灰岩、沉凝灰岩等，也容易吸水膨胀。
上面这些一般容易风化，摸起来有粘土或是高岭土的感觉。

含碳酸盐类矿物：主要有方解石、白云石、菱镁矿、菱锰矿等。含这类矿物多的岩石有石灰岩、白云岩和泥质灰岩等。容易水解。

❸ 如何区分粉砂岩、泥岩、凝灰岩

泥质粉砂岩成分主要为粉砂,含少量粘土矿物及胶结物
砂质泥岩主要成分为粘土矿物 ,含少量砂质
感觉泥质粉砂岩的断口较沙质泥岩粗糙
手搓的话,泥质粉砂岩的砂感更强些,
而沙质泥岩细腻些
浸水后,泥岩易软化两者主要就是颗粒大小和粘土矿物与胶结物与砂质的含量比区别

❹ 千枚岩地区水资源情况如何

千枚岩地区水资源情况，
一般是缺水。
千枚岩，是具有千枚状构造的低级变质岩石。原岩通常为泥质岩石（或含硅质、钙质、炭质的泥质岩）、粉砂岩及中、酸性凝灰岩等，经区域低温动力变质作用或区域动力热流变质作用的底绿片岩相阶段形成。显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽。变质程度介于板岩和片岩之间。
千枚岩岩性松软，遇水易泥化、软化（故又名软岩），有涨缩性，工程地质性质不好，会导致变形量较大。抗风化能力差，易风化形成岩屑，产生碎落现象。

❺ 凝灰岩可以浸水吗

能。
岩石表面都不是十分致密的，都是有缝隙的。
再说，岩石与水之间还要有扩散现象发生。水当然可以进入岩石内部。水胆玛瑙中的水在长期干燥的情况下，也会蒸发消失的。
凝灰岩（tuff），是一种火山碎屑岩引，凝灰结构，块状构造。产于距离火山口较远地带，其组成的火山碎屑物质有50%以上的颗粒直径小于2毫米，成分主要是火山灰，外貌疏松多孔，粗糙，有层理，颜色多样，有黑色、紫色、红色、白色、淡绿色等。

❻ 遇水软化岩石有多少

泥质岩，泥质胶结的碎屑岩，板岩，千枚岩，片岩，火山凝灰岩。几乎所有的软质岩石都是易于软化的，有泥质岩，泥质胶结的碎屑岩，板岩，千枚岩，片岩，火山凝灰岩，水岩作用是造成水库岸边坡岩体强度劣化的主要因素，尤其对于千枚岩这类特殊性岩体，遇水时强度劣化现象尤为明显。

❼ 地质灾害信息系统

整理集成全国地质环境与地质灾害调查、监测和研究成果，编制全国地质灾害气象预警预报信息图层30个，建立全国地质灾害气象预警预报信息系统。

5.2.1 信息图层编制原则

在地质灾害气象预警信息图层编制过程中，充分考虑到影响地质灾害发生的各种地质环境背景条件因子、历史地质灾害点分布、社会经济条件、人类工程设施等因素。依据如下几个原则:

1)全面性。将目前能够收集到的影响地质灾害发生的各种因素，尽可能地考虑全面，至于每种因素的影响贡献大小在权重计算部分考虑。

2)时效性。每个信息图层的编制中，尽可能以最新最翔实的数据资料为基础，从而保证对最新资料信息和研究成果的及时利用和更新。

3)适用性。收集到的数据资料，根据全国地质灾害气象预警预报的具体工作实际需要，进行相应的改编处理。

4)最大可能使用数据。全国地质灾害气象预警预报的基本比例尺定位为1∶100万，一些关键的图层数据，如地理底图、地质底图、土地利用底图均可达到1∶100万的比例尺需求，但部分信息图层无法达到1∶100万的比例尺，本项目本着最大可能使用数据的原则，暂且采用小比例尺的图层直接投影变换代替，以后工作中再逐步更新。

5.2.2 信息图层概况

信息图层的投影参数如下:

比例尺:1∶100万

投影类型:亚尔博斯等积圆锥投影坐标系;坐标单位:mm

第一标准纬度:25°00༼″;第二标准纬度:47°00༼″

中央子午线经度:105°00༼″;投影原点纬度:0°00༼″

地质灾害气象预警预报信息图层基本情况见表5.1。

5.2.3 信息图层说明

各信息图层编制按照各因子的分布特点进行分级。

5.2.3.1 年均雨量

全国年均雨量分为11个级别，各级别年均雨量分段:＜50mm，50～100mm，100～200mm，200～400mm，400～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1600mm，1600～2000mm，＞2000mm。

5.2.3.2 年均气温

根据《中国自然地理图集》(2004)，将全国年均气温分为9个级别，各级别年均气温分段如下:＜－4℃，－4～0℃，0～4℃，4～8℃，8～12℃，12～16℃，16～20℃，20～24℃，＞24℃。

5.2.3.3 年蒸发量

根据《地下水资源与环境图集》(2004)，将全国年蒸发量分为10个级别，各级别分段如下:＜500mm，500～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1400mm，1400～1600mm，1600～2000mm，2000～2400mm，＞2400mm。

表5.1 全国地质灾害气象预警预报信息图层简表

5.2.3.4 年干燥度

干燥度，又称干燥指数或干燥因子。描述气候干燥程度的指数，与湿润系数互为倒数，一般用水分的可能消耗量与收入量的比值表示。它是表征一个地区干湿程度的指标。

根据《地下水资源与环境图集》(2004)，将全国年干燥度分为12个级别，各级别分段如下:＜0.5，0.5～0.75，0.75～1.0，1.0～1.5，1.5～2.0，2.0～3.0，3.0～5.0，5.0～10，10～25，25～50，50～100，＞100。

5.2.3.5 地震烈度

采用第三代《中国地震烈度区划图》(1990)，将全国地震烈度按5级区划:Ⅴ度区、Ⅵ度区、Ⅶ度区、Ⅷ度区、Ⅸ度区。

5.2.3.6 历史地震点

来源于科学数据共享工程，中国地震局共享数据网，近年来(1999年1月1日至2006年11月2日)的已发地震点数据，共203个。

5.2.3.7 地层岩性

根据“中国地质科学院地质研究所，1∶100万地质图”重新进行编制划分。

(1)划分原则

地质灾害的产生与地层岩性关系密切。地层岩性是地质灾害形成的内在因素，对地质灾害的产生起着主导和控制作用，岩性及其组合特征的控制作用决定着地质灾害的区域分布。从沿海向内陆，地层岩石由火成岩为主变为变质岩、碎屑岩相间分布，进而变为碳酸盐岩、碎屑岩、变质岩相间分布。

斜坡岩土体的性质及其结构是形成滑坡、崩塌的物质基础。一般易形成滑坡、崩塌的岩体，大都是碎屑岩、软弱的片状变质岩，岩性多为泥岩、页岩、板岩、含碳酸盐类软弱岩层、泥化层、构造破碎岩层。这些软弱岩层经水的软化作用后，抗剪强度降低，容易出现软弱滑动面，形成崩滑体。

黏性土滑坡在四川分布密集，在中南、闽、浙、晋西、陕南、河南等地也较密集，在长江中下游、东北等地也有一定分布;半成岩类粘土岩滑坡在青海、甘肃、川滇地带、山西几个断陷盆地中分布密集;黄土滑坡在黄河中游、青海等省较密集;泥岩、千枚岩、砂质板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、云南、四川、甘肃等地十分发育。

泥石流主要发育在变质岩区和黄土区，火成岩区和碎屑岩地区次之，碳酸盐岩地区泥石流相对不发育。

根据全国地质灾害发育的普遍规律并结合不同地区地质灾害发育的特殊性，主要考虑以下几个方面的原则划分地质灾害敏感性岩组。

1)地层岩性与地质灾害分布的关系;

2)地层岩性的成因、物质组成与空间分布特征;

3)地层岩性的时代;

4)岩土体(不同时代地层)的工程地质性质;

5)水岩相互作用的敏感性;

6)1∶100万中国地质图的精度。

(2)划分方案

根据地质灾害发育的普遍规律以及地层岩性对地质灾害的敏感程度，将地质灾害敏感性岩组划分为10种类型。敏感性指数值越高，则相应的岩组对地质灾害的发生也越敏感。

Ⅰ类:主要为水体、粉砂质食盐、食盐壳、盐碱壳、风积物砂等区域，这些区域不会发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。

Ⅱ类:主要是火成岩类。岩性为闪长岩、石英闪长岩、辉长岩、花岗岩、辉绿岩等，岩性坚硬，力学强度大，是很好的地基和建筑材料。

Ⅲ类:主要是火成岩类。岩性为钾长花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩、片麻状花岗岩、斜长花岗岩、紫苏花岗岩、正长岩、石英正长岩、煌斑岩、白岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、辉石闪长岩、辉长闪长岩、花岗斑岩、英安斑岩、辉绿岩、橄榄岩、橄榄辉绿岩、玄武岩、橄榄玄武岩、苦橄玄武岩、石英二长岩、石英二长斑岩、辉石岩、角闪正长岩、闪长玢岩、英安玢岩、辉绿玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、碱性岩、英安岩、粗面岩、科马提岩、云辉二长岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、细碧岩、石英钠长斑岩、霏细斑岩、辉长苏长岩等，岩性坚硬，力学强度较大。

Ⅳ类:主要是变质岩类和部分火成岩及沉积岩。岩性为白云质灰岩、灰岩、白云岩、黑云母花岗岩、白云母花岗岩、黑云斜长花岗岩、二云母花岗岩、流纹岩、变粒岩、片麻岩、角闪岩、砂砾岩、砾岩、变质橄榄辉长岩、糜棱岩、蛇纹岩、大理岩、珍珠岩、硅质岩、蛇绿岩、浅粒岩、岩溶角砾岩、铝铁岩系、黑云角闪闪长岩、斑状云母橄榄岩、榴辉岩、黑云母霞石白榴岩、霏细岩等，岩性较坚硬，力学强度较大。

Ⅴ类:主要是沉积岩类。岩性为页岩、夹页岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、凝灰岩、糜棱岩等，半坚硬岩组，力学强度较低，易风化，遇水软化，是地质灾害较易发生的地层。

Ⅵ类:主要是沉积岩类。岩性为泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、夹泥岩、粘土岩、泥页岩、煤系、泥质粉砂岩、冰碛泥砾岩等，半坚硬岩组，力学强度低，遇水泥化，是地质灾害容易发生的地层。

Ⅶ类:岩性为黄土、黄土状土，黄土的地层年代为Q¹p，Q²p，渗透性弱、抗剪强度高。

Ⅷ类:主要为冲海积物、海积物、冲湖积、湖积、沼泽堆积、石英斑岩风化层、花岗斑岩风化层等松散层。

Ⅸ类:主要是冲积物、冲洪积物、洪冲积物、残坡积物、坡冲积物、冰碛物、苦橄玄武岩风化层、辉绿岩风化层、花岗岩风化层、冰积物等松散堆积物，是产生地质灾害的主要物源。

Ⅹ类:岩性为黄土，地层年代为Q³p，Qh，疏松、大孔隙，垂直节理发育，渗透性强、抗剪强度低、具湿陷性(表5.2)。

5.2.3.8 断裂分布

根据“中国地质科学院地质研究所，1∶100万地质图”编制。考虑到网格单元的大小和断层断裂的影响范围，计算时采用网格区内断层断裂的密度进行计算。

5.2.3.9 第四系成因时代

根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系的成因时代分为7类:N₂－Q¹p，Q，Qp，Q¹p，Q²p，Q³p，Qh。

5.2.3.10 岩土体类型

来源于1∶400万岩土体类型图，将岩土体类型分为7类:火成岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩、砂质土、黄土、其他土。

5.2.3.11 第四系成因类型

根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系成因类型分为19类:冰碛、冰水沉积、冰水-洪积、冰水-湖积、洪积、残积、残坡积、冲积、冲积-洪积、冲积-湖积、寒冻风化残坡积、红土化残积、黄土堆积、风积、湖积、坡积、岩溶化残坡积、火山堆积、海陆交互相及海相堆积。

表5.2 中国工程地质岩组划分表

5.2.3.12 水文地质类型

将水文地质类型分为5大类、18亚类:

1)松散沉积孔隙水(滨河平原冲海积层孔隙水、堆积平原冲洪积层孔隙水、黄土高原黄土层孔隙水、内陆盆地冲洪积层孔隙水、沙漠风积沙丘孔隙水、山间盆地冲积层孔隙水);

2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩浆岩裂隙水、山地变质岩裂隙水);

3)多年冻土冻结层上水(高纬度山地基岩冻结层上水、中低纬度高原基岩冻结层上水、中低纬度高原松散沉积冻结层上水);

4)碳酸盐岩裂隙溶洞水(峰丛峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);

5)其他(湖泊、雪被)。

5.2.3.13 海拔高度

从1∶100万地理地貌底图中提取，将海拔高程分为6类:极高海拔(＞6000m)、高海拔(4000～6000m)、中高海拔(2000～4000m)、中海拔(1000～2000m)、低海拔(＜1000m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.14 起伏程度

从1∶100万地理地貌底图中提取，将地形起伏分为6类:极大起伏(＞2500m)、大起伏(1000～2500m)、中起伏(500～1000m)、小起伏(200～500m)、丘陵(＜200m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.15 地貌类型

从1∶100万地理地貌底图中提取，并重新归类，将地貌类型分为11类:山地、黄土梁峁、黄土台塬、黄土塬、风蚀地貌、台地、平原、冲积扇平原、低河漫滩、现代冰川、湖泊。

5.2.3.16 土壤侵蚀

根据“中国土壤侵蚀图”，将土壤侵蚀类型及侵蚀强度分为3大类、15亚类:

1)水力侵蚀(剧烈侵蚀、极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、无明显侵蚀、微度侵蚀);

2)冻融侵蚀及冰川侵蚀(强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀);

3)风力侵蚀(极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀)。

5.2.3.17 水系

从1∶100万地理底图中提取的线形河流。实际计算时，采用网格单元内水系密度参加计算。

5.2.3.18 植被

从1∶100万地理地貌底图中提取，将植被覆盖分为6类:红树林滩、森林、经济林与竹林、灌木林、草地、其他。

5.2.3.19 土地利用

根据“1∶100万土地利用类型图”编制，将土地利用类型分为6大类、13亚类。分别是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地);④水域;⑤城乡工矿居民用地(城镇用地、农村居民点、其他建设用地);⑥未利用土地。

5.2.3.20 公路

从1∶100万地理底图中提取的线形公路，又分为5类，即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。实际计算时，采用网格单元内所有公路密度参加计算。

5.2.3.21 铁路

从1∶100万地理底图中提取的线形铁路，补充青藏铁路线路。实际计算时，采用网格单元内铁路密度参加计算。

5.2.3.22 矿山点

全国矿山调查点共11万多个。

5.2.3.23 分县人口密度

根据2003年人口普查数据，分县计算人口密度，分为5类:＞750，450～750，150～450，50～150，＜50。单位:人/km²。

5.2.3.24 水坝分布

从1∶100万地理底图中提取，水坝工程点共885个。

5.2.3.25 塔庙宇文化要素分布

从1∶100万地理底图中提取，包括塔、庙宇和其他文化设施，计193个点。

5.2.3.26 灾害点—滑坡

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的滑坡灾害点数据。合计45917个点。随着更新的数据成果，将继续更新。

5.2.3.27 灾害点—泥石流

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的泥石流灾害点数据。合计9253个点。随着更新的数据成果，下一步将继续更新。

5.2.3.28 灾害点—崩塌

2005年以前的数据来源于700个县市调查数据，2004～2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的崩塌灾害点数据。合计13094个点。随着更新的数据成果，下一步将继续更新。

5.2.3.29 地震动参数

根据“中国地震动参数图GB18306－2001”，分为7个级别:≥0.40，0.30，0.20，0.15，0.10，0.05，＜0.05。单位:g。

5.2.3.30 中国第四纪岩性图

根据1∶250万第四纪地质图编制，将第四系岩性分为11类:

砾质土;砂质土;黏质土;黄土类土;盐类为主;砾质土、黄土类土;黏质土、砂质土、砾质土;砂质土、黏质土;黏质土、砾质土;砂质土、砾质土。

❽ 岩土类型和性质

岩土体是地质灾害的载体，地质灾害一般都是通过岩土体的变形破坏而表现出来的，是地质灾害成生的物质基础。

受地壳运动的控制，“兰—郑—长”工程地段分布有不同年代、成因、物质成份和结构的岩土体，类型复杂多样，工程地质性质各异，它们对地质灾害的形成、分布和活动起着主导作用。岩土体分布出露的特点是：山区、丘陵以岩体为主，而高原、盆地、平原则以土体为主；管线经过地段绝大多数是土体。下面分别就岩体和土体讨论其分布、类型、性质及对地质灾害成生的制约。

（一）岩体

岩体在管线工程地段主要分布于甘肃、陕西段的关山—陇山，山西段的中条山、霍山和太原东山，河南段的大交口镇—观音堂、义马—新安和大别山等地段，湖北、湖南段的大别山和江南丘陵地等地段，总长约300km，约占管线全长的10%。

参考国标《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的规定，先将岩体按坚硬程度分大类，再由岩石的成因类型、岩性和工程性质，将本管道工程沿线的岩体划分为4类7种（表4-1）。现作简要讨论。

1.坚硬岩类

按成因类型划分为岩浆岩、变质岩和沉积岩3种亚岩类。

岩浆岩类管线地段分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台。分别有加里东期、华力西期、燕山期侵位的，其中祁连山褶皱带三期皆有，岩性为花岗岩、石英闪长岩；秦岭—大别山褶皱带为燕山期花岗岩；扬子地台为加里东期和燕山期的花岗岩和花岗闪长岩。一般呈岩基和岩株状产出，整体块状构造，致密坚硬，物理力学性质均质，各向同性。应该说其工程性质优良，但在亚热带环境中化学风化强烈。地质灾害一般不甚发育，以小型崩塌为主。

变质岩类在管线地段的祁连山褶皱带、华北地台、秦岭—大别山褶皱带有分布。祁连山褶皱带主要出露于关山—陇山地段，为中元古界陇山群和前震旦系，主要岩性为大理岩、黑云母片麻岩、混合岩、结晶片岩。华北地台出露于山西支干线的中条山、霍山、太原东山，为太古界涑水群和太岳山群，岩性为混合岩化的黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩、磁铁石英岩、黑云变粒岩、角闪变粒岩等，岩性复杂，风化较强。秦岭—大别山褶皱带出露于大悟一带，为中上元古界红安群含磷的变粒岩、大理岩和石英片岩夹片麻岩，抗风化能力较弱。由于受片麻理、片理及节理的影响，使岩体的工程地质性质呈明显的各向异性和不均一性。地质灾害不甚发育，一般以小型崩滑为主。

表4-1 岩体类型汇总表

沉积岩类在丘陵、山区分布较广，在各大构造单元中皆有，其地质年代自中元古界至中生界早期几乎皆有，岩性复杂多样，主要有：中元古界熊耳群和汝阳群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩，新元古界洛峪群三教堂组的石英砂岩（以上均在河南境内）；上元古界长城系、震旦系的石英砂岩、白云岩、硅质岩、冰碛砾岩等；下古生界寒武系、奥陶系的中厚、厚层碳酸盐岩；上古生界泥盆系的砂岩和碳酸盐岩，石炭、二叠系的中厚、厚层状灰岩和中生界三叠系碳酸盐岩等（上古生界及中生界皆为扬子地台）。按岩性大类可划分为火山喷出沉积岩、碎屑岩和碳酸盐岩三大类。它们的共同特点是，层理构造发育且较厚，抗风化能力较强，但碳酸盐岩具溶蚀性，岩溶较发育，工程地质性质具各向异性。上述这几类岩性分布地段地质灾害一般不甚发育，有小型崩滑和岩溶塌陷（覆盖型岩溶地段）等地质灾害。

2.较硬岩

按成因类型可划分为变质岩和沉积岩两大亚类。

变质岩类分布于祁连山褶皱带、秦岭—大别山褶皱带和扬子地台中，岩性主要是较软弱片岩和千枚岩、板岩。在祁连山褶皱带的管线地段，新元古界长城系变质细砂岩、千枚岩；秦岭—大别山褶皱带信阳群、商城群的云母石英片岩、绿色片岩、绢云石英片岩、浅变质凝灰质砂岩等：扬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、变质凝灰岩、变质砂岩等。上述各类岩体的共同特点是：片理、千枚理、板理等结构面发育，地面风化较强烈，残坡积层厚度往往较大。岩体具明显的各向异性，力学强度相对较弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地质灾害较发育。

沉积岩类分布于华北地台和扬子地台中，华北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、铝土岩页岩、泥质粉砂岩、含煤层；扬子地台主要是泥盆系粉细砂岩、粘土岩、页岩、泥灰岩。它们层理发育、薄层状为主，遇水易软化、崩解，风化也较强烈。由上述岩体组成的丘陵山区，地质灾害较发育，主要有崩塌、滑坡、泥石流和采煤引起的地面塌陷和地裂缝灾害（在山西、河南境内较突出）。

3.软弱岩

这大类岩体主要是沉积岩类，较广泛分布于各大地构造单元中生代晚期和新生代陆相盆地中，地质年代为白垩系、古近系和新近系。由于固结压密程度低，岩体孔隙率高，强度小，变形大。岩性主要是河湖相的砂砾岩、砂岩和泥岩，夹淡水泥灰岩，含石膏、芒硝。岩石一般干单轴抗压强度小于30MPa，而新近系岩石成岩性更差，接近于土体，干单轴抗压强度不足于5MPa，属极软岩。这类岩石遇水易软化崩解，抗风化能力亦低。但这类岩体出露地段地形起伏小，地质灾害不发育，主要有膨胀性岩体的轻度胀缩变形灾害，还存在采空塌陷灾害。

4.软硬相间岩

这大类岩体主要也是沉积岩类，较广泛分布于华北地台和扬子地台的古生界和中生界地层中，一般是两种强度和刚性差异较大的岩性相互成层或间夹；古生界常见的是灰岩与页岩互层，砂岩与泥页岩互层，中生界常见的是砂岩与泥页岩互层。在外力作用下会发生层间错动和脱开，而在地下水等作用下更会泥化而形成泥化夹层，层面间强度降低而成为典型的软弱结构面。所以这类地层组合可以称之为“易滑地层组合”，较易产生滑坡。此外，软硬相间岩层差异风化显著，“上硬下软”组合的条件下，软岩易形成岩龛，崩塌也较普遍。

（二）土体

土体在管线地段广泛分布，约占全长的90%。按地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土和风积土等；按粒度成份，可划分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。对一些具有特殊成份和结构、工程性质也特殊的土，则可单独划分为特殊土，本管线工程的特殊土有黄土类土、膨胀土、盐渍土和淤泥质土等。这里我们也参考国标《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的规定，将土体划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大类（表4-2）。以下分别就一般土和特殊土作简要讨论。

1.一般土体

一般土体包括各种成因类型的碎石土、砂类土、粉土和粘性土。

（1）碎石土：

碎石土指的是土中粒径d＞2mm的颗粒质量超过总质量50%的土。根据规定，碎石土可再划分为砾质土、卵（碎）石土和漂（块）石土，它们的粒径分别＞2mm、20mm或200mm的质量，超过总质量50%。一般冲积成因的碎石土分选性和滚圆度较好，位于河床和河流阶地二元结构的下部，而其他成因的则较差。本工程各段情况是：甘肃段砾卵石占45%～70%，粒径一般 20～80mm，呈次圆—次棱角状，一般分布于冲洪和平原表层之下。陕西段分布于渭河及其各支流以及山前洪积扇。河流冲积成因者在河漫滩和河床地段，在渭河干流厚度可达20～40m，结构较均一；而洪积扇区则为大小混杂的砂卵石为主。山西段主要分布于汾河、龙凤河和潇河等山间河谷地段，以砂卵砾石为主，磨圆较好，级配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙颍河等诸河流河谷区，以砂砾卵石为主。湖北—湖南段碎石土多分布于低山丘陵斜坡地带，多为残坡积成因，碎石成分随母岩而变化。一般碎石土较疏松，孔隙比大，渗透性强，地基承载力高。

表4-2 土体类型汇总表

（2）砂类土：

砂类土指的是土中粒径d＞2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,d＞0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土；根据颗粒级配还可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，一般是冲洪积成因的。此类土在本工程的情况是：甘肃段分布于洪积平原表层土之下，主要由粉细砂、中细砂组成，松散—中密状态。陕西段分布于渭河及支流的漫滩、一级阶地和古河道中，以中细砂和粉细砂为主，常含少量砾石，除河漫滩地段外，砂层均埋藏于细粒土之下，厚度不均一，多呈透镜体状，孔隙度大，渗透性强，中粗砂是良好的地基持力层，而饱水粉细砂则易产生震动液化。山西段分布于黄河、汾河及其较大支流的河床、河漫滩和阶地，一般为砂砾石混合，厚度较大。也有在山前倾斜平原区前缘的洪积砂砾石，与细粒土组成多层结构。河南段分布除了与碎石土相同外，在沙颍河以南淮河平原各河流河漫滩和一级阶地前缘地带，表层之下为中细砂，稍密—中密状态，厚度不稳定。砂类土一般级配较好，渗透性较强，一般是良好的地基持力层，但在地震烈度≥Ⅶ区需关注饱和粉细砂的震动液化问题。

（3）粉土和粘性土：

粉土和粘性土也可称之为“细粒土”，前者是土中粒径d＞0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数Ⅰ_P≤10的土；而后者则Ⅰ_P＞10的土。这两类土大量广泛分布于郑州—长沙段洪冲积平原和丘陵地段。具各种成因类型。一般洪冲积成因的土体较密实，孔隙比小，含水量相对较少，透水性弱，强度高，地基承载力高。而丘陵地带的残坡积成因者往往与碎石土混杂，土体孔隙性大，透水性相对较强，在久雨或强降雨时，易产生坡积层崩滑。

2.特殊土

（1）黄土类土：

黄土类土是第四纪时期特殊的大陆松散沉积物，它在世界各地分布广而性质特殊。这类土在我国主要分布于西北、华北和东北地区，面积达60万km²以上，以北纬34°～45°之间最为发育，这些地区位于我国西北沙漠区的外围东部地区，具有大陆性干旱少雨气候的特点。黄土类土从早更新世（Q₁）开始堆积，经历了整个第四纪，直至现今还未结束。按地层时代及其基本特征，黄土类土可分为3类：老黄土、新黄土和新近堆积黄土（表4-3）。老黄土是Q₁、Q₂时期堆积的，分别称“午城黄土”和“离石黄土”，一般无湿陷性；新黄土一般是Q₃时期堆积的，称“马兰黄土”，也有Q₄早期的，具湿陷性，分布面积最广（约占60%）；新近堆积黄土一般是Q₄晚期堆积的，湿陷性不一。各地黄土类土总厚度不一，陕甘黄土高原地区最厚，可达100～200m，河谷地区一般只有数米至30m左右，且主要是新黄土。黄土类土的成因一直是争论的热点问题，但普遍的看法是，风积成因是主要的，也有冲积、洪积、坡积、冰水堆积等成因类型。颗粒成份以粉粒为主，富含碳酸钙，具大孔性，垂直节理发育，具湿陷性等特征者，称 “典型黄土”，而有些特征不明显者则称“黄土状土”。下面讨论一下本管线工程黄土类土的特性。

本管线工程的黄土类土分布于兰州—郑州段（含山西支干线）。不同地段黄土类土的粒度成份和结构有所不同，所以其物理力学指标和工程地质性质也有明显差异。下面我们以Q₃典型的湿陷性黄土为代表作分析。

首先是黄土的颗粒组成，将兰州、西安、太原、洛阳四地作比较（表4-4）。可以看出它们的差异，总趋势是：由西北往东南砂粒和粉粒含量愈来愈小，而粘粒含量则愈来愈大，而粉粒所占比例最大是一致的。所以有人将西部黄土称之为“砂黄土”，而东部为“粘黄土”。 黄土的颗粒组成对其湿陷性有一定影响，即砂粒含量愈多，湿陷性愈强，而粘性愈多则湿陷性愈弱。

表4-3 不同年代黄土的特征

表4-4 湿陷性黄土的颗粒组成单位：%

各地湿陷性黄土的基本物理力学性质指标列于表4-5中。

由西往东的总趋势是：土体的密度和天然含水率愈来愈大，液限和塑性指数也愈来愈大，孔隙比愈来愈小；而三项力学性质指标变化规律则不明显。而且可看出，陇西和陇东地区指标相近似，关中地区与汾河流域也比较接近，而豫西地区与前面的4个地区则又有明显差异。上述规律很重要，因为它与黄土的湿陷性相关的，即自西往东湿陷性逐渐变弱。

管线地段湿陷性黄土的湿陷系数（δ_s），经大量统计后汇总于表4-6中。从表中可看出，湿陷系数陇西地区最大，陇东地区次之，关中地区汾河流域再次之，而豫西则最小；而且高阶地的湿陷系数要大于低阶地。按有关规定，δ_s＞0.015时，该黄土为湿陷性土；δ_s为0.015～0.03时湿陷性轻微，δ_s为0.03～0.07时湿陷性中等；δ_s＞0.07时，湿陷性强烈。所以说，陇西和陇东地区黄土具中等—强烈湿陷性，关中地区和汾河流域黄土具中等湿陷性，而豫西地区黄土为轻微—中等湿陷性。

表4-5 各地湿陷性黄土基本物理力学性质指标

表4-6各地黄土湿陷系数（δ_s）统计表

湿陷性对黄土地区地质灾害的成生和活动关系密切，地基的湿陷变形破坏本身就是黄土地区特殊的地质灾害。此外由于黄土结构疏松，以及大孔性和垂直节理发育，潜蚀地质灾害也很普遍。由于黄土的湿陷和潜蚀特性，还可诱发崩塌、滑坡和泥石流灾害。

（2）膨胀土：

具有明显遇水膨胀和失水收缩的土称膨胀土。这类土在我国主要分布在南方山前丘陵、垅岗和二、三级阶地上，大多数是晚更新世及以前的残坡积、冲洪积和湖积物。从外表看，膨胀土一般呈红、黄、褐、灰白等不同颜色，具斑状结构，常含有铁锰质或钙质结核。土体常有网状开裂，有腊状光泽的挤压面，类似劈理。土层表面常出现各种纵横交错的裂隙或龟裂现象，这与失水土体强烈收缩有关。膨胀土的胀缩特性，主要是土中含有较多的粘粒，一般粘粒含量高达35%以上，而且这些粘粒大部分为亲水性很强的蒙脱石和伊利石等粘土矿物，膨胀收缩能力较强。天然状态下，膨胀土一般致密坚硬，天然含水率较小，所以土体常处于硬塑或坚硬状态，压缩性较低，强度较高；但在浸水膨胀后，强度明显降低，压缩性增大。膨胀土的这种胀缩特性，对工程建设会带来危害。按我国有关规定，凡自由膨胀率δ^ef大于40%者，即可定名为膨胀土，40%≤δ^ef＜65%为弱膨胀土，65%≤f＜90%为中等膨胀土，δ^ef≥90%为强膨胀土。

本管线工程的膨胀土主要分布于湖北境内的黄陂县周港、应城支线和五里桥—贺胜桥—横沟桥一带：在河南境内的平顶山、周口西、郾城—驻马店的沙汝河平原和确山—信阳北的低山丘陵也有零星分布。

湖北境内的膨胀土主要分布于高程30～45m的垅岗和岗间坳沟地带，自然地形坡度平缓。土体时代为更新世，颜色呈棕黄、褐黄、棕红色，土体平均自由膨胀率：周港一带下更新统82%（最大99%），应城支线中更新统62%（最大109%），五里桥—贺胜桥一横沟桥一带上更新统44%（最大72%）。土体胀缩性危害主要导致当地居民低层建筑墙体拉裂破坏，斜坡和水渠边坡坍滑。

河南境内的膨胀土分布于淮河平原边缘的平顶山东和确山—信阳北的低山丘陵，以及沙汝河平原之间的周口和郾城—驻马店地段。土体时代为中、晚更新世，颜色呈棕黄、灰绿、棕红色，干燥时呈硬塑状态，裂隙发育，含铁锰质和钙质结核，平均自由膨胀率43.5%。平顶山以膨胀破坏为主，而信阳多以收缩破坏为主，多发生在干旱季节。

（3）盐渍土：

土中易溶盐含量大于0.5%的土称为盐渍土。由于它发育于地表土层中，与道路、低层建筑等有关，主要是土的腐蚀作用以及盐胀和溶陷作用对工程建设的危害。盐渍土按地理分布可分为滨海盐渍土、冲积平原盐渍土和内陆盐渍土等类型。我国盐渍土主要分布在北方诸省区。盐渍土的形成及其所含盐的成分和数量与当地的地形地貌、气候条件、地下水的埋藏深度和矿化度、土壤性质和人类活动有关；它的厚度并不大，一般分布于地表以下1.5～4m范围内，且由地面至深部含盐量逐渐减少。盐渍土的形成一般是由于地下水埋深过浅（甚至出露地面），蒸发强烈而盐分在地表的聚积所致。

盐渍土的性质与所含盐分和含盐量有关。土中的盐类主要是氯盐、硫酸盐和碳酸盐三类，因此盐渍土也相应地划分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土（表4-7）。盐渍土中所含盐分及其数量对土的工程地质性质影响很大。由于土成分的改变，影响了土的结构，从而影响了塑性、透水性、膨胀性、压缩性、击实性等性质。

表4-7 盐渍土的分类

本管线工程的盐渍土主要分布于甘肃段通渭以西、陕西段华县—华阴地段和山西段的永济市东北伍姓湖区（K48～K54）及清徐张花营村—榆次西荣（K451～K464）地段。

甘肃段通渭以西地段河谷平原一级阶地潜水位埋深很浅，经测定，土壤中平均含盐量3.4%，最大可达8%～15%，属硫酸—氯型中—超盐渍土。

陕西段华县—华阴地段的盐渍土是由于黄河三门峡水库淤积和回水，引起潜水位壅高，使渭河南岸赤水河至方山河一级阶地中部成为浸没区，而导致土壤盐渍化。但近年来当地大量开采地下水，潜水位埋深增大，盐渍化已几近消失。

山西段永济伍姓湖区地势低洼（比周边低5～8m），表层土由粉质粘土和粉土组成，潜水位埋深0～3m，土中含盐量1.06%～1.18%，类型为硫酸—氯型，属中盐渍土。清除张花营村—榆次西地段地势较周边略低，表层土为粉土，潜水位埋深0.2～3m，土中含盐量0.44%～1.12%，类型为氯—硫酸盐型，属弱—中盐渍土。硫酸盐结晶膨胀以及腐蚀作用，对管道将有一定危害。

（4）淤泥质土：

淤泥质土是指在水流缓慢甚或静水环境中沉积，有微生物参与作用的条件下，含较多有机质，而疏松软弱的粘性土，它是近代在滨海、湖泊、沼泽、河弯、废河道等地区沉积的未经固结的一种特殊土。从外观看，这类土常呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等颜色，污染手指并有臭味。土中含有大量亲水性强的粘土矿物（蒙脱石和伊利石占多数），有机质含量较多（一般含量 5%～15%），天然孔隙比大于1，天然含水率大于液限。其结构形式常为蜂窝状或棉絮状，疏松多孔，压缩性很强，地基承载力很低。我国淤泥质土的地理分布基本上可分为两大类：一类是沿海沉积的，另一类是内陆和山区湖沼盆地沉积的。前者分布稳定而厚度大，后者常零星分布且厚度小。

本管线工程的淤泥质土主要分布于湖北—湖南段。管道经过长江等13条大中型河流的冲湖积平原低洼地段，有较大范围的淤泥质软土分布，有机质含量大于1.5%，岩性为淤泥、淤泥质粘土和淤泥质粉土，呈软塑—流塑状，天然含水率多大于35%，最高达133%，孔隙比1～2.02，最高达3.12，压缩系数一般大于0.5MPa^-1，最高可达3.68MPa^-1，凝聚力一般9.8～29.4k Pa，内摩擦角6°～15°，地基承载力，天然状态下一般为25～55k Pa，常导致建筑物过量沉降和不均匀沉降。很显然，这类土体对管沟开挖影响较大，常导致沟坡坍塌挤出而不易成形。此外，对场站地基稳定性也有影响。

❾ 从物质成分分析，影响岩体工程地质性质的主要因素有哪些

岩体是指某一地点一种或多种岩石中的各种结构面、结构体的总称。包括各种地质界面：层理、层面、节理、断层等
影响岩体稳定性的主要因素有：区域稳定性、岩体结构特征、岩体变形特性与承载能力、地质构造、岩体风化程度等
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结构面
破裂面、物质分异面、软弱夹层、软弱带、构造岩、泥化夹层、充填夹层
按地质成因，可分为原生的、构造的、次生的三大类
原生结构面：沉积的、火成的和变质的三类
沉积结构面
层面、层理、沉积间断面、沉积软夹层等
层面和层理的结合时良好的，层面的抗剪强度不低，但是顺层错动或风化作用会降低其抗剪能力
软弱夹层：硬层之间，强度低，遇水易软化，厚度不大。风化后为泥化夹层（泥岩、页岩、泥灰岩）
火成结构面
原声节理、流纹面、围岩接触面、凝灰岩夹层等
围岩破碎带或饰变带、凝灰岩夹层，为火成岩的软弱夹层
变质结构面
麻理、片理、板理
构造结构面：构造应力作用下，岩体中形成的断裂面、错动面、破碎带
破裂结构面：劈理、节理、断层面、层间错动面
构造软弱带：断层破碎带、层间错动破碎带
次生结构面
风化、卸荷、地下水等作用下形成的风华裂隙、破碎带、卸荷裂隙、泥化夹层、夹泥层等
结构面的特征
结构面的规模、形态、连通性、充填物的性质
规模：
形态：平整度、光滑度，对抗剪强度有影响
密集程度：通常以线密度（条/m）或结构面的间距表示
连通性：
地下岩体连通性的勘探方法有：勘探平硐、岩芯、地面开挖
张开度和充填：张开度，两壁面的离开距离，分4级
闭合的0.2mm，微张的0.2-1.0mm，张开的：1.0-5.0mm，宽张的：5.0-mm
张开和宽张的结构面，抗剪强度取决于充填物的成分和厚度，粘土一般少于砂土

❿ 请问砂岩石的特性是什么

砂岩的主要特性有哪些：砂岩是由直径为0.1 ~2mm的石英等砂粒经沉积、胶结、硬化而成的岩石。 根据胶结物的不同分为：硅质砂岩由《02胶结而成。呈白、浅灰、浅黄。强度可达300MPa， 坚硬耐久，耐酸，性能类似于花岗岩。纯白色的砂岩又称白玉石，是优质的雕 刻、装饰石材，人民英雄纪念碑周身的浮雕采用的即为白玉石。硅质砂岩可用于 各种装饰、浮雕及地面工程；钙质砂岩由碳酸钙胶结而成。呈白、灰白色，是砂岩中最常用的品 种。强度较大（60 ~80MPa)，不耐酸，较易加工，应用较广；铁质砂岩胶结物为含水氧化铁。呈褐色，性能比钙质砂岩差；粘土质砂岩由粘土胶结而成。易风化，遇水易软化，应用较少；按物质来源可分为陆源碎屑岩和火山碎屑岩两类。火山碎屑岩按碎屑粒径又分为集块岩（＞64毫米） 、火山角砾岩（ 64～2毫米）和凝灰岩（＜2毫米） 。陆源碎屑岩按碎屑的粒径 ，可分砾岩（角砾岩）、砂岩和粉砂岩。砾岩有棱角者称角砾岩，按砾石大小又可细分为巨砾岩(＞256毫米)、粗砾岩（256～64毫米）、中砾岩（64～4毫米）、细砾岩（4～2毫米 ）。砂岩按砂粒大小可细分为巨粒砂岩（2～1毫米），粗粒砂岩（1～0.5毫米）、中粒砂岩（0.5～0.25毫米 ）、细粒砂岩（0.25～0.1毫米） 、微粒砂岩（ 0.1～0.0625毫米 ）。粉砂岩按粒度可分为粗粉砂岩（ 0.0625 ～0.0312毫米 ），细粉砂岩（ 0.0312～0.0039毫米 ）。 碎屑岩主要由碎屑物质和胶结物质两部分组成。