工程地質勘察中關于巖石風化程度的識別及判定方法

呂游

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司東北分院，黑龍江 哈爾濱 150000）

摘要：巖石風化程度的識別與判定是工程地質勘察中的一項重要工作，其直接關系著工程基礎面高程選擇的合理性以及工程環境與材料利用的有效性，因此在實際工程地質勘察中應當采取有效方式準確識別巖石風化程度，并加以準確判定，從而推進工程地質勘察工作的有序開展。本文就此進行簡要分析，僅供相關人員參考。

關鍵詞：工程地質勘察；巖石風化程度；識別；判定

巖石在風化作用下往往會形成無方向性且不規則發育的風化裂隙，巖石內部礦物成分發生一定轉變，并且巖石風化狀態下往往呈現出一定的階段性特征，由此可以判定巖石風化程度，進一步為工程地質勘察工作的有序開展打下良好的基礎。因此在工程地質勘察工作中，加大力度探討巖石風化程度的識別及判定方法，對于圍巖穩定性以及邊坡工程的安全性都具有重要意義。

1 工程地質勘察中巖石風化程度識別與判定的特殊性

巖石風化程度的識別及判定大多以工程地質定性評價方法為主要依據，在準確把握巖石結構、礦物成分、壓實破碎成都以及掘進的難易程度等開展綜合分析，就巖石風化程度相關物理力學性質指標開展定性和定量分析，以準確把握巖石風化程度。當前工程地質勘察工作中，巖石風化程度的識別與判定仍具有一定特殊性，需要以定性描述與定量指標相結合的方法，通過對定性資料進行分析研究，開展定量化統計，進而建立巖石風化程度劃分判據，以便準確把握巖石風化程度以及巖石風化后的質量變化，保證工程地質勘察中巖石風化程度識別與判定的準確性和可靠性。

2 巖石礦物成分和微觀結構構造變化的判別指標

2.1巖石薄片顯微鏡下分析

在風化作用下，巖石往往呈現出一定的微觀特征，并且這種特征與原巖存在一定差異，主要體現在微觀結構構造與微觀裂隙發育特征、礦物粘土化等，在準確把握巖石風化后的微觀特征后，能夠在工程地質勘察中準確識別并判定巖石的風化程度。

就顯微裂隙的發育狀況以及次生充填特點來看，微裂隙呈現不規則發育的特征，無方向性，極易被氧化鐵充填，在工程地質勘察工作中對巖石風化程度進行識別和判定時，可以將風化裂隙看作是巖石風化程度的重要指標。在風化作用下，巖石的裂隙和構造斷裂產生的細微裂隙在形成原因上有所不同，強風化帶巖樣的裂隙密集程度高，呈網狀或樹枝狀，易被紅褐色氧化鐵填充；弱風化帶巖石在風化作用下所形成的裂隙密集程度較低，發育交叉，局部被氧化鐵填充。而在微風化帶，巖石在風化作用下所形成的裂隙具有一定特殊性，一般情況下構造斷裂產生的細微裂隙往往被次生石英及方解石充填。

就長石的次生蝕變性來看，鉀長石在風化作用下往往會分解為粘土類次生礦物。在工程地質勘察中，長石的次生變化往往通過次生蝕變率顯示出來，這就需要在巖石風化程度識別與判定的過程中對標本薄片中風化長石的面積和厚薄度進行估計，以長石表面的明暗程度、紅褐色調的變化以及正交偏光鏡的光學特性作為主要分析依據，準確把握長石風化厚度。將巖石風化程度劃分為5個級別。

2.2粘土礦物的X衍射分析和差熱分析

巖石經過化學風化作用，其礦物成分發生變化，將形成各種新的次生礦物。其中粘土礦物發育的特征是巖石風化程度劃分的重要標志。巖石的主要成巖礦物在風化過程中往往表現出階段性，即主要的硅酸鹽礦物經風化后，要逐步地向最終的穩定礦物轉化。這一轉化過程，要經歷很長的時間并通過一系列中間階段的過渡性礦物來實現。這些不同的風化階段，反映了巖石的不同風化程度。因此，可以依據風化作用轉變階段及粘土礦物成分劃分巖石的風化程度。

3 熟化度

所謂熟化度，是指巖石次生蝕變程度的具體指標，巖石的風化程度主要依靠定量得以反映。熟化度的形成，以巖石表面礦物蝕變等級、蝕變礦物分散度以及蝕變部分占全部巖石表面積百分比為主要因素得以確定。熟化度表達式見公式1。

公式1：

其中，以S表示熟化度，主要反映出巖石風化程度以及質量，其范圍在1.0-2.0之間，S值能夠在一定程度上反映出巖石風化程度，一般S值越大，表示巖石風化程度越深。A為蝕變礦物的蝕變程度系統，主要分為5個等級，取值范圍在1.0-2.0之間。Pi為統計面上礦物的面積百分比，其中礦物的蝕變等級有所不同。Μ表示蝕變礦物分布的不均勻系數，一般情況下，蝕變均勻則μ值為1.0，蝕變不均則μ值為1.10，蝕變中等則μ值表示為1.05。基于此，對巖石風化程度進行分級，如表1所示。

通過以上分析可知，熟化度在一定程度上反映出在風化作用下巖石的質量變化情況，基于此能夠對巖石的風化程度進行準確識別與判定，從而推進工程地質勘察工作的規范有序開展。

結束語：總的來說，在工程地質勘察中，巖石中圍觀結構與礦物成分變化情況是識別與判定巖石風化程度的重要考量因素，基于此建立巖石風化程度劃分判據并開展定量統計分析，便于工程地質勘察人員準確把握巖石物理力學性質指標間的相關性，科學預報風化巖特征，進而為工程地質勘察工作的規范化開展提供可靠的支持。

參考文獻

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