工程地质岩性编录,有这篇就够了!

地大华睿矿山预灾 2019-07-05 16:29:18

工程地质岩性编录

1  工程地质岩性描述的内容

地层岩性描述是工程地质测绘的基本内容,是查明各种地质现象的基础,也是评价工程地质条件的基本因素,因此必须重视对地层岩性的描述。为了建立描述上的共同语言,正确反映各种岩层的特性,特提出本内容,以供参考:

岩石的描述一般应包括地质年代、岩石名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造、岩芯完整程度、坚硬程度。除此以外,对各类不同的岩层,还应有下列不同的描述重点:

1.1  沉积岩类

对碎屑岩类应描述:颗粒的大小、形状、成份、分选情况,胶结类型和胶结物质的化学成份,层理(平行层理、斜层理、波状层理和交错层理),层面构造(如波痕、泥裂等)和结核等。

对泥质岩类应描述物质成份,结构层面软化、泥化和崩解特性等。

对化学和生物岩类应描述化学成份,结晶情况,特殊的结构和构造(如鲕状结构、晶粒结构、生物结构、碎屑结构,竹叶状构造、斑点状构造,虎斑状构造等),层面特征及可溶性与岩溶现象等。

☆胶结类型:可分为基底式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结。

a.基底式胶结 b.孔隙式胶结 c.接触式胶结

☆沉积岩的构造 

按层理的稳定性分为平行的、斜层的及交错的,另外还有波状的;

按层厚则分为巨厚层(h>1m)、 厚层( 0.5m < h ≤ 1m )、 中厚层( 0.1m < h ≤ 0.5m )、 薄层( 0.01m < h ≤ 0.1m )、微层(页片理)(0.001m<h≤0.01m)、显微层(h<0.001m)。

 

 

☆层面构造:主要有波痕、泥裂等。

a.波痕——在尚未固结的沉积层面上,由于流水、风或波浪的作用形成的波状起伏的表面,经成岩作用后被保存下来。

b.泥裂——是未固结的沉积物露出水面干涸时,经脱水收缩干裂而形成的裂缝。

☆结核——指在成分、颜色、结构等方面与周围沉积岩具有明显区别的矿物集合体。有球形、椭球形、透明状以及不规则状等。

☆沉积岩按胶结物分为:硅质、铁质、钙质及泥质等。硅质-强度高,铁质-易氧化,钙质-易溶解,泥质-易软化。

结合具体工程,对上述各种岩类,应着重描述软弱夹层,如页岩、泥岩、石膏、煤层、泥炭等,研究其分布、层位、层次层间接触性质、厚度和延续等情况。

1.2  岩浆岩类

对侵入体应描述其与围岩间的穿插和接触关系,接触带特征,所处的构造部位和构造环境、流线、流面、析离体和捕虏体等情况,并根据岩性,岩相特征,划分出岩相带,描述岩床、岩墙、岩脉的风化破碎情况和软弱矿物的富集带等。

对喷出岩应描述喷发与溢流的形式,岩性岩相的分异变化规律,构造情况,注意喷发或溢出次数及各次间的间歇情况,玄武岩中熔碴、气孔等。

☆岩浆岩的结构:

①、按结晶程度分为:全晶质、半晶质及非晶质结构;

全晶质   是深成侵入岩结构特征

半晶质   是浅成侵入岩结构特征

非晶质   是喷出岩结构特征

②、按结晶颗粒的相对大小分为:等粒及斑状;

③、 按结晶颗粒的绝对大小分为:粗粒(φ>5mm);中粒(φ=1~5mm);细粒(φ<1mm);微粒(φ<0.2mm)。

☆岩浆岩的主要构造分为:块状、带状、流纹状、气孔状及杏仁状等。

1.3  变质岩类

对千枚岩、板岩类应注意片状、板状劈开的情况,泥质、炭质、钙质等软弱夹层,千枚岩的软化,板岩的泥化等情况。

对片岩类应注意片理、原岩层理、劈理的产状及各自的发育程度,各向异性及破裂劈开的情况;软硬矿物或片状矿物的富集和风化情况,沿片理的滑动蠕变情况,对泥质钙质片岩,还应注意其风化、泥化情况和失水崩裂现象。

对片麻岩类应描述片麻理构造,岩石的均一性和变化规律,软硬矿物的含量及其风化特性,软弱变质岩带或夹层,并结合变质作用,考虑其与侵入体、岩脉和区域构造的关系。

对混合岩类应考虑,混合岩化程度,混合岩的类型,及其演变情况,必要时进行混合岩带的划分。

对大理岩与钙质岩石应注意溶蚀情况。

☆变质岩的主要结构分为:碎裂结构,变余结构及变晶结构等。

变余结构:变质程度较低,重结晶和变质结晶不完全,保留有原岩的结构。如:变余泥质结构(板岩)、变余斑状结构等。


变晶结构:原岩在固态下发生重结晶、变质结晶作用,形成的结晶质结构。如:粒状变晶结构(石英岩、大理岩)、鳞片变晶结构(千枚岩、云母片岩)等。

碎裂结构:原岩在低温高压下发生破碎,形成碎块甚至粉末状后又被胶结在一起的结构。如:糜棱岩。

☆变质岩的主要构造有:可分为板状构造(板岩)、千枚状构造(千枚岩)、片状构造(片岩)、片麻状构造(片麻岩)等。



 1.2 松散土层的描述

对碎石类土应描述颜色、颗粒级配、颗粒形状、碎石成分、风化程度、充填物的类型、充填程度和密实度等。

对砂类土应描述颜色、颗粒级配、颗粒形状、矿物成份、粘粒含量、湿度和密实度等。

对粉土应描述颜色、湿度、密实度、含有物等。

对粘性土应描述颜色、状态、含有物等。

特殊性土除应描述上述相应土类规定的内容外,尚应描述其特殊成分和特殊性质。

2 公路工程岩土分类

2.1 岩石的分类

从岩土工程观点出发,岩石按工程性质分类是具有实用价值的。工程部门根据岩石的不同用途,分类的标准也不尽统一,但大多都是以岩石的单轴极限抗压强度、风化程度和破碎程度等进行划分。

2.1.1按强度分类

划分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。

岩石按坚硬程度划分表

岩石类别

饱和单轴极限抗压强度(MPa

        

坚硬岩

60

花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质砾岩

较硬岩

30-60

石灰岩、大理岩、钙质砂岩、板岩等

较软岩

15-30

中风化坚硬岩、凝灰岩、千枚岩、泥灰岩等

软岩

5~15

泥质砂岩、钙质页岩、泥岩等

极软岩

5

各种半成岩、全风化各种岩石

 

2.1.2按风化程度

划分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化五类。

岩石按风化程度划分表

风化

程度

风化

系数 Kf

波速比Kv

      

未风化

0.9~1.0

0.9~1.0


微风化

0.8~0.9

0.8~0.9

岩质新鲜,表面稍有风化迹象

中风化

0.4~0.8

0.6~0.8

1.结构未破坏,构造层理清晰。

2.岩体被节理裂隙分割成块碎状(20~40cm),裂隙中填充少量风化物。

3.矿物成分基本未变化,仅沿节理面出现次生矿物。

4.锤击声脆,石块不易击碎,不能用镐挖掘,用岩芯钻方可钻进。

强风化

0.4

0.4~0.6

1.结构已部分破坏,构造层理不甚清晰。2.岩体节理裂隙分割成块碎状(2~20cm)。3.矿物成分已显著变化。4.锤击声哑,碎石可用手折断,用镐可以挖掘,手摇钻不易钻进。

全风化

-

0.2~0.4

1.结构已全部破坏,仅外观保持原岩状态。2.岩体被风化裂隙分割成散体状。3.除石英外其他矿物均变质成次生矿物。4.碎石可用手捏碎,手摇钻可钻进。

2.1.3按在水中的软化系数

划分为不软化的岩石和软化的岩石。

岩石按软化系数划分表

岩石名称

软化系数(KR

不软化的岩石

KR0.75

软化的岩石

KR0.75

2.1.4 按完整性指数

分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎五种。

岩石按完整程度划分表

完整程度等级

完整

较完整

较破碎

破碎

极破碎

完整性指数

>0.75

0.75-0.55

0.55-0.35

0.35-0.15

<0.15

破碎程度

大块状:岩块大于40cm

碎块状:岩块20-40cm

碎石状:岩块2-20cm

 

2.2  土的分类

2.2.1 按堆积年代分类

土按堆积年代分类可以分为老黏性土、一般黏性土和新近堆积的黏性土。

老黏性土是指第四纪晚更新世(Q3)及其以前堆积的土。它是一种堆积年代久、工程性质较好的土,一般具有较高强度和较低压缩性。

一般黏性土是指第四纪全新世(Q4文化期以前)堆积的黏性土。其分布面积广,工程性质变化很大,是经常遇见的岩土工程勘察对象。

新近堆积的黏性土是指文化期以来堆积的黏性土,一般为欠固结,强度低。

2.2.2 按地质成因分类

按土的地质成因分为:残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土、风积土等。其中冲积土又分为山区河流冲积,平原河谷冲积和三角洲冲积;淤积土又分为湖泊淤积和沼泽淤积、泻湖淤积等。

2.2.3 按颗粒成分

土可根据颗粒成分分为碎石土、砂土和粘性土,其划分应符合以下规定:

1. 粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为碎石土,并按下表进一步划分。

表3.3.3-1      碎石土分类

土的名称

颗粒形状

颗粒级配

漂石

圆形及亚圆形为主

粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50%

块石

棱角形为主

卵石

圆形及亚圆形为主

粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量的50%

碎石

棱角形为主

圆砾

圆形及亚圆形为主

粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%

角砾

棱角形为主

注:定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。

2. 粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为砂土,并按下表进一步划分。

表3.3.3-2      砂土分类

土的名称

颗粒级配

砾砂

粒径大于2mm的颗粒质量占总质量的25%50%

粗砂

粒径大于0.5mm的颗粒质量占总质量的50%

中砂

粒径大于0.25mm的颗粒质量占总质量的50%

细砂

粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量的85%

粉砂

粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量的50%

注:定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。

3. 塑性指数Ip≤10,且粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%的土,应定名为粉土。

4. 塑性指数Ip>10,且粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%的土,应定名为粘性土,并按下表进一步划分。

表3.3.3-3      粘性土分类

土的名称

粉质粘土

粘土

塑性指数Ip

10 Ip≤17

Ip17

 

2.3  岩土施工工程分级

根据JTJ064-98《公路工程地质勘察规范》附录B  土、石工程分级表(表B)可将土石分为六个等级。

土、石工程分级表            表1

土、石工程分级表            表2

 

3  工程地质岩芯描述细则及范例

编录描述是以钻探岩芯为依据、以《规范》为准绳,必须以实事求是的态度、科学的方法,客观详细地反映岩芯的真实特性(见到什么,描述什么),切勿主观臆断。描述语言须简明扼要、主次分明。

3.1 岩石的描述

1. 岩石的描述首先应分清三大类岩石。描述内容应包括:地质年代、岩石名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造、岩芯完整程度、坚硬程度。对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成份和胶结程度,对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物结晶大小、结晶程度。

2.描述时应注意:

☆岩芯完整程度:分为完整→较完整→较破碎→破碎→极破碎五个等级。

☆节理裂隙发育程度:分为不发育→发育→很发育→极发育四个等级。裂隙的张开或闭合,是否有充填物。

表3.2.7    岩体节理裂隙发育程度划分

节理间距d(m)

d400

200d≤400

20d≤200

d≤20

节理发育程度

不发育

发育

很发育

极发育

 

☆岩芯完整程度和裂隙发育程度应与岩石的风化等级相对应,通常情况下:

微风化——完整、较完整 ,不发育、发育;

中风化——较完整、较破碎,发育、很发育;

强风化——破碎、极破碎,很发育、极发育;

全风化——极破碎,极发育。

☆ 岩芯节长划分标准:

 单节长≥ 40cm , 称为“ 长柱状”;40cm>单节长≥20cm,称为“柱状”;20cm>单节长≥10cm,称为“短柱状”; 10cm>单节长≥5cm,称为“饼状”5cm>单节长,称为“块状”。还应写明节长的范围值注明以那一级为主。

☆岩石质量指标(RQD值)

用直径75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进,连续取芯,回次所有大于10cm岩芯之和与总进尺的百分比。100%-90%好,90%-75%较好,75%-50%较差,50%-25%差,小于25%很差。

☆岩石采取率

所有采取岩芯长度和与总进尺的百分比。

☆岩石的力学表观特征

(锤击,手捏,手折)锤击声脆(硅质岩,钙质砂岩),较难击碎。

锤击声不清脆(砂质泥岩,泥灰岩)较易击碎,浸水后指可划痕。

锤击声哑,有凹痕(泥岩,页岩)易击碎,手可折断。

 

☆注意:岩石的风化程度主要是从矿物颜色的改变、强度的降低、次生矿物的发生及节理裂隙情况、采取率和孔深等多方面来综合判定。

★ 描述范例:

全风化泥质粉砂岩:紫红色,岩芯呈(坚硬)密实土状,夹少量强风化岩块。遇水易软化、崩解。母岩结构尚(可)辩。

强风化粉砂岩:褐红色,粉粒结构。裂隙很发育,岩芯极破碎,以块状为主,局部岩夹土状(土夹岩状),岩质极软,手可捏碎(手易捏碎,手可掰断,锤击声哑、易碎等)。

中风化细砂岩:褐红色,细粒结构,中厚层状构造,层面轴夹角25°。泥质胶结,胶结一般。裂隙发育、微张且泥质充填,偶见炭质呈条带状(团块状)分布(局部裂面见炭质薄膜)、污手。岩芯较破碎,以短柱状为主,节长10~16cm。节长不小于10cm的岩芯约占32%。

中风化灰岩:灰色,隐晶质结构,中厚层状构造;裂隙较发育、密闭~微张,充填方解石脉。局部溶蚀较强烈,溶孔呈蜂窝状、孔径φ5~25mm。岩质新鲜、较硬,锤击声脆。岩芯较完整,以柱状为主,短柱状为次,少量块状、饼状,节长11~26cm为主,最长45cm。节长不小于10cm的岩芯约占83%。

溶洞:无充填。(或:半充填,充填粗圆砾及粘性土;或:全充填,充填黄褐色粘性土,软塑状。)

中风化含砾砂岩:紫红色,砂质结构,中厚层状构造,含砾石。砾石母岩以砂岩为主、花岗岩为次,砾石质硬,呈圆棱状,粒径2~60mm,最大120mm,含量约30~40%,局部达70%。铁~泥质胶结、胶结较好。裂隙较发育且密闭,裂面偶见铁质浸染。岩芯较完整,以短柱状为主,饼状、块状为次,少量长柱状,节长10~22cm为主,节长不小于10cm的岩芯约占65%。

中风化花岗岩:灰绿色,花岗结构(或细粒、中粒、粗粒结构),块状构造。裂隙较发育,岩芯较完整,以柱状为主,少量块状,岩质新鲜,致密坚硬、锤击声脆,节长10~16cm、最长36cm。节长不小于10cm的岩芯约占71%。

中风化角砾岩:浅灰色,碎裂结构、块状构造。角砾母岩为石英砂岩,呈棱角状,粒径2~10mm,最大150mm,含量约90~95%。硅质胶结,胶结较好,岩质硬,锤击声脆。裂隙较发育,岩芯较破碎,以块状、饼状为主,短柱状为次。

3.2  土类的描述

3.2.1 碎石类土的描述

颜色、颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、颗粒的母岩成份及其大小(一般和最大粒径)、含量、硬度(风化程度)、湿度、密实度,充填物的性质、物质成份、充填程度等。

碎石土的密实度的划分,宜根据圆锥动力触探击数按表3.3.4-1和表3.3.4-2,表中N63.5和N120应按本规范附录C修正。

表3.3.4-1     碎石土密实度划分(一)

重型圆锥动力触探锤击数

N63.5

N63.520

10N63.5≤20

5 N63.5≤10

N63.5≤5

密实度

密实

中密

稍密

松散

表3.3.4-2     碎石土密实度划分(二)

超重型圆锥动力触探锤击数

N120

N12011

6N120≤11

3 N120≤6

N120≤3

密实度

密实

中密

稍密

松散

表3.3.4-3     碎石土密实度野外鉴别

密实度

骨架颗粒含量和排列

可挖性

可钻性

密实

骨架颗粒质量大于总质量的70%,呈交错排列,连续接触

锹镐挖掘困难,用撬棍方能松动,井壁稳定。

钻进极困难。钻探时,钻具跳动剧烈,孔壁较稳定。

中密

骨架颗粒质量大于总质量的60%70%,呈交错排列,大部分接触

锹镐可挖掘,井壁有掉块现象。井壁取出大颗粒处,能保持颗粒凹面形状。

钻进较难。钻探时钻具跳动不剧烈,孔壁有坍塌现象。

稍密

骨架颗粒质量大于总质量的55%60%,排列混乱,大部分不接触

锹镐可挖掘,井壁易坍塌,从井壁取出大颗粒后,立即坍塌

钻进较容易。钻探时,钻具稍有跳动,孔壁易坍塌。

松散

骨架颗粒质量小于总质量的55%,排列十分混乱,绝大部分不接触

锹镐可挖掘,井壁极易坍塌

钻进很容易。钻探时,钻具无跳动,孔壁极易坍塌。

★ 描述范例:

卵石:灰褐色,饱和,密实。卵石母岩以砂岩为主、少量花岗岩,呈亚圆状,质硬,粒径60~80mm,最大120mm,含量约60%,间隙充填石英砂及粘性土。

3.2.2 砂类土的描述

颜色、砂的矿物成份、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度、夹杂物等。

砂土的密实度应按表3.3.6划分,N为现场试验的锤击数,即未修正的锤击数,湿度应按表3.3.9划分。

表3.3.6     砂土密实度划分

标准贯入锤击数N

N30

15N≤30

10 N≤15

N≤10

密实度

密实

中密

稍密

松散

表3.3.9     砂土的湿度划分

湿度

饱和度Sr(%)

稍湿

Sr≤50

潮湿

50Sr≤80

饱和

Sr80

★ 描述范例:

中砂:灰白色,潮湿,稍密。成份以石英、长石为主,浑圆状,级配良好。含少量粘性土。

3.2.3 粉土的描述

颜色、夹杂物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性等。

粉土的密实度应按表3.2.3-1划分,N为现场试验的锤击数,即未修正的锤击数,湿度应按表3.3.10划分。

表3.2.3-1     粉土密实度划分

密实度

孔隙比

标准贯入锤击数N

密实

e0.75


中密

0.75≤e≤0.9


稍密

e0.9


表3.3.10     粉土的湿度划分

湿度

天然含水率w(%)

稍湿

w20

湿

20≤w≤30

很湿

w30

★ 描述范例:注意粉土密实度无松散之说,只有密实、中密和稍密三种

粉土:桔黄色,稍湿,中密。组份以粉粒为主,部分细砂。摇震表面反水,粘性小。

3.2.4 粘性土的描述

颜色、状态、夹杂物、光泽反应、干强度、韧性、粘性、土层结构等。

☆粘性土的状态按下表确定,N为现场试验的锤击数,即未修正的锤击数。

 

表3.2.4-1    粘性土状态划分

状态

液性指数Il

N

指压经验

流塑

Il1

N≤2

岩芯可缓慢塑流,形成扁圆形

软塑

0.75Il≤1

2N≤4

食指可插入岩芯

可塑

0.25Il≤0.75

4N≤17

食指压有凹坑

硬塑

0Il≤0.25

18N≤35

拇指压有凹坑

坚硬

Il≤0

N35

拇指压不动

 

★ 描述范例:

粉质粘土:褐黄色,硬塑,成份以粘粒为主,粉粒为次。粘性较好,刀切面较光滑,土质均匀。为泥岩风化残积土。

粘土:灰褐色,软塑,成份以粘粒为主,粘性良好,刀切面光滑,局部含约5%粗砂、土质不均匀,偶见少量有机质。

3.2.5 有机质土的的描述

颜色、状态、气味、有机质含量及其分解情况、夹杂物质量等特征。根据有机质物含量可进一步划分出淤泥、淤泥质土、淤泥质砂、泥炭等。

★ 描述范例:

淤泥:灰黑色,饱和,流塑。含贝壳及有机质,手捻具滑腻感,略具腥臭味。

3.2.6 填土的描述

颜色、物质组份、硬质物含量、密实程度、各类杂物的含量、大概堆填成因、时代。 根据物质组分和成因特点可进一步分为素填土、杂填土、填筑土、冲填土。

素填土:由碎石土、砂土、粉土和粘性土等一种或几种材料组成,不含杂物或含杂物很少;

杂填土:含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物;

冲填土:由水力冲填泥砂形成;

填筑土:按一定标准控制材料成份、密度、含水量,分层压实或夯实而成。

★ 描述范例:

素填土;灰色,潮湿,松散。由粘性土、石英砂及少量碎石组成,为建房平地基之弃土,硬质物约含3%。

杂填土:褐黄色,稍湿,稍压实。主要由粘性土和砖块、碎石、瓦片组成,含少量生活垃圾,硬质物约含55%。

☆颗粒形状,一般分为4类。

1-棱角状;2-次棱角状;3-亚圆状;4-圆状

☆互层、薄层和夹层

对同一土层中相间呈韵律沉积,当薄层与厚层的厚度比大于1/3时,宜定为“互层”,如淤泥与粉砂互层;厚度比为1/10-1/3时,宜定为“夹层”,如淤泥夹粉砂层;厚度比小于1/10的土层,且多次出现时,宜定为“夹薄层”,如淤泥夹粉砂薄层。当土层厚度大于0.5m时,宜单独分层。

☆“含”、“混”、“夹”的含义

 “含”——系指土中含有的包含物,如含铁锰结核、碎砖块等;

“混”——系指某类土中均匀地混有另一类土;

“夹”——系指某一类土不均匀地夹有另一类土,如粘土夹碎石。

☆摇振反应

制备很软但不粘手的小土膏,做成饼状,放在手掌上反复作水平状振动,并以另一手掌有力地振击此手掌,土中自由水将渗出,用手指捏土饼,放松后渗出的水被吸收,光泽消失。

☆光泽反应

指土在潮湿状态下切口有油脂光泽,颗粒越细光泽越明显。

☆数量词

“个别”为10%以下;“少数”为10%-50%;“多数”为50%-70%;“大多数”为70%-90%;“普遍”为90%以上。

来源:贵州地调