岩石对工程性质的影响

Question

如题所述

Answer 1

影响岩石工程性质的因素主要分为内因和外因两大类。内因是指岩石自身的特性，如矿物成分、结构和构造；外因则是指来自岩石外部的因素，如气候、风化作用和水文地质条件等。矿物成分、风化作用、水化作用和构造都对岩石的工程性质产生直接影响。
1. 矿物成分
岩石的矿物成分是影响其工程性质的重要因素。单矿岩相较于复矿岩具有更高的抗风化能力。例如，石英岩的主要矿物为石英，其抗压强度可达250MPa，而花岗岩含有石英和其它矿物，其抗压强度为200MPa。矿物的硬度对岩石的抗压强度有显著影响。矿物的密度也会影响岩石的密度，含铁镁质矿物多的岩石密度大于含硅铝质矿物多的岩石。
2. 结构
岩石的内部结构对其力学强度有很大影响。岩石可分为结晶联结的岩石和胶结联结的岩石。结晶联结的岩石晶粒直接接触，结合力强，孔隙度小，吸水率低，具有较高的弹性模量和抗压强度。而胶结联结的岩石，其强度和稳定性取决于胶结物的成分和形式，以及碎屑成分。
3. 构造
构造对岩石工程性质的影响可从矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石结构的连续性与整体性两个方面来分析。片理构造、流纹构造等能使一些强度低、易风化的矿物成定向富集或条带状分布，影响岩石的物理力学性质。构造的存在也会使岩石的强度和透水性在不同方向上出现差异。
4. 风化作用
风化作用会破坏岩体的完整性，改变岩石的矿物成分，降低岩石的强度和稳定性。风化过程中，原生矿物经化学反应分化为次生矿物，导致岩体强度降低。同时，风化作用也会改变岩石的水理力学性质，增大岩石的孔隙性、透水性和压缩性。
5. 水化作用
岩石被水饱和后，其强度会降低。水能沿着岩石的细微孔隙和裂隙浸入，降低矿物颗粒间的联结力，影响岩石的内聚力和内摩擦力，从而降低岩石的抗压和抗剪强度。水对岩石强度的影响在一定限度内是可逆的，但干湿循环会导致强度降低变为不可逆过程。