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巖土勘察(工程地質)地層編錄知識匯總

土的分類及名稱

碎石類土顆粒直徑d(mm)

漂石(渾圓或圓棱)或塊石(尖棱)大d>800, 中800≥d>400, 小400≥d>200

卵石(„„) 200≥d>60

粗圓礫(„„)60≥d>20

細圓礫(„„)20≥d>2

砂類土

砂粒粗2≥d>0.5 中0.5≥d>0.25 細0.25≥d>0.075

粘性土

粉粒 0.075≥d>0.005 粘粒 d<0.005

砂類土的劃分

礫砂 粒徑大于2mm顆粒的質量占總質量的25-50%。顆粒比高粱米粒大

粗砂 粒徑大于0.5mm顆粒的質量超過總質量的50%。顆粒比小米粒大

中砂 粒徑大于0.25mm顆粒的質量超過總質量的50%。顆粒與砂糖近似

細砂 粒徑大于0.075mm顆粒的質量超過總質量的85%。顆粒與粗玉米粉近似

粉砂 粒徑小于0.075mm顆粒的質量超過總質量的50%。顆粒與小米粉近似

注:定名時應根據粒徑分組,由大到小,以最先符合者確定

粘性土的劃分塑性指數

粉質粘土 10<Ip≤17 粘土 Ip>17

粘性土塑性狀態的劃分

液性指數IL 標準貫入錘數N

堅硬 IL≤0.0 N63.5>32

硬塑 0.0<IL<0.5 32≥N63.5>8

軟塑 0.5<IL≤1.0 8≥N63.5>2

流塑 IL>1.0 N63.5≤2

塑性狀態區分:(鐵路勘察)流塑0<N≤2 軟塑2<N≤7 硬塑7<N≤35 堅硬N>35

(公路勘察)流塑0<N≤2 軟塑2<N≤4 可塑 4<N≤18 硬塑18<N≤32 堅硬N>32

粉土密實程度區分:稍密N≤12 中密12<N≤18 密實N>18

碎石類土砂類土密實程度

應根據結構特征、地貌、自然坡形態、開挖及鉆探情況確定。

碎石類土密實程度的劃分

密實N63.5>20 骨架顆粒交錯緊貼連續接觸,孔隙填滿、密實。天然陡坡穩定,坎下堆積物較少。鎬挖掘困難,用撬棍方能松動,坑壁穩定。從坑壁取出大顆粒處,能保持凹面形狀。鉆進困難,鉆探時,鉆具跳動劇烈,孔壁較穩定。

中密10<N63.5≤20 骨架顆粒排列疏密不勻,部分顆粒不接觸,孔隙填滿,但不密實。天然坡不易陡立或陡坎下堆積物較多。天然坡大于粗顆粒的安息角。鎬可挖掘,坑壁有掉塊現象。充填物為砂類土時,坑壁取出大顆粒處,不易保持凹面形狀。鉆進較難。鉆探時鉆具跳動不劇烈,孔壁有坍塌現象。

稍密5<N63.5≤10 多數骨架顆粒不接觸,孔隙基本填滿,但較松散. 不易形成陡坎,天然坡略大于粗顆粒的安息角。鎬較易挖掘。坑壁易掉塊,從坑壁取出大顆粒后易塌落。鉆進較難。鉆探時,鉆具有跳動,孔壁較易坍塌。

松散N63.5≤5 骨架顆粒間有較大孔隙,充填物少,且松散。鍬可以挖掘。天然坡多為主要顆粒的安息角。坑壁易坍塌。鉆進較容易。鉆進中孔壁易坍塌。

砂類土的密實程度的劃分

密實 Dr≥0.67 N63.5>30

中密 0.67>Dr≥0.4 30≥N63.5>15

稍密 0.4>Dr≥0.33 15≥N63.5>10

松散 Dr<0.33 N63.5≤10

巖石和巖體的分類

巖石堅硬程度的定性劃分

極硬巖:錘擊聲清脆,有回彈,震手,難擊碎;浸水后大多無吸水反應未風化或微風化的花崗巖、片麻巖、閃長巖、石英巖、硅質灰巖、硅質膠結的砂巖或礫巖等

硬巖:錘擊聲較清脆,有輕微的回彈,稍震手,較難擊碎;浸水后有輕微的吸水反應弱風化的極硬巖;未風化或微風化的熔結凝灰巖、大理巖、板巖、白云巖、灰巖、鈣質膠結的砂巖、結晶顆粒較粗的巖漿巖等。

較軟巖:錘擊聲不清脆,不回彈,較易擊碎;吸水明顯,浸水后指甲可劃出印痕強風化的極硬巖;弱風化的硬巖;未風化或微風化的千枚巖、云母片巖、砂質泥巖、鈣泥質膠結的粉砂巖、礫巖、泥灰巖、頁巖、凝灰巖等。

軟巖:錘擊聲啞,無回彈,有凹痕,易擊碎;浸水后手可掰開弱風化-強風化的硬質巖;弱風化的較軟巖和未風化或微風化的泥質巖類:泥巖、煤、泥質膠結的砂巖和礫巖等。

極軟巖:錘擊聲啞,無回彈,有較深的凹痕,手可掰開;浸水后可捏成團或捻碎全風化的各類巖石和成巖作用差的巖石。

巖石堅硬程度的定量劃分

應采用巖石單軸飽和抗壓強度(Rc)指標, Rc與定性劃分巖石堅硬程度的對應關系堅硬程度 Rc(MPa)

極硬巖Rc>60 硬巖60≥Rc>30 較軟巖30≥Rc>15 軟巖15≥Rc>5 極軟巖Rc≤5

巖體節理寬度的分級(mm)

密閉節理 b<1 微張節理 1≤b<3 張開節理 3≤b<5 寬張節理 b≥5

巖體節理發育程度分級

節理不發育:節理1-2組,規則,為構造型,間距在1m以上,多為密閉節理,巖體被切割成巨塊狀。

節理較發育:節理2-3組,呈X型,較規則,以構造型為主,多數間距大于0.4m,多為密閉節理,部分為微張節理,少有充填物,巖體被切割成大塊狀。

節理發育:節理3組以上,不規則,呈X型或米字型,以構造型風化型為主,多數間距小于0.4m,大部分為張開節理,部分有充填物,巖體被切割成塊狀。

節理很發育:節理3組以上,雜亂,以風化型和構造型為主,多數間距小于0.2m,以張開節理為主,有個別寬張節理,一般均有充填物,巖體被切割成碎裂狀。

巖體受構造影響程度的劃分

輕微:地質構造變動小,節理不發育。

較重:地質構造變動較大,位于斷層或褶曲軸的鄰近地段,可有小斷層,節理較發育。

嚴重:地質構造變動劇烈,位于褶曲軸部或斷層影響帶內,軟質巖多見扭曲及拖拉現象,節理發育。

很嚴重:位于斷層破碎帶內,巖體呈塊石、碎石、角礫狀,有的甚至呈粉末、泥土狀,節理很發育。

巖體完整程度的劃分

巖體完整性指數Kv

完整:結構面1-2組,以構造型節理或層面為主,密閉型。巨塊狀整體結構Kv>0.75 較完整:結構面2-3組,以構造型節理、層面為主,裂隙多呈密閉型,部分為微張型,少有充填物。塊狀結構0.75≥Kv>0.55

較破碎:結構面一般為3組,以節理及風化裂隙為主,在斷層附近受構造作用影響較大,裂隙以微張型和張開型為主,多有充填物。層狀、塊石、碎石狀結構0.55≥Kv>0.35

破碎:結構面大于3組,并多以風化型裂隙為主,在斷層附近受構造作用影響大,裂隙以張開型為主,多有充填物。碎石角礫狀結構

0.35≥Kv>0.15

極破碎:結構面雜亂無序,在斷層附近受構造作用影響很大,寬張裂隙全為泥質或泥夾巖屑充填,充填物厚度大。散體狀結構Kv≤0.15

注:巖體完整性指數是巖體彈性縱波速度與巖石彈性縱波速度比值的平方。

巖體按風化程度分類

未風化:巖石、礦物及其膠結物顏色新鮮,保持原有顏色。保持巖體原有結構。除構造裂隙外肉眼見不到其他裂隙,整體性好。除泥質巖可用大錘擊碎外,其余巖類不易擊開,放炮才能掘進。

微風化:巖石、礦物顏色較暗淡,節理面附近有部分礦物變色。巖體結構未破壞,僅沿節理面有風化現象或有水銹。有少量風化裂隙,裂隙間距多數大于0.4m,整體性仍較好。要用大錘和契子才能剖開,泥質巖用大錘可以擊碎,放炮才能掘進。

弱風化:巖石、礦物失去光澤,顏色暗淡,部分易風化礦物已經變色。巖體結構已部分破壞,裂隙可能出現風化夾層,一般呈塊狀或球狀結構。風化裂隙發育,裂隙間距多數為0.2-0.4m,整體性差。可用大錘擊碎,用手錘不易擊碎,大部分需放炮掘進,巖芯方可鉆進。強風化:巖石及大部分礦物變色,形成次生礦物。巖體結構已大部分破壞,形成碎塊狀或球狀結構。風化裂隙很發育,巖體破碎,風化物呈碎石狀,裂隙間距小于0.2m,完整性很差。用手錘可擊碎,用鎬可以掘進,干鉆可鉆進。

全風化:巖石、礦物已完全變色,除石英外大部分風化成土狀。巖體結構已完全破壞,僅外觀保持原巖特征。風化破碎呈碎屑狀,土狀或砂狀。用手可捏碎,用鍬就可掘進,干鉆較易鉆進。

附 錄

粘性土

堅硬 N63.5≥35 拇指壓不動

硬塑 35>N63.5≥18 拇指壓有凹坑

可塑 18>N63.5≥4 食指壓有凹坑

軟塑 4>N63.5≥2食指可插入巖芯

流塑2>N63.5巖芯可緩慢塑流,成扁圓形

花崗巖

殘積土:原巖結構難以辨認,長石已風化成土狀,石英顆粒還能保持原巖中形態,巖芯呈土狀、具塑性。(N63.5<30)

全風化:原巖結構尚可辨認,斜長石已風化成高嶺土,鉀長石斑晶風化后內部常有硬核,石英顆粒基本保持原巖中的形態,含白云母碎片,巖芯以土狀為主、手易捏碎。(50>N63.5≥30)

強風化:原巖結構清晰,斜長石風化劇烈、鉀長石晶體一般完整,用手可捏成砂礫狀。顆粒間連結力減弱,巖芯呈半巖半土狀,巖塊手可折斷。(N63.5≥50)

石英與長石的區別

石英常呈六方柱狀晶體,柱面上有橫紋無解理,貝殼狀斷口,油脂光澤。

長石晶體呈柱狀、板狀,二組板面解理完全,具玻璃光澤。

斷層斷裂構造分為:節理、劈理和斷層三種基本類型。

節理:當巖石發生破裂,沿破裂面兩側的巖石,尚沒有產生明顯的相對位移或僅有很微小的位移。

劈理:巖石受力后,具有沿一定方向劈開成平行或大致平行的密集的薄層或薄板的一種構造。沿著劈開的這種裂面稱劈理面。

☆劈理的識別:

1、切穿不同成分、顏色、粒度巖層的面,可能是劈理面;

2、劈理在不同巖性的巖層中分布的頻度及層面交角可能不同,甚至出現轉折或彎曲;

3、切穿特殊巖層的夾層或透鏡體,排列方向密集的破裂面,可能是劈理面;4、單個的劈理面一般延伸不遠。巖石受力發生斷裂,斷裂面兩盤沿斷裂面有明顯的剪切滑動和位移時,稱為斷層。

斷層的規模大小不等,相差懸殊,長度從短于一米到幾千公里。斷層影響地殼的深度也各不相同,一般來說,長度越大的斷層,影響深度也越大。斷層面可以是平面的,也可以是波狀的或鋸齒狀的面。

變質巖的常見結構

1、碎裂結構:這是動力變質作用造成的結構。是在定向壓力下使礦物發生彎曲、破裂、斷開,甚至研磨成細小碎屑或巖粉,稱碎裂結構。常見有碎裂結構和糜棱結構。

2、變余結構:由于重結晶作用不徹底,原巖的礦物成份和結構特征被保留下來,稱為變余結構。

3、變晶結構:巖石在變質作用過程中重結晶所形成的結構稱為變晶結構。按結晶礦物的大小可分為:等粒變晶結構(各礦物的顆粒呈等粒狀),如大理巖、石英巖;不等粒變晶結構(各礦物的顆粒大小不等),如片麻巖;斑狀變晶結構(在顆粒較小的基質中有較大且結晶較完整的晶體)。按礦物的外形可分為:花崗變晶結構、角巖結構、磷片變晶結構(如千枚巖)和纖維變晶結構。

4、交代結構:巖石原有的礦物,在變質作用過程中被新的礦物所代替,稱交代結構。如混合巖中斜長石被鉀長石所代替。

變質巖的常見構造

1、塊狀構造:變質巖中的礦物成分和結構均勻,并不具方向性排列,如大理巖、石英巖等。

2、板狀構造:粘土巖或中酸性凝灰巖在溫度不高而以壓力為主的變質作用下,常出現一組彼此平行的破裂面(稱劈理),形似平行排列之板狀,故稱板狀構造。破裂面光滑整齊,其上有微弱的絲絹光澤,原巖的組分基本上未重結晶,此種構造為板巖所特有。板巖是頁巖、粉砂質泥巖或部分中酸性凝灰質巖石經區域變質作用形成的淺變質巖石。堅硬致密,沿板理面可剝成薄板,又稱瓦板巖。★板巖為變余結構、板狀構造。

3、千枚狀構造:粘土巖、粉砂巖及中酸性凝灰巖經低級變質作用而產生薄片狀構造,重結晶程度不高,僅開始出現定向排列的絹云母或綠泥石等細小磷片狀晶體,面上有絲絹光澤,伴有許多小褶皺,這是千枚巖的典型構造。千枚巖與板巖一樣同為泥巖、粉砂質泥巖或中酸性凝灰質巖石經輕微變質而成,但變質程度比板巖稍高,出現大量絹云母、綠泥石及石英等,具強的絲絹光澤。空間上常與板巖共生,并互相過渡。★千枚巖為磷片變晶結構。

4、片狀構造:粘土巖、粉砂巖、凝灰巖或熔巖經區域變質作用,形成新生的云母、綠泥石、角閃石等,它們定向平行排列形成連續的薄層,構成明顯的片理構造。片狀構造是變質巖中最典型最常見的構造,其特點是巖石中含有大量的片狀、柱狀礦物如云母、綠泥石、滑石、角閃石等,它們大致呈定向排列而且彼此基本相連而使巖石形成片狀。這種構造主要發育在片巖中。

5、片麻狀構造:由各種巖石經較深度區域變質作用,原巖全部重結晶形成以粗粒的長石、石英為主和不同數量的云母、角閃石、輝石等不同礦物,分別集結成定向排列的帶狀集合體,構成不連續的為黑白相間的片麻狀構造。如果淺色礦物發育,形似眼球,則稱為眼球狀構造。片麻狀構造與片狀構造相似,所不同的是巖石的中片狀、柱狀礦物數量較少,故彼此不能相連,而中間被一些粒狀礦物如石英、長石等所隔開。花崗片麻巖:是指成份與花崗巖相似,即主要由石英、鉀長石、黑云母、少量角閃石等組成的片麻巖,呈肉紅色,與花崗巖的區別在于暗色礦物呈定向排列,暗色礦物與淺色礦物常交替成薄層狀,一般顆粒大小均勻。★花崗片麻巖為花崗變晶結構。

6、條帶狀構造:是由顏色深淺不同礦物成份的條帶相間排列而成,稱條帶狀構造。主要見于混合巖中。

沉積巖之碎屑巖的膠結物

1、硅質膠結:由石英及其它二氧化硅(蛋白石)組成,顏色淺,白色或灰白色,硬度高。

2、鐵質膠結:由鐵的氧化物或氫氧化物組成(赤鐵礦、褐鐵礦等),顏色由淺紅色到紫紅色;堅硬程度次于硅質膠結物。

3、鈣質膠結:由碳酸鈣一類的物質組成,顏色淺,遇稀鹽酸劇烈起泡;堅硬程度次于鐵質膠結物。

4、泥質膠結:由粘土類礦物組成,顏色不穩定,膠結松散。

碎屑巖類巖石按顆粒大小分為:

☆礫巖(角礫巖)--直徑大于2mm、含量大于50%;

☆砂巖--直徑2-0.1mm、含量大于50%;

☆粉砂巖--直徑0.1-0.01mm、含量大于50%。

★砂巖按砂屑成份可分為:石英砂巖、長石砂巖、巖屑砂巖;

★按砂屑顆粒大小分為:粗粒、中粒、細粒、粗中粒、中細粒等。

粘土巖分類及結構特征

粘土巖是沉積巖中分布最廣的一類,粘土巖常按固結程度分為:粘土(未固結)、泥巖、頁巖。根據混入成份的不同,可將泥巖和頁巖進一步細分為:含粉砂質泥巖(頁巖)、粉砂質泥巖(頁巖)、鈣質泥巖(頁巖)、碳質泥巖(頁巖)、硅質泥巖(頁巖)等。

粘土巖結構

按顆粒大小及相對含量分

1、砂泥質結構:含有5%~25%砂粒時,稱含砂泥質結構(如:含砂質泥巖);砂粒達25%~50%時,則稱砂泥質結構(如:砂質泥巖)。(以手觸摸有明顯顆粒感覺,肉眼可見砂粒,斷口呈參差狀)

2、粉砂泥質結構:含有5%~25%粉砂時,稱含粉砂泥質結構(如:含粉砂質泥巖);粉砂含量達25%~50%時,稱粉砂泥質結構(如:粉砂質泥巖)。(以手觸摸有粗糙感,斷口粗糙)

3、泥質結構:幾乎全由(或大于90%)0.01mm以下的細微質點組成,巖石均一致密(如:泥巖或頁巖)(以手觸摸有滑膩感,斷口呈貝殼狀)

火山碎屑巖

(屬沉積巖之碎屑巖類)是沉積巖與熔巖之間的過渡性巖石,是火山噴發時噴出的大量碎屑物質降落堆積硬結而成的巖石。根據火山碎屑的大小分為集塊巖、火山角礫巖、凝灰巖三種。

★☆集塊巖(礫徑大于100mm的碎屑含量在50%以上),

★☆火山角礫巖(礫徑2-100mm的碎屑含量在50%以上)它們多分布于火山口附近。

★集塊巖為集塊結構,火山角礫巖為火山角礫結構。

★集塊巖和火山角礫巖的膠結物主要為火山灰。

巖石是地殼發展過程中各種地質作用的自然產物,是組成地殼的主要物質成分。巖石是由一種或多種礦物組成的集合體。

按巖石成因類型可分為三大類:巖漿巖、沉積巖和變質巖。

巖漿巖是巖漿在不同地質條件下冷凝固結而成的巖石。又稱火成巖。分為:噴出巖和侵入巖。

★巖漿噴溢出地表后凝固的巖石稱噴出巖(火山巖);

★若巖漿上升未達地表而在地殼內一定深處緩慢冷凝固結的巖石,稱侵入巖。侵入巖又分為深成巖和淺成巖。巖漿巖常不具層理構造,侵入巖中沒有化石。

★巖漿巖最常見的礦物有:橄欖石、輝石、角閃石、云母、長石、石英等,這些礦物又稱造巖礦物。由這六種礦物組合構成了絕大多數的巖漿巖。

★侵入巖的產狀一般可分為:巖基、巖株、巖床、巖盆、巖蓋、巖墻及巖脈;

★巖漿巖構造;塊狀構造(大部分巖漿巖具此構造);帶狀構造(主要見于基性、超基性巖中);氣孔及杏仁構造(常見于噴出巖中);枕狀構造(常見于海底噴出巖中);流面、流線構造(侵入巖體邊緣,巖石中片狀、板狀礦物及扁平狀捕虜體等成定向平行排列,稱流面。針狀、柱狀礦物或捕虜體等成定向平行排列,則稱流線);流紋狀構造(噴出巖中由不同顏色的條紋或拉長的氣孔等沿一定方向排列)。

★鉆探回次進尺采取率:

黏性土粉土1.0~1.5 ≥90﹪砂類土泥漿鉆進1.0~1.5 ≥70﹪碎石類土0.5~1.0 ≥50﹪黃土1.0~1.5 ≥90﹪較完整輕微風化基巖1.0~2.5 ≥70﹪完整基巖<3.5 ≥80﹪

★砂類土及碎石類土取樣標準:

砂樣≥1Kg圓礫土角礫土≥3Kg卵石土碎石土≥5Kg

★黏性土及特殊類土取樣標準:

黏性土取樣直徑≥100mm樣長≥200mm軟土取樣直徑≥100mm樣長≥500mm黃土取樣直徑≥120mm樣長≥150mm☆各類土樣每組均為雙樣(2節)


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