第二章 岩块和岩体的地质特征
第一节 概 述
岩体与岩块本质的区别：
①岩体中存在有各种各样的结构面；
②不同于自重应力（场）的天然应力场和地下水。
第二节 岩 块
一、岩块的物质组成 （substance compositio）n
1． 岩块 （ rock or rock block ） 指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元。 国内外，有些学者又称
为结构体（ structural element ）、岩石材料（ rock material 整岩石（ intact rock ）等等。
2 ． 岩石（ rock ）
）及完
具有一定结构构造的矿物（含结晶和非结晶的）集合体。
3．岩块的力学性质
一般取决于组成 岩块的矿物成分 及其相对含量 。 造岩矿物五大类：含氧盐、氧化物及氢氧化物、卤化物、硫化物、自然元素。 其中，含氧盐中的硅酸盐、碳酸盐及氧化物类矿物最常见，构成 （ 1）硅酸盐类矿物：长石、辉石、角闪石、橄榄石及云母和粘土矿物等。
① 长石、辉石、角闪石和橄榄石，硬度大，呈粒、柱状晶形，如含此类矿物多的岩石：花岗 岩、闪长岩及玄武岩等，强度高，抗变形性能好。多生成于高温环境，易风化成高岭石、水云母 等，无以橄榄石的基性斜长石等抗风化能力最差，长石、角闪石次之。
② 粘土矿物：属层状硅酸盐类矿物，主要有高岭石、水云母（伊利石）和蒙脱石三类，具薄 片状或鳞片状构造，硬度小。含此类矿物多的岩石如粘土岩、粘土质岩，物理力学性质差，并具 有不同程度的胀缩性。
99.9%的岩石。
是石灰岩和白云岩类的主要造岩矿物。 岩石的物理力学性质取决于岩石中
CaCO3 及酸不溶物的 含量。
CaCO含量f,如纯灰岩、白云岩等强度高，抗变形和抗风化性能比较好；
泥质含量f,如泥质灰岩、泥灰岩等，力学性质较差；
硅质含量f，岩石性质将娈好。 碳酸盐类岩体中，常发育岩溶现象。
（ 3）氧化物类矿物 以石英最常见,是地壳岩石的主要造岩矿物。 硬度大，化学性质稳定。石英f,岩块的强度和抗变形性能明显增强。
4．岩块的矿物组成与岩石的成因及类型密切相关
（ 1）岩浆岩 ：多以硬度大的粒柱状硅酸盐、石英等矿物为主,物理力学性质一般很好。
（ 2）沉积岩 ：粗碎屑岩如砂砾岩等,力学性质很大程度上取决于胶结物成分及其类型；细碎 屑岩如页岩、泥岩等,多以片状的粘土矿物为主,力学性质一般很差。
（ 3）变质岩 ：与母岩类型及变质程度有关。 浅变质岩如千枚岩、板岩等,多含片状矿物（如绢云母、绿泥石及粘土矿物等） 质较差。
深变质岩如片麻岩、混合岩、石英岩等,多以粒状矿物（如长石、石英、角闪石等）为主, 力学性质好。
,岩块力学性
二、岩块的结构与构造（ structure and construc）t
1．岩块的结构（岩石结构） 指岩石中矿物（及岩屑）颗粒相互之间的关系,包括颗粒的大小、形状、排列、结构连结特 点及
岩石中的微结构面（即内部缺陷） 。
二者对岩块（石）的工程性质影响最大。 （ 1）岩石中结构连结的类型有两种：
① 结晶连结 （crystal connect） 如岩浆岩、大部分变质岩及部分沉积岩。
② 胶结连结 （cementing connect） 如沉积碎屑岩、部分粘土岩,其强度主要取决于胶结物及胶结类型。 从胶结物来看，硅质胶结的岩石（块）强度最高，铁质、钙质胶结次之，泥质胶结强度最低, 且抗水性差。 从胶结类型来看，基底式胶结（a）强度最高，孔隙式胶结（c）次之，接触式胶结（b）最低, 见图2.1 o
⑻ ⑹
(c)
1为胶结物质2为颗粒3为未充填之孔隙
图2.1碎屑岩胶结类型
（2）微结构面
指存在于矿物颗粒内部或颗粒之间的软弱面或缺陷（空隙） 空隙、微裂隙、微层面及片理面、片麻理面等。
降低岩块的强度，导致岩块力学性质的明显各向异性。
，包括矿物解理、晶格缺陷、粒间
2 ?岩块的构造
指矿物集合体之间及其与其它组分之间的排列组合方式。
如岩浆岩中的流线、流面构造，沉积岩中的微层状构造，变质岩中的片状构造及其定向构造
三、岩块的风化程度 （weathering exten）
风化程度f,岩块的空隙率和变形随之增大，强度降低，渗透性加大。 女口：花岗岩类岩石T破裂T雨水中的
H2CO分解T H2CO与长石、云母、角闪石等矿物作用T Fe、
Mg K、Na等可溶盐析出与游离 SiO2被地下水带走T岩屑、粘土物质和石英颗粒留于原地。
1 ?定性指标：颜色、矿物蚀变（ablation）程度、破碎程度及开挖锤击技术特征等。 2 ?定量指标：
（1）风化空隙率指标（Iw） （ Hamral, 1961）:
快速浸水后风化岩块吸入水的质量与干燥岩块质量之比。
第二章岩块和岩体的地质特征
