影响岩石工程地质性质的因素

影响岩石工程性质的因素，主要是岩石的矿物成分、结构、构造、水和风化作用等。

1.矿物成分

岩石是由矿物组成的，组成岩石的矿物成分不同，岩石的物理力学性质也会有明显的不同。同时不同矿物具有不同的抗风化能力，随着岩石中原生矿物的分解变化和次生矿物不断形成，岩石的工程地质性质也在变化。按矿物的抗风化能力强弱，将常见矿物分为：不稳定矿物，较稳定矿物及稳定矿物，当岩石中不稳定矿物含量较多时，其抗风化能力较弱；相反，当岩石中含较稳定和稳定矿物较多时，其抗风化能力较强。以上分析表明岩石矿物成分对岩石的工程地质性质影响深远。

岩石因矿物硬度大、相对密度大则岩石的强度大。大多数岩石的强度较高，因此在对岩石的工程性质进行分析时，更应注意那些可能降低岩石强度的因素，如花岗岩中的黑云母含量是否过高等，因为黑云母是硅酸盐类矿物中硬度低、解理最发育的矿物之一，它容易遭受风化而剥落，也易于发生次生变化，最后成为强度较低的铁的氧化物和粘土矿物。

2.岩石的结构

岩石的结构特征是影响岩石物理力学性质的一个重要因素。根据岩石的结构特征，可将岩石分为两类：

（1）结晶联结的岩石。如大部分的岩浆岩、变质岩和一部分的沉积岩。结晶联结是由岩浆或溶液结晶或重结晶形成的。矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地联结在一起，结合力强，孔隙度小。对于矿物成分和结构类型相同的岩石，结晶颗粒的大小对岩石的强度有明显影响。同时，岩石结构也影响岩石的风化，通常粗粒结构岩石比细粒结构岩石易风化，不等粒结构岩石比等粒结构岩石易风化。

（2）由胶结物联结的岩石。如沉积岩中的碎屑岩等。矿物碎屑由胶结物联结在一起的，其强度主要取决于碎屑、胶结物的成分及胶结类型等，变化很大。就胶结物的成分来说，强度和稳定性，硅质胶结的大于泥质胶结的，铁质和钙质胶结的介于两者之间。

3.岩石的构造

构造对岩石物理力学性质的影响，主要是由矿物成分在岩石中分布的不均匀性和岩石的结构的不联系性所决定的。

（1）不均匀性。不均匀性是指岩石所具有的片状、板状、千枚状等构造，使矿物成分在岩石中分布极不均匀。强度低、易风化的矿物，多沿一定方向富集，或成条带状分布，或成局部聚集体，从而使岩石的物理力学性质在局部发生很大变化。岩石的破坏和风化，首先都是从岩石的这些缺陷中开始发生的。

（2）不联系性。不联系性是指不同的矿物成分虽然分布是均匀的，但由于存在着层理、裂隙和孔隙，使岩石结构的连续性与整体性受到影响，从而岩石的强度和透水性在不同的方向上存在差异。一般来说，垂直层面的抗压强度大于平行层面的抗压强度，平行层面的透水性大于垂直层面的透水性。

4.水

当岩石受到水的作用时，水就沿着岩石中可见和不可见的孔隙、裂隙浸入，浸湿岩石自由表面上的矿物颗粒，并继续沿着矿物颗粒间的接触面向深部浸入，削弱矿物颗粒间的联结，使岩石的强度受到影响。如石灰岩和砂岩被水饱和后，其极限抗压强度会降低25%～45%。水对岩石工程地质性质的影响主要表现在以下几方面：

（1）岩石含水饱和后强度会降低，降低程度在很大程度上取决于岩石的孔隙度，当其他条件相同时，孔隙度大的岩石，被水饱和后其强度降低的幅度也大。

（2）岩石中水的存在会影响岩石的抗冻性能。

（3）岩石中水的静水压力和动水压力对岩石的工程地质性质影响很大。

（4）水溶液以及氧、二氧化碳气体与岩石接触会发生化学反应，这不仅会使岩石破坏，还可能使岩石的化学成分发生显著的变化，形成新矿物，如正长石在水的作用下变成高龄石，又如水和二氧化碳作用使石灰岩溶解，使岩石结构状态发生改变，则岩石工程地质性质发生改变。

5.风化

风化是温度、水、气体及生物等综合因素影响下，改变岩石状态、性质的物理化学过程。风化是一种很普遍的地质现象，分为物理风化、化学风化和生物风化。

（1）物理风化。物理风化使岩石的原有裂隙进一步扩大，并产生新的风化裂隙，使矿物颗粒间的联结松散和使矿物颗粒解理面崩解。能促使结构、构造和整体性遭到破坏，孔隙度增大，密度减小，从而增大了岩石的吸水性和透水性，改变了岩石的物理、水理性质，以至大大降低了岩石的强度和稳定性。

（2）化学风化。化学风化则会引起岩石中的某些矿物发生次生变化、溶解或形成新的矿物，从根本上改变岩石原有的工程地质性质。

（3）生物风化。生物风化对岩石的破坏作用方式有物理和化学两种。植物根的生长可使岩石遭受机械破坏，生物新陈代谢和遗体腐烂的产物及微生物的作用，又可对岩石产生化学风化作用。