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岩体工程地质特征

时间:2022-11-12 百科知识 版权反馈
【摘要】:岩浆岩工程地质岩类主要出露在云浮隆起区、天露山断隆、高鹤断隆、五桂山断隆、从化隆起、白云山断隆、增城凸起、宝安断隆、海岸断块和滨岸岛屿区。受风化程度的强、弱影响甚为显著,一般是风化愈烈岩石的力学强度愈低,且高低变化大。大部分埋藏于残积层之下。主要岩性为粗面岩、玄武岩、玄武安山岩、安山岩、流纹岩、英安质角砾熔岩、流纹质熔结凝灰岩等。后者无法从碎屑岩、碳酸盐岩中分划出独立的工程地质岩组,不专门分述。

(一)岩浆岩工程地质岩类

岩浆岩工程地质岩类主要出露在云浮隆起区、天露山断隆、高鹤断隆、五桂山断隆、从化隆起、白云山断隆、增城凸起、宝安断隆、海岸断块和滨岸岛屿区。包括各类型侵入岩和火山喷出岩,依岩浆岩的亚建造和岩石特征,可进一步分为坚硬块状侵入岩、坚硬—较坚硬块状火山熔岩和较坚硬—较弱层状火山碎屑岩二个工程地质岩组。

1. 硬块状侵入岩岩组

硬块状侵入岩岩组系指各期岩浆侵入而形成的各类花岗岩、闪长岩、正长岩、斜长斑岩、闪长玢岩、苏长岩、辉长岩等,尤以中酸性花岗岩类为主。中—粗粒或斑状结构,块状构造居多。新鲜岩石致密块状,构造裂隙不发育,力学强度高,饱和抗压强度一般值77.6~137.1MPa,软化系数0.67~0.94。岩石的抗风化能力较高,但风化不均,强风化者多呈球状风化。受风化程度的强、弱影响甚为显著,一般是风化愈烈岩石的力学强度愈低,且高低变化大。强风化层中的球状花岗岩风化残块的力学强度和微—新鲜者相近或相同。

2. 坚硬—较坚硬块状火山熔岩岩组

小面积出露于南海市西樵山及小塘镇北西、深圳市梧桐山、惠东白盆珠水库北鸡笼嶂和石塘镇西、从化温泉镇东等地。大部分埋藏于残积层之下。主要岩性为粗面岩、玄武岩、玄武安山岩、安山岩、流纹岩、英安质角砾熔岩、流纹质熔结凝灰岩等。块状或似层状为主,较坚硬—坚硬。据南海西樵镇西和小塘镇狮岭董杏采石场取2个粗面岩力学样测试,饱和抗压强度分别为105.9MPa、111.1MPa;一个样品的天然抗压强度为107.5MPa;深圳沙头角大洞顶新鲜凝灰熔岩力学试验的饱和抗压强度为163.2MPa。玄武岩的力学强度较高,微—新鲜者饱和抗压强度在150MPa左右,但强风化者是不均匀地基,工程建筑时应慎重清基。

3. 较坚硬-软弱层状火山碎屑岩岩组

该岩组主要见于珠海市神湾镇东、深圳市南澳镇七娘山、惠阳市澳头镇东及笔架山、镇隆镇白云嶂、惠东大坑山—石人嶂—大银瓶山一带。岩性以凝灰质砂岩、沉凝灰岩、凝灰质泥岩、流纹质熔结凝灰岩为主,少部分次火山岩,层状—似层状,部分呈块状。较坚硬—软弱,力学强度变化大。据JKn微—新鲜流纹质熔结凝灰岩、凝灰质熔岩、英安斑岩、凝灰质砾岩4个样试验,饱和抗压强度85.4~207.7MPa,软化系数0.74~0.95。此外,力学强度的高低与层理、风化程度有关,一般垂直层理、微—新鲜的岩石力学强度高—较高;平行层理、强风化的岩石力学强度较低—低。

(二)变质岩工程地质岩类

依其变质程度可划分为坚硬—较坚硬的块状深变质岩、软硬相间的层状浅变质岩和软弱碎裂状构造变质岩3个岩类。其中,层状浅变质岩以碎屑岩为主,归并碎屑岩岩类中,构造变质岩分布局限,多沿断裂带呈条带状展布,岩性以断层角砾岩、糜棱岩、压碎岩、断层泥等为主。力学强度变化大。中等风化压碎二长花岗岩风干抗压强度78.7MPa,干垂直抗剪强度7.6MPa;新鲜角砾状灰岩饱和抗压强度为125.1MPa,软化系数0.90。

坚硬—较坚硬块状深变质岩,主要指Sγm、Osγm、CPγm、Pzmi的混合岩、混合花岗岩等,不包括古生代和中生代的变质砂岩、角岩、矽卡岩、大理岩、白云岩等。后者无法从碎屑岩、碳酸盐岩中分划出独立的工程地质岩组,不专门分述。混合岩工程地质岩组,较大面积出露于博罗县平安—横河镇中低山、深圳市松岗—宝安沿海残丘、从化与增城市交界附近和台山市下川岛南部山地,另广州市白云山、东莞大岭山、高要白诸和活道镇山地也有小面积零散分布。岩石变晶结构,条纹、条带或眼球状构造,较完整,微风化—新鲜者坚硬—较坚硬。据4个微风化混合岩样品试验,天然抗压强度为64.4~81.2MPa;新鲜混合花岗岩饱和抗压强度68.4MPa,软化系数0.48。岩石抗风化能力较花岗岩差,但较均一。随着岩石风化程度由弱至强,岩石的抗压强度也逐渐降低,中等风化天然抗压强度34.4~73.0MPa,而强风化的条纹状混合岩天然抗压强度仅为0.2MPa。

(三)碎屑岩工程地质岩类

依碎屑岩的区域变质程度和岩性组合,岩石的物理力学性质将碎屑岩工程地质岩类分为软硬相间层状浅变质碎屑岩、软弱—较坚硬中厚状红色碎屑岩组和软硬相间层状碎屑岩夹碳酸盐岩3个工程地质岩组。

1. 软硬相间层状浅变质碎屑岩岩组

包括元古宇—侏罗系的碎屑岩(除含煤碎屑岩外),普遍遭受区域变质作用,形成由老到新、从深到浅的浅变质岩系,多分布在肇庆、高要、台山、江门、东莞等山地。岩性包括片岩、千枚岩、石英岩、砂岩、页岩、硅质岩、变粒岩、大理岩、白云岩、板岩、砂砾岩、砾岩等。变余、余晶结构,片状—中层状构造,以薄层状为主,一般片岩、页岩、千枚岩等软质岩石节理裂隙发育而完整性较差,力学强度低;砂岩、石英岩、硅质岩、大理岩等硬质岩石完整性较好,抗风化能力强,力学强度较高—高。据岩石力学样品测试,新鲜石英岩、硅质岩、砂岩的饱和抗压强度111.8~199.6MPa,软化系数0.87~0.93;微风化砂岩、板岩的饱和抗压强度4.3~110.5MPa,软化系数0.18~0.93;中等风化砂岩、泥岩、砂砾岩的饱和抗压强度32.4~134.9MPa,软化系数为0.57~0.80。

2. 软弱—较坚硬中厚层状红色碎屑岩岩组

集中分布于区内开平、恩平、高要、二水、花都、广州、东莞、博罗、惠州、惠阳、惠东红层盆地中,裸露者少,多伏于其残积层和第四系沉积土层之下。岩性为K、E的红色粉砂岩,砂砾岩,复矿砂岩,复矿砾岩,泥岩,凝灰质砂岩,钙质砂岩等。中—厚层状为主,薄层状次之,互为不等厚产出。

3. 软硬相间层状碎屑岩夹碳酸盐岩岩组

包括Dc、Dt—Dcm、DCcl、Cds、Cs—Cc、Pq—Pg各时代的地层,岩性以粉砂岩、细砂岩、页岩、硅质岩、泥岩夹灰岩、钙质砂岩、白云岩、大理岩等为主。出露面积小,且较为松散,主要见于肇庆鼎湖山、高要小湘镇、高明、花都赤坭、新会二江—莲溪,及博罗、惠东等局部山地和残丘,薄—中厚层状,软硬相间,岩石的力学强度变化较大。粉砂岩、页岩、泥岩等软质岩石抗压强度较低;硅质岩、砂岩、灰岩、石英岩、大理岩等抗压强度较高—高。

(四)碳酸盐岩工程地质岩类

由奥陶系罗洪—罗东组(Ol—Old)、泥盆系天子岭(Dt)及春湾组—天子岭组(Dc—Dt)、石炭系连县组(Cl)、石磴子组(Cs)、测水—梓门桥组(Cc—Cz)、梓门桥—大埔组(Cz—Cdp)、大埔组(Cdp)、壶天群(CH)和二叠系栖霞组(Pq)组成。仅局部出露于恩平樃底、高要禄步、肇庆七星岩和从化温泉等地。岩性主要有灰岩、白云质灰岩、白云岩、生物灰岩等。中—厚层状为主。岩石的工程地质性质与岩溶的发育程度和风化程度有关,一般是完整的弱岩溶化、弱风化的岩石工程地质性质较好,力学强度较高;破碎、风化较强的岩石岩溶较发育,岩溶化较强。风化较深,工程地质性质较差,力学强度差异大。据少量岩样力学试验,新鲜岩石的天然抗压强度为66.4~122.94MPa,饱和抗压强度一般值为52.3~129.8MPa,软化系数0.56~0.94。

(五)特殊岩工程地质岩类

依层状碎屑岩中夹煤、碳质页岩软弱层和红色碎屑岩含或夹石膏、钙质泥岩等易溶盐特殊岩层,将特殊岩类分为含煤碎屑岩和含膏盐红色碎屑岩两个工程地质岩组。

1. 软硬相间薄—中层状含煤碎屑岩岩组

由Jqy、Jj、TG、Tx、Thw、Tt、Txy、TJl、TG—Jy、TG—Jc、Psh、Pt—Pst、Pt、Pg—Pt、Cc煤系地层组成,岩性以细砂岩、页岩、泥岩、粉砂岩、砾岩、砂砾岩为主,夹碳质页岩、煤和灰岩透镜体、泥灰岩等。薄—中不等厚互层状,工程地质性质差别大,岩石力学强度高、低变化显著。一般是砂岩、砂砾岩、砾岩和石灰岩,力学强度高,属较坚硬—坚硬岩石。微风化—新鲜岩石饱和抗压强度57.2~140.4MPa,软化系数0.53~0.95;泥岩、碳质页岩和煤,节理和构造裂隙发育,易风化和软化,工程地质性质差,是工程地质层中的软弱夹层,工程建筑时需防患沿软弱面引发边坡失稳和工程基础滑移。

2. 软硬相间层状含膏盐红色碎屑岩岩组

由开平、恩平的开恩、苍圣、高要的马安、白土和二水、东莞、惠州、泰美、惠阳的淡水红层盆地沉积的Kbn、Kss、Ex、Eb组成。局部出露,大部分埋于残积土和第四系沉积土之下。岩性以粉砂岩、砂砾岩、泥岩、细砂岩、钙质泥岩为主,夹灰岩、泥灰岩、石膏等。其中,Eb还夹有油页岩,含油气,部分泥岩、砂岩含钙质、灰质结核。工程地质性质不稳定,钙质岩石、石膏易溶蚀而改变原岩的结构,常有溶孔、溶沟发育,成为不均质地基,不能作中、高层建筑或重型工程的持力层。据粉砂岩、泥岩、砾岩、含砾砂岩、石灰岩等岩石力学试验,抗压强度均较低,唯新鲜砂砾岩的力学强度最高,风干抗压强度为94.1MPa,软化系数0.70。

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