广州地区花岗岩球状风化特征及地貌景观——以火炉山森林公园为例

广州地区现有众多森林公园如火炉山、凤凰山、帽峰山森林公园,其中花岗岩广泛发育,是很好的地质遗迹,并且区域内花岗岩普遍发生了球状风化.通过对火炉山森林公园内花岗岩球状风化体的地质考察与分析,总结了一系列花岗岩球状风化的特征,简要阐述了球状风化体的形成机制,并认为它们是兼具科学和美学价值的地质景观,值得进一步保护和开发.     

亚热带小流域花岗岩化学风化及CO2消耗速率研究

文章选择深圳市的亚热带典型小流域作为研究对象,通过定期采集流域内降水、泉水、岩石及风化残积土样品,分析所有样品的常量元素和微量元素,探讨流域水体的化学成分组成和主要成分来源以及岩石化学风化程度和风化趋势,结合流域水文气象数据估算了花岗岩化学风化速率及CO₂消耗速率。结果表明,研究区地下水化学类型为HCO₃-Na型,主要受控于硅酸盐矿物的风化溶解作用和阳离子交换作用。花岗岩的化学蚀变指数（CIA）为47.15~57.47,残积土的CIA为59.24~82.71。A-CN-K三角图指示风化初期Na,Ca活泼性元素流失,风化中后期K元素流失,Al元素逐渐富集。花岗岩的平均化学风化速率为14.40 m/Myr。岩性、离子径流通量和气候条件的不同可能是造成化学风化速率差异的主要原因。大气酸沉降对岩石风化的贡献约占总化学风化量的11.73%。研究区平均CO₂消耗速率为0.59×106 mol/(km2 yr),酸雨使得岩石在风化过程中对大气/土壤中CO₂的消耗减少。     

香港花岗岩风化分级化学指标体系与风化壳分带

火成岩的化学风化过程实质上就是碱、碱土金属组分水解淋失与脱硅富铁铝化的地球化学过程。不同风化程度的岩石处于整个化学风化过程的不同阶段,因而具有不同的化学成分和风化度指标。笔者在对香港九龙两个地方5个钻孔共计150件不同深度、不同风化程度的样品化学全分析结果与岩土风化程度宏观判别结果的相互对比、选择和确认的基础上,建立了香港地区花岗岩风化岩土风化程度工程分级的化学指标体系。这一研究成果的提出不仅有利于提高花岗岩风化岩土工程分类的科。学性、可靠性和实用性,而且可以为风化岩土工程特性与风化作用关系研究提供理论依据。     

韶花铁路花岗岩球状分布规律统计分析

本文在对某铁路(武广客运专线韶关-花都段)沿线花岗岩地段进行工程地质钻探的基础上,对该地段花岗岩球状风化的地下分布规律进行统计分析,揭示了在该地段地下隐覆的花岗岩风化球具有风化球埋深主要集中在0~40m之间、风化球竖向球径集中在0~5m之间、风化球表现形式主要为W3含W2的特点,并据此提出相应的工程建议。     

基于坡度特征的花岗岩风化程度划分方法研究

针对目前遥感技术手段难以快速划分岩石风化程度的问题,以花岗岩为研究对象,通过分析风化程度与坡度的耦合关系,提出了一种基于坡度特征的花岗岩风化程度划分方法。该方法首先利用卫星遥感数据解译区域地层岩性,通过立体像提取区域坡度信息; 然后对坡度分级并统计花岗岩地质体内各级坡度的面积百分比; 最后根据坡度分级特征曲线判断花岗岩风化程度。野外验证表明,该方法可以准确划分花岗岩风化程度,可为工程设计和施工作业提供参考。     

花岗岩风化程度的化学指标及微观特征对比——以香港九龙地区为例

据香港九龙3个不同工程场地取得的149件不同级别的风化花岗岩样品的化学分析结果,用统计学方法,从反映岩石风化程度的18项化学指标中选取9项进行了分析计算.对其结果及其与风化程度分级的关系的研究表明有4种指标比较理想.通过对样品微观特征的观察研究和矿物成分、微孔隙率以及综合显微岩石指标(I_p)进行了描述和定量分析,发现其中一些指标有一定相关性.这些化学指标和微观特征相关的统计值在一定程度上可定量表征花岗岩的风化程度,即:随风化作用进行,碱、碱土金属组分逐渐淋失,脱硅、富铝铁化作用逐渐加强;相应地,先是钠长石风化成高岭石,其次为云母和钾长石的风化.粘土矿物所占体积百分比随风化程度增高而变大,至残积土(Ⅵ级)时已达50%左右;I_p指标值下降,微孔隙率增高.文章综合出各个风化级别的指标变化范围及平均值供花岗岩分布区花岗岩风化野外调查和研究工作参考.     

闽东南花岗岩球状风化不良地质发育特征及其工程地质问题

闽东南沿海花岗岩广泛出露,其矿物成分差异明显,且受区域地质构造和湿热交替气候影响,花岗岩球状风化不良地质及其诱发的工程地质问题极为突出.粒径大小不一的风化球体受外界环境扰动,形成高空落石或坡面滚石,坚硬的风化球与残积土或全风化岩混杂的斜坡受降雨或开挖触发产生崩塌和滑坡,形成复杂的斜坡地质灾害.富含孤石的花岗岩地段开挖浅...     

花岗岩地貌类型及其形成机制初步分析

花岗岩是地壳最丰富的岩石类型之一，由于其不同的构造地质背景、不同的岩石类型以及受不同的气候条件和不同的后期地壳运动影响，形成了不同的地貌景观。本文介绍了花岗岩风化的控制因素、世界上各种地貌景观的特征，并简要介绍了主要地貌景观的形成机制，指出一种地貌景观的最后形成可能受多种因素控制，是内因和外因共同作用的结果。     

深圳地区花岗岩风化球成因探讨及勘察对策

通过对深圳地区花岗岩的成因，区域构造，风化作用等因素的对比分析，探讨了风化球成因与它们的内在联系。燕山晚期混染花岗岩，蚀变花岗岩是风化球形成的内在原因，断裂构造带及次生裂隙为风化球形成提供了有利条件；风化带特征与风化球形态有密切关系。由此提出圈定花岗岩风化球发育地段的几点原则和勘察对策。列工程实例予以说明。     

黄河拉西瓦水电站坝区花岗岩风化研究

风化作用对于岩体工程地质性能的降低不言而喻。研究探讨重大水电工程岩石风化作用机理对于工程区岩体风化带划分、风化渐进性分析、表征岩体风化特征指标的选择及力学性质参数取值等具有重要意义。文章从风化作用本质、化学元素迁移、风化作用类型等角度,对拉西瓦水电站坝区花岗岩风化作用机理进行了探讨。结合本区气候演化、岩石性质、地形条件等综合分析认为:在浅表河谷范围内,风化形式以岩石胀缩作用和冰劈作用为主,而化学风化作用并不强烈。论文采用量化指标对岩体进行风化带划分,选取的定量指标有平硐纵波速度Vp、钻孔RQD、裂隙间距与单元面积节理数等。在此基础上,利用电站20余a来丰富详实的地质、物探、岩体测试等大量资料,采用定性分析与定量划分相结合的研究方法,对黄河拉西瓦坝基花岗岩体进行风化分带,得出坝基岩体风化带总体空间布局。     

花岗岩球状风化的形成机理新析

花岗岩球状风化现象在自然界比较常见,其成因国内一般认为受三维裂隙控制,出露地表接受风化时,由于棱角突出,角部受三个方向的风化,棱边受两个方向的风化,而面上只受一个方向的风化,故棱角逐渐缩减,最终趋向球形。国外也有其他成因认识,如liesegang现象、卸荷载、微裂隙、体积膨胀、后期风化作用等莫衷一是。本文通过认真观察,对比分析,总结出球状风化形成机理即亲水矿物吸水及失水造成的膨胀收缩的结果。     

跨海峡海底隧道风化槽围岩力学特性研究

厦门海底隧道工程是我国建设的第一条海底公路隧道。隧道在建设过程中穿越F1～F4 四条断层破碎带,破碎带处洞体围岩软弱、破碎,岩石主要为风化破碎类花岗岩,该类岩石尤其是强风化花岗岩强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,给隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择带来一系列特殊的问题。通过对风化破碎类花岗岩（主要包括微风化花岗岩和强风化花岗岩）试样进行一系列的室内试验,重点研究风化槽花岗岩的力学行为。强风化花岗岩三轴压缩试验及流变试验表明：强风化花岗岩强度低、变形大、弹性模量低,在达到峰值后,有明显的塑性流动,通过Mohr-Coulomb准则得到强风化花岗岩的摩擦角 约为31°,黏聚力约为0.1 MPa,且该岩石具有明显的流变特征。在流变试验的基础上,建立适合风化槽围岩特点的流变力学模型。其研究成果为海底隧道风化槽隧道围岩注浆加固和衬砌设计提供可靠依据和技术支撑。     

安徽省风化花岗岩资源的开发与利用

介绍了安徽省风化花岗岩资源,通过提取钾长石矿物原料,生产免烧砖的改良土壤等途径,更好地解决开发利用风化花岗岩资源的问题,提出合理开发和保护风化花岗岩资源的建议。     

不同温度条件下饱水风化花岗岩强度及变形特性分析

为研究温度和围压对风化花岗岩抗压强度、 剪切强度参数及变形特性的影响规律, 以新疆天山某一矿区的风化花岗岩为研究对象, 对不同温度（15、 -5、 -15 ℃）、 不同围压（0、 4、 7、 10 MPa）条件下的饱水风化花岗岩进行单轴和三轴压缩试验。结果表明： 相同温度条件下, 围压在0 ~ 10 MPa变化时, 风化花岗岩三轴抗压强度随围压线性增大。在相同围压下, 抗压强度随温度的降低而明显提高, 风化花岗岩的黏聚力c随温度降低而增大, 内摩擦角φ随温度的降低呈增长趋势。弹性模量随围压的增大不断提高, 但随着温度的降低, 增长幅度逐渐减小。泊松比也随温度降低和围压的增加呈增大趋势。温度和围压对风化花岗岩试样的破坏形态影响机制不同。温度降低使矿物颗粒及内部的微裂纹和间隙收缩, 进而胶结强度增大; 荷载和围压的增大会使岩石内部形成微裂隙并逐渐贯通, 同时孔隙冰破碎裂隙充分接触, 进一步增加摩擦力提高岩石强度。     

球状风化花岗岩类土质边坡随机重构与其失稳破坏模式研究

球状风化花岗岩类土质边坡高度的非均质性、非连续性以及土-球接触界面的复杂性致使其失稳破坏复杂多变,综合运用几何学、计算机随机模拟技术等,以有限元软件ABAQUS为平台,基于Python开发了球状风化花岗岩类土质边坡的随机结构模型程序,研究了球状风化体的含量、空间分布、粒度组成以及土-球接触界面等作用下球状风化体类土质边坡的失稳破坏模式。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡破坏模式复杂多变,且由于球状风化体的存在,使得该类边坡的潜在滑动面极其不规则,甚至出现多条滑动面;位于滑动面附近的风化体阻碍了滑动面的发育,迫使其出现“绕石、分流或者包含”的塑性扩展模式。随着球状风化体含量的增长,坡体内部越来越难以形成单一的、上下贯通的滑动面,安全系数随之逐步提高;(0.22～0.3)L_c粒径风化体含量越多,Ⅱ区风化体所占面积越大,越有利于边坡稳定;土-球接触界面最有可能发展为滑动面,界面接触类型显著影响着球状风化花岗岩类土质边坡的失稳演化过程。研究成果可为合理准确地评价球状风化花岗岩类土质边坡的稳定性提供科学依据和理论支撑。     

克什克腾世界地质公园青山花岗岩臼的特征及成因研究

内蒙古自治区克什克腾世界地质公园的花岗岩臼自发现以来,曾有过学者从冰川论（冰臼论）和风蚀论（壶穴论）的角度分别对其成因进行过研究。笔者等通过详细调查,将该地区的这种肚大口小、内壁具平行波状纹的花岗岩臼按其发育程度分为5类：萌芽型、初具外形型、发育中期型、成熟型和衰亡型。根据发育程度,结合岩石特征、构造条件、气候、地理位置等综合分析,认为该地区的花岗岩臼的形成经历了从萌芽→初具外形→发育中期→成熟→衰亡5个阶段,且北方高寒地区的花岗岩臼发育都受上述综合因素影响：花岗岩自身是一种易风化的岩石,在有水的条件下,特殊气候环境的差异风化作用促使花岗岩臼的萌芽,萌芽态的花岗岩臼在水、冻融作用、风蚀作用参与的差异风化下进一步发展,从初具外形到中期基本成型的岩臼,风蚀作用、冻融作用等物理风化是促使其进一步发展到完全成熟型的主要营力。     

花岗岩风化带的现场确定及定量划分

本文通过八达岭高速公路工程实例，对野外花岗岩风化现场定量划分方法进行探讨，并总结出花岗岩类风化岩的统一划分标准的初步意见。     

深圳地区花岗岩球状风化体地下分布规律统计分析

深圳花岗岩发育地区球状风化体(俗称孤石)广泛分布,对地下工程建设产生了不利的影响.通过对深圳地区花岗岩孤石大样本的统计分析,得到如下统计结论:深圳地区花岗岩孤石主要成份是微风化花岗岩,60％以上分布在强风化花岗岩层中,残积层和全风化层中也有分布,孤石层面分布高程集中在40.00～70.00m(黄海高程)区间内;80％的孤石揭示“厚度”不超过2.50m,三分之二花岗岩孤石主要发育一层,随着发育层数的增多,出现频率锐减.     

降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与稳定性分析

降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因,在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发,通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型,综合考虑降雨参数的影响,开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明：受球状风化体影响,边坡浅层土体更快达到饱和,并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制;降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性,存在与无雨状态相似的滑面,也可能拓展形成新的浅层滑面;边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关,随着降雨的持续有趋于平缓的趋势,但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低;在所设雨型中,渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。     

基于单轴压缩试验的不同风化程度花岗岩分形特征分析

风化花岗岩物理力学性质的弱化给工程稳定性带来很大影响,因此,研究不同风化程度花岗岩的破坏特性具有重要意义。利用河南五岳抽水蓄能电站库区采集的风化花岗岩,结合现场岩芯特征的定性描述及波速比定量评价指标,划分出了微、弱、强3种不同风化程度的花岗岩;对单轴压缩破坏后产生的碎屑进行质量和尺度的特征分析,在此基础上建立了碎屑分形维数值与波速比之间的对应关系,并利用MATLAB对花岗岩破坏后主破裂表面裂缝进行分形维数计算。结果表明：风化试样产生的碎屑以粗粒组为主,且随风化程度增强,粗粒组碎屑质量占比逐渐增大;强风化岩石碎屑长厚比分布范围小,块状碎屑占比低,破坏动力学特性不明显,其形状更单一,主要以板状为主;随着风化程度的降低,块状碎屑含量增多,岩石动力学破坏特征增强,碎屑分形维数随着表征风化程度波速比的增大而呈增大趋势;相较于碎屑质量、宽度和厚度,碎屑数量和长度是影响碎屑分形维数的主控因素,是反映不同风化程度花岗岩破碎分形特征的主要参量;强风化类组花岗岩表面裂缝分形随波速比变化不明显,而弱风化、微风化花岗岩的裂缝分形维数随波速比增大而呈显著增大趋势,说明其自相似程度更高,形状更复杂,而在裂缝形成过...