晶 片麻岩 变晶 变晶 变晶 变晶 非片理隐晶 压碎 糜棱 构造 块状 石等 石英、长石、云母、角闪石、辉石片麻状 等 块状 方解石、白云石 热力变质或区域变质 石英岩 大理岩 块状 石英 云英岩 交代变质 蛇纹岩 断层角砾岩 动力变质 糜棱岩 块状 白云母、石英 蛇纹石 块状 岩石、矿物碎屑 块状 石英、长石、绿泥石、绢云母 2．常见变质岩的鉴定特征 1) 板岩 2) 千枚岩 3) 片岩 4) 片麻岩类 5) 大理岩 6) 石英岩 7) 构造角砾岩 8) 糜棱岩
1.4 岩石的工程性质及工程分类 1.4.1 岩石的工程性质
岩石的工程性质主要指岩石的物理性质、水理性质和力学性质。 1.4.1.1 物理性质
岩石的物理性质是评价岩石工程性质的基本指标，主要包括岩石的重量性质
和孔隙性质。
1．密度（?）和重度（?） 2．颗粒密度（?s）和比重（ds） 3．孔隙度（n）与裂隙率（KT） 4．孔隙比（e） 1.4.1.2 水理性质
水理性质是岩石与水作用时所表现的性质，通常包括： 1．吸水性
岩石在浸水过程中具有的吸水性能叫做岩石的吸水性。表示岩石吸水性的指标有吸水率、饱和吸水率与饱和系数。
1) 吸水率（w1） 2) 饱和吸水率（w2） 3) 饱和系数（kw） 2．透水性
指岩石容许水透过的能力，用渗透系数k来表示。 3．软化性
岩石浸水后强度及稳定性降低的性能称岩石的软化性。 4．抗冻性
抗冻性是岩石抵抗冻融破坏的能力。 5．可溶性 6．膨胀性 7．崩解性 1.4.1.3 力学性质
岩石的力学性质包括强度性质和变形性质两部分。 1．岩石的强度指标
岩石的强度是指岩石在外力作用下发生破坏时所能承受的最大应力。岩石的强度指标主要有：抗压强度、抗拉强度和抗剪强度。岩石的各种强度中，抗压强度最大，其次是抗剪强度，抗拉强度最小。
2．岩石的变形指标
表示岩石变形性质的指标有：变形模量、弹性模量与泊松比。 1) 变形模量（E0）：
岩石在单轴压缩下任一时刻的轴向应力与轴向总应变之比。 2) 弹性模量（E）
岩石在单轴压缩下任一时刻的轴向应力与弹性应变之比。 3) 泊松比（?）
岩石在单轴压缩下的横向应变和纵向应变的比值，称为泊松比。 1.4.2 风化作用 1.4.2.1 风化作用类型
地壳表层的岩石在太阳能、空气、水溶液及生物的作用和影响下，发生机械破碎和化学变化的作用，称为风化作用。根据不同的自然因素对岩石进行的不同的作用，可以将风化作用进一步分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。
1．物理风化作用
物理风化作用是指地表岩石在自然因素以及盐类的结晶作用下产生的机械破碎。引起岩石物理风化作用的因素主要是温度变化和岩石裂隙中水分的冻结。
1）温度变化 2）冰劈作用
3）盐类结晶的撑裂作用 4）释荷作用 2．化学风化作用
地表岩石受水、氧及二氧化碳的作用而发生化学成分的变化，并产生新矿物的作用，称为化学风化作用。其特点是不仅破碎了岩石，而且改变了其化学成分，产生了新的矿物，直到适应新的化学环境为止。化学风化作用有溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用、碳酸化作用。
3．生物风化作用
生物在其生长和分解过程中，直接或间接地对岩石、矿物所起的物理和化学的风化作用称为生物风化作用。
1）生物物理风化作用
生物的生命活动促使岩石机械破碎。 2）生物化学风化作用
生物的新陈代谢、遗体及其产生的有机酸、碳酸、硝酸等的腐蚀作用，使岩石矿物分解和风化，造成岩石成分改变、性质软化和疏松。
岩石的各类风化作用彼此相互紧密联系。物理风化作用加大了岩石的孔隙，岩石崩解为较小的颗粒，使表面积增加，加大了岩石的渗透性，有利于水分、气体和微生物等侵入、更有利于化学风化作用的进行。因此物理风化是化学风化的前驱和必要条件，而化学风化是物理风化的继续和深入。物理风化和化学风化在自然界往往是相伴而生、同时进行、相互影响、相互促进的，它们共同破坏着岩石。风化作用是一个复杂的、统一的过程，在不同地区，由于自然条件的差异，使得风化作用的类型又有主次之分。如在西北干旱区，水源贫乏，气温变化强烈，以物理风化为主，其结果是在陡坡、山麓和沟谷中产生大量的危石、碎石和岩屑，从而为崩坍、落石、泥石流的形成创造了物质条件；东南沿海地区，雨水充沛，潮湿炎热，则以化学风化为主，其结果是形成了许多新的矿物。 1.4.2.2 影响岩石风化的因素
影响岩石风化的因素主要有岩石的成因、岩石性质、气候和地形等因素。 1.4.2.3 岩石的风化程度与风化带
风化作用导致岩土的工程性质发生变化，改变了岩石的物理化学性质，其变化的情况随着风化程度的轻重而不同。
1．岩石风化程度分级
目前确定岩石的风化程度主要依据有：矿物颜色的变化、矿物成分的改变、岩石破碎程度和岩石强度降低等四方面的特征。
2．风化带及风化壳
影响风化作用的营力存在于大气圈、水圈和岩石圈的最上部，因而风化作用也就限于地壳最上层的岩石中进行。一般将地壳表层在不同程度上进行着风化作用的部分，称为风化带。在风化带中，风化作用进行的强弱程度是不相同的。愈靠近地表，风化营力愈活跃，风化作用也就愈强烈，向下则逐渐减弱，直至完全停止。
1.4.2.4 防治风化的措施
实践表明：岩石的抗风化能力的差异性很大，有些岩石如花岗岩风化速度很慢，而另外一些岩石风化速度很快，因此对于这类极易风化的岩石，必须采取相应的措施防止风化引起岩石力学性质的恶化，才能保证工程的安全。
(1) 挖除法 适用于厚度不大的严重风化层应予以清除。
(2) 抹面法 在岩石表面喷抹水泥砂浆、沥青或用石灰、水泥砂浆封闭岩面。
(3) 胶结灌浆法 向岩石孔隙、裂隙中注浆，提高岩石的整体性和强度，降低其透水性。
(4) 排水法 为了减少具有侵蚀性的地表水、地下水对岩石中可溶性矿物的溶解作用，需做一些排水工程。 1.4.3 岩石的工程分类
工程中根据不同的目的、用途，采用不同的指标，对岩石进行不同的分类。 1.4.3.1 岩石按坚硬程度的划分
《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）按岩石的坚硬程度（饱和单轴极限抗压强度fr（Mpa）划分为5类：坚硬岩石（fr＞60）、较硬岩（60≥fr＞30）、较软岩（30≥fr＞15）、软岩（15≥fr＞5）、极软岩（fr≤5）。
1.4.3.2 岩土的施工工程分级
道路工程地质勘察中对岩土施工的难易程度进行分级。
思考题
1．什么是矿物？矿物有哪些主要光学、力学性质？常见的造岩矿物有哪几种？
2．什么叫岩石？岩石都是由矿物组成的吗？常见的建材——花岗石、石灰石、大理石是岩石还是矿物？
3．依次熟记“摩氏硬度计”的代表矿物，并掌握在野外鉴别矿物硬度的方法。 4．酸性、中性、基性、超基性的岩浆岩矿物成分有何不同？
5．试从深成岩、浅成岩、喷出岩的不同结构、构造来说明，为什么岩浆岩的结构、构造特征是其生成环境的综合反映？
6．何谓层理？举出常见层理的类型及其形成环境。