十三、風化作用(Weathering) [海枯石爛]

 

定義:

岩石在各種外營力作用下所發生的物理與化學變化的過程。

 

 

 

    1. 物理性風化:使大塊岩石崩解或小粒的作用。
    2. 化學性風化:使岩石中礦物或化學成份改變。
    3. 生物性風化:生物的作用使原地發生破壞。

 

物理性:解壓、冰凍、溫差

化學性:溶解、氧化、水化、水解、碳酸化

(方解石、石灰岩、大理石最易被溶解,石英、砂岩最不易被溶解)

生物性:物理性、化學性

 

Karst topography:

An assemblage of landforms which result from the diversion of drainage system from the surface to underground , and with surface solution of rocks.

 

風化程度

 

新鮮岩石: K=1~0.9 (強度折減0~10%)

部分風化: 0.7<K<0.9 (強度折減10~80%)

完全風化: K<0.2 (強度折減 >80%)

 

 

壓力波波速(km/sec)

風化層名稱

1~2

劇風化

2~3

高度風化

2.5~5

弱風化

5~6

微風化

 

分級

分級依據:顏色、破碎程度、礦物或分變化、水文及力學性質。

Grade I: Fresh () :No fine fracturing can be detected using a hand lens.

II :Slightly Weathered (SW):The rock is so strong that more than a single blow with a geology pick is needed to break it

 

III: Moderately Weathered (MW):

A sample can be broken by one blow of a geology pick, but an NX core cannot be broken in the hand.

 

IV: Highly Weathered (HW):

A rock sample can be crushed by the blows of a geology harmmer. NX core samples can be broken with effort.

 

V: Combletely Weathered (CW):

A sample indents under the tip of a geology pick, and agitation of a sample in water disintegrates it.

 

VI: Residual soil (RS):

A sample can be indented with the thumb, excavated by hand easily, and disintegrated by agitation in water.

 

 

風化工程注意事項:

岩石之抗風化能力

*熱帶以化學作用為主:

 

岩性

等級

石灰岩

1(最弱)

玄武岩

2

花崗岩

3

泥岩/頁岩

4

砂岩/石英岩

5(最強)

 

Slow weathering

Quartz

Pluscovite

Orthoclase

Biotite

Hornblende, Sodium Plagioclasses Augite

Olivine, Calcium Plagioclase

Rapid weathering

 

風化岩石之處理:

 

取決於「工程性質」、「風化層厚度」、「力學性質」

  1. 風化層數公尺內-------------à 挖除
  2. 風化層幾十工尺以上-------à 民用小工程:深基礎
  3. 重型水工 :控除

  4. 雖風化層很厚,但有時地盤改良(如水泥灌漿)或可比挖除更佳。

 

岩石風化之預防:

原則:將岩石與水及大氣阻隔。

泥岩或含粘土性岩石在數分鐘就可開始風化

鋪蓋粘土、砂土、水泥、瀝青。

[Reference:]

潘國樑「應用環境地質學」(地景,1993)

洪如江「初等工程地質學大綱」地工技術叢書(1994)

陳惠芬「墾丁國家公園地質景觀簡介」墾丁國家公園解說手冊11 (1994)

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