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有什么方法破坏岩石使其质量变小

发布时间:2022-05-15 22:15:49

1. 其他破碎岩石的新方法

一、爆破钻井

前苏联在1940年提出此方法。于1958年进行了试验,孔深达3000m。它是连续地由钻杆向孔底利用冲洗液送入药弹(炸弹)使岩石破碎,形成孔径150~200 mm以上的钻孔。药弹内装烈性液体炸药,弹重50g,弹壳与孔底碰撞而爆炸。钻杆末端喷嘴距孔底的距离为200mm。送入频率应考虑传爆距离。一般以6~12次/min进行起爆,对10~14in直径的钻孔,每个药包可使钻孔延深0.1~0.8in,其钻进速度达40in/h。由于岩屑粗,冲洗液量为35~50L/s。

小炸药包还可沿钻杆用泥浆往下送,到井底靠泥浆压力将其引爆(图1-6-27):或者将爆破钻井与牙轮机械碎岩相结合(图1-6-28),利用牙轮钻头将小药包引爆。

图1-6-27 爆破钻进示意图

图1-6-28 与牙轮联合碎岩

钻井爆破破碎岩石的原理,是由于爆炸产物的极高压力(近于2×104MPa)所造成岩石的破坏和裂隙;此外,还由于冲击波在孔内液体中传播,孔壁受交变载荷而产生裂纹以及液体运动的冲刷作用。

二、电水效应破碎岩石

此法于1938年由苏联提出,1955年试验获得成功。它在工业上可用于粉碎、成型、冷作硬化等方面。破碎岩石中则用于二次破碎大块岩石、碎矿、磨矿以及钻孔试验。

电水效应(液中放电)破碎岩石的作用原理是:应用在几微秒至几十微秒中瞬时作用的冲击电压,于极性或非极性液体中使电子撞击分子而放出的量子(或光子)进而再与分子撞击(即电子崩),形成导电等离子体通道———流注通道。流注通道的电流密度极高,能使液体加热并分解成气体,造成极大应力;分子的电离也促使压力增大,形成空穴。电水效应的一次放电,其相应的电压波首压力可达0.6~1.5 MPa;放电延时约10 -6s;功率达0.5×107kW。液体中,空穴扩张和闭合时各产生一次水力冲击,它们遂以超声波发射的冲击波形式破坏岩石。

图1-6-29 电水效应装置原理图

冲击电压发生器是一个由高压变压器(100kV)和高压电容组成(图1-6-29)。当电容器为并联时,充电;串联时,放电。电容器的并、串联是利用发生火花间隙而自动转换的。

三、射弹冲击碎岩(REAM法)

是用105mm口径火枪来发射混凝土或废铁弹头(重4.53kg)。弹头速度可达1525m/s,每炮破碎约1360 kg岩石,比功为10J/cm3。该法已在巷道掘进中试验,效果很理想。

四、超声波碎岩

目前超声波的应用十分广泛,其范围有检测、控制和处理几个方面。后一方面也包括超声破碎(切削)脆性材料,并已进行过超声钻孔实验。

超声系由超声发生器发射。超声发生器由电动发生器、振子及聚能器组成。工业上采用磁致伸缩式发生器的最多,声强可达100 kW/m2,其在水中可达60 MPa的压力;频率为500kHz。

超声在液体中传播时,连续形成压缩和稀疏区,即产生附加声压。液体在稀疏区则受拉而产生空穴,瞬时又闭合,故产生二次冲击压力,一般可达几千甚至几万个大气压。这样高的压力,使液体温度也骤然上升,空穴表面和其内的水粒便带着异号电荷;当空穴闭合时便产生放电现象。所以,超声还能引起化学反应。

超声钻孔实验时,由金属“钻头”底端供给细磨料(B4C,SiC,刚玉等)并与水混合,其浓度为40%~50%。试验证实,位于岩石上的磨粒的冲击作用,是重要的破碎方式。

图1-6-30 火箭喷射钻示意图

五、火箭喷射钻

1973年以来,原西德、美国、前苏联等国一直从事火箭喷射钻进装置的研究。

火箭喷射钻由燃料箱、供气箱、供料系统、燃烧室及钻头组成,见示意图1-6-30。

燃料箱装有燃料和氧化剂,一般采用煤油加硝酸。供气箱中的氮使燃料和氧化剂进入燃烧室。燃烧室内产生的高温高压气流推动钻头工作。

假如钻孔直径为11.2mm,在砂岩中的钻进速度能达92m/h;花岗岩为21m/h;辉长岩为15m/h。

六、电热破碎岩石

电热破碎岩石法是将强大电流直接通向岩石的热力破碎方法。因岩石的电阻率高,要通过工频的高电压(以千伏特计)击穿,电流增大,使击穿通道温度升高,即热击穿。实践中,可用高频击穿和直流击穿方法。此法已用于破碎大块岩石。

对于磁铁石英岩,可用高频磁场感应加热破碎,这与涡流损失及磁滞作用有关。

2. 防止岩石风化的方法有哪些

1、覆盖防止防止风化营力入侵的材料。

2、灌注胶结和防水的材料。

3、整平地区,加强防水。

(2)有什么方法破坏岩石使其质量变小扩展阅读

1、物理风化作用

物理风化作用地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶、生物活动等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。

2、化学风化作用

化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。

3、生物风化作用

生物作用可以加速或促进化学风化作用的进行。菌类、藻类及其他微生物对岩石的破坏作用十分巨大,它们不仅直接对母岩进行机械破坏,化学分解,而且本身分泌出的有机酸,有利于分解岩石或吸取某些元素变成有机化合物。

3. 在不同应力状态下,岩石可以有几种破坏形式

在不同应力状态下,岩石可以有几种破坏形式?
答:试件在单轴压缩载荷作用破坏时,在试件中可产生三种破坏形式:
X状共轭斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 单斜面剪切破坏,破坏面上的剪应力超过了其剪切强度,导致岩石破坏。 拉伸破坏,破坏面上的拉应力超过了该面的抗拉强度,导致岩石受拉伸破坏。

4. 热能破碎岩石

岩石热破碎是近年来各国在非机械破碎岩石研究中的一个重要方面。

早在几千年以前,我国古代就掌握了用火烧水浇的破碎岩石技术。明代陆容所着的《菽园杂记》以及后来的《明史·河渠》中,均有报道,当时用来开采坚硬的铜矿石和开凿运河的坚硬岩层。

在17世纪前,即使在发明了用火药爆破岩石之后,对于坚固岩石由于手工凿岩的效率很低,直到19世纪上半叶以前,热破碎还是被当作对付坚固岩石的有效措施。只是在机械凿岩兴起后,才被淘汰。

近代的岩石热破碎,主要是利用了现代的加热手段,代替古代用木柴来烧的办法,因而能够迅速地造成岩石剧烈的冷热不均,从而达到高速破碎的效果。有时,还利用集中的高热,使岩石弱化、熔化或气化(如热熔钻、热能-机械能辅助碎岩等)。现代的加热源有火箭喷气机、等离子焰、高频电流、微波照射、红外线照射、激光照射,以及高热化学反应等,凡是能够产生热的各种办法,无不用来作为破碎岩石的尝试。但是直到今天,真正能用于工业生产的却为数不多,究其原因是加热装置比较复杂,不适用于野外工作条件,工作时噪音比较大,有的难于采取岩矿心,有的成本高,等等。

图1-6-9 线膨胀系数与温度变化曲线

一、高温下岩石的物理力学性质

岩石的热破碎,不仅和岩石的力学性质有关,还和它的热学性质有关,如导热系数、比热、热膨胀系数以及晶体的相变等。因此,必须研究岩石的物理力学性质,以便有效地发挥热破碎作用。

1.线膨胀系数

由于岩石是一种不均质各向异性体,线膨胀系数不是常数,而是随温度而变化的量。日本学者厨川测得4种岩石线膨胀系数和温度变化数据,绘成的a-T曲线如图1-6-9所示。石灰岩的变化平缓;砂岩、安山岩和花岗岩的线膨胀系数变化较大,且有极大值,极大值与室温下的a值可相差24~120倍。可见,在热应力计算中,把a当作常数来选取是不符合实际的。

2.温度对弹性模数的影响

温度对各类岩石弹性模数的影响不尽相同。SiO2类岩石,弹性模数随温度增加而逐渐减小,例如温度由20℃升到600℃,弹性模数减小20%~30%;对于无水碳酸类岩石,在温度小于800℃的条件下,弹性模数基本上是常数。

表1-6-1引入几种岩石弹性模数随温度升高而变化的数值。分析表中数据看出:岩石的弹性模数随温度升高而逐渐减小,但减小的规律是不相同的。

表1-6-1 在各种温度条件下的岩石弹性模数E

3.温度对岩石强度的影响

试验表明,大多数岩石的强度经过加热后下降,加热温度越高,下降的幅度越大;冷却的速度越快,强度下降的亦越多。有一些岩石如砂岩、辉长岩、无烟煤等温度升高,强度反而上升,见图1-6-10所示。

4.导热系数λ的影响

热破碎的难易与岩石的导热性能密切相关。导热性能好的岩石,不容易产生梯度大的热应力,即很难产生片落形式的破坏。

表1-6-2列出了几种岩石在常温下测得的导热系数值。由表可看出:不同岩石的导热系数相差是很大的。

导热系数的大小还与温度、岩石构造(层理)、矿物成分、孔隙度、含水率等因素有关。导热系数与温度的关系见图1-6-11所示。图中从20℃加热到200℃这段区间内,导热系数随温度升高而减小的最快;过了200 ℃以后,导热系数减小的缓慢,其中有的岩石,如花岗岩的导热系数几乎不受温度升高的影响;冷却时,导热系数随温度的下降近似直线的增长。

5.温度对比热的影响

比热是计算岩石吸热量的重要指标。当温度变化时,比热也发生变化。图1-6-12为比热随温度而变化的试验曲线,该曲线是对4种岩石从50℃加热到600℃条件下得到的。从4条曲线变化规律看出,斑岩比热对温度升高敏感,石英岩和石灰岩次之,而花岗岩几乎不受温度升高的影响,它的比热可看作常数。

图1-6-10 温度对岩石强度的影响

表1-6-2 常温下测得的岩石导热系数

图1-6-11 加热温度对导热系数的影响

图1-6-12 比热与温度关系

6.石英的相变

石英是组成岩石的重要矿物,占地壳总重量的11%。因此,在破碎岩石中经常遇到含有石英的岩石。石英有α,β等多种晶相结构。β-石英属于三方晶系,稳定温度为573℃;α-石英属于六方晶系,稳定温度为573~870 ℃。

石英受热作用到一定温度时发生相变。如β-石英加热到573 ℃,热能很快(约2~8s)引起硅(Si)和氧(O2)的重新排列而成α-石英,同时引起体积膨胀(石英冷却降温时发生体积收缩)。表1-6-3列出了石英相变多个阶段的温度和体积膨胀的百分数。

表1-6-3 石英相变转化温度与体积变化

石英相变引起体积变化特性,易引起热涨应力。因此,凡是含有石英的岩石容易在573 ℃左右的温度作用下,产生剥离破碎。

7.温度对岩石电阻率的影响

在利用电热方法破岩中,岩石电阻率是个重要物理参数。

影响岩石电阻率的因素甚多,如:矿物成分(含金属成分愈多电阻率愈小)、湿度、孔隙度、层理、温度等。

温度对岩石电阻率有两方面的影响:一方面是因温度升高使岩石内分子热运动加剧,碰撞次数增多,阻力增加,导致电阻率增大;另一方面,温度的升高使岩石内带电质数目增加,提高岩石导电性能,导致电阻率降低。通常,大多数岩石的后一方面作用大于前一方面的作用。所以,大多数岩石的电阻率随温度升高而有显着的下降。

二、岩石的热破碎理论

与破岩直接相关的是热能产生的热应力。在一维条件下,温度由T0升到Ts时,热应力与温度增减值成正比例关系,即:

碎岩工程学

式中:σh为热应力,kg/cm2;K为无因次常数;E为弹性模数,kg/cm2;α为热膨胀系数,℃-1,其值随温度而变化。

与热应力有关的岩石热破碎理论有:热拉应力破碎理论;热剪应力破碎理论。此外,还存在岩石相变、分解和熔融的破坏作用。

1.热拉应力破碎理论

从岩石抗拉强度弱这一特点出发,许多研究热破碎的学者认为:热拉应力是造成岩石破碎的主要原因。

当热源作用于岩石时,岩石内的热应力值超过岩石抗拉强度,岩石即形成分离新表面而脱离岩体。按断裂力学观点来解释,应该是物体内部存在的微裂纹尖端受热应力影响产生极大的拉应力,这个拉应力值超过岩石的抗拉强度时,微裂纹即扩展导致岩石碎裂。

按此理论,在已知热源的条件下,可确定岩石破碎的范围,或者在岩石选定条件下,也可反求为达到破碎所需的热量和温度。

2.热剪应力破碎理论

有人提出用两个邻近等温面差产生剪应力的数值,作为判断物体破坏的标准,即当两个相邻等温面产生的剪应力超过材料最大剪应力时,材料发生热破碎。于是把这种理论推广到岩石热破碎。还提出了两个相邻等温层剪应力的计算公式。

3.岩石相变、分解和熔融的破坏作用

热应力破碎是指岩石在没有相分解和熔融状态下的破碎。但有些岩石,如含石英的花岗岩,由于温度变化产生相变(如前所说),使体积急剧膨胀,引起强度大幅度下降,产生龟裂和剪切性破碎;又如构成石灰岩的方解石,它在500℃左右发生分解,石灰岩温度大幅度下降。对于这类岩石,就不能按拉应力理论来判断破碎发生的位置和范围。

三、热能发生装置

热能发生装置较多,能提供热源的方式除了火钻的超声速火焰射流外,还有激光、等离子体、电子束、微波等方式。

1.火钻

在古代就知道用火烧法来破碎岩石。20世纪初,曾用氧气枪来钻孔。

1938年,火钻首次在美国开始试验。1947年以前,主要是熔化法,随后改进为温差应力剥落法已成为实用方法。它主要用在露天矿爆破钻孔的扩底作业。工业上则用以切割石材和混凝土,焚烧垃圾等。

目前,火钻已有专用移动式钻机,其主要部件有:工作机构(喷射燃烧器)、升降机构、回转机构、供给系统、移动机构、底盘、桅杆、操作台和固定机构。此外有风扇、氧气车、水车、油车等附属设备。

图1-6-13 火钻喷射燃烧器的工作原理示意图

喷射燃烧器(图1-6-13)类似液体喷射发动机。它的燃烧室尺寸小,发出的单位体积热量大;用数个(常用三个)喷嘴,受压入的燃油或汽油(0.7~1.0MPa)和输入氧气(0.9~1.2MPa)的动力冲击,使燃油在燃烧室混合、雾化并燃烧,再由喷嘴喷射出去。喷射气体流速可达超音速,火焰气流温度约3000℃,从而对岩石直接产生热应力和机械破碎作用。喷射燃烧器采用水(0.4~0.55MPa)来冷却燃烧器壁,喷水形成的蒸汽则将岩碴(直径≥0.83mm者约占一半)排除。也可用7个大气压的压缩空气代替氧气,此时焰流温度约2000℃。

燃烧器与孔底经常保持18~20cm的间距,其最佳转数为10~20r/min。

火钻还可增加水射流辅助作用,水射流从火钻侧面引入井底,岩屑靠水射流往上返。

2.激光破碎岩石

激光是一种自1960年开始极快的发展的新兴技术。进入70年代,投入到碎岩试验。在切割岩石、掘进巷道、钻孔时曾采用激光做联合碎岩的试验,并取得了良好结果。美国专家预计,它将会在采矿工业中成为实用技术。

激光是在气(液、固)体激光器中,激活物质受到外力作用后大部分原子上升到激发状态,并自发辐射的一部分光子逸散;轴向光子引起受激发射,并通过两端面反射镜的反射而使光子共振、受激辐射、增强(放大),此激光束则是从部分反射镜端辐射出来,它是具有极高的频率(1014s-1)与极短的波长(10-2~10-5cm)的高能光束。

激光束具有相干性好、指向性好(近于平行光)、单色性好、亮度高、聚光性好等优越性能。光束密度可达109W/mm2,受这样高的能量密度的光照射时,物质在极短时间内(μs或ms)于很小范围内可产生数百万摄氏度的高温,从而被熔化和蒸发。目前,应用在破碎岩石方面的激光束功率近于20~40kW。现在正在研究200~300 kW的激光器。

激光碎岩主要是使岩石受热后微裂隙扩张与增多;相变化引起晶粒分离;气体与水的空穴扩张以及整体化学变化所造成的。因此,激光可用于直接碎岩与辅助碎岩(热弱化与切割钻孔周边)。

在国外,已将激光辅助碎岩用于联合掘进机。当工作时,首先由激光器发射的激光束在坑道掌子面上制造小眼和裂纹,然后凿岩机把大块岩石凿下来,从而大幅度地提高掘进速度。有人作过试验:把激光与盘形滚刀联合破岩,若以0.254cm/s的速度横移600W的聚焦激光,能使滚刀碎岩速度提高3.5倍。有资料报道:1kW激光,能以1.8~2.4m/h的速度钻进烟煤;以3.7~4.6m/h的速度钻进亚烟煤。在硬花岗岩中,需使用5~17kW的激光,例如,用14.5kW的切槽激光将使直径为0.3m的爆破孔钻具,在石英岩中钻进速度增加2倍(即从10m/h增加至30m/h)。

图1-6-14 等离子体喷枪示意图

激光破碎岩石的优点是:能量密度高,易使任何岩石形成窄而深的熔化切口;可在水中作业;激光的聚焦和传输比较容易。

激光碎岩存在的问题是:激光器的总效率比较低;输出功率较小;大功率激光器容积较大;激光束及其反射波对人体无益;激光器在孔底的工作条件不佳。

3.等离子体破碎岩石

大约在20世纪60年代中期,以等离子体切割金属的技术被引入到岩石破碎中,并用于二次破碎大块岩石。它在钻孔、切削、掘进中试验的效果较好。

等离子体(物质的第四状态)是一种超高温(数千至数万度)电离气射流。若在等离子枪(如图1-6-14所示)的金属阴、阳极之间加上常规的直流电压,便可通过高频电火花或碳粒短路激发,而产生电弧。由于两极间通有气体介质,故高电子撞击被加热的电子介质分子或原子,并使之电离。这种连锁反应(电子雪崩)便不断地打击出两次、三次电子,形成气体部分导电(击穿),并从电场或磁场接受能量而伴随着很强的光和热(由于热的作用也促进气体进一步电离),于是在两电极隙间产生了电弧柱(同于电焊电弧)。电弧柱中电离的气体,其正负带电粒子所带电荷,数量相等而符号相反,所以称为等离子体。这种等离子体通过冷却水冷却的喷嘴后,以等于或大于声速的速度喷出而形成等离子射流。喷出后复合为气体,并迅速释放能量放出大量的热,使温度可达数千至数万摄氏度。利用这个高温可获得很高的融熔岩石的效果,例如,在坚硬的花岗岩、花岗闪长岩、砂岩、石英岩中进行穿孔(钻孔直径为φ75~φ135mm)时,穿孔速度可达到2.7~4m/h。美国已研究用等离子焰于硬岩隧道钻进工程中。

4.电子束破碎岩石

利用特别的电子加速器产生高能电子来进行破碎岩石,是近20 年间发展起来的新技术。曾进行了切割、钻孔试验,说明颇有发展前景。

产生电子束的装置是一电子枪(图1-6-15),它是一个阴极发生器。电极E1和E2间的电场使电子由阴极出发作加速运动,阴极内部有电热线圈,造成其热离子源。因电子自身会产生电场,而电场的电力线向外发散,故用电子透镜使之约束并聚焦。

图1-6-15 电子枪原理图

电子束穿过岩石时,由于介质原子的电离和激发,将电子束能量(10~200keV)传输给岩石,其功率密度可达106W/cm2,故可放出大量的热,使岩石升温或熔化(或汽化)。热熔面将以3 m/s 的速度向前传播。聚焦电子束的优点是功率密度仅次于与等离子体;能量转换率达75%,高于激光和等离子体;比功约为200~3000J/cm2,不算太高。

1976年,美国还提出用脉冲电子束(≥1MV),产生脉冲热应力使岩石形成张裂剥落的构想。

此外,还有微波破碎岩石(利用微波照射岩石,使岩石发热产生热破坏);高频电流钻(利用高频电流加热岩石);电感应钻(用高频磁场加热和剥落磁性岩石);电弧钻(使用10 000-30 000℉的电弧产生的高温熔化破碎岩石)等。

5. 岩石破坏有哪些形式

采用不连续分叉理论,分析了轴对称状态下岩石材料的破坏形式,并采用一组大理岩的实验结果进行了模拟计算。分析结果认为,岩石材料在单轴压缩状态下的脆性破坏总是张破裂的,而在常规三轴压缩状态下的脆性破坏是剪切破坏的,并且随着围压的增加,其剪切带方位角逐步降低,破坏形式由剪切破坏逐步向塑性破坏过渡。此外,岩石材料的剪切带分叉发生在峰值应力之后,随围压增加而逐步远离峰值点。

6. 什么化学物品可以使石头变软或都溶化掉

跟酸类或者热的强碱溶液可能发生反应变软,但是都溶化掉有困难。岩石有许多种类,成份非常复杂,是否会跟化学物品起反应主要看石头的成份含量。

石头一般由碳酸钙和二氧化硅组成,根据它们的化学性质来看:

碳酸钙遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸,并溶解。

二氧化硅化学性质比较稳定,不跟水反应。是酸性氧化物,不跟一般酸反应。气态氟化氢跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。

所以酸类或者热的强碱溶液可以。

(6)有什么方法破坏岩石使其质量变小扩展阅读:

岩石为矿物的集合体,是组成地壳的主要物质。岩石可以由一种矿物所组成,如石灰岩仅由方解石一种矿物所组成;也可由多种矿物所组成,如花岗岩则由石英、长石、云母等多种矿物集合而成。组成岩石的物质大部分都是无机物质。

岩石可以按照其成因分为三大类,但由于自然界是连续体,很难真正依据我们的分类分成三种岩性,因此会存在一些过渡性的岩石,例如火山灰尘与岩块落入地表或水中堆积胶结而成的凝灰岩就可能被归于沉积岩或火成岩,但大抵是我们还是可以分为主要的三大类:沉积岩、火成岩、变质岩。

7. 为了让大块的岩石破裂,在北方寒冷的冬天,采用“灌水法”来使大石块破裂,方法是:白天,在需要破裂的岩

答:由公式V=

m
ρ
可知,质量一定时,密度小的体积大,
由于水的密度大于冰的密度,水结成冰质量不变,体积变大,把岩石胀破.

8. 自然界里有哪些因素使岩石受风化作用的破坏变为碎石

风化
岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象.
分为:①物理风化作用.主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等.
②化学风化作用.包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用.
③生物风化作用.包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用.人为破坏也是岩石风化的重要原因.
地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用.如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂.
化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用.主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行.
虽然所有的岩石都会风化,
气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的.在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层.
由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀.而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化.风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现.当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀.这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件.

9. 岩石的破坏常常表现为哪几种形式破坏原因是什么

破坏类型:

1、张破裂

2、剪破坏

3、结构体滚动

4、结构体沿结构面滑动

5、梁板溃屈和弯折破坏

6、倾倒失稳

破坏原因:

岩体破坏与岩体结构及环境应力(见岩体中应力)状态密切相关;完整结构岩体在低的环境应力(地应力)条件下呈脆性的张破裂,在高的环境应力条件下呈柔性的剪破坏或塑性流动变形。

块裂结构岩体的破坏主要是岩块沿软弱结构面滑动。板裂结构岩体的破坏以板的溃屈破坏为主。碎裂结构岩体破坏比较复杂,是晚近才认识到的破坏现象,在低的环境应力条件下,极大程度上受结构面发育状况控制;在高的环境应力条件下结构面作用消失,其破坏机理类似完整结构岩体,主要受岩石性质制约。

(9)有什么方法破坏岩石使其质量变小扩展阅读

破坏类型不同,破坏判据也不同

1、张破裂判据。岩石在压应力作用下,除在最大主应力方向产生纵向压缩变形外,在垂直于最大主应力方向还产生横向扩张变形,即产生张应变。脆性岩石在压应力作用下产生的横向扩张变形达到一定极限时,便在平行于最大主应力方向产生张破裂。

2、剪破坏判据。在不等向应力作用下岩石内部不同方向的切面内可形成不同数值的剪应力,其中某一切面内的剪应力达到岩石剪破坏条件时,岩石便产生剪破坏。

3、结构体滚动破坏判据。在破裂岩体内部的应力作用下,结构体滚动的力学条件称为结构体滚动破坏判据。

10. 风化作用按照破岩石的方式可分为什么

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象.导致上述现象的作用称风化作用.分为:①物理风化作用.主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等.②化学风化作用.包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用.③生物风化作用.包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用.人为破坏也是岩石风化的重要原因.岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别.
大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征.可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定.地球上的物质永无止境地运动着.暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏.表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤.矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化.由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀
地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用.如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂.化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用.主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行.
虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化.经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素.不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大.节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积.风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来.如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物.这种石碑就能很好地抵御化学风化.而大理岩石碑则明显地容易遭受风化.
气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的.在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层.在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑.最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非.
地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显着不同.因而风化作用也存在显着的差别.地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化.山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大.
剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀.而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化.风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现.当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀.这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件.
岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用.沙和泥土就是岩石风化后的产物.
一、岩石的风化现象.
岩石的疏松、剥落、裂缝这些都是岩石的风化现象.
二、岩石的产生风化的原因.

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