风化带划分：岩石风化形成的残积物及风化岩石构成的风化壳

岩石经风化作用后所形成的风化产物，除一部分可溶物质被水溶解流失外，难溶物质和碎屑物质则残留于原地，形成残积物。在有生物活动的地区，残积物顶部常发育成土壤。残积物及其下伏的风化岩石构成了地壳的外壳，称为风化壳。风化壳的厚度因地而异，主要受风化作用的强度、作用时间长短和地形控制。一般由几米到几十米，有的地方最厚可达一二百米。当风化壳形成后，若被后来其他沉积物所覆盖而不再遭受风化作用时，便成为古风化壳了。

由于风化作用是由地表向地下深处逐渐减弱的，因此，风化壳常具有垂直分带的特点。在水利工程建设中，常根据不同风化程度岩石的野外特征，如颜色、矿物成分、结构和构造等的变化、来进行风化分带，一般可将风化的岩石分为全风化带、强风化带、弱风化带和微风化带，如图3-2 和表3-1 所示。

风化壳的垂直分带性是岩石在原地风化造成的，带与带之间的界面是不明显的，是逐渐过渡的，有时单纯依靠表3-1 列的定性描述特征来分带是相当困难的。在实际工作中，还必须进行详细的地质勘探和试验工作，测定岩石的物理力学性质指标。由于岩石风化后，其物理力学性质指标均有不同程度的降低，据此，可用下述定量的指标和方法来划分风化带。

1.风化系数法

式中Kf——风化系数（无量纲量）；

R′C——为风化岩石饱和单轴抗压强度，MPa；

RC——为新鲜岩石饱和单轴抗压强度，MPa。

表3-1　岩石风化带的划分

续表

（引自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287－99）

按风化系数，其划分标准为全风化：Kf＜0.2；强风化：0.2≤Kf＜0.4；弱风化：0.4≤Kf＜0.8；微风化：0.8≤Kf＜0.9；未风化：Kf≥0.9～1.0。

2.波速比法(www.xing528.com)

式中KV——波速比（无量纲量）；

V′P——风化岩石压缩波速度，m／s；

VP——新鲜岩石压缩波速度，m／s。

按波速比，其划分标准为全风化，KV＜0.4；强风化：KV 为0.4～0.6；弱风化：0.6＜KV≤0.8；微风化：0.8＜KV≤1.0；未风化：KV＞1.0。

图3-3　长江三峡工程花岗岩按纵波波速分带

a—全风化带；b—强风化带；c—弱风化带；d—微风化带；e—新鲜岩石

此外，也可根据压缩波速度VP（m／s）来划分，其标准为全风化：VP＜1000；强风化：1000≤VP＜2000；弱风化：2000≤VP＜4000；微风化：VP 为4000～5000；未风化＞5000。如长江三峡工程坝基闪云斜长花岗岩按压缩波速进行风化程度分带（图3-3）。风化带的划分宜采用野外特征与定量指标相结合的原则，定量指标满足一项即可。

图3-4　长江三峡三斗坪坝址花岗岩断裂带中的囊状风化

1—砂砾石；2—全、强风化带；3—弱风化带；4—微风化带及新鲜岩体；5—断裂带

必须指出的是，并不是在任何地方、任何风化岩石的垂直剖面上都能看到表3-1 所列的全部四个风化带。由于气候条件和其他条件不同，风化壳的类型、厚度等也不会一样。地形陡峭的地方，不利于风化岩石的保留，风化壳很薄，甚至新鲜岩石裸露地表，而沿断层破碎带，各类岩石普遍风化加剧，形成很深的风化槽或风化囊（图3-4）。如长江三峡三斗坪坝址区花岗岩断裂带中形成的囊状风化，其断裂带中弱风化带的下限比周围岩石平均要低20m，最深处相差达80m，长度数十米到数百米不等。对一些抗风化能力特别低的岩石，不仅要研究其风化程度，而且要预测它的风化速度。如我国南方的一些红色粘土岩、砂质粘土岩（又称红层），在常温条件下暴露地表几小时后，新鲜岩石便产生裂隙、剥落破碎，常因基坑开挖后未及时回填，而导致岩石迅速风化，造成超挖和增加混凝土的浇筑量。

研究风化带的特征及其空间分布规律，对于建筑位置的选择，确定基础开挖深度等，都具有重要意义。不同规模、不同类型的水工建筑物，对地基强度要求和工程处理措施是不同的。对大多数建筑物来说，并不是将风化岩石全部开挖、将基础置于新鲜完整的岩石上，而是在保证建筑物稳定和经济的前提下，只对那些风化较严重、工程地质性质不能满足设计要求的岩石，加以开挖或进行工程处理（如采取固结灌浆或帷幕灌浆等），对那些风化轻微、经稍加处理后，就能满足设计要求的风化层，就不必开挖。