如何区分岩石风化的软硬类别及风化等级

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文档介绍:
1 3-1-1 隧道围岩级别划分与判定隧道围岩分级就是评定围岩性质、判断隧道围岩稳定性,作为选择隧道位置、支护类型的依据和指导安全施工。国内外现在的围岩分级方法有定性、定量、定性与定量相结合 3 种方法,且多以前两种方法为主。定性分级的做法是,在现场对影响岩体质量的诸因素进行定性描述、鉴别、判断,或对主要因素作出评判、打分, 有的还引入分量化指标进行综合分级。以定性为主的分级方法, 如现行的公路、铁路隧道围岩分级等方法经验的成分较大,有一定人为因素和不确定性,在使用中,往往存在不一致, 随勘察人员的认识和经验的差别, 对同一围岩作出级别不同的判断。采用定性分级的围岩级别, 常常出现与实际差别 1~2 级的情况。定量分级的做法是根据对岩体性质进行测试的数据或对各参数打分, 经计算获得岩体质量指标, 并以该指标值进行分级。如国外 N.Barton 的Q 分级, Z.T.Bieniawsk s 的地质力学( MRM )分级、 Dree 的 RQD 值分级等方法。但由于岩体性质和赋存条件十分复杂,分级时仅用少数参数和某个数学公式难以全面准确地概括所有情况,而且参数测试数量有限,数据的代表性和抽样的代表性均存在一定的局限,实施时难度较大。影响围岩稳定的因素多种多样,主要是岩石的物理力学性质、构造发育情况、承受的荷载(工程荷载和初始应力)、应力变形状态、几何边界条件、水的赋存状态等。这些因素中, 岩体的物理力学性质和构造发育情况是独立于各种工作类型的,反映出了岩体的基本特性,在岩体的各项物理力学性质中,对稳定性关系最大的是岩石坚硬程度,岩体的构造发育状态、岩体的不连续性、节理化程度所反映的岩体完整性是地质体的又一基本属性。国内外多数围岩分级都将岩石坚硬程度和岩体的完整程度作为岩体基本质量分级的两个基本因素。 1 国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》围岩分级 1.1 围岩分级围岩级别的划分应根据岩石坚硬性岩体完整性结构面特征地下水和地应力状况等因素综合确定并应符合表 1.1 规定。表 1.1 围岩分级围岩级别主要工程地质特征毛洞稳定情况岩体结构构造影响程度,结构面发育情况和组合状态岩石强度指标岩体声波指标岩体强度应力比单轴饱和抗压强度( MPa ) 点荷载强度( MPa ) 岩体纵波速度( km/s ) 岩体完整性指标 I 整体状及层间结合良好的厚层状结构构造影响轻微,偶有小断层结构面不发育,仅有 2~3 组,平均间距大于 0. 8m , 以原生和构造节理为主,多数闭合,无泥质充填,不贯通。层间结合良好,一般不出现不稳定块体& 60&2.5&5&0. 75 ——毛洞跨度 5~10m 时长期稳定, 无碎块掉落Ⅱ同I 级围岩结构同I 级围岩特征 30~60 1. 25~2 .5 3.7~5 .2&0. 75 毛洞跨度 5~10m 时,围2 岩能较长时间( 数月至数年) 维持稳定, 仅出现局部小块掉落块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构构造影响较重,有少量断层,结构面发育,一般为3 组,平均间距 0. 4~0 . 8m , 以原生和构造节理为主,多数闭合,偶有泥质充填,贯通性较差,有少量软弱结构面。层间结合较好,偶有层间错动和层面张开现象& 60&2.53. 7~5 .2&0.5 ——Ⅲ同I 级围岩结构同I 级围岩特征 20~30 0. 85~1 . 253. 0~4 .5&0. 75&2 毛洞跨度 5~10m 时围岩能维持一个月以上的稳定主要出现局部掉块塌落同Ⅱ级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同Ⅱ级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征 30~60 1. 25~2 . 503. 0~4 .50. 5~0 . 75&2 层间结合良好的薄层和软硬岩互层结构构造影响较重结构面发育一般为 3组平均间距 0 2~0 4m 以构造节理为主节理面多数闭合少有泥质充填岩层为薄层或以硬岩为主的软硬岩互层层间结合良好少见软弱夹层层间错动和层面张开现象& 60( 软岩& 20) &2 503 0~45 0 30~0 50&2 碎裂镶嵌结构构造影响较重结构面发育一般为 3组以上平均间距 0 2~0 4m 以构造节理为主节理面多数闭合少数有泥质充填块体间牢固咬合& 60&2 503 0~4 .50 30~0 50&2 Ⅳ同Ⅱ级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构同Ⅱ级围岩块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构特征 10~30 0 42~125 2 0~35 0 50~0 75&1 毛洞跨度 5m 时围岩能维持数日到一个月的稳定主要失稳形式为冒落或片帮 3 散块状结构构造影响严重一般为风化卸荷带结构面发育一般为 3 组平均间距 0 4~0 8m 以构造节理卸荷风化裂隙为主贯通性好多数张开夹泥夹泥厚度一般大于结构面的起伏高度咬合力弱构成较多的不稳定块体& 30&1 25&20&0 15&1 层间结合不良的薄层中厚层和软硬岩互层结构构造影响严重结构面发育一般为 3组以上平均间距 0 2~0 4m 以构造风化节理为主大部分微张(0 5~1 0mm) 部分张开(1 0mm) 有泥质充填层间结合不良多数夹泥层间错动明显& 30( 软岩& 10) &1 252 0~35 0 20~0 40&1 碎裂状结构构造影响严重多数为断层影响带或强风化带结构面发育一般为 3 组以上平均间距 0 2~0 4m 大部分微张(0 5~1 0mm) 部分张开(1 0mm) 有泥质充填形成许多碎块体&30&1 252 0~35 0 20~0 40&1 Ⅴ散体状结构构造影响很严重多数为破碎带全强风化带破碎带交汇部位构造及风化节理密集节理面及其组合杂乱形成大量碎块体块体间多数为泥质充填甚至呈石夹土状或土夹石状————&20 ————毛洞跨度5时围岩稳定时间很短约数小时至数日注1 围岩按定性分级与定量指标分级有差别时一般应以低者为准。 2 本表声波指标以孔测法测试值为准如果用其他方法测试时可通过对比试验进行换算。 3 层状岩体按单层厚度可划分为厚层大于 0 5m 中厚层 0 1~0 5m 薄层小于 0 1m 4 一般条件下确定围岩级别时应以岩石单轴湿饱和抗压强度为准当洞跨小于 5m , 服务年限小于 10 年的工程确定围岩级别时可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标可不做岩体声波指标测试 5 测定岩石强度做单轴抗压强度测定后可不做点荷载强度测定。 1.2 围岩分级的主要影响因素 1.2.1 体完整性指标用岩体完整性系数 K v 表示, K v 可按下式计算: Kv=(V pm /V pr) 2( 1.2-1 ) 式中: V pm ——岩体弹性纵波速度( km/s ) V pr ——岩石弹性纵波速度( km/s ) 当无条件进行声波实测时也可用岩体体积节理数 J v 按表 1.2 定K v 值。表 1.2 J v与K v 对照表 Jv( 条/m 3) &33~ 10 10~ 20 20~ 35& 35 Kv& 0.75 0.75 ~ 0.55 0.55 ~ 0.35 0.35 ~ 0.11
内容来自淘豆网转载请标明出处.岩石的风化 【范文十篇】
岩石的风化
6.岩石的风化
【教学内容】 四年级下册第一单元第六课
【教学目标】
1.通过老师提供岩石图片和实物,学生自行搜集有关岩石变化的资料,使学生经
历寻找岩石变化痕迹的探索过程,并在活动中了解冷热、风雨、植物等对岩石变
化的作用。
2. 让学生经历“假设——验证”的科学研究过程,能够根据现象,初步解释自
然界中岩石变化的原因。
3.激发学生热爱大自然,探索大自然的兴趣,培养学生珍爱祖国文化遗产的感情。
【教学重难点】
教学重点:在合作交流中,知道温度变化、水、生物对岩石的破坏作用。
教学难点:设计实验方案,能够根据现象初步认识自然界中岩石变化的原因。
【教具、学具】
学生准备:课前观察自然界中山体岩石的特点;查阅资料,了解关于岩石变化的
教师准备: 酒精灯、镊子、烧杯、带盖玻璃杯、岩石、水槽、各种环境中的岩石
图片、教学课件。
一.创设情景,提出问题
1.同学们,你们知道吗?在大自然中有许多神秘、稀奇的事物。今天老师要邀请
同学们一起到大自然中走一走,看一看。请同学们仔细观察。好,我们出发吧!
(课件展示风化岩石:钟乳石、蘑菇石、鹅卵石、黄山奇石等岩石)
2.同学们欣赏了这么多的美景,想跟老师说什么呀?(学生欣赏并说出有什么想
3.大自然的鬼斧神工可真了不得,雕琢出这么多千姿百态的岩石,那么,它们的
模样一直是这样的吗?那上万年后还会是这样的吗?让我们带着这些问题一起
来探究研究岩石的风化。(板书课题:岩石的风化)
二、小组学习,自主探究
(一)猜想岩石风化的原因
1.猜想:自然界中哪些原因会对岩石产生这么大的影响呢,让岩石破碎呢?
2.学生小组讨论,把自己或小组的观点记录下来。
3.汇报交流。教师梳理:温度、水流、生物、风、火山、地震,,,,板书
(二)设计模拟实验
1.学生选择某一方面设计实验方案。(小组讨论)
2.学生汇报实验方法。其他学生修正实验方法。
3.同学们的设计方案真好,老师根据同学们的方案再给你们一些小提示。看看有
哪些细节是同学们没有注意到的。(出示提示)
(三)分组进行模拟实验,验证岩石风化的原因
1. 由于受实验室条件限制,时间限制,有的实验不方便做,我们选择2个方面
“水流冲刷”和“温度变化”进行重点研究。
2.老师给你们已经准备了一些器材和实验纪录表,请各小组根据你们设计的方
案,每组派两位同学来领取。器材领到后,就请同学们开始动手研究吧!
3.生研究,师进行指导订正。
三、汇报交流,评价质疑。
根据学生的实验发现,在汇报交流中随机进行。
预设1.学生发现水流对岩石的有破坏作用。
1.学生汇报实验发现。(由于岩石的变化是非常缓慢的过程,为了在短时间内能
清楚地看到这种变化,可以用软一点的粉笔头来代替岩石做这个实验。)学生发
现粉笔头的棱角变圆了。
思考:大自然的水流长时间的冲刷会使岩石变得怎样?
2. 学生概括总结,师进行提炼。
水流对岩石的冲击会改变岩石的形状。(板书)
预设2:温度的变化对岩石有破坏作用。
汇报交流:在实验中岩石有什么变化?说明了什么?
岩石受热时体积膨胀,由于岩石从表面到内部受热程度不一样,因此整块岩
石各部分的膨胀程度也就不同。当岩石受冷时,体积收缩,同样,由于从岩石表
面到岩石内部冷的程度不一样,整块岩石各部分收缩的程度也不同。时间长了,
岩石各部分总是胀缩不均匀,内部结构就会受到破坏,产生裂缝,甚至脱落下碎
四.总结概括,抽象提升。
1.引导思考:岩石为什么没有像鹅卵石那样圆滑?为什么岩石的变化很微小,没
有明显的裂缝,或者破碎呢?
2.在模拟实验中,岩石所受到的影响,和真实的自然界中岩石所受到的影响,有
什么不同?(同时作用、漫长时间、程度不同)
3.进一步丰富感性认知。播放视频资料
4.总结概念:现在,谁能说一说:自然界中哪些原因,经历的怎样的过程,让岩
石发生了怎样的变化?
引出风化的概念:岩石在自然界中,受到气温变化、植物生长、水流冲刷、风吹
日晒等因素的影响,会发生破碎,这种现象叫做风化。
五、巩固应用,拓展提高
我们祖国有许多著名的石刻和石雕,为了保护它们,减缓风化的进程,我们
可以采取哪些措施?如果感兴趣的话可以课下查阅有关资料,继续研究。
【使用说明】
1.教学反思。反思这节课我认为有以下亮点:
(1)激发了学生的探究欲望。
我把教学内容转化成具有潜在意义的问题情境,激发学生的探究欲望,从而把学生引入“矛盾--探究--发现--解决问题”的学习过程中来。
(2)给学生充分的探究时间,为探究结果的多样性提供了保证。
(3)猜想与自主探究是本节课设计和体现的方向和目标。学生通过小组合作亲自探究,亲身感受探究的乐趣,把学生与文本,文本与生活紧密和谐的结合在一起。
2.使用建议。在教学时可通过一些短片或图片资料来探究生物、风、地震、火山等对岩石破坏作用。
3.需破解的问题。对一些著名石刻、石雕作品的防风化措施的拓展教学该怎样实施?
【相关链接】
《课程标准科学教案》、青岛教学资源网。
范文二:课 时 教 案
课 题 授课时间
6 岩石的风化
2015.年 3 月 24 日
教案序号 课 型
1.能用简单的器材进行风化作用的简单实验。
教 学 目 的 要 求 ( 教 学 目 标 )
2.想知道道,爱提问,愿意合作交流。 3.知道岩石风化的主要原因,了解著名石雕物品的防风化措 施。
重点:知道岩石风化的主要原因。 难点:乐于用学到的科学知识服务于生活。
教 准 等 具 备
酒精,镊子,水槽,岩石 6 岩石的风化
板 书 设 计
知道岩石风 化的主要原 因。
知道岩石风化的主要原因,了解著名石雕物品的防风化措施。
教 学 过 程 (授 课 内 容
教师与学生活动)
学 生 活 动
我们知道岩石非常坚 思 考讨论 一激 情 导 入 硬,同学们想一想,岩 指名回答 石会破碎吗? 今天我们学习: 6 岩石的风化 会破碎 翻到再本 14 页 齐读课题 激起 学生 兴趣
1.温度对岩石有影响 做实验,找答案 吗? 二突 出 重 点 通过实验说明。 2.植物能使岩石破碎 吗?举例说明。 3.水能使岩石破碎吗? 举例说明。 4. 风吹日晒能使岩石 破碎吗?举例说吗。 5.什么叫风化? 6.岩石不断风化,最终 会变成什么? 会破碎。 根据 问题 自学 讨论 动手 实验 培养 学生 自学 能力
二突 破 难点 7.写出石雕石刻作品的 防风化的三条措施? 这节课你有什么收获? 还有什么地方不明白? 教师系统板书 同学们学得如何? 看测试题。基础训练 12-13 填空、判断。 小组讨论 准备发言 战胜 困难 培养 概括 能力 检查 效果
四课堂 小结
认真思考 积极发言
五当测 测试
据实回答 完成测试题 改正错误
六布置 作业
今天的作业是基础训练 12-13 页,合作探究, 拓展提升.
当堂完成 立即上交
提高 做题 速度
范文三:课题 课时 1
岩石的风化 课型 新授课
主备人 使用人
1.知识与技能:知道岩石风化的主要原因,了解著名石雕物品的防风 化措施。 教学 目标 2.过程与方法:体验科学探究中证据、逻辑推理的重要性,能用简单 器材进行风化作用的模拟实验。 3.情感态度与价值观:喜欢大胆想象,能对岩石的最终变化结果进行 合理推想,愿意合作与交流。 教学 重、难 点 教具 1、喜欢大胆想象,能对岩石的最终变化结果进行合理推想,愿意合作 与交流。 2、知道岩石风化的主要原因,了解著名石雕物品的防风化措施。 酒精灯、岩石、水槽、镊子、火柴、带盖的塑料瓶、水、石膏、绿豆等。 6 岩石的风化
岩石变化的原因: 板书 设计 风 化 气温变化 植物生长 水流冲刷 风吹日晒 一、创设情境,兴趣导入: 设情境,兴趣导入: 师: (出示:一块岩石)这是什么?它上万年前就是这 样吗?那上万年以后还会是这样吗? (学生自由回答) 师:在美丽的大自然中还有更多神奇的岩石,我们一起 来欣赏一下吧! (播放有关岩石的一些风光片) 师:欣赏后,你有什么想说的吗? (学生自由回答) 师:这么多美丽的岩石姿态万千,可是岩石怎么会变成 这样呢?是谁的作用使岩石发生了变化呢?大家小组讨论, 然后把岩石变化的原因画或者写在记录表中。 (生讨论交流师根据学生假设, 适时板书: 冷热、 水流、 风、火山、地震、雷电……) 岩 石 破 碎 修改与补充
二、合作交流,获得新知: 合作交流,获得新知: 师:大家真聪明,想到了这么多,现在再次开动你们聪 明的大脑想出办法来证明你的猜想吧! 研究一:水流对岩石的作用。 师:你们有办法模拟水流吗?怎么来研究水流对岩石的 作用呢?有需要注意的吗? 学生讨论实验方案。学生实验,教师提醒学生注意观察 并及时记录。 师:实验中,你观察到岩石有什么变化?实验现象能说 明什么?瓶中的岩石有没有变得像这块鹅卵石一样光滑圆 整呢?为什么呢? 生讨论交流。 研究二:冷热对岩石的作用。 师:刚才同学们还假设冷热作用对岩石变化有影响,你 们有什么办法来模拟研究吗? 学生小组讨论实验方法,并汇报讨论结果。 师:同学们,做这个实验的时候你认为应该注意什么? 生讨论实验注意事项并交流汇报,之后学生实验,教师 巡回,注意安全方面指导。 师:我们来交流一下大家的发现。这一现象说明了什 么? 学生汇报交流,师生小结。 研究三:生物对岩石的作用。 师:现在我们已经发现很多因素能使岩石发生改变了。 前几天,老师做了一个实验———向杯子里倒入石膏糊
,撒 上几粒绿豆,再倒入一些石膏糊,将结成块的石膏放入盛水 的盘子。同学们认为几天以后会有变化吗? 生猜想、讨论、交流。 师:同学们想不想自己动手做这个实验?你认为做这个 实验的时候应该注意什么? 学生讨论,并设计出种植方案,开始在石膏里动手种种 子,教师巡视指导。 师:现在能看到结果吗?为了让大家亲眼看到结果,我 们可一定要照顾好种子呀。 师小结:同学们,今天我们一起研究了使岩石发生变化 的原因。岩石在自然界当中,会受到气温变化、植物生长、
水流冲刷、风吹日晒等因素的影响,发生破碎,这种现象就 叫做风化。 师:想象一下,岩石不断地风化,最终会变成什么? 学生自由回答。 三、联系生活,巩固应用: 联系生活,巩固应用: 师:你知道的周围由于风化导致的岩石受损的地方有哪 些? 生自由回答。 四、课后查询,拓展延伸: 课后查询,拓展延伸: 师:我们这一个县城就有这么多受到风化影响的地方, 我们的祖国地方那么大,受到风化影响的地方更多,尤其是 一些珍贵的岩石文物更应得到保护,课下请查阅资料了解著 名石刻、石雕物品防风化措施。 课后反思
范文四:岩石风化
工力111 王郡珩
摘要:风化作用(又称侵蚀,风化)是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程风化作用可理解为岩石的物理和化学作用,而引起这些作用发生的风化因素统称为风化营力。风化作用的结果导致岩石的强度和稳定性的降低,对工程建筑条件起着不良影响。
关键词:化学风化,风化营力,岩石力学,风化程度 引言: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称为岩石风化,对建筑有极其严重的影响。
1. 岩石风化作用分类
物理风化作用:在地表或近地表条件下,岩石、矿物在原地表破碎而不改变其化学成分。
化学风化作用:地表或近地表条件下,产生化学反映生成新物质的过程。
生物风化作用:动物对岩石的破坏。
2. 岩石风化等级
3.岩石化学风化作用对全球碳循环的影响
全球碳循环中除了生物系统参与碳循环,岩石化学风化作用产生的化学物质,例如二氧化碳等等也会影响大气碳循环。岩石的风化过程对区域环境质量演化和生态系统结构具有重要的影响,风化侵蚀与沉积过程中所发生的碳交换和输送具有全球变化意义,也就是说,岩石的风化作用同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环,认识到这一点对于解决全球碳循环研究中的遗漏问题具有重要意义。
4.气候条件对岩石化学风化中稀土元素的影响
气候等自然地理背景条件直接控制着岩石的化学风化程
度,影响着其中稀土元素的迁移、分布和分异。通常认为,温暖的气候条件下稀土的活动能力更强,而且稀土元素间的分异程度也比干燥气候下更大。热带、亚热带湿润气候条 件下的物理、化学、水文和生物条件通常都有利于风化壳的发育,而且所形成风化壳的化学风化程度往往较高。长期强烈的风化淋溶和生物地球化学作用,容易使稀土元素发生活化迁移,在风化剖面内重新分布,甚至随地表水而流失;而且,稀土元素之间的分异也往往较为明。相反,寒冷干燥气 候条件下的风化壳中稀土含量和配分模式与母岩都更为接近。
5.干旱地区岩石风化主要是化学风化
风化作用与成岩成矿作用是一对矛盾的对立统一体。风 化作用主要是破坏岩(矿)石.成岩、成矿作用是形成岩(矿) 石。风化作用造成环境的污染.危害人类。成岩和成矿作用形成岩石,净化环境.造福于人类。近几十年来,由于大量矿山的开发和选冶.造成环境的严重污染.正日益影响人类的生存.已引起人们的广泛关注.因此.有关矿山环境的研究已成为地球化学研究的一个重要领域。目前的研究主要集中在含硫化物废石堆或尾矿风化过程中的动力学问题,矿物分解和元素溶解度的研究.此外.也有少部分人研究生物在岩石风化中的作用。风化作用对空气中co:的影响旧,风化过程中岩石颜色的变化.风化作用对地貌的影响.很少有人
探讨干旱地区化学风化对岩石的破坏作用.更没见到有关对比蒸发作用与淋漓作用对岩矿石风化影响的报道。但是.人们普遍认为干旱地区主要是物理风化.化学作用很弱。笔者通过蒸发与淋漓实验的对比研究.发现蒸发作用对岩石的破坏比淋漓作用更强烈。蒸发作用主要是化学反应.所以化学作用也是干旱地区岩石风化的主要因素。
6.风化作用与金属污染的关系
金属污染是环境污染研究中的主要问题之一。金属元素高背景地质体的自然释放或金属矿物的开采、冶炼和矿产品的加工、使用乃至有关废弃物的处理是导致环境污染的主要因素。风化作用是其中的重要环节。这些过程都受环境物理化学条件的制约。金属进入环境后的地球化学行为或环境行为也受环境物理化学条件的影响。因此,风化作用与金属污染密切相关。矿物、岩石向环境释放金属离子以及这些金属离子进入环境后的习性、行为是金属污染研究的重要内容。深入研究风化作用的机理、过程是深刻认识金属污染成因、效果和影响因素不可缺少的步骤,对治理、预防金属污染有重要意义。
结论:岩石的风化作用在各个方面都有极其重要的影响,犹其在地球环境的研究方面,随着科技的不断进步、发展,风化作用的参数有着越来越重要的地位,人类对其的研究也会越来越深入。
参考文献:《中国岩石风化作用所致的碳汇能力估算》作者:邱冬生,庄大方,胡云锋,姚锐
摘自:地球科学一一中国地质大学学报
《岩石风化程度特征指标的分析研究木》作者:李日运、吴林峰
摘自:岩石力学与工程学报
《化学风化作用中的稀土元素行为及其影响因素》作者:马英军,霍润科,徐志方,张 辉,刘丛强 摘自:地球科学进展
《论岩石的地质本质性及其岩石力学演绎》作者:王思敬
摘自:岩石力学与工程学报
《岩石风化与岩石化学成分的变化研究》作者:巫锡勇,罗 健,魏有仪
摘自:地质与勘探
《化学作用是干旱地区岩石风化的主要因素》作者:刘铁庚、叶霖、王兴理、潘自平
摘自:中国地质 《风化作用与金属污染讨论》作者:张辉 摘自:矿物岩石地球化学通报
范文五:岩石的风化
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。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,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。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。
6.岩石的风化 王丽·doc
【教学内容】 四年级下册第一单元第六课
【教学目标】
(1)学生通过老师提供岩石图片和实物,及自己搜集岩石变化的资料,了解岩石的风化现象,知道温度变化、水、空气、生物对岩石的破坏作用。
(2)能用简单器材进行风化作用的模拟实验,通过对岩石风化原因的探究,提高学生自行获取知识、自行研究的能力。
(3)知道岩石风化的主要原因,了解著名石雕物品的防风化措施,激发学生热爱大自然,探索大自然的兴趣。
【教学重难点】
教学重点:设计实验方案,能够根据现象初步认识自然界中岩石变化的原因。 教学难点:通过实验学生能对岩石的最终变化结果进行合理推想。
【教具、学具】
学生准备:观察自然界中山体岩石的特点;查阅资料,了解关于岩石变化的知识。
教师准备:
图片资料:各种环境中的岩石、教学课件。
酒精灯、镊子、烧杯、带盖玻璃杯、岩石、水槽、冷水、火柴。
【教学过程】
一、创设情景,提出问题
1.同学们,在大自然中有许多神秘、稀奇的事物。今天老师要带领同学们一起到大自然中走一走,看一看。(课件展示风化岩石:钟乳石、蘑菇石、鹅卵石、黄山奇石等岩石)同学们欣赏了这么多的美景,想跟老师说什么呀?(欣赏并说出有什么想法。)
2.生猜想与假设:
今天我们就一起走进科学来研究“岩石?”(板书:岩石)
(设计意图:教师通过图片使学生直观认识大自然中风化作用对岩石的破坏,激发学生学习兴趣,导入学习内容。)
二、小组学习,自主探究
1.岩石怎么会变成这样呢?是谁的作用让岩石发生了变化呢?
2.教师出示风化的岩石, 每一小组学生上前拿一块岩石回去仔细观察。你有什么发现?还有什么问题?把你们小组认为岩石变化的原因画一画或者写在记录表中。
观察记录表
4.学生观察记录,教师巡视。
5.教师:汇报一下你有什么发现?
6.归纳提问:岩石怎么会变成这样呢?是什么原因让岩石发生了这样变化? 生讨论交流。
教师根据学生的回答进行概括总结并板书: 温度、生物、水流、风、火山、地震,,,,
(设计意图:教师指导学生小组合作探究学习活动,创设学习氛围,引导学生大胆猜想,在此基础上进行验证性探究实验,认识岩石风化的原因。)
三、汇报交流,评价质疑。
根据学生的实验发现,在汇报交流中随机进行。
预设1. 引导学生设计实验研究水流对岩石的影响
师:同学们说了这么多使岩石变化的因素,你们能用科学的方法来验证你们的说法吗?我们先来研究水流对岩石的影响。
1.小组内讨论:你们将设计怎样的科学实验方法来验证?
2.学生汇报实验方法。师生共同修正实验方案。
3.老师根据同学们的方案给予引导和概括。
由于岩石的变化是非常缓慢的过程,为了在短时间内能清晰的看到这种变化,引导学生用软一点的粉笔头来代替岩石做这个实验。
4.学生分组实验研究(师参与活动并适时指导。)
5.汇报实验现象。
6.思考:通过这个实验说明了什么?
师引导学生总结:说明流水对岩石的冲击会改变岩石的模样,但是需要很长的时期。
预设2.引导学生认识温度对岩石的影响。
1.通过实验我们知道了水流的作用可以使岩石发生变化,温度的变化对岩石有什么影响呢?请同学们在小组内讨论你们将设计怎样的科学方法验证?
2.学生讨论、汇报实验方法。师生共同修正实验方法。
3.老师根据同学们的方案给予引导,
课件出示实验注意事项。
4.学生根据方案进行实验。
5.学生汇报实验发现。
课件:岩石由白天和夜晚的冷热差别造成岩石变化的录像。
思考:通过这个实验你有什么发现?你想到了什么?
生交流汇报。
6.师介绍其他影响:
植物生长、雨水、风、人为破坏(环境教育)
课件出示相关图片:
(南京地校P78图4~2、图4~4
根劈作用寒裂风化
(设计意图:重点指导学生认识温差变化、雨水、植物三个方面对岩石的物理破坏作用,而对于雨水、植物对岩石的化学破坏作用尽可能不要涉及。让学生通过猜想,模拟实验,推想岩石的变化最终结果,由此推想出地球上土壤原来是岩石风化造成的。培养学生的实验能力、类比推理能力。)
四.总结概括,抽象提升
1.通过本节课的学习你有什么收获?
2.小结:课件出示风化定义。板书:课题中的风化
师:一般情况下这些因素不是单一起作用,它们在同时起作用。岩石的风化现象需要很长时间才能显现出来。
(设计意图:培养学生总结概括的能力和表达能力。)
五、巩固应用,拓展提高
1、亿万年后,地球上是不是只有土壤而没有了岩石?
2、风化不但会改变岩石的模样,对我们的历史文物的破坏也很大。让我们再来看看这些精美的石雕,正在遭受风化的侵袭(课件展示:云岗石窟石雕破损)它们是山西省大同市云岗石窟中的石雕,距今已有1500多年的历史,是著名的世界文化遗产。可是由于风化的影响,有些地方的破损已经很严重。现在世界各国都在想尽一切办法来保护石雕物品。
3、(课件出示人类对埃及金字塔等古老岩石建筑及相关石刻作品防风化的措施处理方法)我们的祖国地方那么大,受到风化影响的地方很多,尤其是一些珍贵的岩石文物更应得到保护,研究,你们能想出好方法,保护它吗?
(1)生交流防风化措施
(2)请同学们在课后继续查阅一些相关的资料,或者实地考察一下,做一份“预防风化的手抄报”,或者记下你的发现和想法。
(设计意图:使学生对岩石的风化有更全面的认识,丰富学生视野,关注岩石风化有关研究,将课堂探究活动拓展至课后,关心科学、社会生活之间的关系。)
六、板书设计:
6岩石的风化
猜想、推理 【使用说明】
1.教学反思:
(1) 激发了学生的探究欲望。在课的开始,我先让学生观察自然界岩石风化的奇特景观图片,激发学生的兴趣,然后给每组同学一块风化的岩石,让他们观察说出风化岩石的特点:很疏松,很轻、能浮在水面上,表面有泥沙,有植物。岩石破碎
通过对两块岩石的比较,不用教师说一句话,许多同学提出了自己的疑问:岩石怎么会变成这样?岩石怎么会这么疏松,手一碰,就会剥落下来?岩石怎么会有这么多小洞洞?一个个问题激发了学生强烈的探究欲望。
(2)应用探究成果。
人们获取知识的目的不是简单的累加知识,而是要学会应用知识解决问题。本课在探究了岩石风化的原因后,有学生向老师和同学提出了值得思考的问题:亿万年后,地球上是不是只有土壤而没有了岩石?这说明学生在解决了课堂中的问题后,把目光关注到更为广阔的大自然。并能够试着用刚刚获得的知识去解释一些现象。我在欣喜之余,把这个问题抛给了他们。让学生在解决了课堂中的问题后,带着更多更深的问题走出教室,在课外应用课堂中的方法进行自我探究。
2.使用建议:为了增强实验效果试验时,应选择体积较小的石灰岩,页岩来试验。
3.学要破解的问题:如何处理好学生的自主探究和教师的指导之间的关系,需要我们进一步实践与思考。
【相关链接】
《小学科学课程标准》、小学科学网()、市级优秀教案。
峄城区古邵镇坊上小学
范文七:《岩石的风化》课堂教学诊断分析报告
一、现场观察的背景
二、背景分析与教学设想
1、教学内容:
《岩石的风化》一课以岩石的风化为材料,指导学生了解风化作用。它由两部分内容组成,第一部分了解岩石的风化现象;第二部分探究岩石产生风化现象的原因和风化作用的产物。
2、教学目标:
(1)使学生了解岩石的风化现象,知道温度变化、水、空气、生物对岩石的破坏作用。
(2)通过对岩石风化原因的探究,提高学生自行获取知识、自行研究的能力。
(3)使学生感受到探究的乐趣并了解物体是在不断变化的,渗透一种发展、辨证的观点。
3、教学设计:
建构主义学习理论认为,学习是获得知识的过程,知识是由学习者在一定的情境下借助其他人(包括教师和同学)利用必要的学习资料,通过意义建构的方法获得的。在这个过程中,学生是信息加工、意义建构的主体,而教师则是意义建构的帮助者和促进者。结合本课教学的实际,在选择教学方法时努力做到以下三点:第一,让学生自主探究。中国古代的教育家荀子,将学习视为一个“闻——见——知
——行”的活动过程,强调“行”的作用。“行之,明也”。《科学课程标准》也指出“探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式”强调科学学习要以探究为核心。课堂上让学生在发现问题、验证假设、尝试解决问题的过程中经历成功或失败。第二,重视小组合作。在探究过程中,学习任务主要是通过学生自主探索和协作学习完成的,按照学生对探究主题的兴趣进行分组,由小组成员共同完成一个课题。在探究中使学生之间有一个互教互学,彼此交流的过程。第三,“不悱不启,不愤不发”——在学生需要指导的时候才进行适当的,有针对性的帮助。从研究内容的确定和研究方法的选择,给他们充分的自由。
三、教学过程
四、课后反思
1、 成功方面
激发了学生的探究欲望。
现代教学论指出,从本质上讲,感知不是学习产生的根本原因,产生学习的根本原因是问题。没有问题,也就难以诱发和激起求知欲望。因此教师要善于把教学内容转换成具有潜在意义的问题情境,在学生思维的最近发展区创设情境,提出问题,引起矛盾冲突,使学生原有的认知结构与新知内容之间产生一种“不协调”,激发学生探究的欲望,从而把学生引入“矛盾——探究——发现——解决问题”的学习过程中来。
在课的开始,我先让学生观察一块普通的岩石,了解这块岩石的基本特点:重,很硬,非常结实。然后给每组同学一块风化的岩石,让他们观察说出风化岩石的特点:很疏松,很轻、能浮在水面上,表面有泥沙,有植物。通过对两块岩石的比较,不用教师说一句话,许多同学提出了自己的疑问:为什么同样是岩石,风化后这么轻,且能浮在水面上?岩石怎么会这么疏松,手一碰,就会剥落下来?岩石怎么会有这么多小洞洞?一个个问题激发了学生强烈的探究欲望。
(2)给学生充裕的探究时间。
“探究”是一个比较复杂的认识过程,它不是一个简单地验证某个事物或结论而是要从具体的客观事物中,通过自己的观察、实验、讨论等多种活动发现事实,像科学家那样“真刀真枪”地“搞”出材
料中所蕴含的意义来。这个过程不是三、五分钟所能解决的。在科学课教学中,要给每个学生充足的探究时间,让他们能从头到尾观察、实验几遍。有时间从容地想一想,自己发现了什么?还有什么疑问。只有这样,学生才能有所发现,有所提高,有所收获。在本课中,我的教学设计如下:1、认识风化的岩石,提出研究的问题。2、自我探究风化原因。3、应用新知解决问题。根据课后录像统计:在整节课中,学生学习用时36’48”, 教师讲解时间只用了2’36”。学生有两次独立观察和探究的时间。第一次是观察风化的岩石,用时4’47”,占总用时的11.6%。第二次是探究岩石风化的原因,用时13’,占总用时的31.6%。使每一个同学都有充裕的时间去感知,去探索。这也为探究结果的多样性提供了保证。
探究形式的多样性。
探究是一个发现问题和解决问题的过程。在自然科学中实验是解决问题的一种手段,但不是唯一的手段。在以往的课堂中,我们经常会听到这样的一些对话,当学生提出了一些解决问题的假设后,师:“这是不是结论?”生:“不是”。师:“怎么办?”生:“实验”。把验证假设的途径固定在单一的“实验”上。这是不正确的。在本课中,学生提出 了多种验证假设的方法:实验、查资料、问老师、上网,,,,。在学生实际的探究过程中也呈现了这样的多样性。通过实验验证温度对岩石破坏作用的有9组;查资料(包括看录像)的2组;上网的有3组。在实验的9个小组中,有用煤炉给岩石加热的,有用电炉加热,有用酒精灯加热,甚至有同学在石头上滴上了盐酸后再进行加热。课
堂上有聚在电脑前小声讨论的,有不声不响查课外书做笔记的,有跑前跑后用不同种方法加热的,也有东瞧瞧西看看的同学。但每个同学的脸上都洋溢着轻松与喜悦。
(4)应用探究成果。
人们获取知识的目的不是简单的累加知识,而是要学会应用知识解决问题。本课在探究了岩石风化的原因后,有学生向老师和同学提出了“亿万年后的香山会有什么变化?”这样一个很开放的问题。还有一个同学提了一个更有价值和更值得思考的问题:亿万年后,地球上是不是只有土壤而没有了岩石?这说明学生在解决了课堂中的问题后,把目光关注到更为广阔的大自然。并能够试着用刚刚获得的知识去解释一些现象。我在欣喜之余,把这两个问题抛给了他们。让学生在解决了课堂中的问题后,带着更多更深的问题走出教室,在课外应用课堂中的方法进行自我探究。
2、 需要进一步探讨的问题。
课堂提问。
课堂提问反映了教师的教学思想和调控课堂教学的水平。在上课前,自己的教案上标明的教师提问有15次,但在课后的统计中却有提问52次。那么这30多次提问是怎么多出来的呢?通过课堂实录发现:一是习惯性的教学语言:“是不是?”“好不好?”这样无意义的发问有6次,占总提问的11.5%。二是重复自己的问题,有3 次,占5.7%。三是追问,有8次,占15%。四是将一个主问题分解为多个辅助问题。如探究生物对岩石的风化作用时,教师把它分解为1、
穿山甲有什么本领?2、哪些动物也有这样的本领?3、树为什么能长在悬崖峭壁上?这样3个小问题。
提问主要集中在观察、实验结束后的研讨交流阶段。共提问题38个,占总提问的73%。造成这种现象的原因,主要有这么几个方面:一是平时缺少这么长时间的探究经历,学生接受任务后不知所措,所以教师指导性的提问居多;二是我们的学生能够想得很多,但在汇报的过程中不能把想的内容充分的表述出来,教师引导性的提问较多。致使课堂上大问题内包含了为数不少的小问题。
提问数量的增加,减少了学生思考的时间。提问后,没停顿或停顿不足3秒的有26次,占50%。提问数量的增加,提高了教师的语言频次。使教师的语言次数达到了71次。挤压了学生思考的空间,不利于培养学生的创造性思维。
探究中教师的指导问题
受40分钟要达到教学目标的限制,教师一般只选择相对简单的探究方式,并进行相应的辅导,即实行“先指导,后探究”的方式。但指导后的探究有时呈现单一的思考方式。这与探究的本质是有一定距离的。在本课中,我想先不指导,让学生自己探究。在探究中碰到问题后再进行有针对性的、必要的指导。争取达到“不愤不启,不悱不发”的境界。但是在实际的教学过程中,还是有很多不如意的地方:一是学生实验操作不规范,甚至带有危险性。如学生把滴上盐酸的岩石在酒精灯上加热。虽然加快了分解的速度,但刺鼻的气味使很多学生都捂住了鼻子,损害了他们的健康。二是影响了实验的成功率。“温
度对岩石风化的影响”这个实验,为了创设一个真实的探究环境,我放弃了过去经常使用的玻璃,而选用了和风化的岩石来自同一座山丘的未经风化的石块。这增加了实验的难度。结果选择酒精灯加热的同学大多失败了,而选择煤炉加热的小组都获得了成功。如何处理好学生的自主探究和教师的指导之间的关系,需要我们进一步实践与思考。
范文八:《岩石的风化》教学设计
教学内容:青岛出版社四年级下册科学第六课《岩石的风化》 教学目标:
1、体验科学探究重证据,逻辑推理能力的重要性。
2、能用简单器材进行风化作用的模拟实验。
情感、态度与价值观
喜欢想象,能对岩石的最终变化结果进行合理推想,愿意合作与交流。 科学知识
1、知道岩石风化的主要原因。
2、理解著名石雕物品的防风化措施。
教学重点:通过模拟实验,验证冷热变化、流水、植物等对岩石的影响。 教学难点:根据模拟实验中的现象,想象并初步解释自然界中岩石变化的原因。
教学准备:
分组器材:
1、风化的岩石若干块
2、小的岩石块、酒精灯、镊子、烧杯、凉水
3、带盖塑料瓶、碎砖块(蒸发皿)、水
塑料培养皿(汇报时盛放碎砖块,在实物展台)
4、实验记录单
教师演示:
1、未风化的一块坚硬的岩石、锤子
2、课件(有关岩石风化的图片或视频资料)
3、石膏面、水、纸杯、小勺子、筷子、盘子、黄豆
(课前准备)实验结果展示
一、创设情境,形成认知冲突,提出问题。
1、谈话:看老师给大家带来了什么?(出示一块岩石)
谁来用这把锤子来敲一敲,告诉大家有什么感受。(坚硬)
2、形成认知冲突:
⑴呈现典型材料,初步形成认知冲突:每一小组的抽屉里也有一块岩石(风化的岩石),拿出来仔细观察。你有什么发现?(表面有洞;非常疏松,稍微一碰就会脱落下来……)
⑵教师过渡:岩石本身是很坚硬的,除非我们用很大的外力,比如用锤子敲,否则它们不会轻易破碎。这些岩石怎么这么脆弱呢?其实,在大自然中,也有一些这样的情景。
⑶丰富感性认知,加深认知冲突:播放图片(山上的岩石都布满了裂缝,一块巨石被分割成四五块,山脚下堆积着碎石和沙,河道和海滩上的岩石都是圆圆的很光滑,岩石缝里长出了树……)
⑷提出问题:你们看到过这样的情景吗?你有什么问题想提出来吗? (为什么这些岩石会破碎?什么原因使这些岩石破碎的?)
学生小组讨论,把自己或小组的观点记录下来。讨论完毕,学生交流,教师根据学生的回答进行概括总结。)
【图片揭示了自然界中引起岩石风化的几种力量:水、风、植物等。可以为学生的交流、谈话提供有益的启迪。通过观察、讨论,学生们可以明白大自然中各种岩石,不同环境中的岩石在形态上是不一样的,即使是同一环境中的岩石也有微笑的差别,因为岩石是在不断地变化的。】
二、探究活动
(一)猜想岩石风化的原因(主要三方面:温差、流水、植物)
1、猜想:自然界中哪些原因会对岩石产生这么大的影响呢,让岩石破
2、汇报交流。教师梳理:温差、流水、植物……
注意:重点培养学生的推理和想象能力。每个原因都要指导学生进行充分的合理的推想,让每个孩子真正从心里认同。
(二)设计模拟实验
大家的猜想很有道理,可是科学是讲事实讲证据的,怎么办?(实验)我们就来设计一个实验,来模拟一下自然界中 “流水、温差”对岩石的影响。
1、学生设计实验方案。
2、全班汇报交流,教师梳理引导。强调两点:岩石的变化;反复多次;
(三)分组进行模拟实验,验证岩石风化的原因
1、分组实验,完成实验记录单
2、汇报交流:在实验中观察到什么现象?
从实验中你得到什么结论?
3、加强反思整理,引发深入思考。
思考:在模拟实验中,岩石所受到的影响,和真实的自然界中岩石所受到的影响,
完全一样吗?有什么不同?(同时作用、漫长时间)
引导:还有什么原因会对岩石造成这么的影响,让岩石破碎?(其他因素)
机动:时间允许的话,可以处理“植物”对岩石的影响。(教师演示实验)
4、进一步丰富感性认知。(老师还给大家带来了一段视频资料。)
5、风化的概念:
⑴现在,谁能说一说:自然界中哪些原因会让岩石破碎呢?
⑵风化的概念:岩石在自然界中,受到气温变化、植物生长、水流冲刷、风吹日晒等因素的影响,会发生破碎,这种现象叫做风化。
三、知识应用,拓展延伸。
1、课件播放图片:各种奇特的岩石造型
⑴由于岩石的风化作用,也形成了许多美丽奇特的岩石造型。 ⑵让我们一起来欣赏一下吧。
2、请你猜想一下:经过几千万年后,这些岩石造型会有什么变化?
3、课下延伸:(是啊多可惜啊)我们祖国有许多著名的石刻和石雕,为了保护它们,减缓风化的进程,我们可以采取哪些措施?如果感兴趣的话可以课下查阅有关资料,继续研究。
教后反思;
1. 成功方面
(1)激发了学生的探究欲望。
现代教学论指出,从本质上讲,感知不是学习产生的根本原因,产生学习的根本原因是问题。没有问题,也就难以诱发和激起求知欲望。因此教师要善于把教学内容转换成具有潜在意义的问题情境,在学生思维的最近发展区创设情境,提出问题,引起矛盾冲突,使学生原有的认知结构与新知内容之间产生一种“不协调”,激发学生探究的欲望,从而把学生引入“矛盾——探究——发现——解决问题”的学习过程中来。
在课的开始,我先让学生观察一块普通的岩石,了解这块岩石的基本特点:重,很硬,非常结实。然后给每组同学一块风化的岩石,让他们观察说出风化岩石的特点:很疏松,很轻、能浮在水面上,表面有泥沙,有植物。通过对两块岩石的比较,不用教师说一句话,许多同学提出了自己的疑问:为什么同样是岩石,风化后这么轻,且能浮在水面上?岩石怎么会这么疏松,手一碰,就会剥落下来?岩石怎么会有这么多小洞洞?一个个问题激发了学生强烈的探究欲望。
(2) 给学生充裕的探究时间。
“探究”是一个比较复杂的认识过程,它不是一个简单地验证某个事物或结论而是要从具体的客观事物中,通过自己的观察、实验、讨论等多种活动发现事实,像科学家那样“真刀真枪”地“搞”出材料中所蕴含的意义来。这个过程不是三、五分钟所能解决的。在常识
教学中,要给每个学生充足的探究时间,让他们能从头到尾观察、实验几遍。有时间从容地想一想,自己发现了什么?还有什么疑问。只有这样,学生才能有所发现,有所提高,有所收获。在本课中,我的教学设计如下:1、认识风化的岩石,提出研究的问题。2、自我探究风化原因。3、应用新知解决问题。
(3)探究形式的多样性。
探究是一个发现问题和解决问题的过程。在自然科学中实验是解决问题的一种手段,但不是唯一的手段。在以往的课堂中,我们经常会听到这样的一些对话,当学生提出了一些解决问题的假设后,师:“这是不是结论?”生:“不是”。师:“怎么办?”生:“实验”。把验证假设的途径固定在单一的“实验”上。这是不正确的。在本课中,学生提出 了多种验证假设的方法:实验、查资料、问老师、上网,,,,。
(4)应用探究成果。
人们获取知识的目的不是简单的累加知识,而是要学会应用知识解决问题。本课在探究了岩石风化的原因后,有学生向老师和同学提出了“亿万年后的蒙山会有什么变化?”这样一个很开放的问题。还有一个同学提了一个更有价值和更值得思考的问题:亿万年后,地球上是不是只有土壤而没有了岩石?这说明学生在解决了课堂中的问题后,把目光关注到更为广阔的大自然。并能够试着用刚刚获得的知识去解释一些现象。我在欣喜之余,把这两个问题抛给了他们。让学生在解决了课堂中的问题后,带着更多更深的问题走出教室,在课外应用课堂中的方法进行自我探究。
2.待解决的问题。
课堂提问。
课堂提问反映了教师的教学思想和调控课堂教学的水平。在上课前,自己的教案上标明的教师提问有15次,但在课堂中的提问次数大大多于15次。
提问主要集中在观察、实验结束后的研讨交流阶段。造成这种现象的原因,主要有这么几个方面:一是平时缺少这么长时间的探究经历,学生接受任务后不知所措,所以教师指导性的提问居多;二是我们的学生能够想得很多,但在汇报的过程中不能把想的内容充分的表述出来,教师引导性的提问较多。致使课堂上大问题内包含了为数不少的小问题。提问数量的增加,减少了学生思考的时间。挤压了学生思考的空间,不利于培养学生的创造性思维。
班级:10土木
姓名:赵小建
院系:交通与工程系
摘要:岩石风化是一种常见的地质现象。岩石风化是指位于地壳表面的或接近于地面的坚硬岩石经受风、电、大气降水和温度等大气营力以及生物活动等影响,使岩石发生破碎或成分变化。风化作用会导致岩石的稳定性和强度降低,由紧密地大体积的块状转化为小颗粒状的粉尘或颗粒,通过风力、水力的搬运作用抵达各地,对当地环境情况产生影响。 Abstract: Rock weathering is an common geolgoical phenomenon.Rock weathering refers to the surface of the earth's crust is located in or close to the ground through hard rock air, electricity, precipitation and temperature, air force and biological activities camp affect rock produce broken or
and the decrease of strength, large volume by closely the lump into small granular dust or particles, through the wind, hydraulic handling role all arrived, influenced by the local environment. 关键词:岩石风化,风化带,风化因素,防止岩石风化
岩石风化(Rock weathering)
按照风化营力来分,风化作用可分为物理风化、化学风化和生物风化三类。岩石风化是风化的一个类型,岩石在各种风化营力作用下,所发生的物理和化学变化的过程称为岩石风化。岩石风化是使原来的母性岩性质改变,最终形成风化程度不同的风化岩。岩石的风化一般是由表及里,所以地表部分受岩石风化作用的往往是最显著的,而岩石的物理
性质也因风化剖面的深度不同存在着明显的差异。根据岩石风化程度的深浅不同,可将风化剖面自下而上分为全风化带、强风化带、弱风化带和微风化带。
岩石风化带(Weathered zone)及其特点
影响岩石风化的因素
影响风化作用速度的因素主要有气候、地形和地质因素。
一、气候因素:影象风化作用的气候因素主要指降水量与温度。降水量丰富且水循环快的地区有利于化学风化的进行;而温度则影象化学反应的速度,水中游离氧的含量和水的离解度随温度增高而加大,水中CO2含量虽随 温度增高而减少,但温度增高十度,反应速度却加快一倍,因此,氧化作用和水溶液的作用都随温度增高而加快,有利于化学风化作用的进行。而且,气候控制着数量和类型,它们对风化作用产生各不相同的影象。
地球气候的分带性决定了风化作用速度及其产物类型的分带性。
二、地形因素:
在相对高程很大的中低纬度山区,可以看到不同高程上有不同的气候带因而有不同类型的风化作用。
地形陡缓的不同,风化作用也不同。陡坡地下水位低,植被稀少,物理风化相对强烈,产物不易保留,未风化岩石不断暴露接收风化;缓坡平地化学风化和生物风化相对强烈,矿物分解彻底,风化产物残留原地,母岩被覆盖,不利于物理风化,最后形成大量粘土和残余矿床。
坡向也有影象,中低纬度阳坡昼夜温差大,冰冻风化比阴坡强烈,以至阳坡比阴坡更凹凸不平。
三地质因素:主要有岩石的矿物成分、岩石结构构造和构造运动的影响。
四、其他因素:
强烈上升期:风化速度快,风化壳厚度不大
稳定期:风化彻底,风化壳厚度大
人类活动:人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等
物理风化(Physical weathering)
物理风化作用是指由于温度变化、水的冻融、盐类结晶、植物根劈等力的作用下,引起岩石的机械破坏,而不伴随的化学成分和矿物成分明显变化的现象。其中温度变化是影响岩石物理风化作用的主要因素,由于产生温差使岩石膨胀和收缩交替变化,久而久知引起岩石破裂。
在寒冷地区,影响物理风化的主要因素是冰劈作用,由于昼夜温度变化较大,石材内和外表的水分在石材的孔洞、缝隙、装饰缝、安装缝之间交替冻结—融化—再冻结—再融化,由于水与冰的膨胀与收缩力反复进行,终造成石材表面和近表面的结构松动与裂隙,使石材碎裂。
这种破裂只是使岩石有大块变成小块,由小块变成沙和细粉,最终成为岩土。岩石破碎成块,晶体间的连接削弱。机械侵蚀率和化学风化率是决定岩性的主要因素,地势与径流影响了河流颗粒物的输送,而径流和气候则对河流溶解离子的输送影响较大。
最终岩石碎块经过沉积作用影响当地地质与环境。
物理风化其结果既破坏了岩石的结构构造,降低了岩石的强度,又为化学风化开了方便之门。
化学风化(Chemical weathering)
化学风化是指岩石在水和个中水溶液的化学作用和有机体的生物化学作用下所引起的破坏过程,如:空气中的二氧化碳和水气反应生成碳酸,能溶蚀石灰岩。化学风化作用可使岩石硬度减弱、密度变小或体
积膨胀,从而促使岩石分解化学风化分为水化作用、氧化作用、水解作用和溶解作用。其中在水解作用当中会产生大量的二氧化碳。
化学风化从岩块内不同空间位置的水力有效空隙向三维空间扩展,决定了细观尺度上化学风化的非连续性。矿物溶解是在晶体中具有过剩表面能的缺陷位置优先发生的,因而具有显著的微观非连续性。由于非连续特性,化学风化可增大水岩界面,提升矿物溶解反应的规模及速率。化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊,反演气候及环境的重要纽带。岩石风化作用也同时参与了短时间尺度和长时间尺度的全球碳循环,这对于全球碳循环研究,全球变化研究有重要意义,不仅可以部分的解决“遗漏汇”的问题,还能为完善碳循环模型做出贡献。
化学风化也影响着河流江系,化学风化一般通过风力和水力从土壤和岩石中搬运出的固体相中,一般用河水中的悬浮物来代表硅酸盐岩风化的残留部分,快速的岩石抬升强烈的季风降水引起了物理侵蚀的加强,并导致了高化学风化率。
生物风化(Biochemical weathering)
生物风化是指岩石在动、植物以及微生物影响下所起的破坏作用。生物风化又分为物理方式与化学方式两种方式,生物通过生命活动的粘着、穿插和剥离等机械活动使矿物颗粒分解,被认为是生物物理风化作用;生物通过自身分泌及死后遗体析出的酸等物质对岩石的腐蚀称为生物化学风化。一方面生物风化引起掩饰的机械破坏,另一方面植物分泌的有机酸也可使岩石分解破坏。生物化学风化作用表现在生物的新陈代谢。其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。在经过生物风化之后,所产生的各类酸中所携带的二氧化碳又释放出来。而生物风化也成为了侵蚀乐山大佛的主要因素之一,各种细菌、真菌和地衣等微生物,通常以群落等形式覆盖在佛体岩石的表面,由于它们能分泌使岩石风化的腐蚀剂,所以加速了大佛的风化。
生物风化作用机理及在生物作用下矿物的演化序列的研究,对于揭示土壤形成、化学元素循环规律、全球环境变化有着极其重要的意义。 工程常用的防止岩石风化的方法
由于岩石风化作用能降低岩石的强度,影响边坡及建筑物地基的稳定,因此,在工程上常需要采取措施来防止岩石的风化。常用的方法有三种:
(1)覆盖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,加强排水。
第一种办法可以起到隔绝作用。如要防止水和空气侵入岩石,可用沥青、三合土、粘土以及喷水泥浆或石砌护墙来覆盖岩石表面。施工时先将岩石表面已风化的部分清除,然后在新鲜面上进行覆盖。如要防止温度变化,可以铺一层粘土或砂,其厚度应超过年温度影响深度5~10cm。
第二种方法能提高地基的强度和稳定性。水泥、水玻璃、沥青和粘土浆是封闭和胶结岩石裂缝的好材料,但是,多半需要施加压力才可灌入。
第三种方法主要是以防为主的方法。水是风化作用的活跃因素之一,隔绝水就能减弱岩石的风化速度。
岩石的风化速度一般发展比较缓慢,但是对于容易风化的岩石如页岩、泥岩及片岩等在敞开期限较长的情况下(如大型基坑、道路深堑及矿井等),就必须注意岩石的风化速度。如果发现岩石风化速度较快,就应该通过敞露的探槽进行观察,考虑采取保护基坑或矿井免受风化破坏的措施。有时也可特意不将基坑或路堑底部挖至所设计的深度,直到封闭基坑的施工前才挖。
岩石风化是一种常见的地质现象。岩石风化作用能降低岩石的强度,影响边坡及建筑物地基的稳定。地壳上部的岩土层遭受着各种的内外动力地质作用以及人类工程活动等因素作用的影响,造就了各种各样的地质现象。
参考文献:
(1)李晶莹
《流域盆地的风化作用与全球气候变化》
《中国岩石风化对大气CO_2的汇效应研究》
(3)吴卫华
河流水化学与化学风化》
(4) 徐则民 黄润秋 唐正光 费维水
《岩体化学风化的非连续性及其科学意义》
(5)百度文库
(6)课本 《工程地质》
范文十:请大家来谈谈基岩风化程度的划分依据
1沿海花岗岩地区分带明显且厚度大,具备定量划分的条件,其他岩性不好说
2用标贯可确定。
n 30残积土,30 =n= 50全风化,n 50强风化
楼上给出的老岩土规范的划分标准,而且不修正的,实践中看,n 50不修正作为强风化上限多数是土状的东西
用标贯是不准确的,有两个方面:1、标贯操作有误差,工作人员一般不热心打标贯。2, 是标贯超过20米(有的说是25米),标贯数据误差比较大,通过修正也不能完全反应地层情况。 3根据钻孔用肉眼判定岩层的风化程度,各个行业应该是一致的。如果岩芯呈土状或土柱状,或者大部分呈土状或土柱状,手可搓碎,即可判定是全风化。如果岩芯大部分呈块状、碎块状,手不可掰开,或者用力才能掰开,锤击声闷,即可判定为强风化。若岩芯颜色新鲜,很少矿物质,多呈柱状,锤击声脆,即可判定是弱风化或微风化。
4我想各个地质区域的岩性其划分条件是不一样的,比如花岗岩就可以用力学指标去判定,其它的大多数还是以经验判定。主要还是根据各类岩石岩性,其风化后所表现出的各种特征来判定。我在江西南昌,以泥质粉砂岩为主,其强风化就表现出泥土状及碎片状,强度很低,手可折断;中风化,裂隙较发育,层面多见Fe、Me质,而且泥质成分肉眼就可感觉偏多;余下划分的基本就需靠岩石强度去调整了。
5岩体风化程度划分分 级
岩体组织结构的变化及破碎情况
矿物成分的变化情况
物理力学特征的变化
颜色已全改变光泽消失
组织结构己完全破坏,呈松散状或仅外观保持原岩状态,用手可折断,捏碎
除石英晶粒外,其余矿物大部分风化变质,形成次生矿物
浸水崩解,与松软土体的特性近似
颜色改变,唯岩块的断口中心尚保持原有颜色
外观具原岩组织结构,但裂隙发育,岩体呈干砌块石状,岩块上裂纹密布,疏松易碎
易风化矿物均已风化变质形成风化次生矿物,其他矿物仍部分保持原矿物特征
物理力学性质显著减弱,具有莱些半坚硬岩石的特性,变形模量小,承载强度低
表面和沿节理面大部变色,但断口仍保持新鲜岩石特点
组织结构大部完好,但风化裂隙发育,裂隙面风化剧烈
沿节理裂隙面出现次生风化矿物
物理力学性质减弱,岩体的软化系数与承载强度变小
发声不够清脆
沿节理面略有变色
组织结构未变,除构造节理外,一般风化裂隙不易察觉
矿物组织未变,仅沿节理面有时有铁、锰质渲染
物理性质几乎不变,力学强度略有减弱
6判断基岩风化程度主要有定性、定量的方法。例如野外经验法,即根据颜色、采取率、节理发育情况、断口、锤击声并根据工程经验、地区经验综合判断,另可根据波速测试成果采用定量方法进行判断。对全风化和强风化还可辅之以标贯、动探等手段。总之,风化程度判别与个人经验关系很大,应尽量采取多手段综合判别。
7对于沿海花岗岩地区,定量划分有很重要的实践意义,花岗岩地区一般多层建筑桩尖持力层可能选择在残积层下部,在这种地区搞过工勘就知道,有时残积层厚度很大,上下部强度差异也很大,承载力可能相差一倍;还有一点,强风化在这些地区一般按标贯N 50来划分,基本是土状的东西,但PHC管桩采取静压法施工时就会发现进入该层后沉桩就明显困难,很大可能进入不了碎石状强风化层,一味按定性划分会造成地层强度变异性过大,一个你推荐的持力层明显不合理。

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