工程地質(zhì)學(xué)課件(地質(zhì)大學(xué)學(xué)長(zhǎng)推薦)

1、圖由圖可看出 土是由固體顆粒、液體、水三部分組成散粒結(jié)構(gòu)緊密結(jié)構(gòu)松散結(jié)構(gòu)團(tuán)聚結(jié)構(gòu)團(tuán)聚結(jié)構(gòu)蜂窩狀結(jié)構(gòu)絮裝結(jié)構(gòu)非均粒集合體結(jié)構(gòu)土的工程分類土的工程分類碎石土砂土粘性土人工填土巖石三相草圖掃描1、土中固體顆粒的比重（、土中固體顆粒的比重（G）土顆粒的重量與同體積土顆粒的重量與同體積4C的蒸餾水的重量比的蒸餾水的重量比1111)4(4vgCvgCGw）水容重（量固體顆粒的單位體積重2、容重（、容重（）（1）天然容重）天然容重天然狀態(tài)下單位體積土的重量叫做天然容重，簡(jiǎn)稱容重天然狀態(tài)下單位體積土的重量叫做天然容重，簡(jiǎn)稱容重（2）干容重）干容重假想土處于無(wú)水的二相狀態(tài)時(shí)的單位體積重量假想土處于無(wú)水的二相狀態(tài)

2、時(shí)的單位體積重量（3）飽和容重）飽和容重土中孔隙全為水所充滿時(shí)的單位體積重量土中孔隙全為水所充滿時(shí)的單位體積重量（4）浮容重）浮容重土體淹沒在自由水面以下的有效容重，為土飽和時(shí)的單土體淹沒在自由水面以下的有效容重，為土飽和時(shí)的單位容重減去水的浮力位容重減去水的浮力含水量（含水量（）土孔隙中所含水的重量與土在溫度為土孔隙中所含水的重量與土在溫度為100-105C下烘至恒重時(shí)下烘至恒重時(shí)的重量百分比的重量百分比%10012gg4、孔隙比（、孔隙比（e）孔隙比是直接反映土的松密程度的，它是指土孔隙部分的孔隙比是直接反映土的松密程度的，它是指土孔隙部分的體積與土固體部分的體積比體積與土固體部分的體積比

3、5、孔隙度（、孔隙度（n）土孔隙部分的體積與土總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示土孔隙部分的體積與土總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示12vve %1002vve6、飽和度（、飽和度（Sr）土中水分所占體積與全部孔隙體積之比，通常以百分?jǐn)?shù)表土中水分所占體積與全部孔隙體積之比，通常以百分?jǐn)?shù)表示示%1002vvSwr第三節(jié)第三節(jié) 土的水理性質(zhì)土的水理性質(zhì) 1粘性土的狀態(tài)及其指標(biāo)粘性土的狀態(tài)及其指標(biāo) 2粘性土的膨脹、收縮及崩解性粘性土的膨脹、收縮及崩解性 3土的毛細(xì)性和透水性土的毛細(xì)性和透水性 1、粘性土的狀態(tài)和指標(biāo)、粘性土的狀態(tài)和指標(biāo)粘性土由某一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一種狀態(tài)時(shí)的分界含水量稱為粘性土由某一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一種狀態(tài)時(shí)

4、的分界含水量稱為界限含水量。由流動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的含水量叫塑性上界限含水量。由流動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的含水量叫塑性上限含水量，簡(jiǎn)稱液限限含水量，簡(jiǎn)稱液限(wl)；由可塑狀態(tài)變?yōu)榘牍虪顟B(tài)的分；由可塑狀態(tài)變?yōu)榘牍虪顟B(tài)的分界含水量叫塑性下限含水量，簡(jiǎn)稱塑限界含水量叫塑性下限含水量，簡(jiǎn)稱塑限(wp)。 塑性指數(shù)（塑性指數(shù)（Ip）：液限與塑限的差值）：液限與塑限的差值 Ip= wl- wp 液性指數(shù)（液性指數(shù)（Il） ：判別粘性土的軟硬程度的指標(biāo)：判別粘性土的軟硬程度的指標(biāo)pplIwwI2粘性土的膨脹、收縮及崩解性粘性土的膨脹、收縮及崩解性 膨脹性膨脹性：粘性土由于含水量的增加引起土體體積增大的現(xiàn)：粘性

5、土由于含水量的增加引起土體體積增大的現(xiàn) 象象 膨脹性指標(biāo)膨脹性指標(biāo) 膨脹率膨脹率 膨脹含水量膨脹含水量 膨脹力膨脹力 收縮性收縮性：含水量減小引起土體體積縮小的現(xiàn)象：含水量減小引起土體體積縮小的現(xiàn)象。3土的毛細(xì)性和透水性土的毛細(xì)性和透水性 土的毛細(xì)性：水通過土的毛細(xì)孔隙受毛細(xì)作用向各方向土的毛細(xì)性：水通過土的毛細(xì)孔隙受毛細(xì)作用向各方向運(yùn)動(dòng)的性能。運(yùn)動(dòng)的性能。第四節(jié)第四節(jié) 土的力學(xué)性質(zhì)土的力學(xué)性質(zhì) 1土的壓縮性土的壓縮性2土的抗剪性土的抗剪性1土的壓縮性土的壓縮性 所謂土的壓縮性是指土在外界壓力作用下體積縮小的性所謂土的壓縮性是指土在外界壓力作用下體積縮小的性質(zhì)。質(zhì)。從壓縮曲線的形狀可看出，從壓

6、縮曲線的形狀可看出，隨著荷載的增加，曲線逐隨著荷載的增加，曲線逐漸變平。壓縮曲線的形狀漸變平。壓縮曲線的形狀與土的成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)與土的成分、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)以及受壓歷史等有關(guān)。一以及受壓歷史等有關(guān)。一般說來，原狀土樣因具有般說來，原狀土樣因具有結(jié)構(gòu)連結(jié)力，壓縮性較小結(jié)構(gòu)連結(jié)力，壓縮性較小，壓縮曲線比較平緩。而擾動(dòng)土樣因結(jié)構(gòu)受到破壞，巳，壓縮曲線比較平緩。而擾動(dòng)土樣因結(jié)構(gòu)受到破壞，巳失去了一部分結(jié)構(gòu)連結(jié)力，所以壓縮性較大，壓縮曲線失去了一部分結(jié)構(gòu)連結(jié)力，所以壓縮性較大，壓縮曲線較陡。較陡。壓縮性指標(biāo)壓縮性指標(biāo)壓縮系數(shù)：壓縮系數(shù)：壓縮模量壓縮模量： 指土在側(cè)限壓縮條件下，在受壓方向上的應(yīng)指土在側(cè)限壓縮

7、條件下，在受壓方向上的應(yīng) 力力z z與相應(yīng)的應(yīng)變與相應(yīng)的應(yīng)變zz之間的比值之間的比值變形模量變形模量:在無(wú)限側(cè)限條件下，應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之間的在無(wú)限側(cè)限條件下，應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之間的比值（比值（ ）tgppeepea1221zzsEzz3、受壓歷史對(duì)土的壓縮性影響、受壓歷史對(duì)土的壓縮性影響（1）土的回彈曲線和再壓縮曲線）土的回彈曲線和再壓縮曲線由圖可見，卸荷回彈曲線由圖可見，卸荷回彈曲線bc并不沿壓縮曲線并不沿壓縮曲線ab回升，而回升，而要平緩的多。說明土受壓縮要平緩的多。說明土受壓縮變形，卸荷回彈，變形不能變形，卸荷回彈，變形不能完全恢復(fù)，其中可恢復(fù)的部完全恢復(fù)，其中可恢復(fù)的部分稱為彈性變形

8、，不能恢復(fù)分稱為彈性變形，不能恢復(fù)的部分稱為殘余變形。卸荷的部分稱為殘余變形。卸荷后重新加荷，則土將再壓縮后重新加荷，則土將再壓縮，沿，沿cd段進(jìn)行，當(dāng)壓力超過段進(jìn)行，當(dāng)壓力超過卸荷的卸荷的pi后，再壓縮曲線與原始?jí)嚎s曲線重合。后，再壓縮曲線與原始?jí)嚎s曲線重合。（2）土的抗剪性）土的抗剪性 庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律f f- -土的抗剪強(qiáng)度土的抗剪強(qiáng)度 -正應(yīng)力正應(yīng)力-土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角C-C-土的粘聚力土的粘聚力天然休止角天然休止角 砂土天然堆積塌落后形成的最大土坡坡度角稱為天然砂土天然堆積塌落后形成的最大土坡坡度角稱為天然休止角休止角Ctgf第五節(jié)第五節(jié) 特殊性土的工程地質(zhì)特征特殊性土的工程地

9、質(zhì)特征 1黃土黃土（了解黃土的分布，一般的特征；重點(diǎn)掌握黃土的（了解黃土的分布，一般的特征；重點(diǎn)掌握黃土的黃土在全球分布廣泛，歐美，中亞均有分布。黃土在全球分布廣泛，歐美，中亞均有分布。黃土的一般特征：黃土的一般特征： 黃土一般為褐黃色或灰黃色黃土一般為褐黃色或灰黃色 結(jié)構(gòu)比較疏松，孔隙多結(jié)構(gòu)比較疏松，孔隙多 粒度成分以粉粒為主粒度成分以粉粒為主 黃土的礦物成分，粗粒以石英，長(zhǎng)石黃土的礦物成分，粗粒以石英，長(zhǎng)石 為主，還有方解石，白云石；細(xì)粒組的主要礦物成分為粘土為主，還有方解石，白云石；細(xì)粒組的主要礦物成分為粘土礦物，粘土礦物對(duì)黃土濕陷性有顯著影響礦物，粘土礦物對(duì)黃土濕陷性有顯著影響黃土的一

10、般物理力學(xué)性質(zhì)黃土的一般物理力學(xué)性質(zhì)密度較低；塑性較弱；含水量較小；強(qiáng)度較高密度較低；塑性較弱；含水量較小；強(qiáng)度較高黃土濕陷性：黃土在一定壓力作用下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅黃土濕陷性：黃土在一定壓力作用下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著下沉的現(xiàn)象速破壞而發(fā)生顯著下沉的現(xiàn)象黃土濕陷性判別黃土濕陷性判別 h hp p- -保持天然的濕度和結(jié)構(gòu)的土樣，加壓至一定壓力時(shí)，保持天然的濕度和結(jié)構(gòu)的土樣，加壓至一定壓力時(shí)，下沉穩(wěn)定后的高度下沉穩(wěn)定后的高度 h hp p-上述加壓穩(wěn)定后的土樣，在浸水作用下，下沉穩(wěn)定上述加壓穩(wěn)定后的土樣，在浸水作用下，下沉穩(wěn)定后后 的高度的高度 h h0 0土樣的原始高度土樣的原始

11、高度 s s- -黃土濕陷系數(shù)黃土濕陷系數(shù) 0hhhpps濕陷性黃土又分非自重濕陷性黃土和自重濕陷性黃土濕陷性黃土又分非自重濕陷性黃土和自重濕陷性黃土 自重濕陷量的判別自重濕陷量的判別h hz z- -保持天然的濕度和結(jié)構(gòu)的土樣，加壓至一定壓力時(shí)，保持天然的濕度和結(jié)構(gòu)的土樣，加壓至一定壓力時(shí)，下沉穩(wěn)定后的高度下沉穩(wěn)定后的高度h hz z- -上述加壓穩(wěn)定后的土樣，在浸水作用下，下沉穩(wěn)定上述加壓穩(wěn)定后的土樣，在浸水作用下，下沉穩(wěn)定后的高度后的高度H H0 0- -土樣的原始高度土樣的原始高度zszs- -自重濕陷系數(shù)自重濕陷系數(shù)1NN0hhhzzzs2淤泥軟土淤泥軟土淤泥軟土主要分布在我國(guó)沿海地

12、帶及平原低地，湖沼洼地淤泥軟土主要分布在我國(guó)沿海地帶及平原低地，湖沼洼地區(qū)。區(qū)。淤泥軟土的特征淤泥軟土的特征淤泥軟土的粘粒含量相對(duì)較高，可達(dá)淤泥軟土的粘粒含量相對(duì)較高，可達(dá)6070%，也含有一，也含有一定量的粉粒，礦物成分以水云母的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)為常定量的粉粒，礦物成分以水云母的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)為常見。淤泥軟土具有典型的海綿結(jié)構(gòu)和薄層狀構(gòu)造。見。淤泥軟土具有典型的海綿結(jié)構(gòu)和薄層狀構(gòu)造。天然含水量高天然含水量高具有觸變性具有觸變性抗剪強(qiáng)度低抗剪強(qiáng)度低淤泥軟土的成因與分布淤泥軟土的成因與分布一般分為三類：濱海沉積，內(nèi)陸平原沉積，山地型沉積一般分為三類：濱海沉積，內(nèi)陸平原沉積，山地型沉積3紅粘土紅

13、粘土在我國(guó)云貴高原，四川東部和兩廣北部等西南和中南地區(qū)在我國(guó)云貴高原，四川東部和兩廣北部等西南和中南地區(qū)分布著一種具有特殊工程地質(zhì)性質(zhì)的重粘性土，這種土一分布著一種具有特殊工程地質(zhì)性質(zhì)的重粘性土，這種土一般呈褐紅，棕紅，黃褐等顏色，統(tǒng)稱為紅粘土。般呈褐紅，棕紅，黃褐等顏色，統(tǒng)稱為紅粘土。紅粘土的工程地質(zhì)特征：紅粘土的工程地質(zhì)特征：表層與底層狀態(tài)不一表層與底層狀態(tài)不一紅粘土層厚度變化大紅粘土層厚度變化大具有裂隙具有裂隙紅粘土的地基承載力，一般采用經(jīng)驗(yàn)值紅粘土的地基承載力，一般采用經(jīng)驗(yàn)值4膨脹土膨脹土膨脹土是一種吸水膨脹，失水收縮，具有較大脹縮變形能力，膨脹土是一種吸水膨脹，失水收縮，具有較大脹縮

14、變形能力，且變形往復(fù)的高塑性粘土且變形往復(fù)的高塑性粘土膨脹土的工程地質(zhì)性質(zhì)膨脹土的工程地質(zhì)性質(zhì)高分散性的粘性土高分散性的粘性土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，壓縮性小，天然含水量較低，土體處于硬塑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，壓縮性小，天然含水量較低，土體處于硬塑或堅(jiān)硬或堅(jiān)硬半堅(jiān)硬狀態(tài)半堅(jiān)硬狀態(tài)在干燥時(shí)土質(zhì)堅(jiān)硬，易脆裂，具明顯的垂直和水平的張開裂在干燥時(shí)土質(zhì)堅(jiān)硬，易脆裂，具明顯的垂直和水平的張開裂隙隙多分布于盆地的邊緣和谷地的較高多分布于盆地的邊緣和谷地的較高 階地上，下接湖泊或沖積階地上，下接湖泊或沖積平原，上鄰丘陵山地平原，上鄰丘陵山地5鹽漬土鹽漬土土內(nèi)含鹽量大于土內(nèi)含鹽量大于0.5%時(shí)，該土稱鹽漬土?xí)r，該土稱鹽漬土6凍土

15、凍土溫度等于或低于溫度等于或低于0C，并含有固體水（冰）的土，稱，并含有固體水（冰）的土，稱為凍土。為凍土。習(xí)題：習(xí)題：1 名詞解釋：土的壓縮性，土的抗剪性，土的毛細(xì)性名詞解釋：土的壓縮性，土的抗剪性，土的毛細(xì)性2 計(jì)算：推導(dǎo)孔隙率與孔隙比的關(guān)系公式；計(jì)算：推導(dǎo)孔隙率與孔隙比的關(guān)系公式； 已知土的容重已知土的容重,含水量含水量,土的比重土的比重,推導(dǎo)土的孔隙比推導(dǎo)土的孔隙比,飽和度飽和度. 第二章第二章 巖體的工程地質(zhì)分析巖體的工程地質(zhì)分析本章重點(diǎn)：巖體與巖石土體的區(qū)別本章重點(diǎn)：巖體與巖石土體的區(qū)別 巖體的物理性質(zhì)，水理性質(zhì)巖體的物理性質(zhì)，水理性質(zhì) 巖體的力學(xué)性質(zhì)巖體的力學(xué)性質(zhì) 巖體中的結(jié)構(gòu)面

16、與巖體結(jié)構(gòu)類型巖體中的結(jié)構(gòu)面與巖體結(jié)構(gòu)類型 巖體地基的穩(wěn)定性巖體地基的穩(wěn)定性第一節(jié)第一節(jié) 巖體工程地質(zhì)的特征巖體工程地質(zhì)的特征 1堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖石的工程地質(zhì)特征堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖石的工程地質(zhì)特征堅(jiān)硬巖石的特征堅(jiān)硬巖石的特征不連續(xù)性，不均一性，各向異性不連續(xù)性，不均一性，各向異性具有很高的力學(xué)強(qiáng)度具有很高的力學(xué)強(qiáng)度抗水性很強(qiáng)抗水性很強(qiáng)巖石的強(qiáng)度，壓縮性，均一性，不僅由其成因巖石的強(qiáng)度，壓縮性，均一性，不僅由其成因 ，巖性和產(chǎn)，巖性和產(chǎn)狀決定，而且受裂隙發(fā)育程度，風(fēng)化特征及巖溶作用影響狀決定，而且受裂隙發(fā)育程度，風(fēng)化特征及巖溶作用影響半堅(jiān)硬巖石的特點(diǎn)半堅(jiān)硬巖石的特點(diǎn)由于半堅(jiān)硬巖石是由堅(jiān)硬巖石經(jīng)過地質(zhì)作

17、用變化而來的，由于半堅(jiān)硬巖石是由堅(jiān)硬巖石經(jīng)過地質(zhì)作用變化而來的，所以堅(jiān)硬巖石的特征在半堅(jiān)硬巖石中同樣具有，只是力學(xué)所以堅(jiān)硬巖石的特征在半堅(jiān)硬巖石中同樣具有，只是力學(xué)強(qiáng)度降低，具有流變性強(qiáng)度降低，具有流變性2巖體與土體、巖石的區(qū)別巖體與土體的差別 土體 巖體由軟土組成由堅(jiān)硬及半堅(jiān)硬巖石組成對(duì)建筑物的承載能力較差，易于變形分散性弱，不常隨物理化學(xué)性質(zhì)改變而變力學(xué)強(qiáng)度，抗水性能及整體性較好高度分散性，隨物理化學(xué)性質(zhì)改變而迅速改變巖體與巖石的關(guān)系巖體與巖石的關(guān)系巖體巖體=巖石塊體巖石塊體+結(jié)構(gòu)面結(jié)構(gòu)面巖體的完整性，均一性都比巖石差巖體的完整性，均一性都比巖石差巖體的力學(xué)強(qiáng)度主要的不是取決于組成它的巖石

18、，而是決巖體的力學(xué)強(qiáng)度主要的不是取決于組成它的巖石，而是決定于其中的結(jié)構(gòu)面，當(dāng)然，巖石的強(qiáng)度對(duì)巖體也有一定影定于其中的結(jié)構(gòu)面，當(dāng)然，巖石的強(qiáng)度對(duì)巖體也有一定影響響巖體力學(xué)強(qiáng)度比巖石低巖體力學(xué)強(qiáng)度比巖石低第二節(jié)第二節(jié) 巖石的物理性質(zhì)巖石的物理性質(zhì) 1巖石的比重（巖石的比重（G）和容重（）和容重（）巖石的比重是巖石的固相重量與固相體積之比巖石的比重是巖石的固相重量與固相體積之比巖石的容重是指巖石的單位體積重量巖石的容重是指巖石的單位體積重量2巖石的孔隙性巖石的孔隙性巖石的空隙性是用孔隙率指標(biāo)來衡量的，孔隙率（巖石的空隙性是用孔隙率指標(biāo)來衡量的，孔隙率（n）是）是指巖石的孔隙體積指巖石的孔隙體積 與

19、巖石全體積與巖石全體積V之比之比 n= Vn /V *100%nvnv第三節(jié)巖石的水理性質(zhì)第三節(jié)巖石的水理性質(zhì) 1 巖石的吸水性巖石的吸水性幾個(gè)水理性質(zhì)的參數(shù)幾個(gè)水理性質(zhì)的參數(shù)吸水率（吸水率（W）巖石在常壓下的吸水能力，其數(shù)值為吸收水的重量巖石在常壓下的吸水能力，其數(shù)值為吸收水的重量(gw1 )與與巖石的干重（巖石的干重（gd）之比）之比飽水率飽水率(W2)巖石在一定的高壓條件下（一般為巖石在一定的高壓條件下（一般為150個(gè)大氣壓）或在真空個(gè)大氣壓）或在真空條件下吸水的重量條件下吸水的重量(gw2)與巖石干重與巖石干重(gd)之比之比dwggw11dwggw22飽水系數(shù)飽水系數(shù)(ka)吸水率與

20、飽水率的比值，稱為巖石的飽水系數(shù)吸水率與飽水率的比值，稱為巖石的飽水系數(shù)2 巖石的軟化性巖石的軟化性巖石浸水后，其力學(xué)性質(zhì)顯著減低的性能稱為巖石的軟化巖石浸水后，其力學(xué)性質(zhì)顯著減低的性能稱為巖石的軟化性性巖石的軟化性一般用軟化系數(shù)（巖石的軟化性一般用軟化系數(shù)（）來表示。軟化系數(shù)就）來表示。軟化系數(shù)就是浸水后巖石的抗壓強(qiáng)度（是浸水后巖石的抗壓強(qiáng)度（Pd ）與浸水前的抗壓強(qiáng)度）與浸水前的抗壓強(qiáng)度（ Pd）之比）之比 （軟化系數(shù)越小，巖石的軟化性越高）（軟化系數(shù)越小，巖石的軟化性越高）21wwkaddpp,3 巖石的抗凍性巖石的抗凍性巖石抵抗凍融破壞的性能稱巖石的抗凍性巖石抵抗凍融破壞的性能稱巖石的

21、抗凍性巖石抗凍性的直接指標(biāo)：巖石抗凍性的直接指標(biāo)：A抗凍系數(shù)抗凍系數(shù) B重量損失率重量損失率巖石抗凍性的間接指標(biāo)；飽水系數(shù)巖石抗凍性的間接指標(biāo)；飽水系數(shù)4 巖石的可溶性巖石的可溶性 巖石在水溶液中被溶解的性能叫可溶性巖石在水溶液中被溶解的性能叫可溶性可溶巖石被溶解的方式，可分為直接溶解和擴(kuò)散溶解可溶巖石被溶解的方式，可分為直接溶解和擴(kuò)散溶解巖石的可溶性一般用溶解度表示。溶解度隨溫度，壓力，巖石的可溶性一般用溶解度表示。溶解度隨溫度，壓力，水溶液中的鹽分而變化。水溶液中的鹽分而變化。第四節(jié)第四節(jié) 巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì) 1巖石的變形巖石的變形從圖從圖6。4。6可看出，應(yīng)力應(yīng)變曲線過可看出，

22、應(yīng)力應(yīng)變曲線過A點(diǎn)，變形包括點(diǎn)，變形包括P和和e兩部分。兩部分。巖石第一次卸荷后應(yīng)變的恢復(fù)部分稱彈性應(yīng)變。第一次加巖石第一次卸荷后應(yīng)變的恢復(fù)部分稱彈性應(yīng)變。第一次加荷的最大壓應(yīng)力與彈性應(yīng)變之比稱荷的最大壓應(yīng)力與彈性應(yīng)變之比稱彈性模量彈性模量Eo巖石第一次卸荷后巖石第一次卸荷后,應(yīng)變沒有恢復(fù)的部分稱塑性應(yīng)變。應(yīng)變沒有恢復(fù)的部分稱塑性應(yīng)變。與與P之比稱之比稱塑性模量塑性模量EPeioEpiPE巖石第一次加荷的最大壓應(yīng)力巖石第一次加荷的最大壓應(yīng)力i與其相應(yīng)的應(yīng)變與其相應(yīng)的應(yīng)變i之比之比稱為巖石的稱為巖石的變形模量變形模量Ec R巖石的極限抗壓強(qiáng)度巖石的極限抗壓強(qiáng)度(Mpa) P試樣破壞時(shí)的垂直荷載試

23、樣破壞時(shí)的垂直荷載(N) F試樣受壓面積面積試樣受壓面積面積(cm2)2 巖石的強(qiáng)度巖石的強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度：巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能抗壓強(qiáng)度：巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力，叫做巖石的抗壓強(qiáng)度。力，叫做巖石的抗壓強(qiáng)度?？辜魪?qiáng)度：巖石受剪力作用時(shí)抵抗剪切破壞的最大能抗剪強(qiáng)度：巖石受剪力作用時(shí)抵抗剪切破壞的最大能力。巖石的抗剪強(qiáng)度可表示為力。巖石的抗剪強(qiáng)度可表示為 FPR ：ctgiicE通常分為通常分為3種抗剪切試驗(yàn)和種抗剪切試驗(yàn)和3種抗剪強(qiáng)度種抗剪強(qiáng)度A：抗切強(qiáng)度：抗切強(qiáng)度：在沒有垂直壓應(yīng)力作用下，巖石剪切時(shí)剪：在沒有垂直壓應(yīng)力作用下，巖石剪切時(shí)剪破面上的最大剪應(yīng)力。破面上的

24、最大剪應(yīng)力。(a)B：抗剪強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：巖石與巖石間沿某一面的摩擦力。：巖石與巖石間沿某一面的摩擦力。(b)C：抗剪斷強(qiáng)度：抗剪斷強(qiáng)度：在一定壓力下，巖石剪斷時(shí)破壞面上的：在一定壓力下，巖石剪斷時(shí)破壞面上的最大剪應(yīng)力。最大剪應(yīng)力。(c)ctgctg3 巖石的強(qiáng)度特性巖石的強(qiáng)度特性巖石破壞的主要形式有：巖石破壞的主要形式有：脆性破壞脆性破壞塑性破壞塑性破壞巖體軟弱面的剪切破壞巖體軟弱面的剪切破壞4巖石的流變性巖石的流變性巖石的流變性是指在恒定荷載作用下，巖石變形隨時(shí)間的巖石的流變性是指在恒定荷載作用下，巖石變形隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。 AB段段流變開始階段流變開始階段 BC段段穩(wěn)定流變

25、階段穩(wěn)定流變階段 CD段段破壞階段破壞階段第五節(jié)第五節(jié) 關(guān)于巖體工程地質(zhì)研究的基本概念關(guān)于巖體工程地質(zhì)研究的基本概念 1巖體中的結(jié)構(gòu)面與巖體結(jié)構(gòu)類型巖體中的結(jié)構(gòu)面與巖體結(jié)構(gòu)類型 巖體的穩(wěn)定性主要取決于：巖體的穩(wěn)定性主要取決于：（1）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)及其空間組合）結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)及其空間組合（2）結(jié)構(gòu)體的性質(zhì)及其立體形狀）結(jié)構(gòu)體的性質(zhì)及其立體形狀2巖體地基的穩(wěn)定性巖體地基的穩(wěn)定性巖體地基的破壞方式巖體地基的破壞方式A：巖基強(qiáng)度低，在施工使用期間進(jìn)一步惡化而引起的破壞：巖基強(qiáng)度低，在施工使用期間進(jìn)一步惡化而引起的破壞B：巖基內(nèi)存有抗剪強(qiáng)度低的結(jié)構(gòu)弱面而引起的破壞：巖基內(nèi)存有抗剪強(qiáng)度低的結(jié)構(gòu)弱面而引起的破壞

26、 3巖體工程地質(zhì)研究的基本內(nèi)容巖體工程地質(zhì)研究的基本內(nèi)容 （1）區(qū)域地質(zhì)及巖體地質(zhì)歷史的一般研究；）區(qū)域地質(zhì)及巖體地質(zhì)歷史的一般研究；（2）巖體結(jié)構(gòu)及工程地質(zhì)特征的研究；）巖體結(jié)構(gòu)及工程地質(zhì)特征的研究；（3）巖體物理力學(xué)性質(zhì)研究；）巖體物理力學(xué)性質(zhì)研究；（4）巖體穩(wěn)定的綜合工程地質(zhì)評(píng)價(jià)；）巖體穩(wěn)定的綜合工程地質(zhì)評(píng)價(jià)；習(xí)題：習(xí)題：1 名詞解釋名詞解釋: 巖石與巖體的區(qū)別巖石與巖體的區(qū)別, 巖體穩(wěn)定性的決定因素巖體穩(wěn)定性的決定因素2 簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述 巖石的力學(xué)性質(zhì)巖石的力學(xué)性質(zhì) 巖體工程地質(zhì)研究的基本內(nèi)容巖體工程地質(zhì)研究的基本內(nèi)容第三章第三章 城市建設(shè)城市建設(shè)(工業(yè)與民用建筑工業(yè)與民用建筑)的工程地質(zhì)分

27、析的工程地質(zhì)分析 本章重點(diǎn)：地基強(qiáng)度與變形本章重點(diǎn)：地基強(qiáng)度與變形 地基承載力的確定地基承載力的確定 地基改良及加固方法地基改良及加固方法 工業(yè)與名用民用的工程的地質(zhì)勘測(cè)內(nèi)容和方法。工業(yè)與名用民用的工程的地質(zhì)勘測(cè)內(nèi)容和方法。第一節(jié)第一節(jié) 地基強(qiáng)度與變形問題的分析地基強(qiáng)度與變形問題的分析 1 地基與基礎(chǔ)地基與基礎(chǔ)（了解地基與基礎(chǔ)的區(qū)別，地基基礎(chǔ)的分類）（了解地基與基礎(chǔ)的區(qū)別，地基基礎(chǔ)的分類）地基：這部分由建筑物荷載引起土體內(nèi)地基：這部分由建筑物荷載引起土體內(nèi)部應(yīng)力變化的土層叫地基。部應(yīng)力變化的土層叫地基?；A(chǔ)：位于建筑物的下部，又叫下部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)：位于建筑物的下部，又叫下部結(jié)構(gòu)，是建筑物的一部分

28、。其作用是把整個(gè)建筑是建筑物的一部分。其作用是把整個(gè)建筑物的重量和作用在建筑物上的所有荷載傳物的重量和作用在建筑物上的所有荷載傳給地基，起著承上傳下的作用。給地基，起著承上傳下的作用。 地基樁基人工土基基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)深基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)2 土的極限平衡理論土的極限平衡理論土體的切應(yīng)力土體的切應(yīng)力抗剪強(qiáng)度，如果抗剪強(qiáng)度，如果= f ，則土體處于極限平，則土體處于極限平衡狀態(tài)。衡狀態(tài)。即即經(jīng)計(jì)算，土體的極限平衡條件經(jīng)計(jì)算，土體的極限平衡條件ctgf)245(2)245(231ctgtg3 地基中的應(yīng)力分布地基中的應(yīng)力分布A土層自重應(yīng)力土層自重應(yīng)力B地基中的附加應(yīng)力地基中的附加應(yīng)力凡是建筑物荷載在地基

29、中產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為附加應(yīng)力。具凡是建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為附加應(yīng)力。具體計(jì)算詳見體計(jì)算詳見土力學(xué)土力學(xué) 4 地基的強(qiáng)度地基的強(qiáng)度大體上將地基土的應(yīng)力狀態(tài)劃分為三個(gè)階段大體上將地基土的應(yīng)力狀態(tài)劃分為三個(gè)階段 2 3在垂直荷載作用下相應(yīng)于地基變形的三個(gè)階段，有兩個(gè)在垂直荷載作用下相應(yīng)于地基變形的三個(gè)階段，有兩個(gè)臨界荷載，即臨塑荷載臨界荷載，即臨塑荷載PKP和和PMP 土的容重土的容重 C土的粘聚力土的粘聚力1 土的內(nèi)摩擦角土的內(nèi)摩擦角 h砌置深度砌置深度壓密階段局部剪裂階段完全破壞階段2)(ctgtgchpkp32454)1 (22)1 (mmcmhmmbPMP)245(1tgm5 地基

30、的沉降變形地基的沉降變形 建筑物的變形有建筑物的變形有：（1）豎向變形，即沉降）豎向變形，即沉降（2）傾斜）傾斜（3）水平變位）水平變位 一般建筑物只能允許有一定的沉降值。過大的沉降，特別是一般建筑物只能允許有一定的沉降值。過大的沉降，特別是不均勻沉降會(huì)使建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，影響建筑物不均勻沉降會(huì)使建筑物上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，影響建筑物的安全使用。的安全使用。地基最終沉降量的計(jì)算地基最終沉降量的計(jì)算A分層總和法分層總和法 B規(guī)范規(guī)范法法分層總和法假設(shè)土層只有垂直單向壓縮，側(cè)向不能膨脹的條分層總和法假設(shè)土層只有垂直單向壓縮，側(cè)向不能膨脹的條件。件。規(guī)范規(guī)范法是對(duì)分層總和法的修正。法是對(duì)分

31、層總和法的修正。分層總和法的具體步驟分層總和法的具體步驟繪制地基土層分布剖面圖和基礎(chǔ)剖面圖繪制地基土層分布剖面圖和基礎(chǔ)剖面圖計(jì)算地基土的自重應(yīng)力，按比例尺畫在基礎(chǔ)中心線左側(cè)計(jì)算地基土的自重應(yīng)力，按比例尺畫在基礎(chǔ)中心線左側(cè)計(jì)算基礎(chǔ)底面接觸壓力。計(jì)算基礎(chǔ)底面接觸壓力。計(jì)算基礎(chǔ)底面附加壓應(yīng)力計(jì)算基礎(chǔ)底面附加壓應(yīng)力計(jì)算地基中的附加應(yīng)力分布，每計(jì)算地基中的附加應(yīng)力分布，每04b深度計(jì)算一點(diǎn)，其深度計(jì)算一點(diǎn)，其數(shù)值按比例尺繪于基礎(chǔ)中心線右側(cè)數(shù)值按比例尺繪于基礎(chǔ)中心線右側(cè)確定地基受壓層深度確定地基受壓層深度計(jì)算分層計(jì)算分層計(jì)算各土層的壓縮量計(jì)算各土層的壓縮量1) 計(jì)算地基最終沉降量，各土層壓縮量相加計(jì)算地基

32、最終沉降量，各土層壓縮量相加規(guī)范法規(guī)范法GB50072002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范)(_11_1iiiinisiosszzEpss固結(jié)度（固結(jié)度（Ut）是指地基在固結(jié)過程中某一時(shí)間是指地基在固結(jié)過程中某一時(shí)間t的沉降量的沉降量St與最終沉降量與最終沉降量S的比值的比值應(yīng)用滲透固結(jié)理論也可求出固結(jié)度的表達(dá)式應(yīng)用滲透固結(jié)理論也可求出固結(jié)度的表達(dá)式 e-自然對(duì)數(shù)的底；自然對(duì)數(shù)的底；N-時(shí)間因數(shù)時(shí)間因數(shù) t-t-時(shí)間，年時(shí)間，年 - -系數(shù)系數(shù) a,e1-土層的壓縮系數(shù)及壓縮前的孔隙比土層的壓縮系數(shù)及壓縮前的孔隙比 K-K-土的滲透系數(shù)土的滲透系數(shù) w w- -水的容重水的容重 h-

33、h-飽和粘土層中最長(zhǎng)的滲透途徑飽和粘土層中最長(zhǎng)的滲透途徑ssUttNteU281tN21)1 (5 . 2hekW第二節(jié)第二節(jié) 地基承載力的確定地基承載力的確定 1 堅(jiān)硬及半堅(jiān)硬巖石允許承載力的確定堅(jiān)硬及半堅(jiān)硬巖石允許承載力的確定R=K*R飽和飽和 R巖石地基允許承載力巖石地基允許承載力 R飽和飽和飽和抗壓強(qiáng)度飽和抗壓強(qiáng)度 K巖石的均質(zhì)系數(shù)巖石的均質(zhì)系數(shù)我國(guó)我國(guó)1989年頒布的年頒布的建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ7-89規(guī)定規(guī)定巖石和碎石的承載力如表巖石和碎石的承載力如表7。2。1和和7。2。22 松軟土地基允許承載力的確定松軟土地基允許承載力的確定（1）理論計(jì)算法）理論計(jì)算

34、法A 臨塑荷載公式臨塑荷載公式 塑性載荷公式塑性載荷公式 上述公式計(jì)算出的塑性荷載一般可直接作為地基承載力使上述公式計(jì)算出的塑性荷載一般可直接作為地基承載力使用。唯用。唯C，值的可靠程度要求是比較高的值的可靠程度要求是比較高的DCtgtgCDpkp2)(DCtgtgCDbpkp2)25. 0(CNDNCDbNCNDNbCDB極限荷載計(jì)算公式極限荷載計(jì)算公式 1基礎(chǔ)底面以上土的容重基礎(chǔ)底面以上土的容重 2基礎(chǔ)底面以下土的容重基礎(chǔ)底面以下土的容重 NC， ND，Nb承載力系數(shù)承載力系數(shù) 地基承載力地基承載力 取為取為 = K安全系數(shù)安全系數(shù)bDCpbNDNCNp2121kpp（2）根據(jù)）根據(jù)規(guī)范規(guī)

35、范確定允許承載力確定允許承載力 我國(guó)的工業(yè)與民用建筑地基設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的各類土的我國(guó)的工業(yè)與民用建筑地基設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的各類土的 承載力是按基礎(chǔ)寬度承載力是按基礎(chǔ)寬度3M，埋深，埋深0.5M時(shí)考慮的，并分別時(shí)考慮的，并分別按室內(nèi)土的物理，力學(xué)指標(biāo)平均值確定地基承載力和按標(biāo)按室內(nèi)土的物理，力學(xué)指標(biāo)平均值確定地基承載力和按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)N、輕便觸探試驗(yàn)擊數(shù)、輕便觸探試驗(yàn)擊數(shù)N10確定地基承載力確定地基承載力第三節(jié)第三節(jié) 工業(yè)與民用建筑的工程地質(zhì)勘測(cè)工業(yè)與民用建筑的工程地質(zhì)勘測(cè) 1 勘測(cè)的目的和內(nèi)容勘測(cè)的目的和內(nèi)容勘測(cè)的目的是查明建筑廠址的工程地質(zhì)條件，為建筑場(chǎng)的勘測(cè)的目的是查明建筑

36、廠址的工程地質(zhì)條件，為建筑場(chǎng)的選擇，總平面布置，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工方案的選擇提選擇，總平面布置，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工方案的選擇提供依據(jù)。供依據(jù)?？睖y(cè)階段的劃分勘測(cè)階段的劃分初勘詳勘主要包括選擇廠址，生命線工程路線及已定場(chǎng)地的初步勘測(cè)以詳細(xì)勘探，試驗(yàn)和分析計(jì)算為主2 測(cè)繪工作測(cè)繪工作測(cè)繪工作是指在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有可能反映地區(qū)工程地質(zhì)條件測(cè)繪工作是指在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)所有可能反映地區(qū)工程地質(zhì)條件的要素進(jìn)行劃分，研究和追索，并將它們標(biāo)繪在圖上。的要素進(jìn)行劃分，研究和追索，并將它們標(biāo)繪在圖上。3 物探工作物探工作一般有電法，磁法，地震，測(cè)井等。不同的勘測(cè)目標(biāo)采一般有電法，磁法，地震，測(cè)井等。不同的勘測(cè)目標(biāo)采用不同的

37、方法，工程上常用電法和地震勘探。用不同的方法，工程上常用電法和地震勘探。 4 勘探工作勘探工作勘探工作是用一定的技術(shù)手段如鉆探，坑（槽）探及觸探等，勘探工作是用一定的技術(shù)手段如鉆探，坑（槽）探及觸探等，來研究某地區(qū)所需深度內(nèi)的工程地質(zhì)條件的綜合地質(zhì)工作方來研究某地區(qū)所需深度內(nèi)的工程地質(zhì)條件的綜合地質(zhì)工作方法。法。A鉆探法鉆探法鉆探法是用鉆機(jī)向地下鉆孔進(jìn)行工程地質(zhì)勘探。鉆探法是用鉆機(jī)向地下鉆孔進(jìn)行工程地質(zhì)勘探。鉆探法大鉆（沖擊鉆，旋轉(zhuǎn)鉆，鉛孔錘）小鉆（洛陽(yáng)鏟，麻花鉆）B觸探法觸探法觸探就是將帶有錐尖頂?shù)奶筋^壓入或擊入土中，根據(jù)土對(duì)觸探就是將帶有錐尖頂?shù)奶筋^壓入或擊入土中，根據(jù)土對(duì)探頭產(chǎn)生的接觸力

38、來判斷土的密度，強(qiáng)度和其它性質(zhì)探頭產(chǎn)生的接觸力來判斷土的密度，強(qiáng)度和其它性質(zhì)可分為輕便觸嘆試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可分為輕便觸嘆試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備主要由標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和穿心錘三標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備主要由標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和穿心錘三部分組成。觸探桿部分組成。觸探桿般用直徑般用直徑42mm42mm的鉆桿，穿心錘重的鉆桿，穿心錘重63635kg5kg。操作如下：。操作如下： 先用鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上約先用鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上約15cra15cra處，以避免下處，以避免下層土受到擾動(dòng)；貫入前，應(yīng)檢查觸探桿的接頭，不得松脫。層土受到擾動(dòng)；貫入前，應(yīng)檢查觸探桿的接

39、頭，不得松脫。貫入時(shí)，穿心錘落距為貫入時(shí)，穿心錘落距為76cm76cm，使其自由下落，將貫入器豎，使其自由下落，將貫入器豎直打入土層中直打入土層中15cm15cm。以后每打入土層。以后每打入土層30cra30cra的錘擊數(shù)，即的錘擊數(shù)，即為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)；拔出貫入器，取出貫入器中的土樣進(jìn)；拔出貫入器，取出貫入器中的土樣進(jìn)行鑒別描述，若需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)，即重行鑒別描述，若需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)，即重復(fù)上述操作，復(fù)上述操作，當(dāng)鉆桿長(zhǎng)度大于當(dāng)鉆桿長(zhǎng)度大于3米時(shí)，錘擊數(shù)應(yīng)按下式進(jìn)行桿長(zhǎng)校正米時(shí)，錘擊數(shù)應(yīng)按下式進(jìn)行桿長(zhǎng)校正N-標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)-觸探桿長(zhǎng)度

40、校正系數(shù)觸探桿長(zhǎng)度校正系數(shù)1NN5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) A可以測(cè)定難以采取不擾動(dòng)試樣土層的有關(guān)工程地質(zhì)性質(zhì)可以測(cè)定難以采取不擾動(dòng)試樣土層的有關(guān)工程地質(zhì)性質(zhì) B避免采樣過程中應(yīng)力釋放的影響避免采樣過程中應(yīng)力釋放的影響C原位測(cè)試的土體積遠(yuǎn)比室內(nèi)試驗(yàn)大，因此代表性大原位測(cè)試的土體積遠(yuǎn)比室內(nèi)試驗(yàn)大，因此代表性大D可大大縮短勘探試驗(yàn)周期可大大縮短勘探試驗(yàn)周期 缺點(diǎn)缺點(diǎn)A各種原位測(cè)試都有其適用條件，如果使用不當(dāng)，則會(huì)影響各種原位測(cè)試都有其適用條件，如果使用不當(dāng)，則會(huì)影響其效果其效果B有些原位測(cè)試所得的參數(shù)與土的工程性質(zhì)間的關(guān)系往往是有些原位測(cè)試所得的參數(shù)與土的工程性質(zhì)間的關(guān)系往往是建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)關(guān)

41、系上建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系上C影響原位測(cè)試成果的因素較為復(fù)雜，使得對(duì)測(cè)定值的準(zhǔn)確影響原位測(cè)試成果的因素較為復(fù)雜，使得對(duì)測(cè)定值的準(zhǔn)確判定造成一定困難判定造成一定困難D原位測(cè)試的主應(yīng)力方向往往與實(shí)際巖石工程問題中的主應(yīng)原位測(cè)試的主應(yīng)力方向往往與實(shí)際巖石工程問題中的主應(yīng)力方向并不一致力方向并不一致6 勘測(cè)資料的整理勘測(cè)資料的整理工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告書的基本內(nèi)容工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告書的基本內(nèi)容（1）序言）序言（2）場(chǎng)地位置，地形，地貌）場(chǎng)地位置，地形，地貌（3）地質(zhì)，巖性，構(gòu)造及不良地質(zhì)現(xiàn)象）地質(zhì)，巖性，構(gòu)造及不良地質(zhì)現(xiàn)象（4）水文地質(zhì)條件）水文地質(zhì)條件（5）土石物理力學(xué)性質(zhì)及地基承載力）土石物理力學(xué)性質(zhì)及地基承

42、載力（6）結(jié)論）結(jié)論還包括圖件還包括圖件圖件一般包括基礎(chǔ)圖件，專門性圖件和評(píng)價(jià)圖件等圖件一般包括基礎(chǔ)圖件，專門性圖件和評(píng)價(jià)圖件等 第四節(jié)第四節(jié) 地基改良及加固方法地基改良及加固方法 1 換土墊層法換土墊層法砂墊層的作用：砂墊層的作用：(1)(1)提高地基允許承載力，提高地基允許承載力，(2)(2)減小墊層下天然土層的壓力，減小墊層下天然土層的壓力，(3)(3)排水加速軟土固結(jié)，排水加速軟土固結(jié)，(4)(4)防止凍脹防止凍脹砂墊層的設(shè)計(jì)砂墊層的設(shè)計(jì)砂墊層的設(shè)計(jì)砂墊層的設(shè)計(jì)般包括厚度和寬度，并要滿足安全與經(jīng)濟(jì)般包括厚度和寬度，并要滿足安全與經(jīng)濟(jì)兩個(gè)條件確定砂墊層的尺寸一般是按附加壓力的擴(kuò)散情兩個(gè)條

43、件確定砂墊層的尺寸一般是按附加壓力的擴(kuò)散情況來確定砂墊層厚度況來確定砂墊層厚度d d這是因?yàn)榈鼗鶋毫?jīng)砂墊層擴(kuò)散這是因?yàn)榈鼗鶋毫?jīng)砂墊層擴(kuò)散后傳給下臥層頂面的附加壓力與作用于下臥層頂面的自重后傳給下臥層頂面的附加壓力與作用于下臥層頂面的自重壓力的總和，應(yīng)小于下臥層的承載力，即：壓力的總和，應(yīng)小于下臥層的承載力，即： P Pg g 從地面算起在從地面算起在(h +d) (h +d) 深處的土重壓力，深處的土重壓力， Pz 在基底下深在基底下深d d處的附加壓力；處的附加壓力； 在深在深(h +d)(h +d)處的地基承載力，處的地基承載力， h h 素填土的厚度素填土的厚度按上式用按上式用試試算

44、法，可以確定砂算法，可以確定砂墊層墊層的厚度的厚度d.d.墊層底寬確定方墊層底寬確定方法：通常都簡(jiǎn)單地假定法：通常都簡(jiǎn)單地假定基基礎(chǔ)礎(chǔ)荷荷載載按某一角度按某一角度 向下向下擴(kuò)擴(kuò)散散 b b- -砂砂墊層墊層的底的底寬寬 b-b-基基礎(chǔ)寬礎(chǔ)寬度，度， d-d-砂砂墊層墊層的厚度，的厚度， - -砂層中的壓力擴(kuò)散角，通常為砂土之摩擦角或取砂層中的壓力擴(kuò)散角，通常為砂土之摩擦角或取4545 zgppdtgbb2,2 機(jī)械加固法機(jī)械加固法 (1)(1)機(jī)械壓實(shí)法機(jī)械壓實(shí)法 疏松軟弱地基為了減少沉降量，提高強(qiáng)度，通常采用疏松軟弱地基為了減少沉降量，提高強(qiáng)度，通常采用機(jī)械壓實(shí)法其作用是使影響深度內(nèi)孔隙破壞

45、而擠密，減機(jī)械壓實(shí)法其作用是使影響深度內(nèi)孔隙破壞而擠密，減小隙比，減小沉降值和透水性，以提高地基的允許承載小隙比，減小沉降值和透水性，以提高地基的允許承載力。力。般有重錘夯實(shí)法、分層輾壓法、振動(dòng)壓實(shí)法及強(qiáng)力般有重錘夯實(shí)法、分層輾壓法、振動(dòng)壓實(shí)法及強(qiáng)力夯實(shí)法等夯實(shí)法等 (2)(2)堆載預(yù)壓法堆載預(yù)壓法( (砂井預(yù)壓法砂井預(yù)壓法) ) 堆載預(yù)壓法是在建筑物施工前，堆土或堆放混凝土預(yù)堆載預(yù)壓法是在建筑物施工前，堆土或堆放混凝土預(yù)制板等荷載對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓，使地基土壓密，以提高地基制板等荷載對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓，使地基土壓密，以提高地基的強(qiáng)度，減少建筑物建成后的沉降量。堆載預(yù)壓法適用范的強(qiáng)度，減少建筑物建成后

46、的沉降量。堆載預(yù)壓法適用范圍很廣，處理深厚的淤泥、淤泥質(zhì)土，沼澤土和水力沖填圍很廣，處理深厚的淤泥、淤泥質(zhì)土，沼澤土和水力沖填土均有效，在確定建筑場(chǎng)地后至施工前有足夠時(shí)間進(jìn)行預(yù)土均有效，在確定建筑場(chǎng)地后至施工前有足夠時(shí)間進(jìn)行預(yù)壓的工程都可采用此法壓的工程都可采用此法， (3)3)砂樁擠密法砂樁擠密法 砂樁擠密法是在軟弱或松散地基中，先砂樁擠密法是在軟弱或松散地基中，先CACA樁管成孔，樁管成孔，然后在樁管中填粗砂、礫石等堅(jiān)實(shí)土料，樁管底端裝有然后在樁管中填粗砂、礫石等堅(jiān)實(shí)土料，樁管底端裝有活瓣，邊擊實(shí)邊上拔樁管，在地基中形成砂樁，擠密周活瓣，邊擊實(shí)邊上拔樁管，在地基中形成砂樁，擠密周圍軟弱或松

47、散土層，使砂樁與擠密后的土共同組成持力圍軟弱或松散土層，使砂樁與擠密后的土共同組成持力層層 砂樁尺寸由試驗(yàn)確定，砂樁尺寸由試驗(yàn)確定，般深度不小于般深度不小于5m5m，砂樁直徑，砂樁直徑30-60cm30-60cm該方法適用于松散砂土地基，也可用來加固該方法適用于松散砂土地基，也可用來加固軟弱粘性土地基軟弱粘性土地基 (4)(4)振動(dòng)水沖法振動(dòng)水沖法 振動(dòng)水沖法簡(jiǎn)稱振沖法，是應(yīng)用松砂加水振動(dòng)后變密振動(dòng)水沖法簡(jiǎn)稱振沖法，是應(yīng)用松砂加水振動(dòng)后變密的原理，來加固松軟地基的一種較新的方法的原理，來加固松軟地基的一種較新的方法 在飽和粉在飽和粉細(xì)砂地基中采用振沖法，使松砂液化，土粒重新排列而細(xì)砂地基中采用

48、振沖法，使松砂液化，土粒重新排列而密實(shí)，可以防止地基液化。由于這種方法施工簡(jiǎn)單，期密實(shí)，可以防止地基液化。由于這種方法施工簡(jiǎn)單，期限短，不需要更復(fù)雜的設(shè)備，故工程界目前采用這種加限短，不需要更復(fù)雜的設(shè)備，故工程界目前采用這種加固方法的偏多固方法的偏多 3 化學(xué)加固法化學(xué)加固法 該方法是利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑，灌入土中，把土粒膠該方法是利用化學(xué)溶液或膠結(jié)劑，灌入土中，把土粒膠結(jié)起來，以提高地基強(qiáng)度，減少沉降量的一種加固方結(jié)起來，以提高地基強(qiáng)度，減少沉降量的一種加固方法目前采用的化學(xué)漿有以下幾種：法目前采用的化學(xué)漿有以下幾種： (1)(1)水泥漿液：用高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥和速凝劑組成的水泥漿液：用高標(biāo)

49、號(hào)的硅酸鹽水泥和速凝劑組成的漿液，應(yīng)用較多漿液，應(yīng)用較多 (2) (2)以硅酸鈉為主的漿液：常用水玻璃和氯化鈣溶液以硅酸鈉為主的漿液：常用水玻璃和氯化鈣溶液 (3)(3)以丙稀酸氨為主的漿液。以丙稀酸氨為主的漿液。 (4)(4)以紙漿液為主的漿液：如重鉻酸鹽木質(zhì)素漿，加固以紙漿液為主的漿液：如重鉻酸鹽木質(zhì)素漿，加固效果還可以，但有毒性，易污染地下水效果還可以，但有毒性，易污染地下水 加固的施工方法有加固的施工方法有壓壓力灌注法、旋力灌注法、旋噴噴法、旋法、旋轉(zhuǎn)攪轉(zhuǎn)攪拌法和拌法和電電滲硅化法等下面介滲硅化法等下面介紹紹高高壓壓旋旋噴噴法和法和電電滲硅化法滲硅化法 高壓旋噴法高壓旋噴法 高壓旋噴法

50、是用鉆機(jī)鉆孔至所需深度，用高壓脈沖泵，高壓旋噴法是用鉆機(jī)鉆孔至所需深度，用高壓脈沖泵，通過安裝在鉆桿底端或鉆桿壁的噴孔，向四周噴射化學(xué)漿通過安裝在鉆桿底端或鉆桿壁的噴孔，向四周噴射化學(xué)漿液，同時(shí)鉆桿旋轉(zhuǎn)上提高壓射流使立體結(jié)構(gòu)破壞并與化液，同時(shí)鉆桿旋轉(zhuǎn)上提高壓射流使立體結(jié)構(gòu)破壞并與化學(xué)漿液混合，膠結(jié)硬化后形成圓柱體，稱旋噴樁學(xué)漿液混合，膠結(jié)硬化后形成圓柱體，稱旋噴樁電滲硅化法電滲硅化法 硅化法是用硅酸鈉硅化法是用硅酸鈉( (水玻璃水玻璃) )為主的混合溶液進(jìn)行化學(xué)加為主的混合溶液進(jìn)行化學(xué)加固地基的方法對(duì)滲透系數(shù)大于固地基的方法對(duì)滲透系數(shù)大于10”10”一一10”cm10”cms s的砂性的砂性土

51、，將水玻璃溶液用壓力通過注射管注入土中，硅酸鈉分土，將水玻璃溶液用壓力通過注射管注入土中，硅酸鈉分解生成凝膠把土粒膠結(jié)可分為水玻璃加磷酸配制的單液解生成凝膠把土粒膠結(jié)可分為水玻璃加磷酸配制的單液法和水玻璃加氯化鈣的雙液法兩種法和水玻璃加氯化鈣的雙液法兩種 如果地基土的滲透系數(shù)如果地基土的滲透系數(shù)k10”cmk10”cmg g，孔隙很小時(shí)，只，孔隙很小時(shí)，只靠壓力難于使水玻璃注入孔隙中，此時(shí)則需要用電滲的作靠壓力難于使水玻璃注入孔隙中，此時(shí)則需要用電滲的作用使溶液進(jìn)入土中，這種方法稱電滲硅化法用使溶液進(jìn)入土中，這種方法稱電滲硅化法習(xí)題：習(xí)題：1 名詞解釋名詞解釋: 地基地基,基礎(chǔ)基礎(chǔ); 2 簡(jiǎn)述

52、簡(jiǎn)述 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的意義現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的意義 地基改良的加固的方法地基改良的加固的方法3 計(jì)算計(jì)算 地基最終沉降量地基最終沉降量(分層總和法和規(guī)范法分層總和法和規(guī)范法) 地基承載力設(shè)計(jì)值地基承載力設(shè)計(jì)值第四章第四章 滑滑(斜斜)坡的工程地質(zhì)分析坡的工程地質(zhì)分析本章重點(diǎn)：滑坡的原因和誘發(fā)因素，本章重點(diǎn)：滑坡的原因和誘發(fā)因素， 滑坡的類型，滑坡的類型， 滑坡穩(wěn)定性的分析和評(píng)價(jià)方法（尤其重視力滑坡穩(wěn)定性的分析和評(píng)價(jià)方法（尤其重視力 學(xué)分析法的運(yùn)用），學(xué)分析法的運(yùn)用）， 水在滑坡中的作用，滑坡的防治。水在滑坡中的作用，滑坡的防治。第一節(jié)第一節(jié) 滑坡的基本問題滑坡的基本問題 1 滑坡的概念、形態(tài)及特征滑坡的概念、

53、形態(tài)及特征滑坡是指具有一定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的斜坡，由于外界條件的變化，滑坡是指具有一定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的斜坡，由于外界條件的變化，引起一部分巖體（或土體）脫離母體，沿一個(gè)固定的面（或引起一部分巖體（或土體）脫離母體，沿一個(gè)固定的面（或帶）向前整體移動(dòng)的現(xiàn)象帶）向前整體移動(dòng)的現(xiàn)象2 滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在條件和誘發(fā)因素滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在條件和誘發(fā)因素 巖性土質(zhì)條件易滑巖土易滑軟弱層地質(zhì)構(gòu)造條件活動(dòng)性大的大地構(gòu)造單元斷裂構(gòu)造新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)地貌條件滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在條件產(chǎn)生滑坡的誘發(fā)因素能改變坡面形態(tài)的外動(dòng)力因素能改變土體強(qiáng)度的各種外動(dòng)力因素3 滑坡類型滑坡類型 為了概括滑坡的作用，需要對(duì)滑坡進(jìn)行分類。合理的滑坡為了

54、概括滑坡的作用，需要對(duì)滑坡進(jìn)行分類。合理的滑坡分類對(duì)于認(rèn)識(shí)和防治滑坡是必須的。目前，根據(jù)不同目的、分類對(duì)于認(rèn)識(shí)和防治滑坡是必須的。目前，根據(jù)不同目的、原則和指標(biāo)的滑坡分類很多。下面介紹兩個(gè)有代表性的分原則和指標(biāo)的滑坡分類很多。下面介紹兩個(gè)有代表性的分類方案。類方案。(1)(1)鐵道部的分類方案鐵道部的分類方案我國(guó)鐵道部我國(guó)鐵道部19731973年至年至19761976年對(duì)分布在鐵路沿線的千余例大、年對(duì)分布在鐵路沿線的千余例大、中型滑坡進(jìn)行普查的基礎(chǔ)上，提出了滑坡分類新的方案。中型滑坡進(jìn)行普查的基礎(chǔ)上，提出了滑坡分類新的方案。該方案主要從組成滑體的主要物質(zhì)成分、主滑面成醫(yī)及性該方案主要從組成滑體

55、的主要物質(zhì)成分、主滑面成醫(yī)及性質(zhì)這兩個(gè)角度，提出了滑坡的第一級(jí)分類和第二級(jí)分類質(zhì)這兩個(gè)角度，提出了滑坡的第一級(jí)分類和第二級(jí)分類( (表表8 81 11)1).(2)(2)晏同珍分類方案晏同珍分類方案中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的晏同珍教授聯(lián)系滑坡區(qū)域分布提出的分類中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的晏同珍教授聯(lián)系滑坡區(qū)域分布提出的分類方案方案( (表表8 81 12)2).另外，晏同珍教授還從滑坡主要成因性另外，晏同珍教授還從滑坡主要成因性質(zhì)上將其分為：切蝕滑坡、潛蝕一溶蝕滑坡、震動(dòng)滑坡、質(zhì)上將其分為：切蝕滑坡、潛蝕一溶蝕滑坡、震動(dòng)滑坡、結(jié) 構(gòu) 滑 坡 、 接 觸 滑 坡 、 塑 流 滑 坡 和 超 載 滑 坡 等 。結(jié) 構(gòu) 滑

56、坡 、 接 觸 滑 坡 、 塑 流 滑 坡 和 超 載 滑 坡 等 。第二節(jié)第二節(jié) 滑坡發(fā)育階段和高速滑坡的機(jī)理滑坡發(fā)育階段和高速滑坡的機(jī)理 1 滑坡發(fā)育階段滑坡發(fā)育階段 蠕動(dòng)階段微動(dòng)階段滑動(dòng)階段劇動(dòng)階段穩(wěn)定固結(jié)階段蠕動(dòng)階段蠕動(dòng)階段這是滑坡變形的第一個(gè)階段，也是坡體由原先所處的（相這是滑坡變形的第一個(gè)階段，也是坡體由原先所處的（相對(duì)）穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的階段。由于地下水的長(zhǎng)對(duì)）穩(wěn)定狀態(tài)向不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化的階段。由于地下水的長(zhǎng)期浸泡和風(fēng)化作用的不斷進(jìn)行，坡體內(nèi)部軟弱結(jié)構(gòu)面的某期浸泡和風(fēng)化作用的不斷進(jìn)行，坡體內(nèi)部軟弱結(jié)構(gòu)面的某些部分些部分( (常位于中前部的平緩部位常位于中前部的平緩部位) )

57、抗剪強(qiáng)度逐漸降低，造抗剪強(qiáng)度逐漸降低，造成滑動(dòng)力超過抗滑力，該部分土體開始產(chǎn)生蠕動(dòng)變形，隨成滑動(dòng)力超過抗滑力，該部分土體開始產(chǎn)生蠕動(dòng)變形，隨著外界促滑因素的逐漸積累，蠕動(dòng)變形區(qū)將沿軟弱結(jié)構(gòu)面著外界促滑因素的逐漸積累，蠕動(dòng)變形區(qū)將沿軟弱結(jié)構(gòu)面向前和向后不斷擴(kuò)展向前和向后不斷擴(kuò)展般情況下，在后部土體尚未產(chǎn)生般情況下，在后部土體尚未產(chǎn)生位移以前，蠕動(dòng)區(qū)較難向前發(fā)展。因此，在蠕動(dòng)變形之初位移以前，蠕動(dòng)區(qū)較難向前發(fā)展。因此，在蠕動(dòng)變形之初期，沿軟弱面方向上，蠕變區(qū)首先向后部擴(kuò)展，直至沿后期，沿軟弱面方向上，蠕變區(qū)首先向后部擴(kuò)展，直至沿后部陡傾裂面產(chǎn)生破裂為止。這時(shí)，地面可隱現(xiàn)不連續(xù)的拉部陡傾裂面產(chǎn)生破裂

58、為止。這時(shí)，地面可隱現(xiàn)不連續(xù)的拉張裂縫，破裂面所包含的土體逐漸脫離母體向前移動(dòng)，并張裂縫，破裂面所包含的土體逐漸脫離母體向前移動(dòng)，并開始產(chǎn)生沿軟弱面方向的向前蠕動(dòng)擠壓處于蠕動(dòng)階段的開始產(chǎn)生沿軟弱面方向的向前蠕動(dòng)擠壓處于蠕動(dòng)階段的斜坡，其總穩(wěn)定系數(shù)尚高于斜坡，其總穩(wěn)定系數(shù)尚高于1 1，該階段的坡面僅可見到后，該階段的坡面僅可見到后部斷續(xù)裂縫，前部陡坡地段可能出現(xiàn)少量小規(guī)模坍塌。整部斷續(xù)裂縫，前部陡坡地段可能出現(xiàn)少量小規(guī)模坍塌。整個(gè)坡面未見明顯變形個(gè)坡面未見明顯變形 微動(dòng)階段微動(dòng)階段 當(dāng)滑坡進(jìn)入蠕動(dòng)階段以后，如果外界促發(fā)因素繼續(xù)作用當(dāng)滑坡進(jìn)入蠕動(dòng)階段以后，如果外界促發(fā)因素繼續(xù)作用甚至不斷增強(qiáng)，即可

59、進(jìn)入微動(dòng)階段。此階段的變形，除了甚至不斷增強(qiáng)，即可進(jìn)入微動(dòng)階段。此階段的變形，除了沿破裂面繼續(xù)發(fā)生位移擠壓并使土的抗剪強(qiáng)度不斷降低外，沿破裂面繼續(xù)發(fā)生位移擠壓并使土的抗剪強(qiáng)度不斷降低外，主要反映在地面上有了明顯的變形跡象。例如后緣拉張裂主要反映在地面上有了明顯的變形跡象。例如后緣拉張裂縫已經(jīng)顯覡，并且具有了一定的寬度，有時(shí)還可以出現(xiàn)因縫已經(jīng)顯覡，并且具有了一定的寬度，有時(shí)還可以出現(xiàn)因位移而產(chǎn)生的垂直錯(cuò)距；滑坡兩側(cè)出現(xiàn)羽狀撕裂；前部地位移而產(chǎn)生的垂直錯(cuò)距；滑坡兩側(cè)出現(xiàn)羽狀撕裂；前部地面明顯出現(xiàn)坍塌，還可出現(xiàn)鼓脹裂縫。但整個(gè)地面無(wú)明顯面明顯出現(xiàn)坍塌，還可出現(xiàn)鼓脹裂縫。但整個(gè)地面無(wú)明顯位移，地表仍保

60、持原有狀態(tài)，植被及建筑物基本無(wú)破壞現(xiàn)位移，地表仍保持原有狀態(tài)，植被及建筑物基本無(wú)破壞現(xiàn)象微動(dòng)階段斜坡總穩(wěn)定系數(shù)仍大于象微動(dòng)階段斜坡總穩(wěn)定系數(shù)仍大于1 1，大約為，大約為1 10505左右，左右，并逐漸降低到接近于并逐漸降低到接近于1.01.0 滑動(dòng)階段滑動(dòng)階段 滑動(dòng)階段是指整個(gè)滑體沿滑面作緩慢移動(dòng)的階段。由于滑動(dòng)階段是指整個(gè)滑體沿滑面作緩慢移動(dòng)的階段。由于抗滑段滑帶的形成，滑坡的整個(gè)滑帶已全部貫通，滑體與母抗滑段滑帶的形成，滑坡的整個(gè)滑帶已全部貫通，滑體與母體逐漸分離。由于在位移過程中滑體內(nèi)部各部分移動(dòng)速度的體逐漸分離。由于在位移過程中滑體內(nèi)部各部分移動(dòng)速度的相對(duì)差異，地面開始出現(xiàn)諸如錯(cuò)臺(tái)、裂