土力學完整教案02-第二講

1、土 力 學主講人：張向東主講人：張向東遼 寧 省 精 品 資 源 共 享 課土力學教案土力學教案v 課課 次次：第：第2次次v 主要內(nèi)容主要內(nèi)容：內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用；礦物與巖石。：內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用；礦物與巖石。v 重點內(nèi)容重點內(nèi)容：外力地質(zhì)作用；巖石按成因分類。：外力地質(zhì)作用；巖石按成因分類。v 教學參考書教學參考書：張向東主編：張向東主編.土力學土力學.北京：人民交通出版社，北京：人民交通出版社，2011第一章第一章 工程地工程地質(zhì)質(zhì)1.1 概概 述述l從上面分析可以看出，工程地質(zhì)與土木工程的關系極為密切從上面分析可以看出，工程地質(zhì)與土木工程的關系極為密切，因為各種房屋建筑

2、工程、道路工程、鐵道工程、橋梁工程，因為各種房屋建筑工程、道路工程、鐵道工程、橋梁工程等都是建在地球表面上的，都要與土體打交道。等都是建在地球表面上的，都要與土體打交道。l建筑場地的工程地質(zhì)條件，直接影響土木工程的設計方案、建筑場地的工程地質(zhì)條件，直接影響土木工程的設計方案、施工工期與工程投資。施工工期與工程投資。l下面，先講一些有關土質(zhì)學方面的內(nèi)容。下面，先講一些有關土質(zhì)學方面的內(nèi)容。一、地質(zhì)作用一、地質(zhì)作用1 1內(nèi)力地質(zhì)作用內(nèi)力地質(zhì)作用由地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的由地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能引起，如：旋轉(zhuǎn)能引起，如：u 巖漿活動；巖漿活動；u 地殼運動；地殼運動；u 變質(zhì)作用等。變質(zhì)作用等。 2 2外力地質(zhì)

3、作用外力地質(zhì)作用由太陽輻射能和地球重力由太陽輻射能和地球重力位能引起，如：位能引起，如：u風化；風化；u剝蝕；剝蝕；u搬運；搬運；u沉積作用等。沉積作用等。二、風化作用二、風化作用 物理風化物理風化 是指由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖擊、地是指由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖擊、地震等引起的物理力使巖體崩解、碎裂的過程。震等引起的物理力使巖體崩解、碎裂的過程。 l當氣溫升高時，巖石膨脹產(chǎn)生壓應當氣溫升高時，巖石膨脹產(chǎn)生壓應力；當氣溫降低時，巖石收縮產(chǎn)生拉力；當氣溫降低時，巖石收縮產(chǎn)生拉應力。二者頻繁交替，使巖石表層產(chǎn)應力。二者頻繁交替，使巖石表層產(chǎn)生眾多裂隙，最終崩解；生眾多裂隙，最終崩解；l水

4、凍脹時產(chǎn)生體積膨脹水凍脹時產(chǎn)生體積膨脹或鹽類結晶或鹽類結晶膨脹，以及波浪沖擊力和地震力等膨脹，以及波浪沖擊力和地震力等加加速了巖石的崩解過程；速了巖石的崩解過程；l物理風化使巖體逐漸變成細小的顆物理風化使巖體逐漸變成細小的顆粒，粒，土中的碎石、礫石、砂等粗顆粒土中的碎石、礫石、砂等粗顆粒便是巖石便是巖石物理物理風化的產(chǎn)物。風化的產(chǎn)物。 2. 2. 化學風化化學風化是指巖石與空氣、水和各種水溶液相互作用的過程，使巖石顆粒變細，是指巖石與空氣、水和各種水溶液相互作用的過程，使巖石顆粒變細，同時使其礦物成分發(fā)生變化，形成大量細微顆粒和可溶鹽類。同時使其礦物成分發(fā)生變化，形成大量細微顆粒和可溶鹽類。

5、化學風化作用不僅破壞了巖石的結構，而且使化學成份化學風化作用不僅破壞了巖石的結構，而且使化學成份改變，形成新的礦物。粘土顆粒和鹽類，便是巖石經(jīng)化學風改變，形成新的礦物。粘土顆粒和鹽類，便是巖石經(jīng)化學風化后的產(chǎn)物。化后的產(chǎn)物。3. 3. 生物風化生物風化由動物、植物和人由動物、植物和人類活動對巖體的破壞作類活動對巖體的破壞作用稱生物風化。例如：用稱生物風化。例如：l長在巖石縫隙中的長在巖石縫隙中的樹，因樹根伸展使巖石樹，因樹根伸展使巖石縫隙擴展，最終開裂；縫隙擴展，最終開裂；l活動在地表淺層的活動在地表淺層的動物如老鼠、蚯蚓、螞動物如老鼠、蚯蚓、螞蟻等也可使巖石破碎成蟻等也可使巖石破碎成土；土；

6、l人們開采礦山、石人們開采礦山、石材，修鐵路，打隧道，材，修鐵路，打隧道，劈山修公路等活動使巖劈山修公路等活動使巖石破碎成土。石破碎成土。三、剝蝕三、剝蝕 風化后的風化后的巖石巖石產(chǎn)物，在產(chǎn)物，在外外力作用下從母巖分離的現(xiàn)象稱為力作用下從母巖分離的現(xiàn)象稱為剝蝕剝蝕。四、搬運四、搬運 巖石碎塊或巖屑從母巖分離后，到達新的平衡位置，稱為巖石碎塊或巖屑從母巖分離后，到達新的平衡位置，稱為搬運。搬運。1 1搬運方式搬運方式（1）風風（2）流水流水 （3）冰川冰川（4）雪崩雪崩 （5）重力）重力（自然起伏地形形成高差，在自重作用自然起伏地形形成高差，在自重作用下由高處向低處下由高處向低處）（6）人工填運

7、人工填運2 2伴隨現(xiàn)象伴隨現(xiàn)象（1）磨圓磨圓 （2）進一步的破碎或開裂進一步的破碎或開裂，這是由于相互碰撞、這是由于相互碰撞、磨擦或磨擦或冰凍冰凍作用的結果作用的結果。（3）分選現(xiàn)象分選現(xiàn)象：在搬運過程中，同一粒組范圍的顆粒集聚在搬運過程中，同一粒組范圍的顆粒集聚在同一地區(qū)，大顆粒的巖石碎塊搬運距離一般較近，而細小的在同一地區(qū)，大顆粒的巖石碎塊搬運距離一般較近，而細小的顆?？杀话徇\到較遠的地方沉積下來。顆?？杀话徇\到較遠的地方沉積下來。五、沉積五、沉積 巖石碎塊和巖屑巖石碎塊和巖屑，經(jīng)，經(jīng)搬運后在某搬運后在某地地帶堆積下來，帶堆積下來，稱為沉積稱為沉積。1.2 礦物與巖石 一、主要造巖礦物一、

8、主要造巖礦物 1礦物礦物：是地殼中具有一定化學成份和物理性質(zhì)的自然：是地殼中具有一定化學成份和物理性質(zhì)的自然元素或化合物，是組成巖石細胞。目前已發(fā)現(xiàn)的礦物有三千元素或化合物，是組成巖石細胞。目前已發(fā)現(xiàn)的礦物有三千多種，但常見的造巖礦物僅三十多種。多種，但常見的造巖礦物僅三十多種。1.2 礦物與巖石 2. 礦物種類礦物種類（1）原生礦物）原生礦物：由巖漿冷凝而成，如石英、長石、角閃：由巖漿冷凝而成，如石英、長石、角閃石、輝石、云母等。石、輝石、云母等。（2）次生礦物）次生礦物：由原生礦物風化產(chǎn)生，如長石風化產(chǎn)生：由原生礦物風化產(chǎn)生，如長石風化產(chǎn)生高嶺石、角閃石風化產(chǎn)生綠泥石等。高嶺石、角閃石風化

9、產(chǎn)生綠泥石等。 二、巖石二、巖石1.1.巖石的類型（按成因）巖石的類型（按成因）（1）巖巖漿漿巖（火成巖）巖（火成巖）：地殼地殼下下面融面融巖漿巖漿侵入地殼或噴出地面侵入地殼或噴出地面冷凝結晶后而形成的巖石。冷凝結晶后而形成的巖石。（2）沉積巖沉積巖：巖石：巖石經(jīng)風化、剝蝕、搬運經(jīng)風化、剝蝕、搬運至低洼處而沉積，在至低洼處而沉積，在常溫常壓下，受到常溫常壓下，受到壓壓緊緊、化學物的膠結化學物的膠結、再再結晶結晶或或硬結硬結等成巖等成巖作用作用而形而形成的巖石。成的巖石。 沉積巖石分布廣沉積巖石分布廣泛，約占地球表面的泛，約占地球表面的75。（3）變質(zhì)巖變質(zhì)巖：在高在高溫溫高壓高壓下，下，或或化學性活潑物質(zhì)作化學性活潑物質(zhì)作用下，使用下，使原原來巖石來巖石的結構、構造甚至的結構、構造甚至礦物成份改變而形礦物成份改變而形成的一種新的巖石成的一種新的巖石，稱為變質(zhì)巖。，稱為變質(zhì)巖。2、巖石的性質(zhì)、巖石的性質(zhì)（1）強度大；）強度