第四章003土的工程地質特征(1)

1、l巖石的分類：1、按風化程度分類2、巖石按堅硬程度分類l巖土施工工程分級：松土、普通土、硬土、軟石、次堅石、堅石l土( soil)是各種巖石礦物顆粒組成的松散集合體.l土體(soil mass)是由一定的土體材料組成,具有一定的土體結構,賦存于一定地質環(huán)境中的地質體.土在工程上的作用： 作為建筑物的地基； 作為建筑材料； 作為建筑物周圍的介質或環(huán)境；1 土的形成地表巖石破壞 搬運 沉積 l（1）土按顆粒級配分類碎石土砂土粉土粘性土 粉質粘土 粘土2 土的成因類型：土的成因類型： 殘積土殘積土 坡積土坡積土 洪積土洪積土 沖積土沖積土 湖積土湖積土 海積土海積土 冰積土冰積土 風積土風積土 殘積

2、土殘積土：巖石經(jīng)風化后未被搬運而殘留于原地的碎屑物質所組成的土體，它處于巖石風化殼的上部。其粒度成分和礦物成分受氣候和母巖巖性的控制。其發(fā)育情況還和地形有關。殘積土的工程性質：孔隙度、強度、壓縮性，均質性差，但具有一定的結構強度。原位測試強度室內測試值。坡積土(slope soil)： 雨水將山坡高處的風化碎屑物順坡沖洗，堆積在較平緩的山坡腳處而形成。坡積土的工程性質：結構疏松，一般具較高的壓縮性。坡積形成的黃土濕陷性較大。洪積土洪積土(pluvial soil): 由暴雨形成的暫時性山洪急流帶來的碎屑物質在山溝出口處堆積而成。 4山山前前洪洪積積扇扇剖剖面面圖圖分選性較好，離山前較近的洪積土

3、顆粒粗，地下水位埋藏深，具有較高的承載力，壓縮性低，是工民建的良好地基。離山較遠的地帶，洪積土的顆粒細，透水性不好，土質弱，承載力低，作為建筑物地基時應慎重對待。沖積土沖積土(alluvial soil)： 由河流的流水作用將碎屑物質搬運到河谷坡降平緩的地帶堆積而成。河床相沖積土：在河流上游多是粗大的石塊、礫石和粗砂，中下游或平原地區(qū)沉積物變細，磨圓度好，厚度很大。 古河床相土的壓縮性低，強度高。 現(xiàn)代河床堆積物的密實度差，透水性強，若作為水工建筑物的地基將引起壩下滲漏。河漫灘相沖積土：是在洪水期河水漫溢河床兩側，攜帶碎屑物質堆積而成。土粒較細，可以是粉土、粉質粘土或粘土，并夾有淤泥或泥炭等軟

4、弱土層，覆蓋于河床相沖積土之上，形成上細下粗的“二元結構”。牛軛湖相沖積土：是在廢河道形成的牛軛湖中沉積的松軟土，顆粒很細，常含大量有機質，有時形成泥炭。壓縮性很高，承載力很低，不宜作為建筑物的天然地基。河口（?？冢┤侵尴鄾_積土：通常是淤泥質土或典型淤泥。面積寬廣而厚度極大。不宜作為建筑物的天然地基。但表層硬殼層，有時可用作低層建筑物的地基。湖積土湖積土( limnetic soil )： 湖邊沉積物是湖浪沖蝕湖岸形成的碎屑物質在湖邊沉積而形成的。近岸帶沉積的多是粗顆粒的卵石、圓礫和砂土，遠岸帶則是細顆粒的砂土和粘性土。 湖心沉積物是由河流攜帶的細小懸浮顆粒到達湖心后沉積形成，主要是粘土和淤

5、泥，常夾有細砂、粉砂薄層，土的壓縮性高，強度低。沼澤土主要由半腐爛的植物殘體泥炭組成，含水量極高，承載力極低，不宜作天然地基。海積土海積土(marine sediment)：濱海沉積物主要由卵石、圓礫和砂組成，承載力較高。淺海沉積物主要由細粒砂土、粘性土、淤泥和生物化學沉積物組成，有層理構造，較疏松，含水量高，壓縮性大而強度低。深海沉積物主要是有機質軟泥。冰積土冰積土(moraine soil)由冰川或冰水挾帶搬運所形成的沉積物.分選性極差,石料占多數(shù),冰水沉積物可有一定成層性、分選性。風積土風積土(aeolian soil)： 在干旱的氣候條件下，巖石的風化碎屑物被風吹揚，搬運一段距離后，在

6、有利的條件下堆積起來的一類土，最常見的是風成砂和風成黃土。特殊性土的主要工程性質特殊性土的主要工程性質特殊性土是指某些具有特殊物質成分和結構、工程性質也較特殊的土。是在一定的條件下形成的，其分布有明顯的區(qū)域性特征。特殊性土的種類有：沿海及內陸靜水沉積的淤泥類軟土南方和中南地區(qū)的膨脹土西南亞熱帶濕熱氣候條件下的紅粘土西北、華北干旱氣候區(qū)的黃土西北、華北干旱氣候區(qū)的鹽漬土高緯度、高海拔寒冷氣候區(qū)的凍土各地人類工程活動的人工填土黃土黃土(loessal soil)： 是干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物。分布: 我國西北及華北地區(qū),面積約64萬km2。特征：以粉粒為主，富含碳酸鈣，肉眼可見大孔隙，垂

7、直節(jié)理發(fā)育，常呈現(xiàn)直立的天然邊坡。工程特性： 塑性較弱 含水較少，堅硬硬塑狀態(tài) 壓實程度差，孔隙比高，孔隙大 4.具有濕陷性 5.透水性較強，且呈各向異性1. 6.強度較高，粒間連接較強，壓縮性中等。黃土分類按成因分：原生黃土和次生黃土按形成年代分：老黃土(中更新世Q2以前） 和新黃土按濕陷性分：濕陷性黃土和非濕陷性黃土黃土濕陷性(collapsibility)：在一定壓力下受水浸潤后,結構迅速破壞而產(chǎn)生顯著沉陷的性質。濕陷系數(shù)s ：由室內浸水壓縮試驗測得的黃土樣在某種規(guī)定壓力下的濕陷量與土樣原始高度的比值。s0.015為濕陷性黃土。濕陷類型：自重濕陷與非自重濕陷。實測或計算自重濕陷量7 cm

8、 時,為自重濕陷性黃土場地.濕陷起始壓力:開始出現(xiàn)明顯濕陷的壓力。膨脹土膨脹土(expansive soil)： 是一種富含親水性粘土礦物,且隨含水量的增減體積發(fā)生顯著脹縮變形的硬塑性粘土。 分布:全國,云南、廣西、貴州、湖北最具代表性。 一般位于山前丘陵地區(qū)或河谷高階地上。 特征：特征：1)呈黃褐、灰白、花斑等顏色. 2)粘粒含量高，且為親水性很強的蒙脫石等粘土礦物，土中可溶鹽及有機質含量較低，常含鐵錳或鈣質結核，結構致密. 3)表面有大量網(wǎng)狀裂隙，裂面有臘狀光澤的擠壓面。工程特性：工程特性： 低含水量，呈堅硬硬塑狀態(tài) 孔隙比小，密度大 具有吸水后強烈膨脹，失水后收縮的特性,自由膨脹率40%

9、 含粘粒為主1. 天然狀態(tài)下壓縮性低，承載力高，但由于干縮裂隙發(fā)育,穩(wěn)定性差.浸水后或被擾動時,強度驟然降低. 軟土軟土( mucky soil)： 是在靜水或水流緩慢的環(huán)境中沉積，并有微生物的參與，含有較多有機質的疏松軟弱粘性土。 分布:沿海地區(qū)濱海相、瀉湖相、三角洲相； 內陸平原或山區(qū)的湖相和沖積洪積沼澤相。分類：孔隙比e 1.5時,稱淤泥; 1.5e1.0 時,稱淤泥質土; 10%有機質含量5%時,稱有機質土; 60%有機質含量10%時,稱泥炭質土; 有機質含量60%時,稱泥炭.工程特性：工程特性： 含水量高，天然含水量液限，軟塑流塑狀態(tài)。 透水性低，水平向滲透系數(shù)較大。 壓縮性大，抗剪

10、強度低。 顯著的蠕變和觸變性(高靈敏度)。 蠕變蠕變(creep)：在一定荷載下，土的剪切變形隨時間增長的特性。1. 觸變觸變(thixotropy)：土受擾動后強度降低，但隨時間增長強度能部分恢復的性能。凍土凍土(frozen soil)： 溫度0并含有冰的土層。 分布:高緯度和高寒地區(qū). 類型:多年凍土和季節(jié)性凍土。凍脹性：凍脹性：土在凍結時，由于水分結冰膨脹，土的體積隨之增大，地基隆起、開裂和變形。融沉性：融沉性：凍土在溶化后，體積縮小，地基沉降，強度降低，還伴隨下部未凍結土層中的水分向凍結土層遷移，使溶化后土質更差。紅粘土紅粘土(laterite)： 由碳酸鹽類巖石在濕熱氣候條件下，經(jīng)

11、強烈風化作用而形成的高塑性粘土。 分布:云貴高原、四川東部、廣西、粵北及鄂西、湘西。 低山丘陵地帶頂部和山間盆地、緩坡及坡腳地段。 特征：特征：1)呈褐紅色,富含鐵鋁氧化物，粘粒含量很高，具有高度分散性，顆粒細而均勻，粘土礦物以高嶺石為主。2)土層中常有石芽、溶洞或土洞分布其間。3)地表裂隙發(fā)育。4)沿深度含水量增大，土質由硬變軟。5)在水平方向上厚度變化較大，造成地基不均勻性。工程特性：工程特性： 高含水量、高塑性，硬塑或可塑狀態(tài)。 孔隙比大、低密度、孔隙飽水。 壓縮性低、強度高、地基承載力高。 浸水后膨脹量小，但失水后收縮劇烈。鹽漬土(saline soil): 土中易溶鹽含量0.5% .分布: 濱海型、沖積平原型、內陸型鹽漬土類型： 氯鹽型：具強烈的吸濕性導致土有很大的塑性和壓縮性。 硫酸鹽型：結晶時體積膨脹，失水干燥時體積縮小，周期性松脹變化使土的結構破壞。1. 碳酸鹽型：具