工程地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)之工程地質(zhì)性質(zhì)23

2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所1工程地質(zhì)李子生二零一四年九月EngineeringGeology2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所2第6章巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)一、土的工程地質(zhì)特征土由巖石風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積而成。土的組成、物理力學(xué)性質(zhì)、分類等內(nèi)容在《土力學(xué)》中講授。2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所31、礫石土特征1、礫石土特征：⑴顆粒大；⑵孔隙多；⑶透水性強(qiáng)；⑷壓縮性低；⑸強(qiáng)度高；⑹承載力比較高，一般為良好的天然地基。問題：透水、涌水、滲漏等。2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所42、砂土特征2、砂土特征：⑴顆粒比較大；⑵孔隙比較多；⑶透水性比較強(qiáng)；⑷壓縮性低；⑸強(qiáng)度比較高；2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所52、砂土特征⑹承載力比較高。一般中粗砂為良好的天然地基，粉細(xì)砂較差。存在問題：⑴中粗砂的涌水、滲漏等問題。⑵粉細(xì)砂的流砂、管涌、液化等問題。2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所63、粘性土特征3、粘性土特征：粘性土含有大量粘土礦物，顆粒很細(xì)，其性質(zhì)與粘粒含量、含水量、孔隙比等有關(guān)。例如：粘粒含量↑，則變形↑，強(qiáng)度↓，透水性↓含水量↑，則變形↑，強(qiáng)度↓，2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所74、特殊土4、特殊土（1）淤泥類土：是典型的軟弱地基土。其含水量(w＞50%)、孔隙比（e＞1）很高；壓縮性高（α＞10kPa-1）；透水性差（k＜10-6～10-8cm/s）；強(qiáng)度很低。2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所8（2）填土（2）填土：包括素填土、沖填土和雜填土三種。①素填土：由碎石、砂土、粉土或粘土中的一種幾種組成，含有較少雜質(zhì)。其性質(zhì)與其密實(shí)度和均勻性有關(guān)。經(jīng)過壓實(shí)的素填土其性能比較好。自然壓實(shí)粘土約經(jīng)10年；粉土約經(jīng)5年；砂土約經(jīng)2年素填土可作一般的天然地基。2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所9（2）填土②沖填土：水力沖填泥砂形成，其含水量高，透水性差，多呈軟～流塑狀態(tài)，其壓縮性高，強(qiáng)度低。③雜填土：其成分復(fù)雜，含有垃圾、廢料等，密實(shí)度極不均勻，承載力和變形差異大，是典型的不良地基。此外，還有膨脹土、殘積土、鹽漬土、凍土等特殊土。2022/11/30廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所10二、巖石的工程地質(zhì)特征二、巖石的工程地質(zhì)特征包括巖石的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)三部分。（一）巖石物理性質(zhì):1、重力性質(zhì)：①重力密度（或比重）：巖石中固體顆粒與4℃水的重力之比值。約為2.5～3.3。②重度：?jiǎn)挝惑w積的巖石重力。約為22～30kN/m3。2022/11/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所112、孔隙性質(zhì)質(zhì)2、孔隙性質(zhì)質(zhì)：巖石含有有孔隙、裂裂隙的性質(zhì)質(zhì)，常用孔孔隙率（n）表示。巖石內(nèi)孔隙隙、裂隙體體積與總體體積之比。。表示巖石石內(nèi)孔隙、、裂隙的發(fā)發(fā)育程度。。2022/11/26廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)巖土工程研研究所12（二）巖石水水理性質(zhì)（二）巖石水水理性質(zhì):巖石與水作用用的性質(zhì)，如如透水、溶解解、軟化等性性質(zhì)。1、吸水性：表示巖石吸水水的性質(zhì)，用用吸水率w1和飽水率w2表示。w1為常壓下巖石石吸水的能力力，即巖石所所吸水分與風(fēng)風(fēng)干巖石的重重力之比。w2為高壓或真空空條件下巖石石吸水的能力力。飽水系數(shù)=w1/w22022/11/26廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)巖土工程研研究所13（二）巖石水水理性質(zhì)2、透水性：水通過巖石的的能力，與裂裂隙、孔隙的的大小及連通通程度有關(guān)。。用滲透系數(shù)數(shù)表示。3、溶解性：巖石的化學(xué)成成分溶于水的的性質(zhì)。4、軟化性：巖石受水作用用強(qiáng)度降低的的性質(zhì)。與其其礦物成分、、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造造特征有關(guān)，，如巖石中粘粘土礦物含量量高，孔隙率率大，則易受受軟化。用飽 水、風(fēng)風(fēng)干巖石的強(qiáng)強(qiáng)度之比表示示軟化系數(shù)。。2022/11/26廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)巖土工程研研究所14軟化系數(shù)越小小，則巖石在在水作用下強(qiáng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性性越差。一般軟化系數(shù)數(shù)小于0.75的巖石，則為為強(qiáng)軟化巖石石，其工程性性質(zhì)較差。2022/11/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所155、抗凍性5、抗凍性：巖石抵抗冰冰凍作用的的能力。因因孔隙、裂裂隙水結(jié)冰冰時(shí)產(chǎn)生膨膨脹壓力，，使巖石的的強(qiáng)度和穩(wěn)穩(wěn)定性遭受受破壞而降降低。巖石的抗凍凍性用巖石石凍結(jié)前后后的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度降低率率表示。強(qiáng)強(qiáng)度降低率率小于25%，則為抗凍凍；反之為為不抗凍。。2022/11/26廣東工業(yè)業(yè)大學(xué)巖巖土工程程研究所所16常見巖石石的物理理性質(zhì)和和水理性性質(zhì)指標(biāo)標(biāo)2022/11/26廣東工工業(yè)大大學(xué)巖巖土工工程研研究所所17（三））巖石石力學(xué)學(xué)性質(zhì)質(zhì)巖石力力學(xué)性性質(zhì)包包括巖巖石的的強(qiáng)度和和變形形性質(zhì)質(zhì)。1、巖石石的變變形性性質(zhì)：⑴σ～ε關(guān)系的的非線線性。因巖石石內(nèi)存存在孔孔隙、、裂隙隙，在在較小小荷載載作用用下孔孔隙、、裂隙隙即產(chǎn)產(chǎn)生閉閉合，，出現(xiàn)現(xiàn)不可可恢復(fù)復(fù)的塑塑性變變形。。因此此其σ～ε為非線線性。。且其其重復(fù)復(fù)加載載時(shí)，，σ～ε曲線的的滯回回環(huán)逐逐漸變變窄而而長(zhǎng)。。如圖圖7－2所示。。2022/11/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所181、巖石的變變形性質(zhì)2022/11/26廣東工業(yè)大大學(xué)巖土工工程研究所所191、巖石的變變形性質(zhì)⑵變形的各向向異性。因內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)弱面的影影響，變形形的各向異性表現(xiàn)為：E∥＞E⊥即：∥結(jié)構(gòu)弱面面，E↑，變形??；；⊥結(jié)構(gòu)弱面面，E↓，變形大。⑶三向狀態(tài)態(tài)下巖石呈呈塑性。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所202、巖巖石石的的強(qiáng)強(qiáng)度度性性質(zhì)質(zhì)⑴抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度＞＞抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度＞＞抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度；；表表現(xiàn)現(xiàn)為為脆脆性性特特征征。。不不同同巖巖石石的的抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度相相差差懸懸殊殊，，一一般般為為5～300MPa。常常見見巖巖石石的的抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度和和抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度見見表表7－3。⑵三三向向抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度＞＞二二向向抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度＞＞單單向向抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度。。⑶強(qiáng)強(qiáng)度度的的各各向向異異性性。。因因內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)弱弱面面的的影影響響，，強(qiáng)強(qiáng)度度的的各向向異異性性表現(xiàn)現(xiàn)為為：：R∥＜R⊥即：：∥結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)弱弱面面，，R↓↓，強(qiáng)強(qiáng)度度小小；⊥結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)弱弱面面，，R↑↑，強(qiáng)強(qiáng)度度大大。2022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所212022/11/26廣東東工工業(yè)業(yè)大大學(xué)學(xué)巖巖土土工工程程研研究究所所22（四四））