工程地質(zhì)學(xué)課件 水文地質(zhì) 土木工程.ppt

1、，水文地質(zhì)和工程地質(zhì)，工程地質(zhì)學(xué)部分，1工程地質(zhì)學(xué)定義，工程地質(zhì)學(xué)：廣義說是研究地質(zhì)環(huán)境及其保護(hù)和利用的科學(xué)。協(xié)議中應(yīng)用地質(zhì)學(xué)原理解決工程建設(shè)相關(guān)地質(zhì)問題的學(xué)科。研究人類工程學(xué)科活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境的相互作用特別是工程學(xué)科建設(shè)的工程學(xué)科地質(zhì)條件和工程學(xué)科地質(zhì)問題的學(xué)科。巖土工程：與工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)土木建筑工程結(jié)合發(fā)展起來的新興邊緣學(xué)科，被國(guó)際認(rèn)為是土木工程季度的40多年發(fā)展歷史，在我國(guó)也是30年的歷史。它主要包括巖土工程調(diào)查等。工程學(xué)科地質(zhì)與巖土工程的關(guān)系是工程地質(zhì)可歸納的巖土工程基礎(chǔ)，巖土工程是工程地質(zhì)的延伸。廣義省工程地質(zhì)學(xué)包括巖土工程、地質(zhì)工程等范疇牙齒，狹義工程地質(zhì)學(xué)一般包括工程勘察、工程地質(zhì)

2、問題評(píng)價(jià)等。介紹，2工程學(xué)科地質(zhì)條件，工程學(xué)科地質(zhì)條件主要包括以下6個(gè)茄子主要方面，是綜合概念。1 .地形地貌2。巖土類型和性質(zhì)3。地質(zhì)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)4。水文地質(zhì)條件5。不良地質(zhì)作用6。天然建筑材料，3工程地質(zhì)問題：工程建筑和工程地質(zhì)條件(地質(zhì)環(huán)境)相互作用，相互制約引起的建筑物本身的順利施工和正常運(yùn)行或周邊環(huán)境工程學(xué)科地質(zhì)問題分析是工程學(xué)科地質(zhì)工作的中心部分。4 .課程內(nèi)容，1 .土壤的工程特性2。不良地質(zhì)問題的研究3。工程學(xué)科地質(zhì)和水文地質(zhì)調(diào)查，第一章土壤的工程特性，1.1概論1.2托的工程分類1.3托的地質(zhì)原因類型1.4托的3相關(guān)系1.5托的3相比指標(biāo)1.6粘性土的性質(zhì)1.7粘性土的性質(zhì)1.

3、8特殊土徐璐其他類型的土在工程性質(zhì)上的差異很大，工程建設(shè)中也應(yīng)徐璐采用其他處理方法。特別是一些特殊土在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的工程地質(zhì)問題，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚虼诵枰钊肓私馔恋墓こ烫匦?。牙齒章節(jié)主要介紹了土壤的工程分類、土壤的地質(zhì)原因、三相比指標(biāo)、粘性土的性質(zhì)、粘性土的物理特征、特殊土的特征等。表面巖石破壞，搬運(yùn)，沉積，土壤形成，土壤是地殼表面的巖石，是器官風(fēng)化，搬運(yùn)，磨損，沉積作用過程中形成的大小，原地或外地的各種環(huán)境下形成的所有未粘結(jié)松散沉積物。1.2土的工程分類，1.2.1土可按累計(jì)年代分類。1)舊粘性土，舊粘性土是指第四紀(jì)后期更新世(Q3)及其之前的積土。堆積時(shí)間長(zhǎng)、工程性質(zhì)好的

4、土，一般強(qiáng)度高、壓縮性低。2)一般粘性土一般是指第四紀(jì)全新世(Q4文化期前)堆積的粘性土。其分布面積大，工程性質(zhì)變化大，是經(jīng)常遇到的土流。3)新堆的黏土中新堆的黏土是指文化時(shí)期以后堆的黏土，一般不凝固，強(qiáng)度低。1.2.2土壤按地質(zhì)成因分類，按地質(zhì)成因分類，可分為殘積土、斜積土、洪積土、沖積土、沉積土、冰積土、風(fēng)積土。1.2.3土壤可根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量分類，根據(jù)表分為無機(jī)土壤、有機(jī)質(zhì)土壤、泥炭土壤、泥炭。1.2.4土壤按顆粒級(jí)或塑性指數(shù)分類的巖土工程調(diào)查規(guī)范(GB500212001)，建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50072002)的土壤按顆粒級(jí)或塑性指數(shù)分類為碎石、沙子、淤泥和粘性土。1)礫石土壤粒子大小

5、大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50的土壤。根據(jù)粒子級(jí)配和粒子形狀的碎石土，又可分為漂浮石、砌塊石、碎石、碎石、碎石和砂礫。2)沙土顆粒大于2毫米的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量50，粒子尺寸大于0.075毫米的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50的土壤。根據(jù)顆粒級(jí)配，分為礫石、粗砂、中沙、細(xì)砂、淤泥。，3)粉末粒子大小大于0.075毫米的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量50，塑性指數(shù)小于或等于10的土壤。必要時(shí)，根據(jù)粒子漸變，可以分為沙粉(粒子大小小于0.005毫米的粒子的質(zhì)量不超過總質(zhì)量10)和粘土粉(粒子大小小于0.005毫米的粒子的質(zhì)量超過或超過總質(zhì)量10)。4)粘土塑性金志洙Ip大于10的土壤。根據(jù)塑料指數(shù)分為粉末粘土1

6、017。礫石、礫石、粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂、細(xì)粘性土、1.3土的地質(zhì)原因類型、土層按原因分類1。殘積土2。坡積土3。紅土4。沖積土5。沉積土6。凍土7普通河流沖積物中發(fā)育的土壤。廣泛分布在世界主要河流的泛濫地、沖積平原、三角洲、濱湖和海岸的低洼地區(qū)。洪積土，正義：用暫時(shí)的急流將山區(qū)的碎屑物質(zhì)運(yùn)送到溝渠或平緩的地帶，運(yùn)到堆積的泥土。山洪攜帶的大量碎屑物質(zhì)從溝里流出后，水流流速驟降，扇形沉積體稱為洪積扇。正義：在凈水或緩慢流動(dòng)的水中堆積形成的土。沉積土，Company Logo，沖積物是一年四季形成河流的松散堆積，主要分布在河流兩側(cè)及其動(dòng)搖地帶。公司日志，波浪力是粒子分離的動(dòng)力，在波浪力的影響范圍

7、內(nèi)，波浪反復(fù)沖刷沉積物，粗顆粒留在海岸上，細(xì)顆粒落在遙遠(yuǎn)的海岸上，波浪力不受影響的湖的心臟堆積著細(xì)粘性。隨著氣候和結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)而變化。風(fēng)積土，正義：巖石風(fēng)化碎屑物質(zhì)通過風(fēng)力搬運(yùn)作用降落到外地堆積的土。土質(zhì)均勻，質(zhì)量純正，孔大，結(jié)構(gòu)松散。凍土，正義：碎屑物質(zhì)或石塊在冰川作用下運(yùn)出，堆積在山谷或溝渠中形成的土。一般分類性很差，顆粒呈角狀，巨大的石頭上總有冰川的劃痕。傾斜的土壤，定義：山坡上的碎屑物質(zhì)，在流動(dòng)的水或重力作用下，被轉(zhuǎn)移到斜坡下或斜坡岸的堆積土。最近堆積的斜坡結(jié)構(gòu)比較疏松，壓縮性高。殘積土，正義：巖體經(jīng)過風(fēng)化作用留在原地形成的土。1.4土的三相關(guān)系土的三相關(guān)系包括固相土粒子、土水、土中期。土

8、壤的三相關(guān)系、氣體、土壤粒子、液態(tài)水、1.4.1土壤的固體礦物成分1常見的原生礦物包括石英長(zhǎng)石云母角閃石輝石橄欖石石榴石等。2.不溶于水的二次礦物，構(gòu)成土壤的這種礦物主要是粘土礦物，二次SiO2。3.可溶性二次礦物可溶性二次礦物質(zhì)也稱為水溶性鹽，根據(jù)在水中的溶解度分為溶鹽、重溶鹽、不溶鹽三類茄子。4.有機(jī)質(zhì)在自然界普通土，尤其是泥質(zhì)土中，通常含有一定量的有機(jī)質(zhì)，粘性土的含量超過5(砂的含量超過或超過3)時(shí)，開始對(duì)土壤的工程性質(zhì)產(chǎn)生重大影響。1.4.2土壤的粒度成分土壤的粒度成分是決定土壤工程性質(zhì)的主要內(nèi)在因素之一，因此也是土壤分類劃分的主要依據(jù)。1)顆粒群劃分、組成和土壤的工程性質(zhì)關(guān)系，2)粒

9、度分析，結(jié)果，用梯度曲線直觀地判斷土壤中各組的含量，表明曲線陡峭(曲線C)土壤均勻，梯度不好。相反，如果曲線平緩(曲線B)，則表明土壤粒子的大小不平衡，但漸變良好。，1.4.3土水，1)合水合水是指分子重力、靜電重力吸附在土粒表面的土水。強(qiáng)耦合水土顆粒的靜電重力強(qiáng)度隨著離開土壤顆粒表面的距離增加而減弱，土壤顆粒表面附近的水分子受到土壤顆粒的強(qiáng)魅力(高達(dá)10002000MPa)，失去了自由活動(dòng)能力，排列整齊。牙齒分?jǐn)?shù)稱為強(qiáng)耦合數(shù)。弱耦合水是離土壤表面稍遠(yuǎn)的水分子，被土蛋的吸力減弱，有一些活動(dòng)力，排列松散，不整齊。牙齒分?jǐn)?shù)稱為弱耦合數(shù)。2)非合水非合水非合水是在土洞縫隙中超過超出超出土壤粒子表面靜

10、電重力作用范圍的一般液體狀態(tài)下的水。主要由重力作用控制，傳遞靜水壓，溶解鹽分，在溫度0左右結(jié)冰。典型的代表是重力數(shù)、重力數(shù)和耦合數(shù)之間的切換類型的水是摩西數(shù)。摩西水摩西水是因摩西作用而留在土壤毛孔縫隙中的地下水。萬有引力數(shù)存在于相對(duì)粗的孔縫中，具有自由活動(dòng)能力，在重力作用下流動(dòng)的水。氣態(tài)水和固態(tài)水氣態(tài)水以水蒸氣狀態(tài)存在，必須嚴(yán)格屬于土壤的氣象部分。固體水是冰，冰夾層，冰透鏡體，小冰晶等存在于土壤中。1.4.4土中氣體也是土壤的組成部分之一，土中氣體成分以O(shè)2，CO2，N2為主，H2S等基本上與大氣成分一致。但是土壤中各種氣體的相對(duì)含量與大氣大不相同。土壤對(duì)氣體吸附的強(qiáng)度持續(xù)到CO2N2O2H2

11、，這使得CO2在土壤中的相對(duì)含量最多可以上升到10，CO2在大氣中只有0.03。土壤中的氣體根據(jù)存在狀態(tài)分為吸附氣體、玻璃氣體、密閉氣體。1.4.5土壤的結(jié)構(gòu)和施工土壤的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)是指物質(zhì)成分的連接特性、空間分布和變形形式。1)土的結(jié)構(gòu)單立結(jié)構(gòu)特征單立結(jié)構(gòu)，又稱散粒結(jié)構(gòu)，是沒有碎石(碎石)、碎石流、沙土等粘性土的基本結(jié)構(gòu)形式。也稱為集合體結(jié)構(gòu)特征集合體結(jié)構(gòu)，又稱重組結(jié)構(gòu)或聚集結(jié)構(gòu)。對(duì)于集合體結(jié)構(gòu)，根據(jù)粒子組成、連接特性和特性的差異，可以分為蜂窩結(jié)構(gòu)和散步結(jié)構(gòu)兩種茄子類型。2)土壤結(jié)構(gòu)在一定土體中結(jié)構(gòu)比較均勻的土層單位體的形態(tài)和組合特征稱為土壤結(jié)構(gòu)。碎石土，最常見于粗石結(jié)構(gòu)。對(duì)于砂和砂質(zhì)粉土，各

12、種形式的夾層、透鏡或交錯(cuò)層結(jié)構(gòu)更為常見。1.5土壤的三相比指標(biāo)，指示土壤三相比關(guān)系的指標(biāo)，土壤的三相比指標(biāo)，即土壤的基本物理性質(zhì)指標(biāo)(土壤的粒子比重、重癥、含水量、飽和度、孔率、孔間隙等)。1 .土壤顆粒比重與土壤顆粒的重量相同體積4點(diǎn)水的重量比例稱為粒子比重，數(shù)值上是單位體積的土壤顆粒的重量。2.土壤的重單位體積的重量稱為土壤的重量。3.土壤的干度、飽和度、富重土單位體積中固體顆粒部分的重量稱為土壤的干度。土縫里裝滿水時(shí)的單位體積重量稱為土的飽和重量。在地下水位以下，單位土壤體積中的中土粒子的重量扣除浮力后，單位土壤體積中的中土粒子的有效重量，稱為土壤的浮力或水下重量。4.土壤含水量土壤中水

13、的重量與土壤重量的比率，被稱為土壤水分含量，以百分比計(jì)算。5.在土壤的飽和土中，充滿水的孔隙體積與孔隙總體積的比率，稱為土壤的飽和度，以百分比表示。6.土壤的孔隙比和孔隙土壤的孔隙比是土壤中孔隙體積與土壤粒子體積的比。土壤的孔隙率以土壤中氣孔所占體積和總體積的百分比表示。指標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，1.6無粘性土的性質(zhì)，無粘性土一般指礫石土和砂土，粉土屬于砂土和粘性土的切換類型，但其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)主要接近砂土(特別是砂質(zhì)粉土)，因此，我們一起討論了無粘性土的工程特征問題。1.6.1影響沒有粘性土的密切狀態(tài)的因素1。負(fù)載歷史和形成環(huán)境2。粒子配置3。礦物成分1.6.2沒有粘性土的堅(jiān)硬狀態(tài)指標(biāo)1

14、)天然孔隙比，2)相對(duì)密度，3)滲透數(shù)N，1.7粘性土的性質(zhì)，粘性土1.7.1粘性土的性質(zhì)影響因素和指標(biāo)影響粘性土性質(zhì)的主要因素包括載荷歷史和形成環(huán)境，粘性土的含水量，粘性土中包含的礦物的膠體活動(dòng)，以及粘性土的主要特性指標(biāo)包括粘性土的邊界含水量(包括液體限度、塑料限度和收縮限度)、可塑性金志洙、液體金志洙、活動(dòng)性金志洙和最佳含水量。1.7.2粘性土的邊界含水量，1.7.3粘性土的塑性指數(shù)和液態(tài)金志洙1。可塑性金志洙，2。液體性金志洙，1.7.4粘性土的活動(dòng)性金志洙，1.7.5粘性土的膨脹、收縮和崩塌特性收縮時(shí)，除了土壤體積減小外，收縮不均勻，可能產(chǎn)生裂縫。土壤的膨脹與收縮相反，因?yàn)樵谕寥罎竦倪^

15、程中，結(jié)合膜增厚，土蛋之間的距離增大。土壤崩潰是粘性土壤遇水后的另一種現(xiàn)象。將粘性土放入水中后，由于膠狀物的溶解或軟化，土壤和顆粒之間的連接力減小，弱連接水將楔入土中，試圖破壞在顆粒之間連接。這樣的話，泥土在水里浸泡了一段時(shí)間后就會(huì)渡邊杏，在手表和里面崩潰成小塊或小塊，這種現(xiàn)象稱為崩潰。粘性土的膨脹、收縮和崩塌特性不僅會(huì)對(duì)建筑地基產(chǎn)生不均勻的膨脹變形，而且會(huì)對(duì)建筑基坑、路堤、路塹和新發(fā)掘的航道海岸等工程邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生非常重要的影響。1.8特殊土壤的工程學(xué)科地質(zhì)特性、地質(zhì)條件、地理環(huán)境和氣候條件，導(dǎo)致了不同地區(qū)工程學(xué)科性質(zhì)不同的土質(zhì)。部分土流由于形成條件及二次變化等原因，具有與一般土流明顯不同

16、的特殊工程性質(zhì)，稱為特殊土。特殊土的性質(zhì)都表現(xiàn)出一定的地域性，具有其特殊規(guī)律，在工程中要充分考慮其特殊性，采取相應(yīng)的治理措施。否則容易引起工程事故。1.8.1軟土是天然含水量高、可壓縮性高、承載力低、剪切強(qiáng)度低的軟塑料流塑性狀態(tài)的粘性土。軟土可以細(xì)分為軟粘土、泥漿、泥漿、泥炭、泥炭等。粉土，3)軟土的工程地質(zhì)問題的防治軟土具有可壓縮性高、強(qiáng)度低的特點(diǎn)，因此變形問題是軟土地基的主要問題，其特點(diǎn)是建筑物沉降量大、不均勻、沉降率大、沉降穩(wěn)定度長(zhǎng)。在軟土地基上建造建筑物時(shí)，一般應(yīng)使用地基處理或樁基，考慮上部結(jié)構(gòu)和地基的共同工作，決定應(yīng)采取的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施及地基處理方法，減少軟土地基上建筑物的不均勻沉降。1)軟土的分布沿海地區(qū)海岸相、瀉湖相、三角洲相；內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖積紅色沼澤相。2)軟土的工程性質(zhì)軟土的工程特性，主要是含水量高、孔高、滲透性低、可壓縮性高、剪切強(qiáng)度低、接觸變性及蠕變性突出。淤泥中樁基破