工程地質學復習資料重點

這門課的目標：工程地質學的“基本知識”分析和運用地質勘查資料的方法解決實際工程問題第2章巖石的成因類型及其工程地質特征地球的構造地殼(crust：由固體巖石構成，分硅鋁層(花崗巖層和硅鎂層(玄武巖層。地幔(mantle：上地幔主要是硅氧，呈熔融狀態(tài)，是巖漿的發(fā)源地；下地幔主要是鐵鎂氧化物和硫化物。地核(core：由鐵鎳組成，密度大。外核是液態(tài)的，內核是固態(tài)。地殼運動主要起因于地幔物質的對流組成地殼的化學成分，含量由多到少依次為O(49.13%、Si、Al、Fe、Ca、Na、Mg…§2.1主要造巖礦物§2.1.1礦物的基本概念地殼由巖石組成，巖石由礦物組成。礦物(mineral：具一定化學成分和物理性質的自然元素和天然化合物。其中構成巖石的礦物稱為造巖礦物?！?.1.2礦物的物理性質礦物的物理性質決定于礦物的化學成分和內部構造礦物的顏色和條痕顏色：由礦物對可見光波的吸收作用產生。自色：（礦物的化學成分和晶體結構所組成的）礦物的本身的顏色他色：某些雜質引起的顏色條痕：礦物粉末的顏色。礦物的光澤礦物表面對可見光的反射能力。分為：金屬光澤、半金屬光澤、非金屬光澤。造巖礦物大部分屬于非金屬光澤。具體又分為：①玻璃光澤②珍珠光澤③絲絹光澤④油脂光澤⑤蠟狀光澤⑥土狀光澤礦物的硬度礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力。硬度是礦物的一個重要鑒定特征，鑒別礦物硬度時，是用兩種礦物對劃的方法來確定礦物的相對硬度。由軟到硬分十度，稱為摩氏硬度計：1-滑石2-石膏3-方解石4-螢石5-磷灰石6-正長石7-石英8-黃玉9-剛玉10-金剛石解理和斷口解理—受外力作用，礦物能沿一定方向破裂成平面的性質。分為：極完全、完全、中等或不完全解理斷口—受外力打擊后，不具方向性的不規(guī)則破裂面。斷口形態(tài)有：貝殼狀斷口，殘差狀斷口，鋸齒狀斷口，平坦狀斷口解理的完全程度和斷口是互相消長的§2.1.3常見主要造巖礦物自然界產生的礦物—3000種主要造巖礦物（常見礦物）—化學成分:硅酸鹽、氧化物、硫化物、鹵化物、碳酸鹽等常見礦物:黃鐵礦、石英、赤鐵礦、褐鐵礦、方解石、白云石、石膏、橄欖石、輝石、角閃石、斜長石、正長石、白云母、黑云母、綠泥石、蛇紋石、石榴子石、滑石、高嶺石、蒙脫石礦物鑒別pp.9表2-2常見造巖礦物的肉眼鑒定抓住主要特征。綜合考慮顏色、晶形、光澤、解理、硬度。考慮礦物生成條件及共生礦物。工具：小鋼刀、放大鏡、稀鹽酸等?！?.2巖石按成因分為巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質巖地質作用—巖漿作用、外力地質作用、變質作用§2.2.1巖漿巖巖漿是產生于地下的高溫熔融體，成分以硅酸鹽為主，還具有數(shù)量不等的的揮發(fā)性成分。巖漿沿著地殼薄弱帶侵入地殼或噴出地表，溫度、壓力降低，最后冷凝形成巖漿巖。根據(jù)冷凝成巖漿巖的地質環(huán)境的不同，將巖漿巖分成三類：深成巖：巖漿侵入地殼某深處（約距地表3km）冷凝而成的巖石；由于巖漿壓力和溫度較高，溫度降低緩慢，組成巖石的礦物結晶良好。淺成巖：巖漿沿地殼裂縫上升距地表較淺處冷凝而成的巖石；由于巖漿壓力小，溫度降低較快，組成巖石的礦物結晶較細小噴出巖：巖漿沿地表裂縫一直上升噴出地表，冷凝形成的巖石；在地表的條件下，溫度降低迅速，礦物來不及結晶或結晶較差，肉眼不易看清楚。巖漿巖的分類與產狀?????????????????裂隙式噴發(fā)：熔巖被巖流中心式噴發(fā)：火山錐熔噴出巖巖墻，巖脈巖床，淺成巖：巖盤（盆），深成巖：巖基，巖株侵入巖巖漿巖的礦物成分常見的巖漿巖礦物只有6～7種，除石英是氧化物外，其它都是硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物。分布最廣的是長石，占巖漿巖總質量的63%，其次是石英、輝石、角閃石和云母。組成巖漿巖的礦物，根據(jù)顏色，可分為淺色礦物和深色礦物：淺色礦物：有石英、正長石、斜長石及白云母等。深色礦物：有黑云母、角閃石、輝石及橄欖石等。巖漿巖根據(jù)SiO2含量，可分為：酸性巖類（SiO2含量>65%）：礦物成分以石英、正長石為主，并含有少量的黑云母和角閃石；巖石的顏色淺，比重輕。中性巖類（SiO2含量52~65%）：礦物成分以正長石、斜長石、角閃石為主，并含有少量的黑云母及輝石；巖石的顏色比較深，比重比較大?；詭r類（SiO2含量45~52％）：礦物成分以斜長石、輝石為主，含有少量的角閃石及橄欖石；巖石的顏色深，比重也比較大。超基性巖類（SiO2含量<45％）：礦物成分以橄欖石、輝石為主，其次有角閃石，一般不含硅鋁礦物；巖石的顏色很深，比重很大。巖漿巖的結構巖漿巖的結構主要指組成火成巖礦物顆粒的大小和結晶程度等按結晶程度分類：全晶質結構半晶質結構斑狀結構主要是淺成巖非晶質（玻璃質）結構噴出巖巖漿巖的構造巖漿巖的構造指礦物在巖石中的組合方式和空間分布情況。常見構造：塊狀構造流紋狀構造氣孔狀杏仁狀構造§2.2.2沉積巖沉積巖是由沉積物質固結變硬產生的，是地殼表面分布最廣的一種層狀巖石，占地殼表面積的75%.沉積巖的結構指沉積巖顆粒的性質、大小、形態(tài)及其相互關系碎屑結構:由碎屑物質膠結形成(按膠結物的成分，可以分為：硅質膠結,鐵質膠結,鈣質膠結,泥質膠結其強度依次降低泥質結構:泥巖、頁巖的主要結構結晶結構:石灰?guī)r、白云巖的主要結構生物結構:生物遺體組成，貝殼結構、珊瑚結構等§2.2.3變質巖變質巖是由原來的巖石(巖漿巖、沉積巖和變質巖在地殼中受到高溫、高壓及化學成分加入的影響，在固體狀態(tài)下發(fā)生礦物成分及結構構造變化后形成的新的巖石。變質作用的因素:在變質因素的影響下，促使巖石在固體狀態(tài)下改變其成分、結構和構造的作用，稱為變質作用。引起變質作用的主要因素是：高溫、高壓和新化學成分的加入。變質巖的礦物成分在變質巖的礦物成分，除保留有原來巖石的礦物，還有變質礦物，如石榴子石、滑石、綠泥石、蛇紋石等，變質礦物是變質巖所特有的，可把變質巖與其他巖石區(qū)別開來。變質巖的結構(變質巖幾乎全部是結晶結構，但其結晶結構主要經過重結晶作用形成，故稱為變晶結構以示區(qū)別，如粗粒變晶結構，斑狀變晶結構等。若變質作用不徹底，則在形成的變質巖中殘留有變質前原來巖石的結構特征，則稱為變余結構。變晶,變余變質巖的構造主要的是片理構造和塊狀構造片理構造是變質巖所特有的，比較典型的片理構造有：板狀構造,千枚狀構造,片狀構造,片麻狀構造如果巖石主要由粒狀礦物組成時，則成致密塊狀構造，如大理巖和石英巖等?！?.2.4三大類巖石的肉眼鑒別巖漿巖的鑒別先看巖石整體顏色的深淺分析巖石的結構和構造分析巖石的主要礦物成分，確定巖石的名稱(巖漿巖的結構和構造特征，是巖石生成環(huán)境的反映。如果巖石是全晶質粗粒、中?；蛩瓢郀罱Y構，說明很可能是深成巖：如果是細粒、微粒或斑狀結構，則可能是淺成巖或噴出巖；如果斑晶細小或為玻璃質結構，則為噴出巖；如果具有氣孔、杏仁或流紋狀構造，則為噴出巖。沉積巖的鑒別鑒別沉積巖時，可以先從觀察巖石的結構開始，然后再作進一步分析，確定巖石的名稱。觸摸有明顯含砂感的，一般是屬于碎屑巖類的巖石。斷裂面暗淡呈土狀，硬度低，觸摸有滑膩感的，一般多是粘土類的巖石。具結晶結構的可能是化學巖類變質巖的鑒別鑒別變質巖時，可以先從觀察巖石的構造開始，確認其屬于塊狀構造還是片理構造，然后根據(jù)礦物成分再作進一步分析，確定巖石的名稱塊狀構造變質巖——大理巖和石英巖兩者都具變晶結構，顏色較淺。但大理巖主要由方解石組成，硬度低，遇鹽酸起泡，石英巖硬度高。§2.3.1地質年代地球發(fā)展的時間段落稱為地質年代。巖層的地質年代有兩種表示方法：絕對地質年代(表示地質事件發(fā)生至今的年齡（多少年）稱為絕對年代相對地質年代(表示地質事件發(fā)生的先后順序為相對年代相對地質年代不能說明巖層形成的確切時間，但能反映巖層形成的自然階段，從而說明地殼發(fā)展的歷史過程在地質工作中，一般使用相對地質年代沉積巖相對地質年代確定方法地層對比法,地層接觸關系法（不整合接觸）,巖性對比法（只使用于一定地區(qū)）,古生物化石法沉積巖中保存的地質時期生物遺體和遺跡稱為化石，化石的成分常常已變?yōu)榈V物質，但原來生物骨骼或介殼等硬件部分的形態(tài)和內部構造卻在化石里保存下來。地層接觸關系包括：整合、假整合、不整合、侵入接觸、沉積接觸巖漿巖相對地質年代確定方法：侵入接觸(巖漿侵入體的形成年代晚于沉積巖層的地質年代沉積接觸(巖漿巖的形成年代早于沉積巖。描述巖漿巖與沉積巖之間的接觸關系地層年代的單位與地層單位劃分地層年代和地層單位的主要依據(jù)是地殼運動和生物演化。每個地質年代都劃分有相應的地層。地質年代單位：代、紀、世年代地層單位：界、系、統(tǒng)§2.3.2第四紀地質特征第四紀是新生代最晚的一個紀，包括現(xiàn)代第四紀特征:人類出現(xiàn)冰川作用第四紀沉積物是堅硬巖石經長期地質作用后的產物，因形成時間短，成巖作用不充分，一般是松散、多孔、軟弱的土層，覆蓋在堅硬巖石上本章重點內容：礦物的物理力學性質三大類巖石的結構、構造第3章地質構造及其對工程的影響§3.1水平構造和單斜構造地質構造是地殼運動的產物構造變動在巖層和巖體中遺留下來的各種構造形跡，如巖層褶曲、斷層等，稱為地質構造水平構造和單斜構造是最簡單的地質構造未經構造變動的沉積巖層，形成時的原始產狀是水平的，老巖層在下，新巖層在上，稱為水平構造。原來水平的巖層，在受到地殼運動影響后，產狀發(fā)生變動，其中一種簡單的形式，就是巖層向同一方向傾斜，形成單斜構造?！?.1.1巖層產狀巖層在空間的位置，稱為巖層產狀。巖層產狀三要素：走向、傾向和傾角走向：指巖層層面與水平面交線的方位角，其表示巖層在空間延伸的方向，如圖中AB線。傾向：指垂直走向順傾斜面向下引出的直線在水平面的投影的方位角，表示巖層在空間的傾斜方向，如圖中CD線。傾角：指巖層層面與水平面所夾的銳角，表示巖層在空間傾斜角度的大小，如圖中∠α§3.1.2巖層產狀的測定及表示方法地質羅盤儀測量走向時，使羅盤的長邊緊貼層面，將羅盤放平，圓水準泡居中，讀指北針所示的方位角，就是巖層的走向。測量傾向時，將羅盤的短邊緊貼層面，注意將羅盤的北端朝向巖層的傾斜方向，圓水準泡居中，讀指北針所示的方位角，就是巖層的傾向。測量傾角時，需將羅盤橫著豎起來，使長邊與巖層的走向垂直，緊貼層面，等傾斜器上的長水準泡居中后，讀懸錘所示的角度，就是巖層的傾角。巖層產狀的表示方法走向，傾向，傾角或傾向傾角如：一組走向為北東30°，傾向南東120°，傾角35°的巖層產狀，可寫成：N30°E，S120°E，∠35°或SE120°∠35°§3.2褶皺構造－－褶曲§3.2.1褶曲褶皺構造中的一個彎曲稱為褶曲。褶曲要素：核部、翼、樞紐、軸§3.2.2褶曲的類型背斜——巖層向上拱起的彎曲。向斜——巖層向下凹的彎曲。經削蝕的褶曲較老的巖層出現(xiàn)在背斜軸部較老的巖層出現(xiàn)在向斜兩翼根據(jù)軸面產狀，褶曲可以分為:直立褶曲,斜歪褶曲倒轉褶曲平臥褶曲(軸面水平或近于水平，兩翼巖層也近于水平，一翼層位正常，另一翼發(fā)生倒轉。根據(jù)樞紐產狀，褶曲可以分為:水平褶曲傾伏褶曲褶曲的樞紐向一端傾伏，兩翼巖層在轉折端閉合。當褶曲的樞紐傾伏時，在平面上會看到，褶曲的一翼逐漸轉向另一翼，形成一條圓滑的曲線，§3.2.3褶皺構造§3.3斷裂構造根據(jù)巖體斷裂后兩側巖塊相對位移的情況，斷裂構造可分為裂隙和斷層兩類§3.3.1裂隙裂隙也稱為節(jié)理。指巖體受力斷裂后兩側巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構造。按成因，裂隙可以歸納為構造裂隙和非構造裂隙。原生裂隙構造裂隙次生裂隙構造裂隙是巖體受地應力作用隨巖體變形而產生的裂隙，其在空間分布上具有一定的規(guī)律性。按裂隙的力學性質，構造裂隙可分如下兩種：張性裂隙扭（剪）性裂隙非構造裂隙指由非構造因素（成巖作用、外動力、重力等）形成的裂隙裂隙的工程地質評價巖體中的裂隙，在工程上除有利于開挖外，對巖體的強度和穩(wěn)定性均有不利的影響?！?.3.2斷層巖體受力斷裂后兩側巖塊發(fā)生顯著位移的斷裂構造。斷層的組成要素斷層面和破碎帶、斷層線、上盤和下盤、斷距。斷層的類型——按斷層兩盤相對運動，斷層可分為正斷層、逆斷層和平移斷層正斷層--指上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層；正斷層一般是由于巖體受到水平張應力及重力作用，使上盤沿斷層面向下錯動而成逆斷層--指上盤沿斷層面相對上升，下盤相對下降的斷層，逆斷層一般是由于巖體受到水平方向強烈擠壓力的作用，使上盤沿斷面向上錯動而成平移（推）斷層--由于巖體受水平扭應力作用，使兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層，其傾角很大，斷層面近于直立，斷層線比較平直。斷層的工程地質評價在確定路線布局、選擇橋位和隧道位置時，要盡量避開大的斷層及破碎帶。在地殼上升的隆起區(qū)域發(fā)生剝蝕，在地殼下降的凹陷區(qū)域產生沉積?！?.4不整合整合接觸:當沉積區(qū)處于相對穩(wěn)定階段時，沉積區(qū)連續(xù)不斷地進行著堆積，堆積物的沉積次序是銜接的，產狀是彼此平行的，在形成的年代上是順次連續(xù)的，巖層之間的這種接觸關系稱為整合接觸。不整合:當年代不相連續(xù)的兩套巖層重疊在一起的構造形跡稱為不整合，它是由地殼升降運動產生的。整合、不整合接觸描述的是沉積地層間的關系沉積、侵入接觸描述的是沉積巖和巖漿巖間的關系不整合包括：平行不整合、角度不整合平行不整合（假整合）——指不整合面上下兩套巖層之間的地質年代不連續(xù)，缺失沉積間斷期的巖層，但彼此間的產狀基本上是一致的，看起來貌似整合接觸。角度不整合（不整合）——指不整合面上下兩套巖層間的地質年代不連續(xù)，并且兩者的產狀也不一致，下伏巖層與不整合面相交有一定的角度。這是由于不整合面下部的巖層，在接受新的沉積之前發(fā)生過褶皺變動的緣故。§3.5巖石與巖體的工程地質性質§3.5.1巖石的物理力學性質物理性質比重和重度孔隙性孔隙度（率）吸水性吸水率，等于巖石吸水重量與同體積干燥巖石重量之比。軟化性軟化系數(shù)，等于巖石在飽和狀態(tài)下的極限抗壓強度和在風干狀態(tài)下的抗壓強度之比，用小數(shù)表示。軟化系數(shù)小于0.75的巖石，認為其軟化性強、工程性質比較差。抗凍性一般用巖石在抗凍試驗前后抗壓強度降低率表示巖石的強度巖石抗壓強度和抗剪強度是評價巖石（巖體）穩(wěn)定性的指標由于巖石抗拉強度小，所以當巖層受擠壓形成褶皺時，常在彎曲變形較大的部位受拉破壞，產生張裂隙?！?.5.2巖體的工程地質性質巖體的定義——巖體＝巖石＋結構面巖體的工程地質性質：首先取決于巖體結構類型與特征，其次才是巖石性質本章主要內容：褶皺構造、斷裂構造、巖體性質第4章土的工程性質與分類§4.1土的組成與結構、構造粒徑大于0.075的粗粒土，可以通過篩分法測定。粒徑小于0.075的細粒土，可以通過水分法測定。水分法——常用的有密度計法或移液管法土的顆粒級配曲線愈平緩，說明——在累計曲線上，可確定兩個描述土的級配的指標：不均勻系數(shù)：1060ddCu=曲率系數(shù)：(6010230dddCc=式中：d10，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10％，30％和60％時所對應的粒徑。d10稱為有效粒徑；d60稱為限制粒徑。規(guī)范：純凈礫、砂，Cu>=5，且Cc=1~3時，級配良好，否則，不良。工程上把Cu<5的土稱為均粒土?！?.1.2土的礦物成分填空題：主要的粘土礦物有a高嶺石、b伊利石、c蒙脫石，其吸水能力由強到弱依次為c、§4.1.3土中水和氣及其與土粒的相互作用結合水是受分子引力、靜電引力吸附于土粒表面的土中水。土粒表面一般帶有負電荷，圍繞土粒形成電場，引起土粒周圍水分子和陽離子的定向排列。在靠近土粒處，靜電引力強，水化離子和水分子牢固吸附在土粒表面形成固定層；固定層外圍，靜電引力較小，水化離子和水分子形成擴散層。土粒表面負電荷、固定層和擴散層中的陽離子一起構成雙電層。強結合水－－緊靠土顆粒表面的水。其性質接近于固體，密度約為1.2～2.4g/cm3，冰點為－78℃，具有極大的粘滯度、彈性和抗剪強度。干燥的土在空氣中質量將增加，直到土中吸著的強結合水達到最大吸著度為止。1）沒有溶解鹽類的能力，2）不能傳遞靜水壓力，3）只有吸熱變成蒸汽時才能移動。弱結合水－－緊靠強結合水外圍的結合水膜。仍然不能傳遞靜水壓力，沒有溶解能力。弱結合水與土的塑性，以及其它一些重要特性有很大關系。弱結合水離土粒表面積愈遠，其受到的電分子吸引力愈弱小，并逐漸過渡到自由水。毛細水的工程地質意義1.毛細壓力促使土的強度增高；2.毛細水上升接近基礎底面時，增大基底附加應力，增大建筑物的沉降；3.當?shù)叵滤裆顪\，由于毛細管水上升，可助長地基土的冰凍現(xiàn)象；地下室潮濕；危害房屋基礎及公路路面；促使土的沼澤化；4.腐蝕管道和混凝土?！?.1.4土的結構和構造土的結構——土顆粒之間的相互排列和連接的形式。單粒結構。粗顆粒土，如卵石、砂等。蜂窩結構。當土顆粒較細（粒級在0.02～0.002mm范圍），在水中單個下沉，碰到已沉積的土粒，由于土粒之間的分子吸力大于顆粒自重，則正常土粒被吸引不再下沉，形成很大孔隙的蜂窩狀結構。絮狀結構。粒徑小于0.005mm的粘土顆粒，在水中長期懸浮并在水中運動時，形成小鏈環(huán)狀的土集粒而下沉。碰到另一小鏈環(huán)被吸引，形成大鏈環(huán)狀的絮狀結構。練習：選擇題：土中自由水包括毛細水和重力水，結合水包括強結合水和弱結合水。這之中，影響粘性土性質的土中水主要是b。a強結合水；b弱結合水；c重力水；d毛細水選擇題：下述那種不屬于土的結構（b）：a單粒結構；b分散結構；c蜂窩結構；d絮狀結構土的結構包括：單粒結構、蜂窩結構、絮狀結構土的構造包括：層理構造、裂隙構造、分散構造選擇題：土的顆粒級配曲線位于半對數(shù)坐標圖上，其中橫坐標表示粒徑，縱坐標表示。a等于某粒徑的土粒百分含量；b大于某粒徑的土粒百分含量；c小于某粒徑的土粒百分含量；d某兩個粒徑之間的顆粒百分含量§4.2土的物理力學性質及其指標§4.2.1土的三相比例指標1.土粒比重（土粒密度）——土粒質量（或重量）與同體積4℃時純水的質量（或重量）之比。土粒比重常用比重瓶法測定，事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質量。然后把烘干土若干克裝入該空比重瓶內，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質量，按下式計算土粒比重：式中：m1——瓶+水的質量；m2——瓶+土+水的質量；ms——烘干土的質量；——toC時蒸餾水的比重。2.土的天然重度（密度ρ）——單位體積土的重量（質量）對于粘性土，土的密度常用環(huán)刀法測定。3.土的含水量——土中水的質量（重量）與土粒質量（重量）之比，即水的質量和干土質量之比。12sswtsmGGmmm=?+-測定含水率常用的方法是烘干法比重、（天然）密度和含水量是實驗室直接測定的3個指標§4.2.2無粘性土的密實度無粘性土的密實度與其工程性質有著密切關系1.孔隙比e孔隙比e可以用來表示砂土的密實度。對于同一種土，當孔隙比小于某一限度時，處于密實狀態(tài)?？紫侗扔螅劣缮?.相對密實度DrminmaxmaxeeeeDr--=Emax:砂土在最松散狀態(tài)時的孔隙比E:砂土在天然狀態(tài)下孔隙比Emin:砂土在最密實狀態(tài)時的孔隙比砂土的天然孔隙比界于最大和最小孔隙比之間，故相對密度Dr=0～1；當Dr=0時，e=emax，砂土處于最疏松狀態(tài)；當Dr=1時，則e=emin，砂土處于最緊密狀態(tài)。工程實際中，常用相對密度評價砂土的密實程度，或判別砂土的震動液化。按相對密度值可將砂土分為三種密實狀態(tài)：1≥Dr＞0.67密實的0.67≥Dr＞0.33中密的0.33≥Dr＞0松散的§4.2.3粘性土的稠度由固態(tài)轉變到流態(tài)的界限含水量，稱為塑限由塑態(tài)轉變到流態(tài)的界限含水量，稱為液限測定液限的方法：挫條法測定液限的方法：碟式液限儀法液、塑限聯(lián)合測定法塑性指數(shù)和液性指數(shù)用塑性指數(shù)作為粘性土分類的標準。液性指數(shù)表征了土的天然含水率與界限含水率之間的相對關系，表達了粘性土所處的狀態(tài)根據(jù)液性指數(shù)的大小，劃分粘性土的狀態(tài)：練習：【例】某路堤填筑需土40萬方，要求干密度達到18kN/m3，附近取土場內土的天然重度為17.25kN/m3，含水率15%，土粒比重2.7。則所需土方儲量為（）A.42B.48C.56D.96【解】取土場土干重度3dm/kN1515.01/(25.171/(=+=+=wγγ按土的干重相等，土方用量為：V＝40×18/15＝48萬方需儲備土方量：2×48＝96萬方答案D§4.2.4土的力學性質土的壓縮性是指土在壓力作用下體積縮小的特性說明：土的壓縮被認為只是由于孔隙體積減小的結果土的固結：土體在壓力作用下，壓縮量隨時間增長的過程土按顆粒級配和塑性指數(shù)分類分為：碎石土、砂土、粉土和粘性土粗粒土按顆粒級配進行分類；粘性土按塑性指數(shù)分類碎石土：粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土。根據(jù)級配和顆粒形狀，又分為漂石（塊石）、卵石（碎石）、圓礫（角礫）。砂土：粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土。又具體分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂。粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%，且塑性指數(shù)小于等于10的土。又具體分為砂質粉土和粘質粉土。粘性土：塑性指數(shù)大于10的土。具體分為粉質粘土和粘土，10<Ip17時稱為粉質粘土，Ip>17時稱為粘土。殘積土巖石風化后，留在原地未被搬運的部分顆粒呈棱角狀，未經分選，無層理構造，孔隙率較大。均勻性差，不亦作為建筑物地基。殘積土礦物成分與母巖有關殘積物厚度與地形有關坡積土在雨雪水片流（表面流）和重力作用下，順著山坡逐漸移動形成的堆積物。一般分布在緩坡、凹地或坡角水流速變緩之處。礦物成分與下部基巖無直接關系。分選現(xiàn)象，沿坡自上而下，顆粒組成由粗變細。結構疏松、壓縮性高、土層厚度變化大。基巖面往往富水，易沿界面產生滑動。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軟土——天然含水量大于液限，孔隙比1.0孔隙比e1.5時，稱淤泥；1.5>e1.0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：1.含水量高，天然含水量>液限，軟塑－流塑狀態(tài)。2.透水性低，水平向滲透系數(shù)較大。3.壓縮性大，強度低，欠壓密狀態(tài)。4.抗剪強度低。5.顯著的蠕變和觸變性(高靈敏度。蠕變：在一定荷載下，土的剪切變形隨時間增長。觸變：土受擾動后強度降低，但隨時間增長強度部分恢復。濕陷性黃土工程特性：?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?抗水性弱，遇水強烈崩解，濕陷明顯?透水性較強，且呈各向異性?強度較高，粒間連接較強，壓縮性中等。黃土濕陷性：在一定壓力下受水浸潤后,結構迅速破壞而產生顯著沉陷的性質。濕陷原因：結構松散、靠結合水、毛細水以及可溶鹽膠結，是濕陷的內因。壓力和水浸潤是內因。濕陷系數(shù)δs：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。δs≥0.015為濕陷性黃土。濕陷類型：自重濕陷與非自重濕陷。濕陷起始壓力:開始出現(xiàn)明顯濕陷的壓力。注意：ppt上此處還有一題1.自重濕陷性黃土，上覆土層的自重壓力和濕陷起始壓力比較，下列正確的是(A。A、上覆土層的自重壓力大于濕陷起始壓力；B、上覆土層的自重壓力等于濕陷起始壓力；C、上覆土層的自重壓力小于濕陷起始壓力；D、無法判斷，只能通過試驗確定；2.某黃土試樣在室內壓縮試驗時測得在上覆土重及建筑物附加壓力下的下沉量為1.5mm，浸水后，累計下沉量為2.0mm，則該黃土的濕陷系數(shù)為(，屬于(。A、0.25，濕陷性黃土；B、0.25，非自重濕陷性黃土；C、0.025，濕陷性黃土；D、0.0025，非濕陷性黃土紅粘土碳酸鹽類巖石在濕熱氣候條件下，經強烈風化作用而形成的高塑性粘土。紅粘土液限大于50%。經流水搬運后保留紅粘土基本特征，液限大于45%的坡、洪積粘土稱為次生紅粘土，其力學性能低于紅粘土。紅粘土區(qū)別于其它土類的主要特征是：上硬下軟、表面收縮、裂隙發(fā)育第5章地下水§5.1地下水概述§5.1.1地下水及含水層§5.1.2巖土的水理性質1.含水性?容水度:巖土孔隙完全被水充滿時的含水量?持水度:巖土在重力作用下釋水時仍能保持的含水量2.給水度:巖土在重力作用下能自由排出的含水量。給水度=容水度－持水度3.透水性:巖土可透過水的性能.用滲透系數(shù)表示.滲透系數(shù)測定達西（Darcy）定律滲透速度：kiLhkv==或滲流量為：kiAvAq==達西定律適用于雷諾數(shù)不大于10的地下水層流運動。由于土體中的孔隙一般非常微小，水在土體中流動時的粘滯阻力很大、流速緩慢，因此，其流動狀態(tài)大多屬于層流。式中：υ--水在土中的滲透速度，cm/s。它不是地下水的實際流速，而是在一單位時間（sec）內流過一單位土截面（cm2）的水量（cm3）；地下水位下降引起地面沉降的計算§5.4地下水對建筑工程的影響§5.4.2流砂和潛蝕自下而上滲流時，當?shù)叵滤畡铀畨毫ΓB透力）大于土粒的浮重度時，就會產生流砂?！?.4.3浮托作用§5.4.4承壓水與基坑工程MKHww??<γγ§5.4.5地下水對鋼筋混凝土的腐蝕地下水中某些離子或原子含量過大，會同混凝土發(fā)生化學反應。結晶類腐蝕SO42-分解類腐蝕侵蝕性CO2、HCO3-和PH值結晶分解復合類腐蝕NH4+、CL-、NO3-Mg2+、SO42-注意：本章課含計算第6章不良地質現(xiàn)象的工程地質問題§6.1風化作用§6.1.1風化作用地殼外圍——水圈、大氣圈、生物圈§6.1.2風化作用的類型按風化營力的不同，風化作用可分為三大類型：物理風化化學風化生物風化§6.2河流地質作用河流地質作用主要包括侵蝕作用、搬運作用和沉積作用河谷的類型及河流階地從河谷的成因來看，河谷可分為構造谷和侵蝕谷兩類。構造谷一般是受地質構造控制，其沿地質構造線發(fā)展，河流在構造運動所生成的凹地內流動，流水開鑿出自己的河谷，如向斜谷、地塹斷裂谷等；或河流沿著構造軟弱帶流動，河谷完全是由本身的流水沖刷出來的，如斷層谷、背斜谷、單斜谷等。侵蝕谷是由水流侵蝕而成，不受地質構造的影響，它可以任意切穿構造線。根據(jù)侵蝕與堆積之間關系的不同，階地可分為侵蝕階地、基座階地和堆積階地三大類型。侵蝕階地：由基巖構成，其上很少有河流沖積物覆蓋。堆積階地：在河流中下游最為常見，階地全由河流沉積物組成?；A地：屬侵蝕階地到堆積階地的過渡類型，兩種物質組成，上部為河流的沉積物，下部是基巖?！?.3滑坡與崩塌滑坡的定義滑坡是斜坡上土體、巖體或其它碎屑堆積物沿一定的滑動面作整體下滑的現(xiàn)象?；铝芽p環(huán)狀張拉裂隙鼓狀裂隙剪切裂隙扇形張裂隙滑坡的發(fā)展階段三個階段1）蠕動變形階段斜坡一部分τf<τ→剪切變形→微小滑動→逐漸發(fā)展→各種裂縫→坡腳土層受擠壓、潮濕→滑動面基本形成蠕動時間：數(shù)年、幾天2）劇烈滑動階段巖體已完全破裂、滑動面已形成、滑體與滑床完全分離3）漸趨穩(wěn)定階段劇滑之后，滑坡體重心下降、能量消耗、速度變慢、趨于穩(wěn)定§6.3.5滑坡的治理防治措施六字口訣“排、擋、削、改、護、繞”排”－－地表和地下排水主要是設置截水溝和排水明溝系統(tǒng)。截排來自滑坡體外的坡面徑流；將坡面徑流引導出滑坡體外?！皳酢保诨麦w下部修筑擋土、抗滑樁或用錨桿加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力?！跋鳌保ㄟ^削減坡角或降低坡高，以減輕斜坡不穩(wěn)定部位的重量，從而減少滑坡上部的下滑力?！案摹保饕菫榱烁牧紟r土性質、結構，以增加坡體強度。本類措施有：對巖質滑坡采用固結灌漿；對土質滑坡采用電化學加固、凍結、焙燒等。此外，還可針對某些影響滑坡滑動因素進行整治，如防水流沖刷、降低地下水位、防止巖石風化等具體措施?！袄@”－－“護”－－護坡，減小水位升降造成的動水壓力崩塌崩塌形成條件:1.地形55~7502.脆性巖石或上硬下軟3.地質構造§6.4泥石流陡峻的地形、豐富的松散固體物質和足夠的突發(fā)性水源是泥石流形成的三個基本條件§6.5巖溶與土洞巖溶作用的基本條件水與巖石之間相互作用巖石－1可溶、2透水水－3溶蝕力、4流動1、巖石是可溶的碳酸鹽類巖石中的巖溶有普遍性。2、巖石是透水的3、水具有溶蝕性4、水是流動的巖溶水的垂直分布I－垂直循環(huán)帶；II－季節(jié)循環(huán)帶；III－水平循環(huán)帶；IV－深部循環(huán)帶(詳見ppt土洞因地下水或者地表水流人地下土體內，將顆粒間可溶成分溶濾，帶走細小顆粒，使土體被掏空成洞穴而形成。土洞的形成機制土洞主要由潛蝕作用形成。潛蝕是指地下水流在土體中進行溶蝕和沖刷的作用。如果土體內不含有可溶成分，則地下水流僅將細小顆粒從大顆粒間的孔隙中帶走，這種現(xiàn)象我們稱之為機械潛蝕。如果地下水流先將土中可溶成分溶解，而后將細小顆粒從大顆粒間的孔隙中帶走，具有溶濾作用的潛蝕稱為溶濾潛蝕。土洞的類型A．由地表水下滲發(fā)生機械潛蝕作用形成的土洞此類土洞形成因素有三點：1.土層的性質—含碎石的砂質粉土層中最易發(fā)育土洞2.土層底部有排泄水流及土粒的良好通道—上部覆蓋（透水）土層的巖溶地區(qū)3.地表水流能直接滲入土層。B．由巖溶水流潛蝕作用形成土洞此類土洞發(fā)育的快慢取決于：1.基巖面上覆土層性質2.地下水的活動強度3.基巖面附近巖溶和裂隙發(fā)育程度定性評價適用于一般工程。定量評價是按經驗公式對溶洞頂板的穩(wěn)定性進行驗算。通常穩(wěn)定性驗算是通過計算溶洞頂板安全厚度實現(xiàn)的。§6.6地震及其效應地震波:震源釋放的能量以波動的形式向四面八方傳播距離震中較遠的振動主要是地面波。震級分10個等級:2～5級是有感地震；5～7級是破壞性地震；7級以上是大地震。烈度－－地震時地面及建筑物的破壞程度烈度與震源深度、震中距離、巖土性質、地質構造、地下水及建筑物的動力性質有關。我國分12個等級。地震烈度基本烈度：某地區(qū)在一定時間內可能發(fā)生的最大地震烈度。場地烈度：在一個區(qū)域內根據(jù)具體場地條件（地質構造、地基條件、地形條件）調整后的烈度。設防烈度：根據(jù)城市規(guī)模、及建筑物重要性，為工程抗震而規(guī)定的烈度。上海市，基本烈度6，設防烈度6－7。a=0.05~0.1g地震效應地震區(qū)對場地的地震效應有：地震力效應、地震破裂效應、地震液化效應、地震激發(fā)地質災害的效應等。1.地震力效應:卓越周期－－若某一周期的地震波與地基土層固有周期接近，由于共振，地震波振幅得到放大，此周期稱為卓越周期。2.破裂效應:3.液化效應:4.地震地質災害:地震區(qū)建筑抗震設計原則：1.建筑場地選擇地形平坦開闊；巖土堅硬均勻；無大的斷裂帶；地下水埋深大。2.地基持力層和基礎方案的選擇地基持力層應以基巖或硬土為好，避免以高壓縮性土層或液化土層作持力層。宜采用樁基礎、筏基和箱基。3.建筑物結構形式和抗震措施平立面形狀宜簡單，在轉折處留抗震縫，加強整體結構剛度。地震區(qū)公路和橋梁的防震:一.平原區(qū)路基震害1.縱向開裂：發(fā)生在路肩與行車道之間、新老路堤之間。2.邊坡滑動：由于碾壓質量問題或坡腳水浸。3.路堤坍塌：由于低塑性粉土、砂土壓實不夠。4.路堤下沉：由于軟弱粘土觸變或粉砂土液化。5.縱向波浪變形：由于路堤走向和地震波一致。6.橋頭路堤震害：下沉、開裂、坍塌。7.地裂縫：噴砂冒水。二.山嶺區(qū)路基震害?路塹邊坡：滑坡與崩塌。?半填半挖邊坡：上坍與下塌。?擋土墻：砌縫開裂、墻體變形、墻體傾倒。三.橋梁震害:軟基上≥9度區(qū),墩臺滑移和倒塌?！?.9不良地質現(xiàn)象對道路選線的影響當上覆軟土層的厚度不大，而其下為致密的土層時，多采用樁基，主要適用于輕型橋梁基礎。若上覆軟土層厚度>8米，其中又沒有飽和而處于流態(tài)的土或蠻石、殘留基礎和樹根等阻礙物，其下有堅硬的持力層，可采用沉井。管柱樁適用的地質條件很廣，主要用于大型和特大型橋梁。1、道路選線時，常采用沿河谷階地方案，按結構和形態(tài)特征，一般將階地分為（）A侵蝕階地、堆積階地、基座階地B侵蝕階地、基座階地、內疊階地C基座階地、上疊階地、埋藏階地D堆積階地、內疊階地、基座階地2、滑動面是滑坡的重要組成部分。巖土體不會沿其產生滑動的巖面是（）。A斷層面B古地形面、層面C貫通的節(jié)理裂隙面D褶曲軸面3、土石體在滑坡滑移過程中運動速度不一，滑體上會產生（）A張拉裂縫B鼓張裂縫C剪切裂縫D扇形張裂縫4、簡答題：地震按成因分類、地震效應有哪些？第7章工程地質原位測試原位測試是在土層原來所處的位置基本保持土體的天然結構、天然含水量及天然應力狀態(tài)下，測定土的工程力學性質指標。對難于取得原狀土樣的巖土層如砂土、碎石土、軟土等宜采用原位試驗?！?.1靜力荷載試驗（PT）PlateLoadingTest靜力載荷試驗測得的壓力P（kPa）與相應的土體穩(wěn)定沉降量s(mm之間的關系曲線（即p～s曲線），按其所土體的應力狀態(tài)，一般可劃分為三個階段，如圖所示。第一階段：直線變形階段第二階段：局部剪切階段第