《巖石及特殊土》課件

巖石及特殊土本課件介紹巖石和特殊土的分類、性質(zhì)和應(yīng)用，以及它們在地質(zhì)工程和建筑中的重要作用。by概述巖石構(gòu)成地球固體表面的主要物質(zhì)，由各種礦物組成。特殊土具有特殊物理性質(zhì)和力學(xué)特性的土壤，如膨脹土、泥炭土、凍土和軟土。巖石的形成巖漿冷卻巖漿在地表或地下冷卻凝固形成火成巖，例如花崗巖和玄武巖。沉積作用碎屑物質(zhì)經(jīng)搬運沉積，經(jīng)過壓實和膠結(jié)形成沉積巖，例如砂巖和石灰?guī)r。變質(zhì)作用原有的巖石在高溫、高壓或化學(xué)作用下發(fā)生改變形成變質(zhì)巖，例如大理石和板巖。巖石的結(jié)構(gòu)和成分結(jié)構(gòu)巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物顆粒的大小、形狀和排列方式。常見的結(jié)構(gòu)類型包括：塊狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)成分巖石的成分是指巖石中所含礦物的種類和比例。常見的礦物成分包括：石英長石云母巖石的分類巖漿巖巖漿巖是由地殼深處的巖漿或火山噴發(fā)的熔巖冷卻凝固而形成的巖石。沉積巖沉積巖是由風(fēng)化、侵蝕、搬運和沉積作用形成的巖石。變質(zhì)巖變質(zhì)巖是由巖漿巖或沉積巖在高溫、高壓或化學(xué)活動的作用下發(fā)生變質(zhì)而形成的巖石。巖石的物理和力學(xué)特性3密度巖石的密度是指單位體積巖石的質(zhì)量，是巖石的基本物理性質(zhì)之一。2孔隙率孔隙率是指巖石中孔隙體積占巖石總體積的百分比，反映巖石的空隙大小和分布情況。1強度強度是指巖石抵抗破壞的能力，是巖石最重要的力學(xué)指標，影響巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。特殊土特殊土是指具有特殊物理性質(zhì)和力學(xué)特性，在工程建設(shè)中會造成特殊困難的土類。膨脹土含有一定數(shù)量的蒙脫石等粘土礦物，在吸水后體積膨脹，干燥后收縮，對建筑物產(chǎn)生破壞作用。泥炭土由沼澤植物殘體經(jīng)長期積累和分解形成的，具有高有機質(zhì)含量，壓縮性高，強度低等特點。凍土在零攝氏度以下溫度條件下，土壤中的水分結(jié)冰，形成冰凍狀態(tài)的土體，具有低強度，高壓縮性等特點。軟土含有大量細顆粒，孔隙率高，透水性差，強度低，容易發(fā)生沉降和壓縮，對建筑物產(chǎn)生不利影響。膨脹土膨脹土主要由粘土礦物組成，如蒙脫石、伊利石等。膨脹土的膨脹性與水分含量密切相關(guān)，吸水后體積會明顯膨脹。膨脹土的膨脹性會導(dǎo)致建筑物地基沉降、開裂等問題。泥炭土有機質(zhì)豐富泥炭土富含有機質(zhì)，來源于沼澤地中植物殘體的積累和分解。高孔隙度泥炭土具有很高的孔隙度，導(dǎo)致其強度低，壓縮性大。水分含量高泥炭土的水分含量很高，導(dǎo)致其滲透性差，容易發(fā)生膨脹和收縮。凍土定義凍土是指溫度低于0°C，持續(xù)兩年或兩年以上，土壤或巖石中的水分結(jié)冰而形成的土層。類型凍土分為多年凍土和季節(jié)凍土。多年凍土是指持續(xù)兩年以上凍結(jié)的土層，而季節(jié)凍土是指冬季凍結(jié)，夏季融化的土層。分布凍土主要分布在高緯度地區(qū)和高海拔地區(qū)，例如北極、南極、青藏高原等。軟土高含水量軟土是一種飽和的細粒土，具有很高的含水量，通常超過50%。低強度由于高含水量，軟土的強度很低，容易壓縮和變形。高壓縮性當(dāng)受到荷載時，軟土?xí)l(fā)生很大的壓縮變形，這會導(dǎo)致地基沉降。膨脹土的識別1目視觀察膨脹土通常表現(xiàn)出裂隙、龜裂現(xiàn)象。2觸感判斷膨脹土干燥時硬度較高，濕潤時則較軟。3現(xiàn)場試驗可進行現(xiàn)場膨脹率試驗，以確定膨脹土的膨脹特性。4實驗室測試進行土壤物理化學(xué)性質(zhì)分析，如含水率、塑性指數(shù)等。膨脹土的成因和形成條件1氣候條件干旱、半干旱地區(qū)2巖性條件富含蒙脫石、伊利石等礦物3地質(zhì)條件斷裂帶、褶皺帶4水文條件地下水位變化較大膨脹土的性狀和特點膨脹土通常具有高塑性，是指在一定范圍內(nèi)，水分含量變化會導(dǎo)致體積明顯改變。在干燥情況下，膨脹土?xí)湛s，產(chǎn)生裂縫。當(dāng)水分增加時，膨脹土?xí)蛎洠w積增大，導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。膨脹土的鑒別試驗1現(xiàn)場試驗觀察土體顏色、結(jié)構(gòu)、孔隙等。2室內(nèi)試驗測定土的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。3膨脹率試驗確定膨脹土的膨脹率。膨脹土的力學(xué)特性膨脹土的工程治理1地基處理夯實、排水、換填2結(jié)構(gòu)設(shè)計抗浮、抗裂、柔性3施工控制降水、預(yù)壓、分層泥炭土的成因與特點1有機質(zhì)積累泥炭土形成于沼澤地，多年來大量植物殘體在缺氧環(huán)境下無法完全分解，積累形成泥炭層。2水位波動泥炭土形成過程需要適宜的水位波動，既要保證植物生長，又要避免完全淹沒導(dǎo)致腐爛。3寒冷氣候寒冷的氣候條件下，微生物活動減弱，有利于有機質(zhì)的積累和保存。泥炭土的力學(xué)特性特性描述壓縮性壓縮性高，容易沉降強度強度低，抗剪強度低滲透性滲透性低，水分含量高可壓縮性可壓縮性高，易發(fā)生沉降泥炭土的工程治理1排水固結(jié)降低地下水位，加速泥炭土的固結(jié)。2換填處理用強度較高的材料替換軟弱泥炭土。3地基加固采用樁基、板樁、CFG樁等方法加固地基。凍土的基本特性永久凍土土壤溫度持續(xù)低于0攝氏度，至少兩年。冰楔凍土中常見的冰體，由于冬季地表溫度下降導(dǎo)致水分滲入凍土形成。熱喀斯特凍土融化后，地面塌陷形成的洼地和坑穴。凍土的分類與分布多年凍土連續(xù)多年處于冰點以下的土壤，在地質(zhì)歷史時期形成，常年處于凍結(jié)狀態(tài)。季節(jié)凍土每年冬季凍結(jié)，夏季融化的土壤，分布在高緯度和高海拔地區(qū)。凍土的力學(xué)特性特性描述強度凍結(jié)后強度顯著提高，但凍融循環(huán)會降低強度。變形凍脹和融沉是凍土的主要變形特征。滲透性凍結(jié)后滲透性顯著降低，但融化后滲透性會恢復(fù)。凍土的工程建設(shè)基礎(chǔ)處理凍土的特殊性要求工程建設(shè)進行特殊的基礎(chǔ)處理，例如，采用樁基、地基加固等方法。施工工藝凍土施工需要適應(yīng)低溫環(huán)境，采用相應(yīng)的施工工藝，如冬季施工、防凍措施等。材料選擇工程材料的選擇要考慮凍脹和融沉的影響，選擇抗凍、抗融性能好的材料。軟土的基本特性軟土具有高含水量,導(dǎo)致其強度和承載力較低軟土易于壓縮,在荷載作用下會發(fā)生顯著的沉降軟土具有較高的塑性和流動性,容易發(fā)生變形軟土的成因與分布沉積作用軟土通常形成于水體沉積環(huán)境中，如河流、湖泊、海洋等。有機質(zhì)分解豐富的有機質(zhì)在水體中分解，形成腐殖質(zhì)，降低土壤的強度和穩(wěn)定性。地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造活動，如沉降、褶皺和斷裂，會影響軟土的分布范圍和厚度。軟土的力學(xué)特性軟土的力學(xué)特性主要包括孔隙率、含水率、壓縮系數(shù)和剪切強度等。由于軟土的孔隙率高、含水率高，導(dǎo)致其壓縮系數(shù)高，剪切強度低，這些特性使其在工程建設(shè)中具有很大的挑戰(zhàn)。軟土的工程治理1地基處理夯實、排水、換填等方法2基礎(chǔ)類型淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、地基加固3結(jié)構(gòu)設(shè)計減輕荷載、抗壓、