工程地质学第六章 岩土的工程地质特征.doc

6 岩土的工程地质特征一、土的工程地质特征 由岩石风化、剥蚀、搬运、沉积而成关于土的组成、物理力学性质、分类等内容在《土力学》中讲授1、砾石土特征：⑴颗粒大；⑵孔隙多；⑶透水性强；⑷压缩性低；⑸强度高；⑹承载力比较高，一般为良好的天然地基问题：透水、涌水、渗漏等2、砂土特征：⑴颗粒比较大；⑵孔隙比较多；⑶透水性比较强；⑷压缩性低；⑸强度比较高；⑹承载力比较高一般中粗砂为良好的天然地基，粉细砂较差存在问题：⑴中粗砂的涌水、渗漏等问题⑵粉细砂的流砂、管涌、液化等问题3、粘性土特征：粘性土含有大量粘土矿物，颗粒很细，其性质与粘粒含量、含水量、孔隙比等有关，例如：粘粒含量↑，则变形↑，强度↓，透水性↓含水量↑，则变形↑，强度↓，4、特殊土（1）淤泥类土：是典型的软弱地基土其含水量(w＞50%)、孔隙比（e＞1）很高；压缩性高（α＞10kPa-1）；透水性差（k＜10-6～10-8cm/s）；强度很低2）填土：包括素填土、冲填土和杂填土三种①素填土：由碎石、砂土、粉土或粘土中的一种几种组成，含有较少杂质其性质与其密实度和均匀性有关经过压实的素填土其性能比较好自然压实的粘土约经10年 粉土约经5年砂土约经2年 可作一般天然地基。

②冲填土：水力冲填泥砂形成，其含水量高，透水性差，多呈软～流塑状态，其压缩性高，强度低③杂填土：其成分复杂，含有垃圾、废料等，密实度极不均匀，承载力和变形差异大，是典型的不良地基此外，还有膨胀土、残积土、盐渍土、冻土等特殊土类二、岩石的工程地质特征包括岩石的物理性质、水理性质和力学性质三部分一）岩石物理性质:1、重力性质：①重力密度（或比重）：岩石中固体颗粒与4℃水的重力之比值约为2.5～3.3②重度：单位体积的岩石重力约为22～30kN/m32、孔隙性质：岩石含有孔隙、裂隙的性质，常用孔隙率（n）表示 岩石内孔隙、裂隙体积与总体积之比表示岩石内孔隙、裂隙的发育程度二）岩石水理性质:岩石与水作用的性质，如透水、溶解、软化等性质1、吸水性：表示岩石吸水的性质，用吸水率w1和饱水率w2表示w1为常压下岩石吸水的能力，即岩石所吸水分与风干岩石的重力之比 w2为高压或真空条件下岩石吸水的能力饱水系数=w1/w22、透水性：水通过岩石的能力，与裂隙、孔隙的大小及连通程度有关用渗透系数表示3、溶解性：岩石的化学成分溶于水的性质 4、软化性：岩石受水作用强度降低的性质与其矿物成分、结构、构造特征有关，如岩石中粘土矿物含量高，孔隙率大，则易受软化。

用饱 水、风干岩石的强度之比表示软化系数软化系数越小，则岩石在水作用下强度和稳定性越差一般软化系数小于0.75的岩石，则为强软化岩石，其工程性质较差5、抗冻性：岩石抵抗冰冻作用的能力因孔隙、裂隙水结冰时产生膨胀压力，使岩石的强度和稳定性遭受破坏而降低岩石的抗冻性用岩石冻结前后的抗压强度降低率表示强度降低率小于25%，则为抗冻；反之为不抗冻常见岩石的物理性质和水理性质指标见表7－1三）岩石力学性质:包括岩石的强度和变形性质1、岩石的变形性质：⑴σ～ε关系的非线性因岩石内存在孔隙、裂隙，在较小荷载作用下孔隙、裂隙即产生闭合，出现不可恢复的塑性变形因此其σ～ε为非线性（见图7-1逐级连续加载）且其重复加载时，σ～ε曲线的滞回环逐渐变窄而长如图7－2所示（a为恒量重复加卸载，b为变量重复加卸载）⑵变形的各向异性因内部结构弱面的影响，变形的各向异性表现为：E∥＞E⊥即：∥结构弱面，E↑，变形小；⊥结构弱面，E↓，变形大 　 ⑶三向状态下岩石呈塑性2、岩石的强度性质： ⑴抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度；表现为脆性特征不同岩石的抗压强度相差悬殊，一般为5～300MPa常见岩石的抗压强度和抗拉强度见表7－3。

⑵三向抗压强度＞二向抗压强度＞单向抗压强度⑶强度的各向异性因内部结构弱面的影响，强度的各向异性表现为：R∥＜R⊥即：∥结构弱面，R↓，强度小；⊥结构弱面，R↑，强度大四）响岩石工程地质性质的因素——见第二章 矿物与岩石。