岩土力学土的工程性质及分类

(一) 岩土工程地质分类按照GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》,作为建筑地基的岩土, 可分为岩石、碎石、砂土、粉土、黏性土和人工填土等。

1.岩石的分类岩石应为颗粒间牢固联结, 呈整体或具有节理裂隙的岩体。

岩石的分类有地质分类和工程分类。

地质分类主要根据岩石的成因, 矿物成分、结构构造和风化程度, 可用地质名称加风化程度表达, 如强风化花岗岩、微风化砂岩等。

岩石按成因的类型, 可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩) 和变质岩三大类。

工程分类主要根据岩体的工程性状加以分类。

地质分类是一种基本分类, 工程分类是在岩石分类的基础上进行的。

(1)根据岩石的成因, 岩石可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩 (水成岩) 和变质岩三大类。

岩浆在向地表上升过程中, 由于热量散失逐渐经过分异等作用冷凝而成岩浆岩。

岩浆岩的分类见表Ⅰ-1。

表Ⅰ -1 岩浆岩的分类沉积岩是由岩石、矿物在内外力的作用下破碎成碎屑物质后,再经水流、风吹和冰川等的搬运、堆积在大陆低洼地带或海洋,再经胶结、压密等成岩作用而成的岩石。

沉积岩的分类见表Ⅰ-2。

表Ⅰ -2 沉积岩的分类变质岩是岩浆岩或沉积岩在高温、高压或其他因素作用下,经变质所形成的岩石。

变质岩的分类见表Ⅰ-3。

表Ⅰ -3 变质岩的分类(2)根据岩石的坚硬程度,岩石的分类见表Ⅰ-4。

表Ⅰ-4 岩石坚硬程度的划分(3)根据岩体完整程度的分类见表Ⅰ-5。

表Ⅰ -5 岩体完整程度划分注完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。

(4)根据岩体基本质量等级的分类见表Ⅰ-6。

表Ⅰ-6 岩体基本质量等级分类(5)根据风化程度,岩石的分类见表Ⅰ-7和表Ⅰ-8。

表Ⅰ -7 岩体风化带表Ⅰ-8 岩石按风化程度分类注 1.波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比。

2.风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比。

3.花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50为强风化;50>N≥30为全风化; N<30为残积土。

一、岩土体工程地质类型及特征岩土体工程地质类型的划分根据岩土体形成条件、结构、岩性、力学特性及工程地质特征的差别，可分为松散松软堆积层岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类3个岩体类型6个工程地质岩组。

（一）土体工程地质类型及物理力学特征此岩类的划分根据其结构特征、力学性质及工程特性分为中偏高压缩粘性土类岩组和低压缩碎石土类岩组2个工程地质岩组。

1、中偏高压缩粘性土类岩组（1）残坡积土（Q el+dl）残坡积层主要分布于沿线丘陵沟谷坡脚一带，多为紫红色、棕红色粉砂质粘土或浅黄色、灰黄色砂土、亚粘土、粉土夹（含）碎石，沿线厚度不一。

残坡积亚粘土天然含水量W18.8～24.00%，天然孔隙比e0.600～0.697，塑性指数Ip 8.4～12.6，液性指数I L 0.46～0.60为软塑状，凝聚力C26.6～45.1Kpa，内摩擦角φ10.1～18.7度，压缩系数a0.25～0.40为中～偏高压缩土类。

残坡积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。

（2）冲洪积土（Q4al+pl）冲洪积层主要分布于河床、河滩上，为灰色、浅灰色亚粘土、粘土及褐灰色细、粉砂土及砂砾卵石层，厚度不一。

亚粘土天然含水量W21.7～26.50%，天然孔隙比e0.619～0.838，塑性指数Ip 8.4～14.6，液性指数I L 0.46～0.87为可塑状，凝聚力C12.9～32.2Kpa，内摩擦角φ7.0～10.3度，压缩系数a0.31～0.47为中～偏高压缩土类。

粘土天然含水量W28.8～34.30%，天然孔隙比e0.838～0.978，塑性指数Ip 20.0～21.3，液性指数I L 0.54～0.77为软塑状，凝聚力C22.6～54.7Kpa，内摩擦角φ10.0～10.3度，压缩系数a0.24～0.605为中～高压缩土类。

冲洪积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。

2、低压缩碎石土类岩组崩坡积土（Q4col+dl）崩坡积层主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处，碎块石成份与地层岩性有关，为黄灰、红褐色亚粘土夹块石、碎石。

岩土工程类别划分一、岩土工程的定义和作用岩土工程是土木工程的一个重要分支，主要研究地球岩石体与土壤体的性质、行为和相互作用，并运用这些知识解决岩土工程问题。

岩土工程在土木工程领域中起着重要的作用，涉及基础工程、地下工程、地质灾害防治等方面。

二、岩土工程的类别划分1. 岩土勘察工程岩土勘察工程是岩土工程的基础工作，它主要通过野外调查、室内试验和现场观测等手段，获取岩土体的地质、物理、力学等相关信息。

岩土勘察工程的主要内容包括地质勘察、岩土试验、地下水勘察等。

2. 岩土力学与岩土试验工程岩土力学是研究岩土体的力学性质和力学行为的学科，它是岩土工程的理论基础。

岩土试验工程则是通过实验手段，对岩土体的力学性质进行研究。

岩土力学与岩土试验工程的研究内容包括固结与压缩特性、强度与变形特性、渗流与渗透特性等。

3. 岩土结构工程岩土结构工程是指利用岩土体的特性进行工程建设的一门学科。

岩土结构工程的应用范围非常广泛，包括地基处理、边坡与挡土墙、基坑与支护、地下工程等。

岩土结构工程要求合理选择岩土材料和结构形式，保证工程的安全可靠。

4. 岩土地质工程岩土地质工程是指研究岩土体与地质环境相互作用，以及岩土体在地质环境中的行为和变形规律的学科。

岩土地质工程的研究内容包括地质灾害、地下水与地下水文、岩土体变形与破坏机理等。

岩土地质工程的目的是为了预测和防治地质灾害，保护人民生命财产安全。

5. 岩土工程材料与施工岩土工程材料与施工是指在岩土工程中使用的材料和施工方法的研究与应用。

岩土工程材料包括土壤、岩石、土工合成材料等，它们的性质和使用对工程的安全和可靠性具有重要影响。

岩土工程施工则是将岩土工程设计方案转化为实际工程的过程，包括土方开挖、地下连续墙施工、边坡加固等。

三、岩土工程的应用领域1. 岩土工程在基础工程中的应用岩土工程在基础工程中的应用非常广泛，包括地基处理、基础设计与施工、地基加固等。

合理的基础设计和施工可以保证建筑物的稳定性和安全性。

岩土工程类别划分岩土工程是土木工程的一个重要分支，主要研究地下土体和岩石的力学性质以及地下工程的设计与施工。

这个领域的研究涉及到多个专业知识，可以划分为以下几个类别：1. 岩土力学岩土力学是岩土工程的基础，它研究岩土体的物理性质、力学性质和变形特性，以及岩土体在外力作用下的力学行为。

岩土力学的研究内容包括岩土体的物理力学性质、强度特性、变形特性、渗流特性等。

在工程实践中，岩土力学的研究成果被广泛应用于地下工程的设计与施工，如基础工程、地铁隧道、水利工程等。

2. 地质勘探地质勘探是岩土工程中必不可少的环节，它主要通过野外地质勘探和室内地质试验，获取有关地下土体和岩石的物理性质、力学性质和工程地质特征的信息。

常用的地质勘探方法包括地质勘探钻探、地质雷达探测、地震勘探等。

地质勘探的结果对于地下工程的设计和施工具有重要的指导作用。

3. 岩土工程设计岩土工程设计是指根据地下土体和岩石的力学性质和工程地质条件，结合工程需求和安全要求，进行地下工程的设计。

岩土工程设计的内容包括地基与基础设计、地下结构设计、边坡设计等。

在设计过程中，需要综合考虑地下土体和岩石的承载力、变形性、渗流性以及与地下结构之间的相互作用等因素。

4. 地下工程施工地下工程施工是将岩土工程的设计方案转化为实际工程的过程。

地下工程施工包括地下开挖、支护、地下结构施工等。

在地下工程施工中，需要合理选择施工方法和施工工艺，以确保地下工程的安全性和稳定性。

此外，地下工程施工还需要根据实际情况进行现场监测和控制，及时调整施工方案。

5. 岩土工程灾害与防治岩土工程灾害与防治是岩土工程中的一个重要方向，主要研究岩土工程中可能出现的灾害形式和机理，以及相应的防治措施。

岩土工程灾害包括地质灾害（如滑坡、地面塌陷等）和工程灾害（如边坡失稳、基础沉降等）。

岩土工程灾害的发生会对工程造成严重的损失，因此需要在设计和施工中采取相应的防治措施，以减小灾害风险。

岩土工程作为土木工程的一个重要分支，对于保障工程的安全和稳定起着至关重要的作用。

第一章 土的物理性质和工程分类一、主要内容本章主要介绍土、土的描述以及土的基本物理参数指标，这些参数是本门课程及将来从事岩土工程实践必可少的。

作为岩土工程师，其主要的任务之一就是采集、分类和调查研究土的物理性质。

因此，本章的重点就是解决如何描述土，如何通过试验来确定其物性参数以及对土进行分类。

二、学习要求通过本章的学习，学生应该具备如下的基本技能：1.对土进行描述和分类；2.确定土体的粒径级配；3.确定土中的主要成分比例（三相组成）；4.确定土的特性（粗粒土和细粒土）指标；5.确定最大干密度和最优含水量。

§1.1土的形成“土”一词在不同的学科领域有其不同的含义。

就土木工程而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，是在自然界漫长的地质年代内所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随时间在不断变化的地质体。

即使在同一场地，相距几厘米的土样之间也肯定不会具有相同的性质。

土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强弱，所以，有时也会遇到难以区分的情况。

地球表面的 形状不同、大整体岩石 小不一的颗粒反过来土 岩石（沉积岩、变质岩） 工程上遇到的大多数土都是第四纪地质历史时期内所形成的。

一、风化作用及土的主要特点岩石的物理风化和化学风化形成了土。

风化过程包括物理风化和化学风化。

它们是同时进行而且是互相加剧发展的进程。

物理风化：由于物理作用（温度的变化、季节的变化、水的冻胀以及波浪的冲击、碰撞、摩擦等）使岩石块崩解为碎块和岩屑的过程。

物理风化作用只会引起岩石的机械破坏，大块岩体变成细小的颗粒，但其矿物成分仍与母岩相同，称为原生矿物。

这些颗粒之间存在着大量的孔隙，可以透水和透气，这是土的主要特征碎散性。

风化作用 破碎后受自然力作用在 不同环境沉积下来土 在很长的地质年代里，发生复杂物理化学变化、压密、岩化化学风化：母岩表面和碎散颗粒在与水、氧气、二氧化碳等的作用下受到的破坏作用。

化学作用：水解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化以及溶解作用。

精华版土木工程地质知识点
1. 岩石分类：岩石可以分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。

火成岩是由熔岩或火山碎屑形成的，沉积岩是由沉积物（如泥、砂、碎屑）在地表形成的，变质岩是经过高温、高压和化学反应形成的。

2. 地层划分：地层是指用一定的标志将地壳分为一系列层，如亚古生代、古生代、中生代、新生代等。

地层可以根据动物化石和植物化石来划分。

3. 岩土工程性质：土体的性质包括密度、含水量、孔隙度、压缩性、剪切性等。

岩石的性质包括密度、硬度、强度、韧性等。

4. 断层和岩体结构：断层是地壳中的断裂带，经常伴随着地震。

岩体结构是指岩石的结构和构造，如节理、褶皱、岩脉等。

5. 地下水：地下水是地下岩层中的水，是地表径流和降水的一部分。

地下水对土木工程有很大影响，如渗透、涌泉、地基沉降等。

6. 岩土力学：岩土力学是研究岩土工程中各种力学问题的学科，包括土体的力学性质、岩石强度学、地质力学、地震工程等。

7. 岩土工程设计：岩土工程设计是指根据地质条件和建筑要求设计出合适的岩土工程方案，包括基础工程、地下工程、坡防护、挡土墙等。

8. 土壤改良和加固：土壤改良和加固是指对土体进行物理、化学或生物的改良，以改善土体性质或提高土体的承载能力。

常见的方法包括土壤稳定剂、灌浆加固、土钉墙等。

9. 矿产资源开采：矿产资源开采是指对地下矿物资源进行开采，包括金属矿、化学矿、煤炭等。

矿产资源开采对环境和生态造成的影响非常大。

10. 地质灾害：地质灾害是由地质因素引起的自然灾害，包括地震、滑坡、泥石流、崩塌等。

土木工程师需要考虑地质灾害对工程的影响，并采取相应的防护措施。