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0102工程地质是研究工程建设与地质环境相互作用及其影响规律的学科。
为工程建设提供地质依据，预测和防治工程地质问题，保障工程建设的顺利进行。
定义任务工程地质定义与任务研究区域地质构造、地壳稳定性及地震活动对工程的影响。
地质构造与地壳稳定性研究地下水的分布、运动规律及其对工程的影响。
水文地质条件研究岩土体的物理力学性质、分类及工程特性。
岩土体性质与分类研究滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象的成因、发育规律及防治措施。
不良地质现象工程地质研究内容为土木工程建设提供地质依据，确保工程建设的安全性和经济性。
与土木工程关系为水利工程建设提供水文地质资料，预测水库渗漏、溃坝等工程地质问题。
与水利工程关系为交通线路选线、桥隧位置选择等提供地质依据，保障交通工程建设的顺利进行。
与交通工程关系预测和评估工程建设对环境的影响，提出相应的防治措施。
与环境工程关系工程地质与相关领域关系01岩浆岩由岩浆冷凝形成，包括深成岩、浅成岩和喷出岩，具有结晶质结构和块状构造。
02沉积岩由风化产物、生物遗骸和火山物质等在地表或水下沉积形成，具有层理构造和化石。
03变质岩由已形成的岩石在高温高压下发生变质作用形成，具有片理构造和变质矿物。
残积土由岩石风化后残留在原地的碎屑物质组成，结构松散，力学性质较差。
坡积土由山坡上的碎屑物质在重力作用下堆积形成，具有分选性和层理构造。
洪积土由洪水携带的碎屑物质堆积形成，具有分选性和交错层理。
冲积土由河流携带的碎屑物质堆积形成，具有层理构造和较好的力学性质。
01020304表示岩石和土体的质量和体积之间的关系，影响工程建设的荷载计算。
密度与重度描述岩石和土体中孔隙的发育程度和连通性，影响工程建设的排水设计和地基稳定性。
孔隙性与渗透性表示岩石和土体在压力作用下体积减小的性质，影响工程建设的沉降计算和地基稳定性。
压缩性与变形性描述岩石和土体抵抗剪切和压缩破坏的能力，影响工程建设的边坡稳定性和地基承载力。
抗剪强度与抗压强度岩石与土体物理力学性质03岩层在地质作用下形成的波状弯曲现象，分为背斜和向斜两种基本形态。
第五章土的抗剪强度及其参数确定本章主要内容：§5.1 土的抗剪强度概述§5.2 土体破坏准则和土的强度理论§5.3 土的抗剪强度试验及参数确定参数确定§5.4 土的应力应变特征§5.5 有效应力路径及其在岩土工程中的应用5.1概述土的抗剪强度：是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。
变形破坏沉降、位移、不均匀沉降等超过规定限值(已学)地基破坏强度破坏地基整体或局部滑移、隆起，土工构筑物失稳、滑坡土体强度破坏的机理：在外荷载作用下，土体中将产生剪应力和剪切变形，当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土就沿着剪应力作用方向产生相对滑动，该点便发生剪切破坏。
工程背景1. 建筑物地基承载力问题基础下的地基土体产生整体滑动或因局部剪切破坏而导致过大的地基变形甚至倾覆。
建筑物地基承载力问题(图4 )2. 构筑物环境的安全性问题即土压力问题挡土墙、基坑等工程中，墙后土体强度破坏将造成过大的侧向土压力，导致墙体滑动、倾覆或支护结构破坏事故。
3 .土工构筑物的稳定性问题3. 土工构筑物的稳定性问题土坝、路堤等填方边坡以及天然土坡等，在超载、渗流乃至暴雨作用下引起土体强度破坏后将产生整体失稳边坡滑坡等事故。
§5.2 土体破坏准则与土的强度理论一、土的强度特点二、土的强度的机理三、摩尔-库仑强度理论一、土的强度特点：1.碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用——主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力；2. 三相体系：三相承受与传递荷载——有效应力原理；3. 自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。
二、土的强度的机理☐直剪试验⏹库仑（1776）⏹试验原理施加σ（=P/A），S量测τ（=T/A）上盒下盒PSTσ= 100KPaτSA☐直剪试验⏹库仑（1776）⏹试验原理⏹试验结果σ= 100KPaSσ= 200KPaσ= 300KPa PS TAστOc φtan f c τσφ=+c 粘聚力φ内摩擦角σ= 100KPaτSσ= 200KPa σ= 300KPa ☐直剪试验⏹库仑（1776）⏹试验原理⏹试验结果库仑公式：τf ：土的抗剪强度σtg φ：摩擦强度-正比于压力σc ：粘聚强度-与所受压力无关NT = μNT滑动摩擦στ1. 摩擦强度σtg φ（1）滑动摩擦（2）咬合摩擦引起的剪胀滑动摩擦στ咬合摩擦引起的剪胀1. 摩擦强度σtg φ（3）颗粒的破碎与重排列滑动摩擦στNT颗粒破碎与重排列二、土的强度的机理1. 摩擦强度σtg φ咬合摩擦引起的剪胀•密度（e, γ,ρ)•粒径级配（C u , C c ）•颗粒的矿物成分对于φ：砂土>粘性土；高岭石>伊里石>蒙特石•粒径的形状（颗粒的棱角与长宽比）在其他条件相同时：对于砂土，颗粒的棱角提高了内摩擦角φ对于碎石土，颗粒的棱角可能降低其内摩擦角φ影响土的摩擦强度的主要因素：二、土的强度的机理1. 摩擦强度σtg φ☐粘聚强度机理⏹静电引力（库仑力）⏹范德华力⏹颗粒间胶结⏹假粘聚力（毛细力等）☐粘聚强度影响因素⏹地质历史⏹粘土颗粒矿物成分⏹密度⏹离子价与离子浓度----+二、土的强度的机理2. 凝聚强度三、摩尔-库仑强度理论1. 库仑公式2. 应力状态与摩尔圆3. 极限平衡应力状态4. 摩尔-库仑强度理论5. 破坏判断方法6. 滑裂面的位置PS TAtan f c τσφ=+c 粘聚力φ内摩擦角τf ：土的抗剪强度σtg φ：摩擦强度-正比于压力σc ：粘聚强度-与所受压力无关三、摩尔-库仑强度理论固定滑裂面一般应力状态如何判断是否破坏？借助于莫尔圆1. 库仑公式zσxσy σxyτyzτz xτx σy σxy τyz τz x τxzτzy τyxτzσ=ij σzσxσz xτx σz x τxzτzσ=ij σ三维应力状态xzτ三、摩尔-库仑强度理论2. 应力莫尔圆二维应力状态xσzσxzτz xτxσzσxzτz xτ莫尔圆应力分析符号规定材料力学+-+-土力学正应力剪应力拉为正压为负顺时针为正逆时针为负压为正拉为负逆时针为正顺时针为负三、摩尔-库仑强度理论2. 应力莫尔圆στOσz+τzx-τxzσx 2ασ1σ3rR222x z xz r σστ-⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2x zR σσ+=1R r σ=+3R r σ=-zσxσz xτxzτ+-σ1α三、摩尔-库仑强度理论2. 应力莫尔圆大主应力：小主应力:圆心：半径：σz 按顺时针方向旋转ασx 按顺时针方向旋转α莫尔圆：代表一个土单元的应力状态；圆周上一点代表一个面上的两个应力σ与τ3. 极限平衡应力状态三、摩尔-库仑强度理论极限平衡应力状态：有一对面上的应力状态达到τ= τf土的强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔园的公切线。
