岩土体的工程性质详解

岩土工程特点及勘探技术岩土工程是研究和应用土壤力学、基岩力学、工程地质等学科原理，以及有关工程材料和结构力学等学科知识，进行地质和土壤勘察、设计和施工等阶段的一门工程学科。

岩土工程的特点主要包括以下几个方面：1. 岩土工程具有大地工程性质。

岩土工程常常与地质环境紧密相关，需要对地层进行勘测和分析，了解地下情况对工程的影响。

岩土工程旨在解决工程在地下和地面的相互作用问题，并考虑地震、风、水、温度等外力对工程的影响。

2. 岩土工程涉及多学科知识。

岩土工程要求掌握土壤力学、基岩力学、工程地质、结构力学等多个学科的理论和知识，并将其应用于实际工程中。

岩土工程师需要综合运用不同学科的知识，解决工程问题。

3. 岩土工程具有不确定性。

由于地下情况的复杂性和难以完全掌握，岩土工程存在着一定的不确定性。

在岩土工程设计和施工过程中，需要对不确定因素进行评估和控制，采取合理的工程措施。

4. 岩土工程具有应用性强。

岩土工程将理论与实践结合起来，旨在解决实际工程中的问题。

岩土工程师需要根据具体工程要求，选择合适的岩土工程技术和方法，并进行实际施工。

在岩土工程勘察中，勘探技术起着非常重要的作用，它可以提供岩土体的几何特征、物理性质和力学性质等必要信息，为岩土工程设计和施工提供依据。

常用的岩土工程勘探技术包括以下几种：1. 地层钻探：地层钻探是获取地下岩土体信息的常用方法。

通过钻孔，可以获取与工程有关的地下岩土体的几何及物理特性，包括岩土体的厚度、颗粒组成、含水率、强度等。

2. 岩土物理勘探：岩土物理勘探主要包括直接电阻率法、地震波法和重力法等。

这些方法通过测量岩土体的电阻率、地震波传播速度和重力场等物理量，来确定岩土体的性质及分布。

3. 地质勘探：地质勘探主要包括地质地貌观察、野外地质测量和地质探槽等。

地质勘探主要用于获取地质构造、地层信息和岩土体的断裂、褶皱等情况，对工程设计和施工有很大的指导意义。

4. 岩土动力勘探：岩土动力勘探主要利用地震波获取地下岩土体的动力参数。

一、岩体工程地质类型及特征依据岩石成因，研究区岩体可划分为岩浆岩、沉积岩二大工程地质类型。

1．岩浆岩区内岩浆岩仅发育有侵入岩，包括变质侵入岩。

变质侵入岩也可划为变质岩类副变质岩，由于研究区内变质岩类型单一，面积小，只在侵入岩类中加以叙述其特征。

依据侵入岩工程地质结构特征、岩性组合、岩石强度，分为坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体和坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体。

（1）坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体：岩性组合为元古代二长花岗岩、正长花岗岩、黑云花岗闪长岩及中生代燕山期石英正长斑岩、角闪闪长玢岩岩脉。

岩石坚硬性脆，工程地质结构类型为块状结构。

岩石饱和单轴抗压强度大于60Mpa，抗风化能力强。

在裸露区风化残积土厚0—1m，隐伏区残积土厚1—3m，标贯击数14—30击，地基承载力标准值240—280kpa；全风化带厚0—2m，标贯击数40.9击，地基承载力标准值350—500kpa；强风化带厚0—4m，标贯击数60.2击，地基承载力标准值500—2000kpa。

该岩性综合体具低压缩性，是良好的天然地基。

（2）坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体：为晚太古代阜平期片麻状中粒黑云角闪英云闪长岩。

是经过区域变质作用的片状、片麻状变质侵入岩。

片理产状45°—65°。

岩石饱和单轴抗压强度30—60Mpa，属坚硬—较坚硬；工程地质结构类型为片状结构。

岩体全风化带厚0—5m，标贯击数35击。

地基承载力标准值300—400kpa；强风化带厚5—10m，标贯击数54击，地基承载力标准值400—1500kpa。

岩体塑性变形较大，具中低压缩性，边坡稳定性差，易引起风化、流失、边坡失稳等工程地质问题。

2．沉积岩沉积岩可划分为碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩四种工程地质岩组。

（1）碳酸盐岩岩组依据岩组工程地质结构特征，岩性组合，岩石强度分为坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬中薄层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬薄层状碳酸盐岩岩性综合体。

土力学与岩土工程LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】岩土工程与土力学1，岩土工程的定义岩土工程又称土力工程学，大地工程学。

主要研究泥土构成物质的工程特性。

是欧美国家于20世纪60年代在土木实践中建立起来的一种新的技术体制。

岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础。

过程与地下工程问题，作为自己的研究对象，岩土工程师会研究从工地采集的泥土样本和岩石样本中的数据，然后计算工程上的建筑所需的格构。

同时，我们知道地上，地下和水中的各类工程统称土木工程。

土木工程中涉及岩石，土，地下，水中的部分称岩石工程。

2，岩土工程的内容《岩土工程基本术语标准》定义为：“土木工程中涉及岩石和土的利用、处理和改良的科学技术。

”中国大百科全书定义为：“土木工程的一个分支，以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础，涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。

”也有专家定义为：“土木工程的一个分支，研究岩土体（包括其中的水）作为支承体、荷载、介质或材料，必要时对其改良或治理的一门工程技术。

”以上表述方法虽不完全一致，但主要方面是相似或相同的。

第一、岩土工程是土木工程的一个分支；第二、研究对象是岩石和土，包括岩土中的水；第三、是一门技术科学或工程技术。

岩土工程的实践性很强，从工程实践角度，包括下列范围：（1）岩土作为支承体房屋建筑、道路、桥梁、堆场、大型设备等等，都建造在岩土上，岩土作为地基，作为支承体，研究的主要问题是承载力和变形问题。

（2）岩土作为荷载或自承体边坡工程、基坑工程、露天矿等地面开挖，隧道、地下洞室等地下开挖，面临的是另一类稳定和变形问题。

这时，岩土体担任的角色,既可能是荷载，也可能是自承体。

同时，地下水的控制常常具有举足轻重的影响。

（3）岩土作为材料填方工程，特别是大面积高填方、填海造陆，要用大量岩土作为材料；围堰、水坝、路堤等也用岩土为材料。

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。

第四章岩土体工程性质一、名词解释（6）1. 岩石风化作用p74岩石形成后，地表附近的完整岩石，会在温度、水溶液、气体及生物等自然因素作用下，逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性，这个过程称为岩石风化作用。

2. 物理风化作用p74岩石在自然因素作用下发生机械破碎，而无明显成分改变的风化作用称物理风化作用，又称机械风化作用。

3•化学风化作用p74岩石在自然因素作用下发生化学成分改变，从而导致岩石破坏为化学风化作用。

4. 生物风化作用p75岩石风化过程有生物活动的参与称生物风化，如岩石裂隙中生长的树，随着树的生长，根系发育延伸，岩石被劈裂，即属生物物理风化；岩石表面生长的地衣分泌有机酸腐蚀岩石，使其分解，即属生物化学风化。

5. 风化程度p76岩石风化后工程性质改变的程度。

6. 饱和重度p77天然状态下，单位体积岩石土中包括固体颗粒、一定的水和孔（裂）隙三部分，若水把所有孔隙充满，则为岩土的饱和重度。

7•岩石吸水率p79在常压条件下，岩石浸入水中充分吸水，被吸收的水质量与干燥岩石质量之比为吸水率。

&液性指数p82黏性土的天然含水率和塑限的差值与塑性指数之比。

9. 弹性模量p85岩石的弹性模量是变形曲线弹性段（直线段）的斜率。

10. 岩体p86岩体通常是指由各种岩石块体和不连续面组合而成的“结构物”。

11. 结构面P87岩体被不连续界面分割，这些不连续界面被称为岩体的结构面。

二、单选（22）1. 冰劈作用是（）。

p74A •物理风化B •生物风化C.化学风化 D •差异风化2•因强烈蒸发使地下水浓缩结晶，导致岩石裂缝被结晶力扩大，叫做（）。

P74A .热胀冷缩作用B .盐类结晶作用C.冰劈作用 D .碳酸化作用3. 黄铁矿在空气或水中生成褐铁矿，在化学风化中应属于（）。

P75A .溶解作用B .水化作用C.氧化作用 D .碳酸化作用4. 硬石膏转变成石膏体积增大 1.5倍，使岩石破坏，在化学风化中应属于（）°P75A .溶解作用B .水化作用C.氧化作用 D .碳酸化作用5. 生物物理风化的主要类型是（）。

岩土工程特点及勘探技术岩土工程是研究土壤和岩石的力学性质，并将这些知识应用于工程项目中的一门学科。

岩土工程特点主要有以下几个方面：地球动力学性质复杂、岩土体非均匀性强、变形和破坏性质复杂、岩土体的渗透性和液化性、综合性强等。

一、地球动力学性质复杂：岩土工程涉及到土壤和岩石在地球内部受地震、地下水流动等地球动力作用下的应力、位移和变形等问题。

地球动力学性质的复杂性对于岩土工程来说是一个重要特点，因为它直接影响到工程结构的稳定性和安全性。

二、岩土体非均匀性强：土壤和岩石是由颗粒组成的，颗粒之间存在大小、形状、密度、结构等多种不同的差异，导致了岩土体的非均匀性。

这种非均匀性使得岩土体的力学性质和变形特性在不同位置和方向上有所差异，需要进行详细的勘探和分析来了解和掌握这些变异性。

三、变形和破坏性质复杂：土壤和岩石在受到外界力的作用下会发生变形和破坏。

不同类型的土壤和岩石有着不同的变形和破坏特性，有的易变形，有的易破坏。

在设计和施工岩土工程时，需要考虑到这些变形和破坏的特性，采取相应的措施来保证工程的稳定性和安全性。

四、渗透性和液化性：土壤和岩石的渗透性是指其对液体和气体的渗透能力，液化性是指土壤在地震或其他震动作用下失去抗剪强度，表现出类似液体的流动性。

渗透性和液化性是岩土工程中需要重点考虑和研究的问题，因为它们对设计和施工过程都有着重要的影响。

五、综合性强：岩土工程是一门综合性很强的学科，需要包括地质学、力学、计算机模拟、岩土物性测试等多个学科的知识来进行研究和应用。

岩土工程特点的综合性强使得它需要从多个学科角度综合考虑和分析问题，这也增加了岩土工程的难度和挑战性。

岩土工程的勘探技术主要包括传统的野外地质勘探和实验室试验，以及现代的无损检测和地球物理勘探等方法。

传统的野外地质勘探主要是通过人工观测、钻孔和取样等方式，对地质情况进行详细的调查和研究。

这种方法可以获取大量直接的地质和岩土体的信息，并通过试验室试验对取样进行各种物理和力学性质的测试。