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。

西南交通大学本科课程《岩土工程》教案简稿土木工程学院：邓荣贵2011年1. 前言1.1岩土工程概念（1）岩土工程的概念包含的意义：1）土木工程的一个分支，一门技术性边缘学科；2）以水文地质学、工程地质学、岩体力学、土力学、材料力学、弹行力学、塑性力学、断裂力学、结构力学、建筑材料、钢筋混凝土结构学、地基基础工程学和力学试验分析等为理论与技术基础；3）解决与岩土体有关的工程技术问题，服务于工程建设和使用过程中的勘察与论证、设计与施工（监理）、监测与检测、营运维护与病害处理、加固与更新等。

（2）岩土工程的服务领域1）工业与民用建筑和市政工程；2）交通运输工程；3）水利水电与能源工程；4）环境保护与地质灾害防治；5）其它。

1.2岩土工程工作的特点1）工作对象的复杂性；2）工作成果的不可预见性；3）工作失误的难以弥补性；4）工作失误的严重性。

1.3岩土工程涉及的具体工程问题1）土地利用的可行性研究；2）工程勘察设计；3）地基基础方案经济技术比较；4）地基、边坡与隧道围岩的利用与处理；5）海岸场地评价及方案设计；6）环境工程；7）地基土改良；8）监测和检测；9）工程抗震及地震工程等。

1.4岩土工程建立的背景（1）国际背景（2）国内背景1）人口增加、耕地减少；2）各种工程规模越来越大；3）可选择场地地质条件变得复杂；4）因岩土工程工作不到位造成的工程事故占总事故的70％以上；5）技术经济发展的需要。

1.5岩土工程专业（学科）在土木工程中的地位与作用（1）是土木工程的基础（2）是地质类学科与上部结构类学科的“桥梁”（3）不懂得岩土工程，不可能成为一名优秀的土木工程师（4）岩土工程典型事例。

参考书1、参考教材：《岩土工程》，汤康民主编，武汉工业出版社；2、参考书：（1）《岩土工程勘察设计手册》；（2）《岩土工程试验监测手册》；（3）《岩土工程治理手册》；（4）《岩土工程监理手册》；（5）《国内外岩土工程案例分析》。

岩土专业知识点总结一、土力学土力学是岩土工程的基础理论，主要研究土体的应力、应变、变形和强度等性质。

在土力学的学习过程中，需要了解以下几个重要知识点：1. 土体的工程分类。

根据土体的成因和结构特点，可以将土体分为砂、粉砂、粘土、淤泥四种基本类型。

根据土粒间的亲密度和水分状态，可以将土体分为干土、湿土、饱和土、过饱和土四种状态。

2. 土体的物理性质。

包括土体的密度、孔隙比、含水量等基本物理参数，这些参数是计算土体力学性质的重要基础。

3. 土体的应力分布。

了解土体在外力作用下的应力传递规律和应力分布特点，可以为地基工程设计提供基础依据。

4. 土体的应变和变形。

了解土体在外力作用下的应变和变形规律，可以为岩土工程的计算和分析提供依据。

5. 土体的强度和破坏。

土体的强度和破坏特点是土力学研究的重要内容，其中包括土体的抗剪强度、压缩强度等力学性质。

二、地基工程地基工程是岩土工程中的一个重要分支，主要研究地基基础的设计、施工和监测。

在地基工程的学习过程中，需要了解以下几个重要知识点：1. 地基基础的类型。

地基基础可以分为浅基础和深基础两大类。

浅基础主要包括承台基础、地板基础、隔离基础等，深基础主要包括桩基础、井筒基础等。

2. 地基设计的原则。

地基设计时需要考虑地基的受力和变形特点、地基与地表建筑的相互影响以及地基的施工和维护问题等。

3. 地基工程的施工。

地基工程的施工包括地基基础的开挖、浇筑、固化等一系列过程，需要根据具体工程环境，选择合适的工程技术和材料。

4. 地基基础的监测和维护。

地基基础施工后需要进行监测和维护，以确保地基安全可靠。

三、地质工程地质工程是岩土工程中的一个重要分支，主要研究地质构造和地层性质对工程施工和运行的影响。

在地质工程的学习过程中，需要了解以下几个重要知识点：1. 地质构造的特点。

地质构造包括地壳的形成、构造运动和地质构造变化规律等，了解地质构造的特点对地质工程的设计和施工都具有重要意义。

岩土工程特点及勘探技术岩土工程是土木工程的一个重要分支领域，主要研究土壤和岩石在工程项目中的力学性质及其应用。

岩土工程的特点主要包括以下几个方面：1. 非均质性：土壤和岩石是地球的表层物质，具有非均质性，其物理性质、力学性质在空间上和时间上均不均匀。

在岩土工程中，需要针对不同的地质条件进行勘探和设计，以确保项目的安全性。

2. 含水性：土壤和岩石中常常存在有水分，土壤是一个多孔介质，水分可以通过土壤内部的孔隙进行运移。

在进行岩土工程设计时，需要考虑水分的存在对土壤和岩石的力学性质的影响，以及可能引起的不稳定性问题。

3. 固结和压缩性：土壤在承受荷载作用下会发生固结和压缩，这是由于土壤颗粒在荷载作用下重新排列和调整的过程。

在岩土工程中，需要进行固结和压缩性的试验和分析，以确定土壤和岩石的变形特性和承载能力。

4. 非线性行为：土壤和岩石在力学性质上具有非线性行为，其变形和破坏过程不符合线性弹性理论。

岩土工程中需要进行非线性分析，以了解土体和岩体的实际工程行为，提高工程安全性。

岩土工程勘探技术是获取岩土工程设计所需信息的重要手段。

常用的岩土工程勘探技术包括：1. 地质勘察：通过观察地质构造和岩石的岩性、构造面等特征，研究地层的分布和变化规律，为岩土工程设计提供基本的地质信息。

2. 地下水勘探：通过调查与地下水有关的湖泊、河流、井水、地下水位和渗流现象等，研究地下水的分布、含量和水质，为工程设计提供有关地下水的信息。

3. 地球物理勘探：通过测量地球物理现象，如重力、地磁、地震等，获取地下岩土体的物理性质和结构特征，为岩土工程设计提供地下岩土体的物理参数。

4. 岩土试验：通过室内试验和现场试验，对土壤和岩石进行力学特性的测试，获取岩土体的力学参数和工程性质，为岩土工程设计提供实验数据和设计依据。

5. 孔隙水压力测试：通过测量土壤和岩石中的孔隙水压力，了解地下水的存在和运动规律，为地下水对岩土体的力学影响和稳定性分析提供基础数据。

筑龙网WW W.ZH UL ON G.C OM岩土体工程地质特征一览表 表1-1-3工程地质层厚度（m ） 岩性特征 时代成因 层号名称底板埋深（m~m ）最大最小一般颜 色湿 度密度或状态压缩性结构构造及包含物分布特征工程地质性质Ⅰ 杂填土 2.0~6.7 6.7 2.0 3.82 杂灰 干燥~ 很湿密实 ~松散 低~高 顶部0.5m 左右沥青、砼路面，其余为碎石、石混土、硬杂质占20~40%，上部多，下部少，非均质。

普遍低强度非均质 近期人工填土Ⅰa 淤泥质填土5.2 3.2 黑灰 饱和流塑高大量有机质成分，少量碎砖瓦块，非均质。

局部 低强度非均质 Ⅱ1 粉土 4.2~6.2 3.3 1.7 2.38 灰黄 饱和松散 中低 具层理，夹粉砂薄层，夹层厚5~40cm ，层面具云母片，欠均质。

局部 低强度非均质 Ⅱ2 粉砂夹粉土6.5~13.8 10.0 1.6 6.03 灰黄饱和 松散~稍密 中低 具层理，粉砂为主、夹粉土，夹层厚10~40cm ，局部互层状，欠均质。

普遍低强度非均质 Ⅱ2a粉质粘土 11.3~13.0 4.0 1.0 2.78 灰色 很湿 软塑 中高 具层理，夹粉砂薄层，含淤泥成分，局部流塑，欠均质。

J50、J51以北低强度欠均质 Ⅱ3粉土夹粉砂 10.5~13.5 4.0 2.1 3.25 灰色饱和 稍密中等 具层理，松土为主，夹粉砂，夹层厚10~30cm ，层面含云母片。

J50、J51以南 低强度欠均质 Ⅱ41 粉砂夹粉土 14.8~21.2 10.0 2.0 6.23 灰色 饱和 稍密~中密 中等 互层状，互层厚一般10~30cm ，下部夹层少，局部互层状，局部夹细砂。

普遍中低强度非均质 Ⅱ42 粉土夹粉砂22.6~27.0 7.5 3.7 5.79 灰色饱和 松散 中偏高 具层理，松土为主，夹层厚度20~40cm 层面含云母，局部夹粉质粘土。

J37、J38以南 中低强度非均质Q 2~34冲积Ⅱ5粉质粘土 29.0~33.0 7.0 4.0 5.5 灰色很湿软塑高含淤泥质成分，夹淤泥质土，夹粉土，具层理。