《土力学与地基基础》--大学本科教材--免费版PPT课件(3

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二、本课程的特点和学习要求
1 课程的特点：
（1）地基及基础课程涉及工程地质学、土 力学、结构设计和施工几个学科领域，内容广 泛、综合性强；
（2）课程理论性和实践性均较强。
2学习要求：
(1)学习和掌握土的应力、变形，强度和 地基计算等土力学基本原理；
(2)学习和掌握浅基础和桩基础的设计方 法；
(3)熟悉土的物理力学性质的原位测试技 术以及室内土工试验方法；
பைடு நூலகம்
（4）重视工程地质基本知识的学习，了解
工程地质勘察的程序和方法，注意阅读和使用
工程地质勘察资料能力的培养。
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第一章 土的物理性质及分类
1—1 概 述 1土的定义：
土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬 殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中 生成的沉积物。 2 土的三相组成：
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3．洪积物(Q”) · 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流，
具有很大的剥蚀和搬运能力。
它冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲沟出口或
山前倾斜平原而形成洪积物(图1—4)。
由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群<图l—5)。如果逐渐
扩大以至连接起来， 则形成洪积冲积平原的地貌单元。
洪积物常呈现不规则交错的层理构造，如具有夹层、尖灭
根据地质作用的能量来源的不同，可分为内 力地质作用和外力地质作用 (1)内力地质作用: 由于地球自转产生的旋转能和放射性 元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构造 以及地表形态发生变化的地质作用。如岩浆作用、地壳 运动(构造运动)和变质作用。
1)岩浆作用--存在于地壳以下深处高温、高压的复杂 硅酸盐熔融体(岩浆)，沿着地壳薄弱地带上升侵入地壳 或喷出地表且冷凝后生成为岩浆岩的地质作用。
由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作 用。它包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、 冰川、风、生物等的作用。 1)风化作用--外力(包括大气、水、生物)对原岩发生机 械破碎和化学变化的作用。 2)沉积岩和土的生成--原岩风化产物（碎屑物质），在 雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等
或透镜体等产状(图1—6)。
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(二)冲积物(Q) 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖 的坡积、洪积物质剥蚀后搬运、沉积在河流坡降平缓地 带形成的沉积物。
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1平原河谷冲积物 平原河谷除河床外，大多数都有河漫滩及阶地等地貌单元 (图1—7)。
2)地壳运动--地壳的升降运动和水平运动。升降运动 6
表现
为地壳的上拱和下拗，形成大 型的构造隆起和拗陷：水 平运动表现为地壳岩层的水平移动，使岩层产生各种形 态的褶皱和断裂．地壳运动的结果，形成了各种类型的 地质构造和地球表面的基本形态。
3)变质作用--在岩浆活动和地壳运动过程中，原岩 (原来生成的各种岩石)在高温、高压下及挥发性物质的 渗入下，发生成分、结构、构造变化的地质作用。 (2)外力地质作用：
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外力作用下，被剥蚀，搬运到大陆低洼处或海洋底部 沉积下来，在漫长的地质年代里， 沉积的物质逐渐加 厚，在覆盖压力和含有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁等 胶结物的作用下， 使起初沉积的松软碎屑物质逐渐 压密、脱水、胶结、硬化生成新的岩石，称为沉积岩。 未经成岩作用所生成的所谓沉积物，也就是通常所说 的“土”。 3）风化、剥蚀、搬运及沉积--外力地质作用过程中的 风化、剥蚀、搬运及沉积，是彼此密切联系的。风化 作用为剥蚀作用创造了条件，而风化、剥蚀、搬运又 为沉积作用提供了物质的来源。剥蚀作用与沉积作 用 在一定时间和空间范围内，以某一方面的作用为主导， 例如，河流上游地区以剥蚀为主，下游地区以沉积为 主，山地以剥蚀占优势，平原以沉积占优势．
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二、矿物与岩石的概念 岩石--一种或多种矿物的集合体。 矿物--地壳中天然生成的自然元素或化合物，它具
有一定的物理性质、化学成份和形态． (一) 造岩矿物 组成岩石的矿物称为造岩矿物。 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、
比重等特征为依据。 （二）岩石
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。 岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和 形状、及其彼此之间的组合方式。 岩石的构造--岩石中矿物的排列方式及填充方式。
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岩浆岩、沉积岩、变质岩是按成因划分的三大岩类， 其亚类划分列于表1-3、表1-4、表1-5。
三 地质年代的概念 地质年代--地壳发展历史与地壳运动，沉积环境 及生物演化相对应的时代段落。 相对地质年代--根据古生物的演化和岩层形成的 顺序，所划分的地质年代。 在地质学中，根据地层对比和古生物学方法把地 质相对年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、 中生代和新生代)，每代又分为若干纪，每纪又细分为 若干世及期。在每一个地质年代中，都划分有相应的地 层（参见表1-6） 在新生代中最新近的一个纪称为第四纪，由原岩 风化产物（碎屑物质），经各种外力地质作用(剥蚀、 搬运、沉积)形成尚未胶结硬化的沉积物(层)，通称
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“第四纪沉积物(层)”或“土”。 四 第四纪沉积物(层)
不同成因类型的第四纪沉积物，各具有一定的分布 规律和工程地质特征，以下分别介绍其中主要的几种成 因类型。
(一)残积物、坡积物和洪积物 1．残积物 残积物是残留在原地未被搬运的那 一部分原岩风化剥蚀后的产物，而 另一部分则被风和降水所带走。 2．坡积物 坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物 缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平 缓的山坡上而形成的沉积物。
土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、 孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗 粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。
1—2 土 的 生 成 一 、地质作用的概念 1地球的圈层构造：
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外圈层：大气圈、水圈、生物圈； 内圈层：地壳、地幔、地核。 构成天然地基的物质是地壳内的岩石和土。地壳的一般 厚度为30一80km。 2地质作用--导致地壳成分变化和构造变化的作用。