工程地质及土力学笔记

——第一章:土的物理性质及工程分类土是三相体——固相（土颗粒）、液相（土中水）和气相（土中空气）。

固相：是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。

2.土粒颗粒级配（粒度） 2. 土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配（粒度成分）土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。

粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。

粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。

颗粒级配曲线斜率: 某粒径范围内颗粒的含量。

陡—相应粒组质量集中；缓--相应粒组含量少；平台--相应粒组缺乏。

特征粒径: d 50 : 平均粒径；d 60 : 控制粒径；d 10 : 有效粒径；d 30粗细程度： 用d 50 表示。

曲线的陡、缓或不均匀程度：不均匀系数C u = d 60 / d 10 ，Cu ≤5,级配均匀，不好Cu ≥10,，级配良好，连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。

较大颗粒缺少，Cc 减小；较小颗粒缺少，Cc 增大。

Cc = 1~ 3, 级配连续性好。

粒径级配累积曲线及指标的用途：1.粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度：Cu ≥ 5, 不均匀土； Cu < 5, 均匀土；3）曲率系数Cc 用于判定土的连续程度：C c = 1 ~ 3，级配连续土；Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。

4）不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣：如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3，级配良好的土；如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。

土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。

原生矿物：岩浆在冷凝过程中形成的矿物（圆状、浑圆状、棱角状） 次生矿物：原生矿物经化学风化后发生变化而形成。

（针状、片状、扁平状） 粗粒土：原岩直接破碎，基本上是原生矿物，其成份同生成它们的母岩。

小结：名词解释1.沉积岩：沉积物经过长期的压密、重结晶、胶结等复杂的地质作用过程，硬结成岩，这种岩称为沉积岩2.节理：节理也称裂隙，是存在于岩体中的裂缝，为岩体受力作用断裂后，两侧岩体没有显著位移的小型断裂构造3.断层：受力作用断裂后，岩层沿着破裂面产生显著位移的断裂构造，称为断层4.孔隙率：岩石孔隙率指岩石孔隙和裂缝体积与岩石总体积之比，以百分数表示5.岩石透水性：岩石能被水透过的性能称为岩石的透水性简答题1.张节理的主要特征有哪些？答：节理裂口是张开的，裂口较宽，往深处逐渐变小而闭合；节理面粗糙，很少有擦痕；节理间距较大而不均匀，沿走向和倾向均延伸不远2.简述褶曲的组成要素。

答：（1）核部：褶曲中央最内部的一个岩层（2）翼：核部两侧，向不同方向倾斜的部分岩层（3）轴面：从褶曲的顶平分两翼的面（4）轴：轴面与水平面的交线（5）枢纽：轴面与摺面内某一岩层层面的交线3.岩浆岩的结构类型有哪些？答：岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小及其相互结合的方式。

岩浆岩的结构包括：岩石全部由结晶矿物所组成的全结晶结构；致密状，矿物晶粒细小，肉眼和放大镜均不能分辨的隐晶质结构；全部为非晶质矿物所组成，均匀致密似玻璃的玻璃质结构4.变质岩的结构类型由哪些？答：在形成变质岩的过程中，由于高温高压的作用，厚岩石中矿物被拉长和变薄、密室等，形成片理构造或块状构造。

主要构造有：板状构造、千枚层状构造、片状构造、片麻状构造和块状构造等5.工程地质勘查的目的是什么？答：工程地质勘查即对拟建工程场地进行的调查研究工作。

勘察的目的是探明作为建筑物或构筑物工程场地的工程地质条件，解决并处理整个工程建设中涉及的岩土工程问题，保证工程的正常施工和使用6.何谓岩石的结构和构造？答：岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。

构造是指矿物在岩石中的排列和充值方式所反映出的外貌特征7.何谓褶曲的枢纽？褶曲的基本形态由哪些？答：轴面与褶面内某一岩层层面的交线，称为褶曲的枢纽，其形状有水平的，也有倾斜或波状起伏的，枢纽反映褶曲在延长方向产生变化的情况。

【2404】工程地质及土力学复习资料工程地质及土力学复习资料第一章岩石和地质构造一、什么叫矿物质和岩石？说明几种主要的造岩矿物和岩石的种类？矿物：具有一定化学成分和物理性质的自然元素单质和化合物，主要造岩矿物：白云母、角闪石、石英、白云石等。

岩石：是地壳中由一种或多种矿物组成的物质。

岩石有岩浆石、沉积石、变质石等。

何谓岩石的结构和构造?岩石的结构：是指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、晶体形状及相互结合的方式。

构造指矿物在岩石中的排列和充填方式所反映出的外貌特征。

二、试结合矿物的标本，阐述矿物主要的物理性质特征如颜色、光泽、解理、断口、结晶形态和硬度等的基本概念。

颜色：矿物的颜色是矿物对白（日）光选择吸收的表现。

当矿物有选择地吸收其中某一或某些波长的光波时，则矿物就呈现剩余波长光波的混合色。

按其不同的成因可分为自色、他色和假色。

条痕色：指矿物粉末的颜色，他排除了矿物因反射所造成的色差，以去掉假色，减弱他色，保存自色，使常见矿物的颜色更为固定，对于鉴别矿物具有实用意义。

透明度：是指矿物透光能力的大小，即光③线透过矿物的程度。

矿物的透明度分为：透明、半透明、不透明三级。

光泽：矿物表面反光的的光亮程度称为光泽。

矿物的光泽按其反射强弱划分如下：①金属光泽；②非金属光泽。

硬度：矿物抵抗外力刻划研磨的能力称为硬度。

各种矿物由于化学成分和内部结构的不同，常具有不同的硬度，这是鉴别矿物的一个重要特征。

解理与断口：矿物受到外力的作用（如敲打），其内部质点间的连接力被破坏，沿一定的方向形成一系列光滑的破裂面的性质，称为解理。

所裂开的光滑破裂面称为解理面。

不具方向性的不规则断裂面，则称为断口。

解理是反映矿物质内部质点相互连接强弱的特征。

根据解理发生的完全程度，把解理分为如下几种：①极完全解理；②完全解理；③中等解理；④不完全解理。

三、试结合矿物的标本，阐述表观鉴别常见矿物的基本方法及几种主要矿物的特征。

鉴别方法：用显微镜观察法、化学分析法、专用仪器分析法、表观鉴别法。

第一章土的物理性质和工程分类1.1 土的形成1、工程上遇到的大多数土都是在第四纪地质历史时期内所形成的。

第四纪地质年代的土又可划分为更新世、全新世两类。

其中第四纪全新世（Q4）中晚期沉积的土，亦即在人类文化期以来所沉积的土称为新近代沉积土，一般为欠固结土（未完全固结的土，会有持续的沉降），强度较低。

表1 土的生成年代2、土的分类：第四纪土由于其搬运和堆积方式不同，又可分为残积土（通常为粗粒土）、运积土（通常为细粒土）两大类；3、残积土：残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后未经搬运，残留在原地的堆积物。

他的特征是颗粒粗细不均、表面粗糙、多棱角、无层理。

4、运积土：是指风化所形成的土颗粒，受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。

其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦，颗粒因摩擦作用而变圆滑，具有一定的浑圆度。

5、根据搬运的动力不同，运积土又可分为如下几类：坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰碛土、风积土。

6、风化作用包括：物理风化（原生矿物）、化学风化（次生矿物）、生物风化。

7、物理风化：岩石和土的粗颗粒受机械破坏积各自气候因素影响的作用，产生的矿物称为原生矿物（土颗粒/土块的大小发生变化，成分未发生变化）。

8、化学风化：岩石和土受环境作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物，也称次生矿物。

9、土的主要特点：碎散性、三相性、自然变形性（性质复杂、不均匀、各向异性且随时间变化）。

1.2土的三相组成1、土颗粒骨架构成的三要素：颗粒级配、矿物成分、颗粒的形状和比表面积。

2、土的粒组分类：表1-2土的粒组分类备注：1、摘自水利行业标准《土工试验规程》（SL237-1999）2、属于粒径范围指该范围粒径占总颗粒50%以上；3、粒径级配分析方法：主要有：筛分法、水分法（比重计法）。

粗粒组应采用筛分法，细粒组应采用水分法；4、级配曲线：d10--有效粒径、d30--用于描述级配曲线的特征粒径、d50--平均粒径、d60--控制粒径（或限制粒径）；5、不均匀系数Cu：Cu=d60/d10，（表征土颗粒的均匀性）（1）Cu=d60/d10，Cu越大、d60与d10的差距越大→土体越不均匀、级配曲线越平缓→故一般级配良好的土要求Cu≤5；→Cu≥5的土称为不均匀土，反之称为均匀土。