第一章 岩土性质及碎岩机理
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第一节土的生成与特性一、土的生成1.形成作用地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下发生风化作用,使岩石崩解、破碎;经流水、风、冰川等动力搬运作用,在各种自然环境下沉积,形成土体,因此说:“土是岩石风化的产物”。
风化作用包括:1)物理风化是指由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程,这种作用使岩体逐渐变成细小的颗粒。
土体中的粗颗粒便是物理风化的产物。
2)化学风化是指岩体(或岩块、岩屑)与空气、水和各种水溶液相互作用的过程,这种作用不仅使岩石颗粒变细,更重要的是使岩石的矿物成分发生变化,形成大量细微颗粒(粘粒)和可溶盐类。
土体中的粘粒便是化学风化的产物。
3)生物风化由动物、植物和人类活动对岩体的破坏称生物风化,例如:长在岩石缝隙中的树,因树根伸展使岩石缝隙扩展开裂;人们开采矿山、石材,修铁路、打隧道,劈山修公路等活动形成的土等。
2.土的主要成因类型及其特征由于形成条件、搬运方式和沉积环境不同,自然界的土也就有不同的成因类型,可分为陆相沉积和海相沉积两类。
1)陆相沉积陆地环境下的沉积,包括:(1)残积土(物)岩石经风化作用后残留在原地的碎屑堆积物称为残积土,如图1-1a所示。
残积土没有分选作用和层理构造,与基岩之间没有明显的界限,矿物成分与基岩大致相同。
由于山区原始地形变化很大且岩层风化程度不一,使残积土的厚度在小范围内就有很大变化。
当残积土被风或降水带走一部分细小颗粒后土中存在较大的孔隙。
因此,该种沉积土均匀性很差,作为建筑物地基时,要特别注意其不均匀沉降。
(2)坡积土(物)高处的风化物经雨水、雪水或本身的重力作用搬运后,沉积在较平缓的山坡上的堆积物称为坡积土,如图1-1b所示。
它—般分布在坡腰上或坡脚下,其上部与残积土相接,坡积土的厚度变化很大,有时上部厚度不足1m,而下部可达几十米。
坡积土由上而下具有一定的分选性,土质不均匀,还常易发生沿基岩倾斜面的滑动。
第一章岩石本章内容学习要求:1、了解地球的物理性质和内部圈层构造,掌握地质作用的特点及其表现形式,理解岩石赋存的大环境;2、了解矿物的物理性质和三大岩类(岩浆岩、沉积岩和变质岩)的形成过程,重点掌握三大岩类的结构、构造特征;3、掌握影响岩石工程性质的因素,了解岩石的工程分类。
人类的一切工程活动都是在地球的表面进行的。
地球的表面—地壳,是由各种各样的岩石组成的,岩石是由矿物组成的。
矿物的成分、性质及其在各种地质因素作用下所发生的变化,都会对岩石的工程性质产生影响。
因此在从事各项工程建筑活动时,就要先了解岩石及岩石在各种地质条件下的变化,进而对岩石的工程性质做出评价。
第一节地球概况一、地球的物理性质地球是太阳系中九大行星之一,其形状是一个平均半径约为6371km的旋转椭球体,经历了大约45.5亿年的演化过程。
地球的物理性质包括地球的重力、密度、压力、温度等。
1.重力重力是地心引力和由地球自转而产生的惯性离心力的合力。
地球周围受重力影响的空间称重力场。
地表上某一点的重力场强度就相当于该点的重力加速度。
地表的重力加速度以赤道最小(9.78m/s2),两极最大(9.83m/s2),平均为9.8m/s2。
2.密度地球的平均密度为5.517g/cm3,根据实际测定的固体地球表面岩石的平均密度为2.7~2.9g/cm3,而覆盖地球表面3/4的水的密度近似为1g/cm3,地球内部物质应具有比地表更大的密度。
根据推算,地心物质平均最大密度值可达13 g/cm3。
地球稳定自传的事实也表明,地球的密度随深度的增加而增大。
3.压力地球内部的压力主要来自于上覆物质的重力所产生的静压力。
地球内部压力随着深度的增加而递增。
一般认为,深度每增加4.4m,压力增加0.1MPa。
地下lOkm处压力约为300MPa;40km处为1000MPa,岩石在此压强下将要发生软化。
4.温度地球温度主要来源于太阳的辐射热能、放射性元素蜕变产生的热能、重力能和旋转能。