岩土工程地质分级与分类 (2)讲稿.ppt

关于岩土工程地质分级与分类(2)第一页，讲稿共七十三页哦7.1 工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 地质时代相同或不同的地质时代相同或不同的岩石岩石和经成岩作用、构造和经成岩作用、构造运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩石运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩石中的中的结构面结构面组合而成的整体。组合而成的整体。结构面：结构面：岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二维地质界面均称为结构面。维地质界面均称为结构面。软弱结构面：软弱结构面：工程上把力学强度明显低于围岩的结构面称为软弱结工程上把力学强度明显低于围岩的结构面称为软弱结构面。构面。第二页，讲稿共七十三页哦7.1 工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass n岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。n岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。n一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。能根据解决问题的需要来圈定范围。第三页，讲稿共七十三页哦7.1 工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 根据上述特征，根据上述特征，岩体岩体是地质体的一部分，并且是由处于一是地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。岩体强度远远低于岩石强度；岩体强度远远低于岩石强度；岩体变形远远大于岩石本身；岩体变形远远大于岩石本身；岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。第四页，讲稿共七十三页哦（1 1）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。选型和施工方法选择等提供参数和依据。（2 2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。基本依据。（3 3）便于施工方法的总结）便于施工方法的总结,交流交流,推广，为便于行业内技术改革推广，为便于行业内技术改革和管理。和管理。一、分级的目的目的：评价工程岩体的稳定性目的：评价工程岩体的稳定性 第五页，讲稿共七十三页哦 岩石分级方法早在岩石分级方法早在17741774年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石灰年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石灰岩作了系统分类。以后，岩作了系统分类。以后，1818世纪末俄国人维尔涅尔世纪末俄国人维尔涅尔(Bepuep)(Bepuep)又将岩又将岩石定性地分成五类：松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和石定性地分成五类：松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起来还是从坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起来还是从1919世纪后期世纪后期才开始。才开始。2020世纪世纪5050年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。一、分级的目的第六页，讲稿共七十三页哦 任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同必然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质的岩石分级等等。基岩体分级以及工程地质的岩石分级等等。一、分级的目的按用途：按用途：通用分级通用分级专用分级专用分级第七页，讲稿共七十三页哦二、影响岩体工程性质的主要因素n 岩石质量岩石质量 岩石的强度和变形岩石的强度和变形室内单轴抗压强度指标。室内单轴抗压强度指标。单轴抗压：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。n 岩体完整性岩体完整性 各种结构面的影响各种结构面的影响结构面的调查统计、试验。结构面的调查统计、试验。n水的影响水的影响 水对岩石的软化；渗流的影响。水对岩石的软化；渗流的影响。软化系数：岩石浸水饱和前后的单轴干、湿抗压强度之比。n风化程度风化程度 分化的分级分类分化的分级分类第八页，讲稿共七十三页哦2020世纪世纪7070年代至今，多种分级方案，反映岩体的结构年代至今，多种分级方案，反映岩体的结构特征、所处的环境特征、力学特征。特征、所处的环境特征、力学特征。P99P99表表7.17.1 影响较大的：影响较大的：RMRRMR、RSRRSR、Q Q、Z Z系统等系统等 我国我国工程岩体分级标准工程岩体分级标准-强制性标准强制性标准(1994)(1994)三、工程岩体分级的代表性方案第九页，讲稿共七十三页哦三、工程岩体分级的代表性方案第十页，讲稿共七十三页哦7.2 土的工程分类n土是由固、液、气三相组成的松散沉积物。n土是岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积形成的堆积体，不同成因的土的工程性质不同。第十一页，讲稿共七十三页哦7.2 土的工程分类第十二页，讲稿共七十三页哦一、土的工程分类概述n土的工程分类的目的土的工程分类的目的n土的工程分类的原则土的工程分类的原则n土的工程分类体系土的工程分类体系第十三页，讲稿共七十三页哦一、土的工程分类概述n根根据据土土类类，可可以以大大致致判判断断土土的的基基本本工工程程性性质质，并并可可结结合合其其他他因因素素评评价价地地基基的的承承载载力力、抗抗渗渗流流与与抗抗冲冲刷刷稳稳定定性性，在在振振动动作作用用下下的的可可液液化化性性以及作为建筑材料的适宜性等以及作为建筑材料的适宜性等n根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法n当当土土的的性性质质不不能能满满足足工工程程要要求求时时，也也需需根根据据土土类类（结结合合工工程程特特点点）确定相应的改良与处理方法。确定相应的改良与处理方法。n土的工程分类的目的土的工程分类的目的第十四页，讲稿共七十三页哦一、土的工程分类概述n以成因、地质年代为基础的原则以成因、地质年代为基础的原则 因因为为土土是是自自然然历历史史的的产产物物，土土的的性性质质受受土土的的成成因因（包包括括形形成成环环境境）与与形形成成年年代控制。代控制。n是工程特性差异的原则是工程特性差异的原则 土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同特土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同特性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。n是简明的原则是简明的原则 土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质，又要其土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质，又要其测定方法简单，且使用方便。测定方法简单，且使用方便。n土的分类原则土的分类原则第十五页，讲稿共七十三页哦一、土的工程分类概述n普通分类普通分类 对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的AtterbergAtterberg界限来分类界限来分类 土的成因分类土的成因分类n专门分类专门分类 以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个或几个单项指标所提出以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个或几个单项指标所提出的分类。的分类。n土的分类体系土的分类体系国家标准国家标准土的工程分类标准土的工程分类标准（GB/T50145-2007）行业标准行业标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范 （GB 50007GB 500072011)2011)岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB 50021(GB 500212001)2001)（20092009版）版）第十六页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）土的工程分类标准）土的工程分类标准1.工程用土的类别应根据下列土的指标确定工程用土的类别应根据下列土的指标确定:一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限wL塑限塑限wP和塑性指数和塑性指数IP；三；三土中有机质存在情况土中有机质存在情况2.土的粒组划分标准：土颗粒粒径范围土的粒组划分标准：土颗粒粒径范围n一般规定一般规定第十七页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）3.土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数Cu和曲率系Cc数确定并应符合下列规定第十八页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）4.细粒土应根据塑性图分类塑性图的横坐标为土的液限纵坐标为塑性指数第十九页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）n 一般土的分类巨粒土含巨粒的土粗粒土细粒土一般土按其不同粒组的相对含量可划分第二十页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组级配所含细粒的塑性高低可划分为16种土类（表7-14，7-15，7-16）；细粒土（试样中细粒组质量多于或等于总质量的的土称细粒土）按塑性图所含粗粒类别以及有机质多寡可划分为16种土类。（表7-17）n 一般土的分类第二十一页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）表示土类的代号按下列规定构成：a)一个代号即表示土的名称b)由两个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示副成分或土的级配或土的液限。c)由三个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示液限，第三个基本代号表示土中微含的成分。n 一般土的分类CHG含砾高液限粘土含砾高液限粘土第二十二页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）n 地基土的分类碎石土砂土粉土粘性土人工填土建筑地基基础设计规范(GB50007 2011)第二十三页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于2mm的含量高于整个的含量高于整个土体的重量的土体的重量的50，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石土又可以进一步细分，见下表。土又可以进一步细分，见下表。n地基土的分类地基土的分类第二十四页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（2）砂土即细）砂土即细中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在0.75-2mm之间，且粒径大于之间，且粒径大于0.075mm的土粒含量超过的土粒含量超过50。按粒组。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，如含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。下表所示。n地基土的分类地基土的分类第二十五页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（3）粒径大于）粒径大于0.075mm的颗粒不超过全重的颗粒不超过全重50，且塑性指数小于或等于，且塑性指数小于或等于10的土。的土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉土和粘质粉土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉土和粘质粉土。n地基土的分类地基土的分类第二十六页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（4）粘性土粘性土：塑性指数大于10的土。根据塑性指数按下表分为粉质粘土和粘土。n 地基土的分类 老粘土；一般粘性土；新近沉积粘性土老粘土；一般粘性土；新近沉积粘性土老粘土；一般粘性土；新近沉积粘性土老粘土；一般粘性土；新近沉积粘性土第二十七页，讲稿共七十三页哦二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（4）粘性土粘性土：塑性指数大于10的土。n 地基土的分类老粘土老粘土老粘土老粘土一般粘性土一般粘性土一般粘性土一般粘性土新近沉积粘性土新近沉积粘性土新近沉积粘性土新近沉积粘性土Q3及其以前沉积的粘性土；具较高强度和较低压缩性。长江中下游下蜀粘土。Q4沉积的粘性土；分布面积广，工程性质变化大。文化期以来沉积的粘性土；强度低。河漫滩及山前冲洪积扇的表面。表表表表7.207.20第二十八页，讲稿共七十三页哦n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（5）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。n 地基土的分类第二十九页，讲稿共七十三页哦三、我国主要特殊土的基本特性 特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成的，其分布有明显的区域性特征。成的，其分布有明显的区域性特征。第三十页，讲稿共七十三页哦三、我国主要特殊土的基本特性 在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括：在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括：n沿海及内陆地区各种成因的沿海及内陆地区各种成因的软土软土：n主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土黄土；n西南亚热带湿热气候区的西南亚热带湿热气候区的红粘土红粘土；n主要分布于南方和中南地区的主要分布于南方和中南地区的膨胀土膨胀土；n高纬度、高海拔地区的高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工填土和污染多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土土等。等。第三十一页，讲稿共七十三页哦（一）黄土（刘东生院士）黄黄土土是是在在干干旱旱、半半干干旱旱气气候候条条件件下下形形成成的的第第四四纪纪的的一一种松散的特殊土。种松散的特殊土。第三十二页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的分布黄土的分布黄黄土土在在世世界界上上的的分分布布面面积积达达13001300万万kmkm2 2，我我国国的的黄黄土土面面积积是是世世界界上上最最大大的的，达达6464万万kmkm2 2，比比法法国国和和瑞瑞士士的的面面积积总总和和还还要要大大。黄黄土土最最厚厚处处约约410410m m左左右右。在在我我国国，西西北北、中中原原、华华北北、华华东东、东东北北等等地地均均有有分分布布，但但主主要要集集中中在在黄黄河河的的中中游游陕陕、甘甘、宁宁、青青及及山山西西、河河南南一一带带，其其厚厚度度各各不不相相同同。陕陕甘甘地地区区多多厚厚100100200200m m，薄薄处处仅仅几几公分。公分。第三十三页，讲稿共七十三页哦（一）黄土黄土高原的自然景象第三十四页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的分类n按成因分：原生黄土和次生黄土n按形成年代分：老黄土和新黄土n按湿陷性分：湿陷性黄土和非湿陷性黄土第三十五页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的分类按生成年代分类下更新世下更新世 Q Q1 1 （午城午城黄土）黄土）中更新世中更新世 Q Q2 2 （离石离石黄土）黄土）上更新世上更新世 Q Q3 3 （马兰马兰黄土）黄土）全全 新新 世世 Q Q4 41 1 老黄土老黄土新黄土新黄土新近堆积的黄土：新近堆积的黄土：全新世全新世 Q Q4 42 2第三十六页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的特征黄土的特征I.I.颜色为淡黄、褐色或灰黄色颜色为淡黄、褐色或灰黄色；II.II.粒度成分以粉粒为主粒度成分以粉粒为主，约占有约占有60%70%60%70%，一般不含，一般不含0.250.25mmmm的颗粒；的颗粒；III.III.含各种可溶盐含各种可溶盐，富含碳酸盐（，富含碳酸盐（CaCOCaCO3 3），），可形成钙可形成钙质结核（姜结石）；质结核（姜结石）；IV.IV.孔隙多且大，结构疏松孔隙多且大，结构疏松；V.V.无无层层理理，但但有有垂垂直直节节理理和和柱柱状状节节理理。天天然然条条件件下下能能保持近于垂直的边坡；保持近于垂直的边坡；第三十八页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、孔隙率高，天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、孔隙率高，含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性较小含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性较小 。湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷。湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的附加下沉附加下沉，其强度也随，其强度也随着迅速降低着迅速降低。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土（有的老黄土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土（有的老黄土不具湿陷性不具湿陷性)。地基湿陷引起附加沉降 第三十九页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的工程特性黄土的工程特性黄土湿陷的原因？黄土湿陷的原因？n结构：大孔隙结构：大孔隙 ，骨架颗粒为碳酸盐类；，骨架颗粒为碳酸盐类；n矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的6060以上，以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类。含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类。n浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破坏，又浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破坏，又因其大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。因其大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。第四十页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征黄土湿陷性的判定方法黄土湿陷性的判定方法黄土的相对湿陷系数黄土的相对湿陷系数 s s=（h h1 1h h2 2）/h/h0 0 s 0.015 0.015，非非湿陷性黄土湿陷性黄土0.00.015 15 s 0.03 0.03，弱弱湿陷性黄土湿陷性黄土0.03 0.03 s 0.07 0.07，中等中等湿陷性黄土湿陷性黄土 s 0.07 0.07，强烈强烈湿陷性黄土湿陷性黄土第四十一页，讲稿共七十三页哦（一）黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征湿陷性黄土分类湿陷性黄土分类自重湿陷性黄土：自重湿陷性黄土：在自重压力作用下在自重压力作用下,受水浸湿而发生湿受水浸湿而发生湿陷的黄土。陷的黄土。非自重湿陷性黄土非自重湿陷性黄土：在其自重压力与附加压力共同作用下在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的黄土。才发生湿陷的黄土。第四十二页，讲稿共七十三页哦（二）红粘土n 红红粘粘土土是是指指在在亚亚热热带带湿湿热热气气候候条条件件下下，碳碳酸酸盐盐类类岩岩石石及及其其间间所所夹夹的的其其他他岩岩石石，经经红红土土化化作作用用形形成成的的高塑性粘土。高塑性粘土。n 红红粘粘土土一一般般呈呈褐褐红红、棕棕红红等等颜颜色色，液液限限大大于于5050，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。n 经经流流水水再再搬搬运运后后仍仍保保留留其其基基本本特特征征，液液限限大大于于4545的的坡坡、洪洪积积粘粘土土，称称为为次次生生红红粘粘土土，在在相相同同物物理理指指标标情情况况下，其力学性能低于红粘土。下，其力学性能低于红粘土。第四十三页，讲稿共七十三页哦（二）红粘土n红粘土的分布特征红粘土的分布特征 红红粘粘土土及及次次生生红红粘粘土土广广泛泛分分布布于于我我国国的的云云贵贵高高原原、四四川川东东部部、广广西西、粤粤北北及及鄂鄂西西、湘湘西西等等地地区区的的低低山山、丘丘陵陵地地带带顶顶部部和和山山间间盆盆地地、洼洼地地、缓缓坡坡及及坡坡脚脚地地段段。由由于于基基岩岩起起伏伏变变化化及及风风化化深深度度的的不不同同，造造成成其其厚厚度度变变化化极极不不均均勾勾，常常见见为为5 58m8m，最最薄薄为为0 0.5m5m，最最厚厚为为20m20m。在在水水平平方方向向常常见见咫咫尺尺之之隔隔，厚厚度度相相差差达达1010m m之之巨巨。上上层层中中常常有有石石芽芽、溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造成溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造成困难。困难。第四十四页，讲稿共七十三页哦（二）红粘土n红粘土的工程地质特征红粘土的工程地质特征物物理理力力学学性性质质：天天然然含含水水量量和和孔孔隙隙比比很很大大，但但其其强强度度高高、压压缩缩性性低低，工工程程性性能能良良好好；各各种种指指标标的的变化幅度很大。变化幅度很大。裂裂隙隙性性和和胀胀缩缩性性：红红粘粘土土具具有有较较小小的的吸吸水水膨膨胀胀性性，但但具具有有强强烈烈的的失失水水收收缩缩性性。故故裂裂隙隙发发育育也也是是红红粘粘土的一大特征。土的一大特征。第四十五页，讲稿共七十三页哦（二）红粘土n红粘土地基评价红粘土地基评价RETURNRETURNRETURNRETURNn红红粘粘土土的的表表层层，为为良良好好地地基基。可可充充分分利利用用其其作作为为天天然然地地基基持持力力层层，基基础宜尽量浅埋。础宜尽量浅埋。n红红粘粘土土的的底底层层，接接近近下下卧卧基基岩岩面面附附近近，尤尤其其在在基基岩岩面面低低洼洼处处，因因地地下下水水积积聚聚，常常呈呈软软塑塑流流塑塑状状态态，强强度度低低，压压缩缩性性高高，容容易易引引起起地地基基不不均均匀匀沉沉降降。应应注注意意查查清清基基岩岩面面起起伏伏状状况况，并并进进行行必要的处理。必要的处理。n对红粘土中的对红粘土中的土洞土洞，应查明其部位与大小，进行填充处理。，应查明其部位与大小，进行填充处理。n红粘土中的红粘土中的网状裂隙网状裂隙，对土坡和基础有不良影响，基槽应防止日晒，对土坡和基础有不良影响，基槽应防止日晒雨淋。雨淋。第五十一页，讲稿共七十三页哦（三）软土n软土软土在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性压缩性高高，承载力低承载力低，抗剪强度低抗剪强度低的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥等。的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥等。n分类分类1 1：当：当e=1.5e=1.5时，称时，称淤泥淤泥；当；当1.51.5e e=1.0=1.0时，称时，称淤泥质土淤泥质土。它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；n分类分类2 2：当土中有机质含量：当土中有机质含量5%5%，10%10%，称，称有机质土有机质土；当有机质；当有机质含量（含量（10%10%，60%60%时称时称泥炭质土泥炭质土；当有机质含量（；当有机质含量（60%60%，）时，称，）时，称泥炭泥炭。n软软土土的的特特征征：富富含含有有机机质质，天天然然含含水水量量大大于于液液限限，天天然然孔孔隙隙比比大大于于或等于或等于1 1。第五十二页，讲稿共七十三页哦（三）软土n 成因类型成因类型沿海沉积型沿海沉积型内陆湖盆沉积型内陆湖盆沉积型河滩沉积型河滩沉积型沼泽沉积型沼泽沉积型滨海相滨海相:泻湖相泻湖相;溺谷相溺谷相:三角洲相三角洲相n 软土的分布软土的分布软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及平原低地、软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及平原低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖沼泽地区也常遇到软土。沼泽地区，在高原山区的古代或内湖沼泽地区也常遇到软土。第五十三页，讲稿共七十三页哦（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质1 1高含水量和高孔隙性高含水量和高孔隙性2 2渗透性弱渗透性弱3 3压缩性高压缩性高第五十四页，讲稿共七十三页哦（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质1 1高含水量和高孔隙性高含水量和高孔隙性 软土的天然含水量总是大于液限。软土的天然含水量总是大于液限。据统计：软土的据统计：软土的天然含水量天然含水量一般为一般为5050-7070，最大甚至超，最大甚至超过过200200。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。性和抗剪强度的重要因素。第五十五页，讲稿共七十三页哦（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质2 2渗透性弱渗透性弱 软土的渗透系数一般在软土的渗透系数一般在i10i10-4-4一一i10i10-8-8之间，而大部之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。的渗透性较垂直方向要大得多。由于该类土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态，这由于该类土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态，这不不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。第五十六页，讲稿共七十三页哦（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质3 3压缩性高压缩性高 软土均属高压缩性土，而且压缩系数随着土的液限软土均属高压缩性土，而且压缩系数随着土的液限和天然含水量的增大而增高。和天然含水量的增大而增高。第五十七页，讲稿共七十三页哦（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征1.1.变形大而不均匀变形大而不均匀2.2.变形稳定历时长变形稳定历时长3.3.抗剪强度低抗剪强度低4.4.较显著的触变性和蠕变性较显著的触变性和蠕变性第五十八页，讲稿共七十三页哦（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征1.1.变形大而不均匀变形大而不均匀 实际资料表明，对于砖墙承重的混合结构，如以层数来表实际资料表明，对于砖墙承重的混合结构，如以层数来表示地基受荷的大小，则示地基受荷的大小，则4-64-6层的民用房屋其平均沉降量一般可达层的民用房屋其平均沉降量一般可达25-5025-50cmcm；对于大型构筑物，如水池、油罐等，其沉降量一般都大对于大型构筑物，如水池、油罐等，其沉降量一般都大于于5050cmcm，甚至超过甚至超过100100cmcm。显然在相同条件下，软土地基的变形量比一般粘性土地显然在相同条件下，软土地基的变形量比一般粘性土地基要大几倍至十几倍基要大几倍至十几倍。因此上部荷重的差异和复杂的体型都会引。因此上部荷重的差异和复杂的体型都会引起严重的差异沉降和倾斜。起严重的差异沉降和倾斜。第五十九页，讲稿共七十三页哦（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征2.2.变形稳定历时长变形稳定历时长 因因软软土土的的渗渗透透性性很很弱弱，水水分分不不易易排排出出，故故使使建建筑筑物物沉沉降降稳稳定定历历时时较较长长。例例如如沿沿海海闽闽、浙浙一一带带这这种种软软粘粘土土地地基基上上的的大大部部分分建建筑筑物物在在建建成成约约5 5年年之之久久的的时时间间后后，往往往往仍仍保保持持着着每每年年1 1cmcm左左右右的的沉沉降降速速率率，其其中中有有些些建建筑筑物物则则每每年年下下沉沉3-43-4cmcm。第六十页，讲稿共七十三页哦（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征3.3.抗剪强度低抗剪强度低 软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关。软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关。不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，其内摩擦角为零，内聚不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，其内摩擦角为零，内聚力一般都小于力一般都小于2020kPakPa；排水条件下的抗剪强度随固结程度的排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。这是因为在土体受荷时，其中孔隙水在充分增加而增大。这是因为在土体受荷时，其中孔隙水在充分排出的条件下，使土体得到正常的压密，从而逐步提高其排出的条件下，使土体得到正常的压密，从而逐步提高其强度。因此，要提高软土地基的强度，必须控制施工和使强度。因此，要提高软土地基的强度，必须控制施工和使用时的加荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便用时的加荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便每增加一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适每增加一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适应。应。第六十一页，讲稿共七十三页哦（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征4.4.较显著的触变性和蠕变性较显著的触变性和蠕变性 触触变变：原原状状土土受受到到振振动动以以后后，破破坏坏了了结结构构连连接接，降降低低了了土土的的强强度度或或很很快快地地使使土土体体变变成成稀稀释释状状态态。当当软软土土地地基基受受到到振振动动荷荷载载后后，易产生侧向滑动，沉降及基底面两侧挤出等现象。易产生侧向滑动，沉降及基底面两侧挤出等现象。软软土土的的蠕蠕变变性性是是比比较较明明显显的的。在在长长期期恒恒定定应应力力作作用用下下，软软土土将将产产生生缓缓慢慢的的剪剪切切变变形形，并并导导致致抗抗剪剪强强度度的的衰衰减减。在在固固结结沉沉降降完完成成之之后后，软软土土还还可可能能继继续续产产生生可可观观的的次次固固结结沉沉降降。上上海海等等地地许许多多工工程程的的现现场场实实洲洲结结果果表表明明：当当土土中中孔孔隙隙水水压压力力完完全全消消散散后后，建建筑筑物还继续沉降。物还继续沉降。第六十二页，讲稿共七十三页哦（三）软土n 软土的工程性质软土的工程性质软土由于具有触变流变、低强度、高压缩性软土由于具有触变流变、低强度、高压缩性及低透水性的特点，因此软土地基的变形破坏主及低透水性的特点，因此软土地基的变形破坏主要是要是承载力低承载力低，地基变形大地基变形大或或发生挤出发生挤出，造成建筑，造成建筑物的破坏。且物的破坏。且易产生不均匀沉降易产生不均匀沉降。第六十三页，讲稿共七十三页哦（四）膨胀土膨膨胀胀土土是是一一种种粘粘性性土土，含含有有较较多多的的亲亲水水性性粘粘土土矿矿物物，吸吸水水膨膨胀胀，遇遇水水崩崩解解或或软软化化，失失水水收收缩缩，抗抗冲冲刷刷性能差，这种具有较明显的胀缩性的土称为性能差，这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土膨胀土。第六十四页，讲稿共七十三页哦（四）膨胀土 我我国国是是世世界界上上膨膨胀胀土土分分布布广广、面面积积大大的的国国家家之之一一，据据现现有有资资料料在在广广西西、云云南南、湖湖北北、河河南南、安安微微、四四川川、河河北北、山山东东、陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围的的分布。分布。n按按其其成成因因大大体体有有残残积积坡坡积积、湖湖积积、冲冲积积洪洪积积和和冰冰水水沉沉积积等等四个类型，其中以残、坡积型和湖积型者四个类型，其中以残、坡积型和湖积型者胀缩胀缩性最强。性最强。n从形成年代看，一般为上更新统及其以前形成的土层。从形成年代看，一般为上更新统及其以前形成的土层。n从从分分布布的的气气候候条条件件看看，在在亚亚热热带带气气候候区区的的云云南南、广广西西等等地地的的膨膨胀胀土土与全国其他温带地区与全国其他温带地区者者比较，胀缩性明显强烈。比较，胀缩性明显强烈。第六十五页，讲稿共七十三页哦（四）膨胀土（1 1）颜色颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色；有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色；（2 2）粒粒度度成成分分中中以以粘粘土土颗颗粒粒为为主主，一一般般在在50%50%以以上上，最最低低也也要大于要大于30%30%，粉粒次之，砂粒最少；，粉粒次之，砂粒最少；（3 3）矿矿物物成成分分中中粘粘土土矿矿物物占占优优势势，多多为为伊伊利利石石、蒙蒙脱脱石石，高高岭石含量很少；岭石含量很少；（4 4）胀胀缩缩强强烈烈，膨膨胀胀时时产产生生膨膨胀胀压压力力，收收缩缩时时形形成成收收缩缩裂裂隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减；隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减；（5 5）各种成因的大小）各种成因的大小裂隙发育裂隙发育；（6 6）早期生成的膨胀土具有）早期生成的膨胀土具有超固结性超固结性。n 膨胀土的特征膨胀土的特征第六十六页，讲稿共七十三页哦（四）膨胀土外界条件的改变外界条件的改变土中水份的变化土中水份的变化地基产生体积变形地基产生体积变形基础破坏，建筑物、地坪开裂基础破坏，建筑物、地坪开裂膨胀土的季节性湿度变化膨胀土的季节性湿度变化常引起道路隆起、常引起道路隆起、路轨移动，泵站、电站地基基础破坏等。路轨移动，泵站、电站地基基础破坏等。第六十七页，讲稿共七十三页哦（五）冻土n冻土的力学性质冻土的力学性质n融化压缩融化压缩n冻胀冻胀n冻胀力冻胀力n冻结力冻结力n抗剪强度抗剪强度第六十八页，讲稿共七十三页哦b b融沉性融沉性冻冻土土在在融融化化后后强强度度大大为为降降低低，压压缩缩性性急急剧剧增增大大，使使地地基基产产生融化沉陷的现象简称生融化沉陷的现象简称融沉融沉或或融陷融陷。级：级：不融沉；不融沉；级：级：弱融沉；弱融沉；级：级：融沉；融沉；级：级：强融沉；强融沉；级：级：融陷。融陷。多年冻土多年冻土按融沉情况按融沉情况分为：分为：（五）冻土第六十九页，讲稿共七十三页哦（五）冻土n 季节性冻土的工程地质问题季节性冻土的工程地质问题冻结时膨胀，融化时下沉。冻结时膨胀，融化时下沉。会造成土体开裂、路面下凹、翻浆冒泥等。会造成土体开裂、路面下凹、翻浆冒泥等。一般来说，土中粉粒或粘粒含量越高，含水量越大，冻胀性一般来说，土中粉粒或粘粒含量越高，含水量越大，冻胀性越强。越强。第七十页，讲稿共七十三页哦（六）盐渍土 盐渍土盐渍土含有较多（大于含有较多（大于0.5%0.5%）易溶盐类的土。常）易溶