土力学完整教案02-第二讲

1、土 力 学主讲人：张向东主讲人：张向东辽 宁 省 精 品 资 源 共 享 课土力学教案土力学教案v 课课 次次：第：第2次次v 主要内容主要内容：内力地质作用与外力地质作用；矿物与岩石。：内力地质作用与外力地质作用；矿物与岩石。v 重点内容重点内容：外力地质作用；岩石按成因分类。：外力地质作用；岩石按成因分类。v 教学参考书教学参考书：张向东主编：张向东主编.土力学土力学.北京：人民交通出版社，北京：人民交通出版社，2011第一章第一章 工程地工程地质质1.1 概概 述述l从上面分析可以看出，工程地质与土木工程的关系极为密切从上面分析可以看出，工程地质与土木工程的关系极为密切，因为各种房屋建筑

2、工程、道路工程、铁道工程、桥梁工程，因为各种房屋建筑工程、道路工程、铁道工程、桥梁工程等都是建在地球表面上的，都要与土体打交道。等都是建在地球表面上的，都要与土体打交道。l建筑场地的工程地质条件，直接影响土木工程的设计方案、建筑场地的工程地质条件，直接影响土木工程的设计方案、施工工期与工程投资。施工工期与工程投资。l下面，先讲一些有关土质学方面的内容。下面，先讲一些有关土质学方面的内容。一、地质作用一、地质作用1 1内力地质作用内力地质作用由地球自转产生的由地球自转产生的旋转能引起，如：旋转能引起，如：u 岩浆活动；岩浆活动；u 地壳运动；地壳运动；u 变质作用等。变质作用等。 2 2外力地质

3、作用外力地质作用由太阳辐射能和地球重力由太阳辐射能和地球重力位能引起，如：位能引起，如：u风化；风化；u剥蚀；剥蚀；u搬运；搬运；u沉积作用等。沉积作用等。二、风化作用二、风化作用 物理风化物理风化 是指由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地是指由于温度变化、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。震等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程。 l当气温升高时，岩石膨胀产生压应当气温升高时，岩石膨胀产生压应力；当气温降低时，岩石收缩产生拉力；当气温降低时，岩石收缩产生拉应力。二者频繁交替，使岩石表层产应力。二者频繁交替，使岩石表层产生众多裂隙，最终崩解；生众多裂隙，最终崩解；l水

4、冻胀时产生体积膨胀水冻胀时产生体积膨胀或盐类结晶或盐类结晶膨胀，以及波浪冲击力和地震力等膨胀，以及波浪冲击力和地震力等加加速了岩石的崩解过程；速了岩石的崩解过程；l物理风化使岩体逐渐变成细小的颗物理风化使岩体逐渐变成细小的颗粒，粒，土中的碎石、砾石、砂等粗颗粒土中的碎石、砾石、砂等粗颗粒便是岩石便是岩石物理物理风化的产物。风化的产物。 2. 2. 化学风化化学风化是指岩石与空气、水和各种水溶液相互作用的过程，使岩石颗粒变细，是指岩石与空气、水和各种水溶液相互作用的过程，使岩石颗粒变细，同时使其矿物成分发生变化，形成大量细微颗粒和可溶盐类。同时使其矿物成分发生变化，形成大量细微颗粒和可溶盐类。

5、化学风化作用不仅破坏了岩石的结构，而且使化学成份化学风化作用不仅破坏了岩石的结构，而且使化学成份改变，形成新的矿物。粘土颗粒和盐类，便是岩石经化学风改变，形成新的矿物。粘土颗粒和盐类，便是岩石经化学风化后的产物。化后的产物。3. 3. 生物风化生物风化由动物、植物和人由动物、植物和人类活动对岩体的破坏作类活动对岩体的破坏作用称生物风化。例如：用称生物风化。例如：l长在岩石缝隙中的长在岩石缝隙中的树，因树根伸展使岩石树，因树根伸展使岩石缝隙扩展，最终开裂；缝隙扩展，最终开裂；l活动在地表浅层的活动在地表浅层的动物如老鼠、蚯蚓、蚂动物如老鼠、蚯蚓、蚂蚁等也可使岩石破碎成蚁等也可使岩石破碎成土；土；

6、l人们开采矿山、石人们开采矿山、石材，修铁路，打隧道，材，修铁路，打隧道，劈山修公路等活动使岩劈山修公路等活动使岩石破碎成土。石破碎成土。三、剥蚀三、剥蚀 风化后的风化后的岩石岩石产物，在产物，在外外力作用下从母岩分离的现象称为力作用下从母岩分离的现象称为剥蚀剥蚀。四、搬运四、搬运 岩石碎块或岩屑从母岩分离后，到达新的平衡位置，称为岩石碎块或岩屑从母岩分离后，到达新的平衡位置，称为搬运。搬运。1 1搬运方式搬运方式（1）风风（2）流水流水 （3）冰川冰川（4）雪崩雪崩 （5）重力）重力（自然起伏地形形成高差，在自重作用自然起伏地形形成高差，在自重作用下由高处向低处下由高处向低处）（6）人工填运

7、人工填运2 2伴随现象伴随现象（1）磨圆磨圆 （2）进一步的破碎或开裂进一步的破碎或开裂，这是由于相互碰撞、这是由于相互碰撞、磨擦或磨擦或冰冻冰冻作用的结果作用的结果。（3）分选现象分选现象：在搬运过程中，同一粒组范围的颗粒集聚在搬运过程中，同一粒组范围的颗粒集聚在同一地区，大颗粒的岩石碎块搬运距离一般较近，而细小的在同一地区，大颗粒的岩石碎块搬运距离一般较近，而细小的颗粒可被搬运到较远的地方沉积下来。颗粒可被搬运到较远的地方沉积下来。五、沉积五、沉积 岩石碎块和岩屑岩石碎块和岩屑，经，经搬运后在某搬运后在某地地带堆积下来，带堆积下来，称为沉积称为沉积。1.2 矿物与岩石 一、主要造岩矿物一、

8、主要造岩矿物 1矿物矿物：是地壳中具有一定化学成份和物理性质的自然：是地壳中具有一定化学成份和物理性质的自然元素或化合物，是组成岩石细胞。目前已发现的矿物有三千元素或化合物，是组成岩石细胞。目前已发现的矿物有三千多种，但常见的造岩矿物仅三十多种。多种，但常见的造岩矿物仅三十多种。1.2 矿物与岩石 2. 矿物种类矿物种类（1）原生矿物）原生矿物：由岩浆冷凝而成，如石英、长石、角闪：由岩浆冷凝而成，如石英、长石、角闪石、辉石、云母等。石、辉石、云母等。（2）次生矿物）次生矿物：由原生矿物风化产生，如长石风化产生：由原生矿物风化产生，如长石风化产生高岭石、角闪石风化产生绿泥石等。高岭石、角闪石风化

9、产生绿泥石等。 二、岩石二、岩石1.1.岩石的类型（按成因）岩石的类型（按成因）（1）岩岩浆浆岩（火成岩）岩（火成岩）：地壳地壳下下面融面融岩浆岩浆侵入地壳或喷出地面侵入地壳或喷出地面冷凝结晶后而形成的岩石。冷凝结晶后而形成的岩石。（2）沉积岩沉积岩：岩石：岩石经风化、剥蚀、搬运经风化、剥蚀、搬运至低洼处而沉积，在至低洼处而沉积，在常温常压下，受到常温常压下，受到压压紧紧、化学物的胶结化学物的胶结、再再结晶结晶或或硬结硬结等成岩等成岩作用作用而形而形成的岩石。成的岩石。 沉积岩石分布广沉积岩石分布广泛，约占地球表面的泛，约占地球表面的75。（3）变质岩变质岩：在高在高温温高压高压下，下，或或化学性活泼物质作化学性活泼物质作用下，使用下，使原原来岩石来岩石的结构、构造甚至的结构、构造甚至矿物成份改变而形矿物成份改变而形成的一种新的岩石成的一种新的岩石，称为变质岩。，称为变质岩。2、岩石的性质、岩石的性质（1）强度大；）强度