第章工程地质2ppt课件

1、第第 1 章章土木工程地质土木工程地质2 1.5 土的工程地质特征v土是各种岩石矿物颗粒组成的松散集合体土是各种岩石矿物颗粒组成的松散集合体. .v土体是由一定的土体资料组成土体是由一定的土体资料组成, ,具有一定的具有一定的土体构造土体构造, ,赋存于一定地质环境中的地质体赋存于一定地质环境中的地质体. .土在工程上的作用：土在工程上的作用：作为建筑物的地基；作为建筑物的地基；作为建筑资料；作为建筑资料；作为建筑物周围的介质或环境；作为建筑物周围的介质或环境； 地表岩石破坏 搬运 堆积 1. 土的构成2 土的成因类型：土的成因类型： 残积土残积土 坡积土坡积土 洪积土洪积土 冲积土冲积土 湖

2、积土湖积土 海积土海积土 冰积土冰积土 风积土风积土残积土：残积土：岩石经风化后未被搬运而残留岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑物质所组成的土于原地的碎屑物质所组成的土体，它处于岩石风化壳的上部。体，它处于岩石风化壳的上部。其粒度成分和矿物成分受气候其粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性的控制。其发育情和母岩岩性的控制。其发育情况还和地形有关。况还和地形有关。残积土的工程性质：残积土的工程性质：孔隙度孔隙度、强度、强度、紧缩性、紧缩性，均质性差，但具有一定的构造，均质性差，但具有一定的构造强度。原位测试强度强度。原位测试强度室内测试值。室内测试值。坡积土：雨水将山坡高处的风化坡积土：雨水将山

3、坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓的山坡脚处而构成。的山坡脚处而构成。坡积土的工程性质：构造疏松，坡积土的工程性质：构造疏松，普通具较高的紧缩性。坡积构成普通具较高的紧缩性。坡积构成的黄土湿陷性较大。的黄土湿陷性较大。洪积土洪积土: 由暴雨构由暴雨构成的暂时性山成的暂时性山洪急流带来的洪急流带来的碎屑物质在山碎屑物质在山沟出口处堆积沟出口处堆积而成。而成。 洪积土的工程性质：洪积土的工程性质：分选性较好，离山前较分选性较好，离山前较近的洪积土颗粒粗，地近的洪积土颗粒粗，地下水位埋藏深，具有较下水位埋藏深，具有较高的承载力，紧缩性低，高的承载力，紧缩性低，是工民

4、建的良好地基。是工民建的良好地基。离山较远的地带，洪积离山较远的地带，洪积土的颗粒细，透水性不土的颗粒细，透水性不好，土质弱，承载力低，好，土质弱，承载力低，作为建筑物地基时应慎作为建筑物地基时应慎重对待。重对待。 冲积土：冲积土：由河流的流由河流的流水作用将碎水作用将碎屑物质搬运屑物质搬运到河谷坡降到河谷坡降平缓的地带平缓的地带堆积而成。堆积而成。河床相冲积土：河床相冲积土： 在河流上游多是粗在河流上游多是粗大的石块、砾石和大的石块、砾石和粗砂，中下游或平粗砂，中下游或平原地域堆积物变细，原地域堆积物变细，磨圆度好，厚度很磨圆度好，厚度很大。大。 古河床相土的紧古河床相土的紧缩性低，强度高。

5、缩性低，强度高。 现代河床堆积物现代河床堆积物的密实度差，透水的密实度差，透水性强，假设作为水性强，假设作为水工建筑物的地基将工建筑物的地基将引起坝下渗漏。饱引起坝下渗漏。饱水砂土还能够由于水砂土还能够由于振动而引起液化振动而引起液化河漫滩相冲河漫滩相冲积土：是在洪积土：是在洪水期河水漫溢水期河水漫溢河床两侧，携河床两侧，携带碎屑物质堆带碎屑物质堆积而成。土粒积而成。土粒较细，可以是较细，可以是粉土、粉质粘粉土、粉质粘土或粘土，并土或粘土，并夹有淤泥或泥夹有淤泥或泥炭等脆弱土层，炭等脆弱土层，覆盖于河床相覆盖于河床相冲积土之上，冲积土之上，构成上细下粗构成上细下粗的的“二元构造二元构造。牛轭湖

6、相冲积土：是在废河道构成的牛轭湖相冲积土：是在废河道构成的牛轭湖中堆积的松软土，颗粒很细，牛轭湖中堆积的松软土，颗粒很细，常含大量有机质，有时构成泥炭。紧常含大量有机质，有时构成泥炭。紧缩性很高，承载力很低，不宜作为建缩性很高，承载力很低，不宜作为建筑物的天然地基。筑物的天然地基。河口海口三角洲相冲积土：通常是淤泥质土或河口海口三角洲相冲积土：通常是淤泥质土或典型淤泥。面积广大而厚度极大。不宜作为建筑物典型淤泥。面积广大而厚度极大。不宜作为建筑物的天然地基。但表层硬壳层，有时可用作低层建筑的天然地基。但表层硬壳层，有时可用作低层建筑物的地基。物的地基。湖积土：湖积土：湖边堆积物是湖浪冲蚀湖岸构

7、成的碎屑物质在湖边堆积物是湖浪冲蚀湖岸构成的碎屑物质在湖边堆积而构成的。近岸带堆积的多是粗颗粒湖边堆积而构成的。近岸带堆积的多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带那么是细颗粒的的卵石、圆砾和砂土，远岸带那么是细颗粒的砂土和粘性土。砂土和粘性土。湖心堆积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心堆积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后堆积构成，主要是粘土和淤泥，常夹有湖心后堆积构成，主要是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的紧缩性高，强度低。细砂、粉砂薄层，土的紧缩性高，强度低。沼泽土主要由半腐烂的植物残体泥炭组成，沼泽土主要由半腐烂的植物残体泥炭组成，含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。含水量

8、极高，承载力极低，不宜作天然地基。海积土：海积土：滨海堆积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承滨海堆积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承载力较高。载力较高。浅海堆积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥浅海堆积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学堆积物组成，有层理构造，较和生物化学堆积物组成，有层理构造，较疏松，含水量高，紧缩性大而强度低。疏松，含水量高，紧缩性大而强度低。深海堆积物主要是有机质软泥。深海堆积物主要是有机质软泥。冰积土冰积土: 由冰川或冰水挟带搬运所构成的堆积物由冰川或冰水挟带搬运所构成的堆积物.分选性极差分选性极差,石料占多数石料占多数,冰水堆积物可有一定成层冰水堆积物可有一定成层性、分选

9、性。性、分选性。风积土：风积土： 在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段间隔后，在有利的条件下被风吹扬，搬运一段间隔后，在有利的条件下堆积起来的一类土，最常见的是风成砂和风成堆积起来的一类土，最常见的是风成砂和风成黄土。黄土。3. 特殊性土的主要工程性质特殊性土的主要工程性质特殊性土是指某些具有特殊物质成分和构造、特殊性土是指某些具有特殊物质成分和构造、工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下构工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下构成的，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。1.6 工程地质勘察工程地质勘察 工程地质勘察的

10、目的和义务工程地质勘察的目的和义务查明条件查明条件分析问题分析问题作出评价作出评价选择场地选择场地提出建议提出建议制定措施制定措施预测新问题预测新问题工程地质条件工程地质条件与工程建筑物有关的各种地质要素的综合。与工程建筑物有关的各种地质要素的综合。 包括：包括：岩土类型及性质岩土类型及性质地质构造与构造地质构造与构造地形地貌地形地貌水文地质水文地质物理地质景象物理地质景象天然建筑资料天然建筑资料测 绘物 探坑 探钻 探勘 探室 内 试 验室 外 试 验试 验监 测工 程 地 质 勘 察 方 法工程地质勘察阶段的划分工程地质勘察阶段的划分可行性研讨勘察阶段可行性研讨勘察阶段 初步勘察阶段初步勘

11、察阶段 详细勘察阶段详细勘察阶段 施工勘察阶段施工勘察阶段勘察方法勘察方法:搜集资料搜集资料踏勘踏勘物探物探可行性研讨勘察阶段可行性研讨勘察阶段主要义务是选定建筑场主要义务是选定建筑场址址(或线路方案或线路方案)。经过。经过勘察对其稳定性和适宜勘察对其稳定性和适宜性作出评价，经过技术性作出评价，经过技术经济论证选择最优方案。经济论证选择最优方案。初步勘察阶段初步勘察阶段勘察方法勘察方法:钻探钻探实验实验补充测绘和物探补充测绘和物探长期观测长期观测主要义务是确定建筑物的详细位置、选择建筑物地基根底方案、对不良地质景象的防治措施进展论证。需详细查明建筑场地工程地质条件。详细勘察阶段详细勘察阶段勘察

12、方法勘察方法:勘探勘探实验实验补充勘探补充勘探 配合技术设计或施工配合技术设计或施工图设计图设计,按不同建筑物提出按不同建筑物提出详细的工程地质资料和设详细的工程地质资料和设计所需的岩土技术参数。计所需的岩土技术参数。 对工程地质条件复杂或有特殊要求的重要工程，还需进展施工勘察。它包括施工地质编录、地基验槽与监测和施工超前预告，以校核已有的勘察成果资料。 工程地质测绘 经过对地质景象的详细察看和描画，并将其反映到一定比例尺的地形图上。据测绘成果可以分析各种地质景象的成因、分布、开展变化规律以及对工程建筑的影响，还可为勘探、实验等其他任务的布置奠定根底。 工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘

13、。 工程地质勘探勘探任务的主要义务是：查明建筑场地地下有关的地质情况。提取岩土样及水样，供室内实验分析之用。利用勘探坑孔进展现场原位实验和布设长期观测点。 1.物探：物探： 以专门仪器探测地质体的物理场来进展地以专门仪器探测地质体的物理场来进展地层划分，断定地质构造、水文地质条件及各种层划分，断定地质构造、水文地质条件及各种物理地质景象的勘探方法。物理地质景象的勘探方法。 物探分为：电法、磁法、震法、重力法及物探分为：电法、磁法、震法、重力法及放射性勘探，但运用最广泛的是电法和震法。放射性勘探，但运用最广泛的是电法和震法。 2. 2.钻探钻探 利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔利用钻探机械和工具

14、在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可取岩心，在钻孔中实验。及岩溶情况，还可取岩心，在钻孔中实验。1)钻探方法和设备钻探方法和设备冲洗钻探振动钻探回转钻探冲击钻探各式钻机机械洛阳铲、麻花钻人力)()(2) 2) 钻孔观测、编录与资料整理钻孔观测、编录与资料整理岩心察看、描画和编录岩心察看、描画和编录钻孔水文地质观测钻孔水文地质观测钻进动态观测钻进动态观测 3.坑探坑探 是用人工或机械掘进的方式来探明地表浅是用人工或机械掘进的方式来探明地表浅部的

15、工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜部的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平洞等。井、浅井、竖井、平洞等。 坑探工程的编录主要是绘制展现图。坑探工程的编录主要是绘制展现图。4. 工程地质勘探的布置工程地质勘探的布置1) 勘探孔平面布置的普通原那么勘探孔平面布置的普通原那么 在地质测绘和物探的根底上布置勘探任务在地质测绘和物探的根底上布置勘探任务 勘探工程的布置与勘察阶段相顺应勘探工程的布置与勘察阶段相顺应 勘探布置因建筑物类型和规模而异勘探布置因建筑物类型和规模而异 勘探布置应思索地质条件变化大的部位勘探布置应思索地质条件变化大的部位 多种勘探方法相互配合多种勘探方法相互配合2)

16、 勘探孔深度确定勘探孔深度确定应根据建筑类型、勘察阶段地质条件复杂应根据建筑类型、勘察阶段地质条件复杂程度综合思索布孔深度。工民建的孔深应程度综合思索布孔深度。工民建的孔深应到达地基紧缩层之下独立根底基底下到达地基紧缩层之下独立根底基底下1.5倍根底宽度，条形根底基底下倍根底宽度，条形根底基底下3倍根底宽度倍根底宽度或能够的桩基深度之下。或能够的桩基深度之下。调查调查搜集资料搜集资料 测绘测绘 物探物探 坑探和钻探坑探和钻探室内外实验室内外实验 长期观测长期观测工程地质勘察的施工程序工程地质勘察的施工程序工程地质野外实验工程地质野外实验优点：优点：可测定难以取样的岩可测定难以取样的岩土体的性质

17、。土体的性质。影响范围大，因此更影响范围大，因此更具代表性。具代表性。可延续进展，因此可可延续进展，因此可得到完好的地层剖得到完好的地层剖面。面。快速、经济，能大大快速、经济，能大大缩短勘察周期。缩短勘察周期。缺陷：缺陷：难以控制边境条件难以控制边境条件费工费时，本钱高费工费时，本钱高所测参数和岩土工程所测参数和岩土工程性质之间关系建立性质之间关系建立在大量统计的阅历在大量统计的阅历关系之上。关系之上。野外实验分为三类：野外实验分为三类：岩土力学性质实验岩土力学性质实验水文地质实验水文地质实验地基处置实验地基处置实验岩体现场简易测试岩体原位应力测试岩体变形试验岩体强度试验岩体力学性质试验旁压试

18、验十字板剪切试验动力触探试验静力触探试验荷载试验土体力学性质试验1、载荷实验、载荷实验 在一定面积在一定面积的承压板上向地的承压板上向地基逐级施加荷载基逐级施加荷载，并观测每级荷，并观测每级荷载下地基变形特载下地基变形特性，从而评定地性，从而评定地基的承载力，计基的承载力，计算地基的变形模算地基的变形模量并预测根底的量并预测根底的沉降量。沉降量。2 、静力触探实验、静力触探实验 用静力将一个内部装有阻力用静力将一个内部装有阻力传感器的圆锥形探头均匀压入土传感器的圆锥形探头均匀压入土中，测定土层对探头的贯入阻力中，测定土层对探头的贯入阻力，以此来间接判别分析地基土的，以此来间接判别分析地基土的物

19、理力学性质。物理力学性质。压力孔压探头：可测孔隙水锥尖阻力和侧壁摩阻力双桥探头：可分别测出阻力单桥探头：可测总贯入可分为静力触探成果的运用静力触探成果的运用1、划分土层、划分土层2、估算土的物理力学目的、估算土的物理力学目的3、确定浅根底的承载力、确定浅根底的承载力4、预估单桩承载力、预估单桩承载力5、断定饱和砂土和粉土的液化势、断定饱和砂土和粉土的液化势静力触探具有测试延续、快速、效率高静力触探具有测试延续、快速、效率高、功能多的特点，兼勘探与测试双重作、功能多的特点，兼勘探与测试双重作用。适用于粘性土、粉土、砂土，但对用。适用于粘性土、粉土、砂土，但对碎石类土难以贯入。碎石类土难以贯入。3

20、、动力触探实验、动力触探实验圆锥动力触探实验圆锥动力触探实验DPT规范贯入实验规范贯入实验SPT 其共同点是利用一定的锤击动能，将一其共同点是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度所需的能量来断定土的性质，并一定深度所需的能量来断定土的性质，并对土进展分层。对土进展分层。 规范贯入实验设备主要是规范贯入实验设备主要是由贯入器、贯入探杆和穿由贯入器、贯入探杆和穿心锤三部分组成的心锤三部分组成的, 锤重锤重63.5kg，在，在76cm的自在的自在落距下，经过圆筒型的贯落距下，经过圆筒型的贯入器，贯入土层入器，贯入土层15cm，再打入

21、再打入30cm深度，以后深度，以后30cm的锤击数称为标贯的锤击数称为标贯击数，用击数，用N来表示，普通来表示，普通写作写作N。规范贯入实验成果的运用规范贯入实验成果的运用1划分土的类别或土层剖面；划分土的类别或土层剖面；2判别砂土的密实度及地震液化问题；判别砂土的密实度及地震液化问题；3判别粘性土的稠度形状及判别粘性土的稠度形状及C、值；值；4评定土的变形模量评定土的变形模量E0和紧缩模量和紧缩模量ES；5确定地基承载力。确定地基承载力。4 4、十字板剪切实验、十字板剪切实验十字板剪切实验是用插十字板剪切实验是用插入软粘土中的十字板头，入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测以一定的速率旋

22、转，测出土的抵抗力矩，然后出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。换算成土的抗剪强度。现场检验与监测现场检验与监测岩土体外形的监测：物理力学特性测试岩土体外形的监测：物理力学特性测试 变形观测变形观测 应力量测应力量测环境条件的监测：地下水监测环境条件的监测：地下水监测 滑坡监测滑坡监测地基根底的监测：天然地基的验槽与监测地基根底的监测：天然地基的验槽与监测 桩基工程的监测桩基工程的监测 地基加固和处置的监测地基加固和处置的监测 深基坑支护构造的监测深基坑支护构造的监测 建筑沉降的监测建筑沉降的监测 工程地质勘察资料的整理工程地质勘察资料的整理勘察报告的根本内容勘察报告的根本内容1委托单位、场地位置、任务简况、勘察的目的、委托单位、场地位置、任务简况、勘察的目的、要求和义务；要求和义务；2勘察方法及各项勘察任务的数量布置及