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1、2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所1工程地质李子生二零一四年九月Engineering Geology 2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所2第6章 岩土的工程地质性质一、土的工程地质特征土由岩石风化、剥蚀、搬运、沉积而成。土的组成、物理力学性质、分类等内容在土力学中讲授。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所31、砾石土特征1、砾石土特征:颗粒大;孔隙多;透水性强;压缩性低;强度高;承载力比较高,一般为良好的天然地基。问题:透水、涌水、渗漏等。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所42、砂土特征2、砂土特征:颗粒比较大;孔隙比较多;透水性比较强;压缩性低;强度比
2、较高;2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所52、砂土特征承载力比较高。一般中粗砂为良好的天然地基,粉细砂较差。存在问题:中粗砂的涌水、渗漏等问题。粉细砂的流砂、管涌、液化等问题。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所63、粘性土特征3、粘性土特征:粘性土含有大量粘土矿物,颗粒很细,其性质与粘粒含量、含水量、孔隙比等有关。例如:粘粒含量,则变形,强度,透水性含水量,则变形,强度,2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所74、特殊土4、特殊土(1)淤泥类土:是典型的软弱地基土。其含水量(w50%)、孔隙比(e1)很高;压缩性高(10kPa-1);透水性差(k10-610-8cm/
3、s);强度很低。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所8(2)填土(2)填土:包括素填土、冲填土和杂填土三种。素填土:由碎石、砂土、粉土或粘土中的一种几种组成,含有较少杂质。其性质与其密实度和均匀性有关。经过压实的素填土其性能比较好。自然压实粘土约经10年;粉土约经5年;砂土约经2年素填土可作一般的天然地基。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所9(2)填土冲填土:水力冲填泥砂形成,其含水量高,透水性差,多呈软流塑状态,其压缩性高,强度低。杂填土:其成分复杂,含有垃圾、废料等,密实度极不均匀,承载力和变形差异大,是典型的不良地基。此外,还有膨胀土、残积土、盐渍土、冻土等特殊土。20
4、22/7/25广东工业大学岩土工程研究所10二、岩石的工程地质特征二、岩石的工程地质特征包括岩石的物理性质、水理性质和力学性质三部分。(一)岩石物理性质:1、重力性质:重力密度(或比重):岩石中固体颗粒与4水的重力之比值。约为2.53.3。重度:单位体积的岩石重力。约为2230kN/m3。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所112、孔隙性质2、孔隙性质:岩石含有孔隙、裂隙的性质,常用孔隙率(n)表示。 岩石内孔隙、裂隙体积与总体积之比。表示岩石内孔隙、裂隙的发育程度。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所12(二)岩石水理性质(二)岩石水理性质:岩石与水作用的性质,如透水、溶解、
5、软化等性质。1、吸水性:表示岩石吸水的性质,用吸水率w1和饱水率w2表示。w1为常压下岩石吸水的能力,即岩石所吸水分与风干岩石的重力之比。w2为高压或真空条件下岩石吸水的能力。饱水系数=w1/w22022/7/25广东工业大学岩土工程研究所13(二)岩石水理性质2、透水性:水通过岩石的能力,与裂隙、孔隙的大小及连通程度有关。用渗透系数表示。3、溶解性:岩石的化学成分溶于水的性质。 4、软化性:岩石受水作用强度降低的性质。与其矿物成分、结构、构造特征有关,如岩石中粘土矿物含量高,孔隙率大,则易受软化。用饱水、风干岩石的强度之比表示软化系数。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所14软化系数
6、越小,则岩石在水作用下强度和稳定性越差。一般软化系数小于0.75的岩石,则为强软化岩石,其工程性质较差。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所155、抗冻性5、抗冻性:岩石抵抗冰冻作用的能力。因孔隙、裂隙水结冰时产生膨胀压力,使岩石的强度和稳定性遭受破坏而降低。岩石的抗冻性用岩石冻结前后的抗压强度降低率表示。强度降低率小于25%,则为抗冻;反之为不抗冻。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所16常见岩石的物理性质和水理性质指标2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所17(三)岩石力学性质岩石力学性质包括岩石的强度和变形性质。1、岩石的变形性质:关系的非线性。因岩石内存在孔隙、裂
7、隙,在较小荷载作用下孔隙、裂隙即产生闭合,出现不可恢复的塑性变形。因此其为非线性。且其重复加载时,曲线的滞回环逐渐变窄而长。如图72所示。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所181、岩石的变形性质2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所191、岩石的变形性质变形的各向异性。因内部结构弱面的影响,变形的各向异性表现为:EE即:结构弱面,E,变形小; 结构弱面,E,变形大。三向状态下岩石呈塑性。2022/7/25广东工业大学岩土工程研究所202、岩石的强度性质 抗压强度抗剪强度抗拉强度;表现为脆性特征。不同岩石的抗压强度相差悬殊,一般为5300MPa。常见岩石的抗压强度和抗拉强度见表73。三向抗压强度二向抗压强度单向抗压强度。强度的各向异性。因内部结构弱面的影响,强度的各向异性表现为:RR即:结构弱面,R,强度小; 结构弱面,R,强
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