工程地质基础知识之工程地质性质23

2022/10/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所1工程地地质李子生生二零一一四年年九月月EngineeringGeology2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所2第6章岩岩土的工工程地质质性质一、土的的工程地地质特征征土由岩石石风化、、剥蚀、、搬运、、沉积而而成。土的组成成、物理理力学性性质、分分类等内内容在《土力学》中讲授。。2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所31、砾石土土特征1、砾石土土特征：⑴颗粒大大；⑵孔隙多多；⑶透水性性强；⑷压缩性性低；⑸强度高高；⑹承载力力比较高高，一般般为良好好的天然然地基。。问题：透水、涌涌水、渗渗漏等。。2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所42、砂土特特征2、砂土特特征：⑴颗粒比比较大；；⑵孔隙比比较多；；⑶透水性性比较强强；⑷压缩性性低；⑸强度比比较高；；2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所52、砂土特特征⑹承载力比比较高。。一般中中粗砂为为良好的的天然地地基，粉粉细砂较较差。存在问题题：⑴中粗砂砂的涌水水、渗漏漏等问题题。⑵粉细砂砂的流砂砂、管涌涌、液化化等问题题。2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所63、粘性土土特征3、粘性土土特征：粘性土含含有大量量粘土矿矿物，颗颗粒很细细，其性性质与粘粒含量量、含水水量、孔孔隙比等有关。。例如：粘粒含量量↑，则变形形↑，强强度↓，，透水性性↓含水量↑↑，则变形形↑，强强度↓，，2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所74、特殊土土4、特殊土土（1）淤泥类土土：是典型的的软弱地基基土。其含水水量(w＞50%)、孔隙比（e＞1）很高；；压缩性高（α＞10kPa-1）；透水水性差（（k＜10-6～10-8cm/s）；强度度很低。。2022/10/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所8（2）填土（2）填土：包括素填填土、冲冲填土和和杂填土土三种。。①素填土：由碎石、、砂土、、粉土或或粘土中中的一种种几种组组成，含含有较少少杂质。。其性质质与其密密实度和和均匀性性有关。。经过压压实的素素填土其其性能比比较好。。自然压实实粘土约约经10年；粉土约约经5年；砂土约约经2年素填土可作一般般的天然然地基。2022/10/26广东工业大大学岩土工工程研究所所9（2）填土②冲填土：水力冲填泥泥砂形成，，其含水量量高，透水水性差，多多呈软～流流塑状态，，其压缩性性高，强度度低。③杂填土：其成分复杂，含有垃圾圾、废料等等，密实度极不不均匀，承载力和变变形差异大大，是典型的的不良地基。此外，还有有膨胀土、、残积土、、盐渍土、、冻土等特特殊土。2022/10/26广东东工工业业大大学学岩岩土土工工程程研研究究所所10二、、岩岩石石的的工工程程地地质质特特征征二、、岩岩石石的的工工程程地地质质特特征征包括括岩岩石石的的物物理理性性质质、、水水理理性性质质和和力力学学性性质质三三部部分分。。（一一））岩岩石石物物理理性性质质:1、重力力性性质质：①重力力密密度度（或或比比重重））：：岩岩石石中中固固体体颗颗粒粒与与4℃℃水的的重重力力之之比比值值。。约约为为2.5～3.3。②重度度：单单位位体体积积的的岩岩石石重重力力。。约约为为22～30kN/m3。2022/10/26广东东工工业业大大学学岩岩土土工工程程研研究究所所112、孔孔隙隙性性质质2、孔孔隙隙性性质质：岩岩石石含含有有孔孔隙隙、、裂裂隙隙的的性性质质，，常常用用孔孔隙隙率率（（n）表表示示。。岩石石内内孔孔隙隙、、裂裂隙隙体体积积与与总总体体积积之之比比。。表表示示岩岩石石内内孔孔隙隙、、裂裂隙隙的的发发育育程程度度。。2022/10/26广东东工工业业大大学学岩岩土土工工程程研研究究所所12（二二））岩岩石石水水理理性性质质（二二））岩岩石石水水理理性性质质:岩石石与与水水作作用用的的性性质质，，如如透透水水、、溶溶解解、、软软化化等等性性质质。。1、吸吸水水性性：表示示岩岩石石吸吸水水的的性性质质，，用用吸吸水水率率w1和饱饱水水率率w2表示示。。w1为常常压压下下岩岩石石吸吸水水的的能能力力，，即即岩岩石石所所吸吸水水分分与与风风干干岩岩石石的的重重力力之之比比。。w2为高高压压或或真真空空条条件件下下岩岩石石吸吸水水的的能能力力。。饱水系数=w1/w22022/10/26广东工业大学学岩土工程研研究所13（二）岩石水水理性质2、透水性：水通过岩石的的能力，与裂裂隙、孔隙的的大小及连通通程度有关。。用渗透系数数表示。3、溶解性：岩石的化学成成分溶于水的的性质。4、软化性：岩石受水作用用强度降低的的性质。与其其矿物成分、、结构、构造造特征有关，，如岩石中粘粘土矿物含量量高，孔隙率率大，则易受受软化。用饱 水、风风干岩石的强强度之比表示示软化系数。。2022/10/26广东工业大学学岩土工程研研究所14软化系数越小小，则岩石在在水作用下强强度和稳定性性越差。一般软化系数数小于0.75的岩石，则为为强软化岩石石，其工程性性质较差。2022/10/26广东工业大学学岩土工程研研究所155、抗冻性5、抗冻性：岩石抵抗冰冻冻作用的能力力。因孔隙、、裂隙水结冰冰时产生膨胀胀压力，使岩岩石的强度和和稳定性遭受受破坏而降低低。岩石的抗冻性性用岩石冻结结前后的抗压压强度降低率率表示。强度度降低率小于于25%，则为抗冻；；反之为不抗抗冻。2022/10/26广东工业大学学岩土工程研研究所16常见岩石的物物理性质和水水理性质指标标2022/10/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所17（三））岩石石力学学性质质岩石力力学性性质包包括岩岩石的的强度和和变形形性质质。1、岩石石的变变形性性质：⑴σ～ε关系的的非线线性。因岩石石内存存在孔孔隙、、裂隙隙，在在较小小荷载载作用用下孔孔隙、、裂隙隙即产产生闭闭合，，出现现不可可恢复复的塑塑性变变形。。因此此其σ～ε为非线线性。。且其其重复复加载载时，，σ～ε曲线的的滞回回环逐逐渐变变窄而而长。。如图图7－2所示。。2022/10/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所181、岩石石的变变形性性质2022/10/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所191、岩石石的变变形性性质⑵变形的的各向向异性性。因内部部结构构弱面面的影影响，，变形形的各向异异性表现为为：E∥＞E⊥即：∥结构构弱面面，E↑，变形形小；；⊥结构构弱面面，E↓，变形形大。⑶三向向状态态下岩岩石呈呈塑性性。2022/10/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所202、岩石石的强强度性性质⑴抗压强强度＞＞抗剪剪强度度＞抗抗拉强强度；；表现现为脆脆性特特征。。不同同岩石石的抗抗压强强度相相差悬悬殊，，一般般为5～300MPa。常见见岩石石的抗抗压强强度和和抗拉拉强度度见表表7－3。⑵三向向抗压压强度度＞二二向抗抗压强强度＞＞单向向抗压压强度度。⑶强度度的各各向异异性。。因内内部结结构弱弱面的的影响响，强强度的的各向异异性表现为