《工程地质》PPT课件.ppt
2022/11/18,1,第一章 工程地质,2022/11/18,2,量,量质,搬运沉积,大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体,土,土的生成,1.1 概述,地表的工程地质条件的优劣，直接影响建筑物的地基与基础高计方案的类型，施工工期的长短和工程投资的大小。建筑场地的形成：（1）内力地质作用（2）外力地质作用,2022/11/18,3,地质年代：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代（第四纪沉积层）,2022/11/18,4,1.2 矿物与岩石,矿物的种类：原生、次生矿物的主要物理性质：形态、颜色、光泽、硬度、解理、断口鉴定：肉眼鉴定、偏光显微镜,2022/11/18,5,岩石的类型和性质岩浆岩沉积岩变质岩岩石的硬度 ：硬质岩石（fr30kPa）软质岩风化程度 ：未风化、微风化、中等风化、强风化。,2022/11/18,6,2022/11/18,7,成因类型,指岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑堆积物。颗粒表面粗糙、多棱角、无分选、无层理,残积土受重力和暂时性流水的作用，搬运到山坡或坡脚处沉积起来的土，坡积颗粒随斜坡自上而下呈现由粗到细的分选性和局部层理,残积土和坡积土受洪水冲刷、搬运，在山沟出口处或山前平原沉积的土。分选性、磨圆度。,河流的流水作用搬运到河谷坡降平缓的地带沉积下来的土，这类土经过长距离的搬运，颗粒有较好的分选性和磨圆度，常有层理,在湖泊及沼泽等极为缓慢水流或静水条件下沉积下来的土，或称淤积土，含大量细微颗粒、有机物，成为具有特殊性质的淤泥或淤泥质土,由河流流水搬运到海洋环境下沉积下来的土,由风力搬运形成的土，颗粒磨圆度好、分选性好。西北黄土,由冰川或冰水挟带搬运形成的沉积物，颗粒粗细变化大，土质不均匀,1.3 第四纪沉积层,1.4 不良地质条件,断层岩层节理发育场地滑坡河床冲淤岸坡失稳河沟侧向位移,2022/11/18,8,2022/11/18,9,1.5.1 地下水对工程的影响,基础埋深：冻胀的影响施工排水：基槽开挖与基础施工地下水位升降：上升：粘性土软化，湿陷等；下降：沉降地下室防水：水质侵蚀性：化学物质空心结构物浮起：地面下的水池、油罐等承压水冲破基槽：承压水上涌,2022/11/18,10,1.5.2 地下水分类,上层滞水：积聚在局部隔水层上的水潜水：埋藏在地表下第一个连续分布的稳定隔水层以上，具有自由水面的重力水。承压水：埋藏在两个连续分布的隔水层之间完全充满的在压地下水。,2022/11/18,11,1.5.3 地下水位,初见水位：钻孔时，钻头带上水时所测得的水位稳定水位：钻孔完毕后，将钻孔的孔中保护好，待24小时后再测钻孔的水位为稳定水位。历年最高水位：重大工程，往往跨年度施工，应考虑地下水历年最高水位。,2022/11/18,12,或,层流：即相邻两个水分子运动的轨迹相互平行而不混流。,式中：q单位渗水量，cm3/s； v断面平均渗流速度，cm/s； i水力梯度或水力坡降； k土的渗透系数，cm/s,达西定律：在层流条件下，土中水渗流速度与能量（水头）损失之间的关系的渗流规律,达西根据实验发现，单位时间内的渗出水量q与圆筒断面积A和水力梯度i成正比，且与土的透水性质有关,写成等式（达西定律表达式）,1.5.4 地下水的运动,法国学者达西于1856年通过砂土的渗透实验，发现地下水的运动规律，称为达西定律。,2022/11/18,13,渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳，主要表现为流土和管涌；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体或结构物失稳，表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。,2022/11/18,14,渗透力方向与重力一致，促使土体压密、强度提高，有利于土体稳定,渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利,渗流力与重力方向相反，当渗透力大于土体的浮重度，土粒将被水流冲出,流土现象,2022/11/18,15,流砂现象的防治原则,（）减小或消除水头差,采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位,在基坑内（外）设置排水沟、集水井，用抽水设备将地下水从排水沟或集水井排出,要求地下水位降得较深，采用井点降水。在基坑周围布置一排至几排井点，从井中抽水降低水位,2022/11/18,16,流砂现象的防治原则,（）增长渗流路径,沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时增加了地下水的渗流路径，减小水力坡降,（）平衡渗流力,在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力,（）土层加固处理。如冻结法、注浆法等。,2022/11/18,17,在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。在自然界中这种现象叫潜蚀（分为机械潜蚀和化学潜蚀）。,管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发展一般有个时间过程，是一种渐进性的破坏,2022/11/18,18,管涌现象的防治,（）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。（同流土）,（）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层是防止管涌破坏的有效措施。,设置反滤层，既可通畅水流，又起到保护土体、防止细粒流失而产生渗透变形的作用。反滤层可由粒径不等的无粘性土组成，也可由土工布代替，上图为某河堤基础加筋土工布反滤层,
