工程地质学绪论课件.ppt

第一章 绪论,关键术语：工程地质学、工程地质条件思考题：1.1、主要的工程地质问题包括哪几个方面？1.2、工程地质条件包括哪些内容？1.3、工程地质学的根本任务是什么？,1,t课件,一、工程地质学 工程地质学是研究工程设计、施工和运行过程中，合理地利用自然地质资源，正确地改造不良地质条件和最大限度地避免地质灾害等问题的科学，是把地质学原理应用于工程实际的一门学问，是地质学的重要分支学科。,工程地质研究的对象 复杂的地质体工程地质研究的根本任务 防治地质灾害,二、工程地质学的根本任务和研究对象,2,t课件,工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。这些因素包括： 1、地层岩性 2、地质构造 3、水文地质条件 4、地表地质作用 5、地形地貌,三、 工程地质条件和工程地质问题,3,t课件,1、地基（路基）稳定性问题 2、斜坡稳定性问题： 3、洞室围岩稳定性问题 4、区域稳定性问题,四、工程地质问题,对土木工程而言，主要的工程地质问题包括：,4,t课件,第二章 地壳及其物质组成,关键术语：地质作用， 构造运动，矿物，晶体， 岩石，岩石的结构，岩石的构造， 岩浆岩，沉积岩，变质岩,思考题： 1、地球的层圈构造的划分？ 2、内力地质作用和外力地质作用包括哪些内容？ 3、什么是矿物？矿物有哪些物理性质？ 4、什么是岩石？岩石同矿物有何关系？ 5、比较沉积岩、变质岩、岩浆岩在成因、结构、构造方面的不同特征。,5,t课件,2.1 地壳,地壳是固体地球的外部层圈地球的层圈构造 ：,6,t课件,塑造地壳面貌的自然作用称为地质作用。,二、 地质作用,7,t课件,按动力来源部位,地质作用分类：,按地质灾害成因,地球内部放射性元素蜕变产生内热,太阳辐射热地球旋转力和重力,内力地质作用,构造运动岩浆作用变质作用地震,外力地质作用,风化作用剥蚀作用搬运作用沉积作用固结成岩作用,采矿、修路等,起主要作用,8,t课件,2.2 矿物,1、 矿物是各种地质作用的产物，是地壳中由一种或几种化学元素所组成的自然物体，是岩石的基本组成部分。矿物都具有一定的化学成分，并可用化学式来表达。2、晶体：内部的原子或离子在三维空间成周期性重复排列的矿物称为晶体。 绝大多数矿物都是晶体。3、非均质矿物内部质点排列没有一定的规律性，外表不具有固定的几何形态。4、矿物的物理性质是鉴别矿物的重要依据，主要有：颜色和条痕、光泽、硬度、解理和断口、密度及弹性、挠曲和延展性。,9,t课件,硬度：矿物抵抗外力刻划、研磨的能力，又称摩氏硬度。以十种矿物为标准，分为十级，最软的为一级，最硬的为十级：,一滑二膏三方解，四萤五磷六长石。七英八黄九刚玉，唯有金刚把十冠。,矿物的硬度,10,t课件,2.3 岩石,岩石是地壳的基本组成物质，是内、外动力地质作用的产物，岩石是由一种或多种矿物有规律地组成的矿物集合体。 例如：大理岩主要由方解石组成； 花岗岩主要有长石，石英，云母等组成。,11,t课件,岩石的形貌特征通常用结构和构造来描述： 岩石的结构，是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及彼此间的组合方式。 岩石的构造，是指岩石中矿物集合体之间或矿物集合体与岩石其它组成部分之间的排列和充填方式。 火成岩大多具有块状构造；沉积岩具层理构造；变质岩具有片理构造。 矿物成分和结构、构造特征是识别岩石类型的主要依据。,12,t课件,一、火成岩（岩浆岩）,侵入岩：火山喷发时，岩浆从地壳深部向上侵入过程中，有的在地下冷凝结晶形成的岩石。,喷出岩：岩浆喷射或溢出地表后才冷凝而成岩石 。岩浆岩：这些由岩浆冷凝固结而成的岩石的统称。,按距地表的深浅程度:,1、常见的名词：,岩浆岩占地壳岩体体积的64.7%,13,t课件,显晶质结构（粒状结晶结构）,斑状结构,隐晶质结构,玻璃质结构,火成岩的结构,2、火成岩的结构与构造,火成岩的构造,块状构造气孔与杏仁构造流纹构造,14,t课件,3、火成岩分类,（1）按岩浆冷凝环境分为,（2）按火成岩 SiO2 的含量分为,花岗岩、闪长岩,玄武岩、流纹岩,辉绿岩、闪长玢岩,15,t课件,二、 沉积岩,沉积岩由沉积物固结变硬而形成的岩石。1、沉积岩分布特点 占地壳岩石总体积的7.9，占地壳表面积的75。,风化阶段、搬运阶段、沉积阶段、固结成岩阶段。,2、沉积岩的形成过程4阶段,3、 沉积岩形成途径2途径 一是在地表条件下，由风化作用或火山作用的产物经机械搬运、沉积、固结成岩，以这种方式形成的沉积岩称碎屑岩。 二是在地表常温、常压条件下由水溶液沉淀而形成化学岩。,16,t课件,沉积岩的结构,4、沉积岩的结构、构造,沉积岩的构造,层理沉积岩中由于物质成分、结构、颜色等方面的差异变化所形成的成层现象。 层理构造是沉积岩主要的构造特征，是区别于岩浆岩的主要标志。,17,t课件,5、沉积岩的分类及常见沉积岩,按成因分为：,18,t课件,三、变质岩,1、定义： 原先生成的火成岩、沉积岩和变质岩经高温、高压及化学活动性很强的气体和液体作用后，在固体状态下，发生矿物成分或结构构造的改变，形成新的岩石，这就是变质岩。,2、 变质岩的结构、构造,片理构造是变质岩所特有的，是区别于其它岩石的重要标志。,19,t课件,3、变质作用类型及常见变质岩,常见变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、石英岩、大理岩,20,t课件,第三章 地质年代与第四纪地质概述,关键术语：地质年代，残积物，坡积物，洪积物，冲积物思考题：1、确定地层相对年代的基本方法？2、第四纪沉积物地质特征？3、第四纪松散沉积物主要有哪些类型？,21,t课件,1、 地质年代 地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境与生物演化相应的时代段落。 地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。,2、确定地层相对年代的基本方法 地层层序律，生物层序律，切割律 。,3、第四纪沉积物地质特征：松散的土体 第四纪沉积物形成时间短，成岩作用不充分，常常成为松散、多孔、软弱的土层覆盖在前第四纪坚硬岩层之上。,22,t课件,4、 第四纪沉积物,按成因，第四纪沉积物分为：,残积物坡积物洪积物冲积物湖积物海积物风积物冰碛与冰水沉积物,23,t课件,第四章 地 质 构 造,关键术语：地质构造，断裂构造，岩层产状， 褶皱，节理，断层，正断层，逆断层， 平移断层 ，活断层思考题： 1、练习题 4.1，4.2，4.3,24,t课件,构造运动也叫地壳运动，是由内力地质作用所引起的地壳岩石发生变形和破坏的运动。,1、构造运动与地质构造,使岩块相互分离裂开或相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开，产生褶皱、断裂,使地表起伏。,使某些地区上升形成山岳、高原，另一些地区下降，形成湖、海、盆地。,地质构造：构造运动使岩层发生变形和变位的现象称为地质构造或构造形迹。常见的地质构造有褶皱、断层和节理。断层和节理又统称断裂构造。,25,t课件,产状指岩层的空间位置。,2、 岩层的产状,产状要素：走向、倾向、倾角 走向：岩层面与水平面交线的延伸方向,倾向：岩层的倾斜方向。 倾角：岩层层面与水平面的最大锐角。,3、地层接触关系,整合接触假整合接触不整合接触侵入体的沉积接触侵入接触断层接触,26,t课件,4、 褶皱,(2)褶皱基本形态：背斜和向斜 背斜:两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，岩层向上弯曲的褶皱。 向斜：两翼岩层向核部倾斜，岩层向下弯曲的褶皱。,(1)褶皱：岩层受力而发生弯曲变形的地质构造形态。,(3)褶皱的野外识别:,背斜：自核部向翼部，地层层序总是由老到新；向斜：自核部向翼部，地层层序总是由新到老； 地层新老层序这一基本规律，这是识别褶皱的基本方法。,27,t课件,（4） 褶皱构造的工程地质评价,褶皱的核部：岩层强烈变形，一般在背斜的顶部和向斜的底部发育有拉张裂隙。这些裂隙把岩层切割成块状，造成岩石破碎。此外，地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流动的通道。 在核部布置建筑工程，必须注意岩层的坍塌、漏水及涌水问题。,褶皱的翼部：在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动。,28,t课件,断裂构造是地壳中岩层受力发生变形，当作用力超过岩体强度时，岩体发生断裂而形成的构造称为断裂构造。,5、 断裂构造,沿破裂面无明显位移 ,规模小,沿破裂面有明显位移，规模大,29,t课件,节理就是岩石中的裂隙(缝)，是沿破裂面无明显位移的断裂构造。,（1） 节理,节理将岩层切割成块体，这对岩体强度和稳定性有很大影响。 节理间距越小，岩石破碎程度越高，岩体承载力将明显降低。 岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同时也会对风化作用起着加速进行的效应，随着岩石风化程度增强和水对岩石的浸泡软化，岩块质地变软、强度降低。,节理对工程的影响:,30,t课件,岩层受力发生破裂，破裂面两侧岩块发生明显的位移，这种断裂构造称为断层。,(2) 断层,按断层两盘相对运动分类,正断层：上盘下降，下盘上升逆断层：上盘上升，下盘下降平移断层：两盘沿断层走向发生水平位移,断层的类型,按断层与所在岩层产状关系分类,走向断层(纵断层) ：断层走向与岩层走向平行。倾向断层(横断层)：断层走向与岩层走向垂直。斜向断层(斜断层)：断层走向与岩层走向斜交。顺层断层：断层面与岩层层理基本一致。,31,t课件,断层组合类型,（1）阶梯状断层 是由若干条产状大致相同的正断层平行排列而成。,（2）地堑与地垒 是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成的。断层中间有一个共同的下降盘，称为地堑；断层中间有一个共同的上升盘，称为地垒。,（3）叠瓦构造 是一系列产状大致相同平行排列的逆断层的组合形式。,32,t课件,作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素。 一方面，断裂构造破坏岩体的完整性，使岩体强度降低； 另一方面，断裂构造与地下水的运移和储备具有密切关系，可加速风化作用、地下水活动及岩溶等外力地质作用。,断层的工程地质评价:,33,t课件,活断层,活断层是指现在正在活动或在最近地质时期(全新世，1万年)发生过活动，不久的将来还可能活动的断层。 活断层对工程建设地区稳定性影响大，是区域稳定性评价的核心问题。 活断层是通过断裂的蠕动、错动和地震对工程造成危害。活断层的蠕动及伴生的地面变形，直接损害断层上及附近的建筑物。,34,t课件,第五章 地下水,关键术语：地下水，重力水，上层滞水，潜水， 承压水 ，含水层，隔水层， 径流思考题： 1、练习题5.2，5.3，5.6 2、地下水的补给途径有哪些？ 3、说明地下水对工程的影响。 4、潜水等水位线图的用途? 5、承压水等水位线图的用途?,35,t课件,赋存在地表以下岩土空隙中的水，称之为地下水。,一、地下水的基本概念,岩土的空隙:松散沉积物中的孔隙坚硬岩石中的裂隙可溶性岩石中的溶隙,36,t课件,重力水:在重力作用下运动的地下水。 重力水的特征：具有液态水的一般特征，可传递静水压力；重力水能产生浮托力、孔隙水压力；流动的重力水在运动过程中会产生动水压力；重力水具有溶解能力，对岩石产生化学潜蚀，导致岩石的成分及结构的破坏。,37,t课件,含水层：能够给出并透过相当数量重力水的岩层。 构成含水层的条件：一是岩石中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩石空隙中自由运动。 隔水层：不能给出并透过水的岩层。 隔水层还包括那些给出与透过水的数量是微不足道的岩层。如粘土层。,38,t课件,按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水按含水层的空隙分类性质：孔隙水、裂隙水、岩溶水,二、 地下水的类型,上层滞水：包气带中局部隔水层之上的重力水。潜水：埋藏在地面以下的第一个稳定隔水层之上具有自由水面的含水层中的重力水。承压水：充满于两个稳定的隔水层间的重力水,孔隙水：存在于松散岩层的孔隙中的地下水。裂隙水：埋藏在坚硬岩石裂隙中的地下水。岩溶水：埋藏于溶隙中的中的地下水(喀斯特水)。,39,t课件,潜水等水位线图的用途：,1) 确定潜水流向 2) 计算潜水的水力坡度 3) 确定潜水与地表水之间的关系 4) 确定潜水的埋藏深度 5) 确定泉或沼泽的位置 6) 推断含水层岩性或厚度的变化 7) 确定给排水工程的位置,40,t课件,大气降水补给 地表水补给含水层之间的补给 人工补给,地下水的补给途径：,三、 地下水的补给、排泄与径流,地下水排泄的方式：,蒸发泉水溢出向地表水体泄流含水层之间的排泄人工排泄等。,地下水由补给区流向排泄区的过程叫径流。 地下水由补给区流经径流区，流向排泄区的整个过程构成地下水循环的全过程。,41,t课件,四、 地下水对工程的影响,地基沉降2. 流砂3. 管涌（潜蚀）4. 浮托作用5. 基坑突涌6. 对钢筋混凝土的侵蚀性,42,t课件,第六章 地表地质作用,关键术语：风化作用，岩溶作用，溶蚀，潜蚀 侵蚀，滑坡，崩塌，泥石流思考题：1、练习题6.1，6.4，6.5，6.7，6.8，6.9 2、风化作用的基本类型有几种？简述它们之间的相互关系。3、简述泥石流形成的地形条件。,43,t课件,一、 风化作用,风化：位于地表或接近地表的岩石经受风、电、大气降水、温度等大气营力和生物活动等因素的影响，岩石会发生破碎或成分发生变化，这种变化过程称为风化。风化作用：引起岩石风化的作用叫风化作用。,44,t课件,1、 风化作用的类型,风化作用的基本类型：物理风化和化学风化,45,t课件,2、 风化作用的相互关系 风化作用基本类型：物理风化和化学风化 物理风化和化学风化在自然界往往是同时进行、互相影响、互相促进的。 (1) 物理风化是化学风化的前驱和必要条件 物理风化加大岩石的孔隙度，使岩石获得较好的渗透性，这样就更有利于水分、气体和微生物等的侵入。岩石崩解为较小的颗粒，使表面积增加，更有利于化学风化作用的进行。,(2) 化学风化是物理风化的继续和深入 化学风化进一步使颗粒分解破碎到更细小的粒径(直到胶体溶液和真溶液)。,46,t课件,气候因素：,地形因素：,地质因素：,温度、雨量变化、以及生物繁殖状况等。决定了风化作用的主要类型及其发育的程度。,不同的地形条件（高度、坡度和切割程度），影响着风化的强度、深度和保存风化物的厚度及分布情况。,岩石的矿物组成、结构和构造都直接影响风化的速度、深度和风化阶段。,3、影响风化作用的因素,47,t课件,4、 岩石风化的防治方法主要有： (1)挖除法 (2)抹面法 (3)胶结灌浆法 (4)排水法,48,t课件,1、河流的地质作用：侵蚀、搬运、沉积,二、河流的侵蚀、搬运与沉积作用,(1) 河流水动力特征脉动特征 横向环流与螺旋流凹岸侵蚀、凸岸沉积 (2)河流的侵蚀作用 河流在运动过程中对河谷岩石进行破坏的作用称为侵蚀作用。 河流的侵蚀作用方式: 以机械侵蚀（冲蚀和磨蚀）为主，化学溶蚀为辅。,49,t课件,机械侵蚀就是地表泥沙被水流带走的过程。 溶蚀：水流溶解岩石中的一些可溶性矿物，使岩石结构逐渐松散，加速机械侵蚀作用。,河流侵蚀、搬运与沉积作用：是改变地表地形的重要地质作用。,(2)搬运过程特征,分选作用 磨圆作用,河流侵蚀结果：形成河谷地貌(V型谷、U型谷); 导致河流蛇曲、改道,(3)沉积作用发生的条件：流速、流量减小和搬运物增多,50,t课件,河谷由河流作用形成的谷地称为河谷。 河漫滩的二元结构：下为河床相砂砾层，上为河漫滩沉积层（下粗上细）,2、 河流地貌河谷（河床、河漫滩、阶地),阶地的类型,3、河岸地区主要工程地质问题,4、河流侵蚀、淤积作用的治理,（1）护岸工程： A、直接加固岸坡； B、护岸（2）导流工程： A.顺坝和丁坝；B.约束水流，防止淤积,51,t课件,岩溶作用：凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程(溶解和沉淀)为主、机械过程(流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。 岩溶地貌：岩溶作用所造成的地表形态和地下形态叫岩溶地貌。 岩溶：岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。,三、 岩溶(喀斯特)作用,52,t课件,基本条件,可溶性、透水性,溶蚀力、流动性,1、岩溶作用的基本条件,（1)岩石的可溶性和透水性 岩石的可溶性主要取决于岩石的成分和结构。按溶解度：卤盐类岩石 硫酸盐类岩石 碳酸盐类,碳酸岩类岩石的可溶性： 溶蚀能力:石灰岩 白云岩 硅质灰岩 泥灰岩 岩石的透水性取决于岩石的裂隙度 ，褶皱和断裂使岩石透水性加强，对岩溶发育具有一定的控制作用。,53,t课件,（2）水的溶蚀性和流动性水的溶蚀性主要取决于水溶液成分。水中CO2的含量越多，水的溶蚀性越大。纯水的溶蚀性很小。水的溶蚀性与水的流动性关系极为密切。 水在停滞状态下，易成为饱和溶液而完全丧失溶蚀能力；只有在水不断流动，与岩石广泛接触，才能经常保持溶蚀性，溶蚀作用才能够持续进行。,（1） 地表岩溶地貌：石芽与溶沟；漏斗；竖井；落水洞；溶 蚀洼地；坡立谷；干谷和盲谷。(2)地下岩溶地貌：溶洞、地下河、地下湖,2、岩溶地貌,54,t课件,3、岩溶地区的主要工程地质问题（1）地基稳定性及塌陷问题（2）渗漏和突水问题,4、岩溶地基的处理措施 挖填(碎石、素土或混凝土) 跨盖(钢筋混凝土梁板) 灌注(混凝土) 支顶或加固洞体 桩基（嵌岩） 排导(水),55,t课件,四、 斜坡与边坡地质作用,常见的斜坡运动是：崩塌、滑坡、泥石流,1、崩落（崩塌）,崩落系指在陡坡地段，边坡上部的岩块在重力作用下，突然以高速脱离母岩而翻滚坠落的急剧变形破坏现象。 （1）崩塌的形成条件：地形地貌条件：高陡斜坡岩性条件：厚层坚硬脆性的岩体或软硬岩层互层组成的陡峻山坡； 地质构造条件：节理面、断层面、岩石层面的倾斜方向与山坡倾向一致，且倾角小于坡角，易发生崩塌 。,56,t课件,(2)崩塌防治基本方法,削坡减载或清除堵塞裂隙或向裂隙内灌浆调整地表水流为防止风化将山坡和斜坡铺砌覆盖，或坡面喷浆修防崩塌构筑物（明峒或御塌棚等）锚固及注浆支撑或嵌补,57,t课件,2、泥石流,泥石流又称山洪泥流或泥石洪流， 是含有大量泥、沙、石等固体物质的洪流。,（1）泥石流的形成条件,地形条件,泥石流形成区：多为三面环山，一面出口的半圆形宽阔地段。泥石流流通区：多为狭窄而深切的峡谷或冲沟，陡峻而坡降较大 。泥石流堆积区：地形较平缓。,地形、松散固体物质和水源三个条件，缺一不可。,58,t课件,地质条件 泥石流发育地区多为地质构造复杂，断层节理发育，新构造运动强烈，地震活动频繁的地区。 水 水是泥石流的重要组成部分，水流的侵蚀作用进一步使崩塌滑坡发生，形成更多的松散碎屑物质。暴雨和融雪为形成泥石流提供充足的水源。,(2)泥石流发生的时间规律:季节性、周期性、降雨高峰期,(3)泥石流的防治(1)保持水土：在保护对象的上游稳定泥石流河床，拦挡泥石流冲出物；(2)拦截：建造泥石流拦截坝、挡墙等 (3)排导：建造泥石流导流堤、排流沟等,59,t课件,3、 滑坡,边坡岩土体沿一定的滑动面作整体滑移的现象称为滑坡。,60,t课件,(2)滑坡的发展阶段,蠕动变形,剧烈滑动,暂时稳定或渐趋稳定,滑坡的发生和发展一般可划分为三个阶段：,斜坡的稳定状况受到破坏，坡面出现裂缝，坡脚土体被挤压，滑动面基本形成。蠕动变形阶段时间长的可大数年，短的仅几天。,滑移速率急剧加大，滑坡后缘迅速下陷，滑坡壁越露越高，滑坡体分裂成数块，并在地面上形成阶梯状地形，滑坡体上树木倾斜，形成“醉汉林”，建筑物严重变形以至倒塌毁坏；滑坡体向前伸出，形成滑坡舌,滑坡体越过平衡位置，滑到更远的地方，滑坡停止后，形成特殊滑坡地形，滑坡体上树木 “马刀树”,61,t课件,(3)滑坡的工程地质勘察,目的：了解边坡稳定性，查明滑坡形态、范围、结构特征，掌握其发生、发展规律、正确估计其危害性，为滑坡预报和防治提供依据。 (1)测绘与调查 (2)勘探 常用的勘探方法有物探、坑探和钻探等 (3)室内及野外试验 主要有地下水水样及岩土样品的测试。 (4)滑坡的观测 主要内容有滑坡位移观测和地下水观测。,62,t课件,(4)斜坡稳定性评价,地质分析法力学计算法,(5) 斜坡变形破坏的防治,防治原则：以防为主，及时治理。,防治措施: 排、截水工程 削坡减载工程（降低下滑力，增加抗滑力） 坡面防护工程 支挡工程：抗滑挡墙、抗滑桩、锚固等 改变滑带土的性质,63,t课件,第七 章 岩土工程地质分级与分类,关键术语：岩体，碎石土，砂土，粉土，粘土，黄土，红粘土，软土，膨胀土，冻土，盐渍土思考题：练习题7.1，7.2，7.31、简述黄土的特征？2、简述红粘土的特征？3、简述软土的特征？4、简述膨胀土的特征？,64,t课件,主要因素：岩石质量、岩体完整性、结构面条件、风化程度、水、地应力及其它综合因素等。,1、 影响岩体工程性质的主要因素,2、 土的分类标准中常用的指标,土粒组组成及特征 液限、塑限、液性指数、塑性指数 有机质的存在情况,65,t课件,该分类属专门分类，它将作为建筑物地基的土分为碎石土、砂土、粉土，粘性土和人工填土等。 (1)碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50的土。 (2)砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50的土。 (3)粉土是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50、塑性指数小于或等于10的土。 (4)粘性土是指塑性指数大于10的土。 (5)人工填土是指由于人类活动而堆积的土。,3、地基土的分类,66,t课件,特殊土是指具有一定分布区域或具有特殊工程性质的土。黄土、红粘土、软土、膨胀土、冻土、盐渍土等,4、 特殊土的基本特性,67,t课件,湿陷性黄土和非湿陷性黄土：黄土在天然含水量时，具有较高的强度和较小的压缩性。但遇水后，在自重应力或自重应力和附加应力共同作用下，有的会产生大量的沉陷变形，有的却并不发生湿陷。前者称为湿陷性黄土，后者称为非湿陷性黄土。 黄土的结构特征高孔隙性（孔隙率高达4050）,黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。,(1)黄土,68,t课件,黄土的基本工程地质特征：, 塑性较弱 含水较少，坚硬硬塑状态 压实程度差，孔隙比高，孔隙大 抗水性弱，遇水强烈崩解，湿陷明显 透水性较强，且呈各向异性 强度较高，粒间连接较强，压缩性中等。,69,t课件,红粘土的基本工程地质特性：高含水量（一般为4060）、高塑性，硬塑或可塑状态。孔隙比大、低密度、孔隙饱水。压缩性低、强度高、地基承载力高。浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。,（2）红粘土 由碳酸盐类岩石在湿热气候条件下，经强烈风化作用而形成的棕红、褐黄色高塑性黏土红粘土,70,t课件,软土的基本工程地质特征： 触变性 流变性 高压缩性 低强度 低透水性 不均匀性,(3) 软土 软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。,71,t课件,（4）膨胀土 膨胀土是指含有大量的强亲水性矿物成分，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土。 膨胀土是一种对环境变化，特别是对于湿热变化非常敏感的土。其反映是发生膨胀和收缩，产生膨胀压力。 影响土的膨胀性的主要矿物是蒙脱石。 膨胀土的工程地质特性：,颜色呈黄、黄褐、灰白、花斑、棕红等色；由高分散的粘土颗粒组成；近地表部位常有不规则的网状裂隙。天然孔隙比小(0.50-0.80)；自由膨胀量超过40%；天然条件下土体强度较高，但由于裂隙的发育、含水量的增加都会大大降低强度。,72,t课件,第八章 工程地质勘察,关键术语：物探、钻探、坑探、现场原位测试思考题：1、工程地质勘察工作一般划分为哪几个阶段？2、工程地质测绘比例尺?常用的实地测绘的主要方式有哪几种？3、工程地质勘探的主要方式有哪几种？4、现场原位测试方法主要有哪些？,73,t课件,一、工程勘察阶段与勘察分级的划分,可行性研究(选址)勘察阶段 初步勘察阶段 详细勘察阶段 施工勘察阶段（补充勘察）,4阶段,3阶段,2、工程勘察分级 主要取决于三方面因素：工程安全因素、场地复杂程度、地基复杂程度。 根据这三方面条件将岩土工程划分为一级 、二级 、三级3个勘察等级。,1、工程勘察阶段的划分,74,t课件,1、工程地质测绘的主要内容,工程地质测绘的内容包括工程地质条件的全部要素:地层岩性、地质构造、地貌、水文地质条件、物理地质作用和现象、已有建筑物的变形和破坏状况和建筑经验、天然建筑材料的质量及其分布等。,二、 工程地质测绘,75,t课件,2、工程地质测绘比例尺一般规定为：,（1）小比例尺测绘 比例尺：1:50001:50000 用于：可行性研究勘察、城市规划或区域性工业布局； （2）中比例尺测绘 比例尺：1:2000-1:5000， 用于：初步勘察阶段 （3）大比例尺测绘 比例尺： 1:200-1:1000 用于详细勘察阶段或地质条件复杂和重要建筑物地段，以及需要解决某一特殊问题时采用。,76,t课件,像片成图法 利用地面摄影、航空(卫星)摄影等像片，在室内进行判释。实地测绘法（1） 路线法 （2） 布点法（3） 追索法,3、工程地质测绘的基本方法,77,t课件,三、 工程地质勘探,工程地质勘探主要方式：钻探、坑探和物探。,钻探：利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。 坑探：是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件 物探：是以专用仪器探测地壳表层各种地质体的物理场来进行地层划分，判明地质构造、水文地质及各种物理地质现象的地球物理勘探方法。,78,t课件,现场原位测试就是在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结构、天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标。,四、 现场原位测试,79,t课件,载荷试验包括平板载荷试验和螺旋板载荷试验。可用于确定地基土的承载力、变形模量、不排水抗剪强度、基床反力系数及固结系数等。 平板载荷试验适用于浅部各类地层。 螺旋板载荷试验适用于深部或地下水位以下的地层。,1、 载荷试验,80,t课件,适用条件：静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。 试验目的：主要用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力、估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。,2、 静力触探试验,81,t课件,标准贯入试验是动力触探类型之一。利用规定重量的穿心锤，从恒定高度落下，将一定规格的探头打入土中，根据打入的难易程度判别土的性质。 适用于砂土、粉土和一般粘性土。,3、 标准贯入试验,标准贯人试验锤击数N值，可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等做出评价。,82,t课件,五、 现场监测,现场监测主要有地基沉降与位移观测和地基中应力观测两大类。,83,t课件,