工程地质学第四.pptx

第四章 土的工程性质与分类 4.1 土的形成及成因类型 “土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强弱。 物理风化 化学风化 化学风化仅使岩 石产生质的变化 物理风化仅使岩 石产生量的变化 岩石 土 原地残留或经过不同搬运，在各种环境中形成的堆积物 4.1.1 土的形成 土中的固体颗粒构成土的骨架,骨架之间贯穿着大量的孔隙,孔隙中充满着液体和气体。土由固体颗粒、液体和气体三部分组成，即土的三相组成 固相——包括多种矿物成分组成土的骨架，骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空隙是相互连通的，形成多孔介质； 液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等。 三相中土颗粒居于主导地位。 土体三相比例不同，土的状态和工程性质也随之各异，例如： 固体+气体（液体=0）为干土，此时粘土呈坚硬状态， 砂土呈松散状态； 残积土 （Qel） 坡积土 （Qdl） 洪积土 （Qpl） 冲积土 （Qal） 湖积土 （Ql） 冰积土 （Qgl） 风积土 （Qeol） 海积土 （Qm） 土的成因类型 4.1.2 土的成因类型 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体，它处于岩石风化壳的上部。 1、残积土 (eluvium)： 残积土的工程性质： 粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性的控制。其发育情况还和地形有关。孔隙度↑、强度↓、压缩性↑，均质性差，但具有一定的结构强度。原位测试强度>>室内测试值。 片流将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓的山坡脚处而形成。 地貌上称坡积裙。 2 坡积土(diluvium)： 坡积土的工程性质： 结构疏松，一般具较高的压缩性。坡积形成的黄土湿陷性较大。 由暴雨形成的暂时性山洪急流带来的碎屑物质在山沟出口处堆积而成。 地貌上称洪积扇。 3 洪积土(proluvium): 新疆天山脚下洪积扇 分选性较好，离山前较近的洪积土颗粒粗，地下水位埋藏深，具有较高的承载力，压缩性低，是工民建的良好地基。 离山较远的地带，洪积土的颗粒细，透水性不好，土质弱，承载力低，作为建筑物地基时应慎重对待。 洪积土的工程性质： 河流搬运作用方式： 拖运、悬运、溶运 河流沉积作用类型： 河床沉积、漫滩沉积、牛轭湖沉积、河口三角洲沉积 冲积物特点：分选性好，磨圆度高 4 河流沉积--冲积土(alluvium)： 河床相冲积土： 在河流上游多是粗大的石块、砾石和粗砂，中下游或平原地区沉积物变细，磨圆度好，厚度很大。 古河床相土的压缩性低，强度高。 现代河床堆积物的密实度差，透水性强，若作为水工建筑物的地基将引起坝下渗漏。饱水砂土还可能由于振动而引起液化。 河漫滩相冲积土： 是在洪水期河水漫溢河床两侧，携带碎屑物质堆积而成。土粒较细，可以是粉土、粉质黏土或黏土，并夹有淤泥或泥炭等软弱土层，覆盖于河床相冲积土之上，形成上细下粗的“二元结构”。 牛轭湖相冲积土： 是在废河道形成的牛轭湖中沉积的松软土，颗粒很细，常含大量有机质，有时形成泥炭。压缩性很高，承载力很低，不宜作为建筑物的天然地基。 a-弯曲河道 b-蛇曲 c-牛轭湖 通常是淤泥质土或典型淤泥。面积宽广而厚度极大。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物的地基。 河口（海口）三角洲相冲积土： 5、湖积土(lake deposit)： 湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗粒的砂土和黏性土。 湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成，主要是黏土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度低。 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。 6、海积土(marine deposit)： 滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承载力较高。 浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构造，较疏松，含水量高，压缩性大而强度低。 深海沉积物主要是有机质软