礦井工程地質(zhì)ppt課件(已修改)
2025-09-23 18:55 本頁面
【正文】 第九章 礦井工程地質(zhì) 第一節(jié) 巖土工程地質(zhì)性質(zhì) 第二節(jié) 潛蝕與流砂 第三節(jié) 滑坡及斜坡的穩(wěn)定性 第四節(jié) 地下巷道穩(wěn)定性簡(jiǎn)介 第一節(jié) 巖石工程地質(zhì)性質(zhì) 一、土的組成 土是巖石風(fēng)化破壞后 ， 再經(jīng)搬運(yùn) 、 沉積而形成的松散沉積物 。 在一般情況下 ， 土不是由單一物質(zhì)組成的 ， 而是由固體 （ 礦物和巖石碎屑為主 ） 、液體 （ 水為主 ） 和氣體 （ 空氣為主 ） 三部分組成 。 巖土是堅(jiān)硬 、 半堅(jiān)硬巖石和松軟土層的總稱 。 由于巖石和土層的成因 、組成 、 埋藏條件和周圍地質(zhì)環(huán)境的不同 ， 它們的工程地質(zhì)性質(zhì)也是復(fù)雜多樣的 。 許多不良的工程地質(zhì)條件對(duì)建井和巷道施工影響很大 ， 稍有不慎 ， 會(huì)給國(guó)家造成巨大損失 。 例 ， 華北某礦風(fēng)井 ， 開始采用板樁法施工 ， 遇到流砂和卵石層 ， 無法通過 ， 使井筒報(bào)廢 。 又如 ， 安徽某礦使用震動(dòng)沉井法施工 ， 出現(xiàn)大量涌砂現(xiàn)象 ， 井筒周圍地面下沉 ， 井壁側(cè)壓增大 ， 把井筒擠環(huán) 。 還有的礦井出現(xiàn)井架歪斜 、 機(jī)器基礎(chǔ)下沉 、 巷道底鼓等 。 這些現(xiàn)象的發(fā)生主要是當(dāng)?shù)氐膸r土層的工程地質(zhì)條件不好和施工方法不當(dāng) 。 ? 土的固體顆粒 組成固體顆粒的礦物： 原生礦物 次生礦物 原生礦物： 巖漿巖中原有的礦物 ， 在土中的原生礦物碎屑主要有 石英 、長(zhǎng)石和云母 。 次生礦物： 原生礦物經(jīng)過化學(xué)風(fēng)化后生成的新礦物 。 它們的性質(zhì)和特征完全不同于原生礦物 ， 土中的次生礦物主要是粘土礦物如 高嶺石 、 蒙脫石 、伊利石 等 。 大塊碎石類土 （ 碎石 、 卵石等 ） 常常是由多礦物成分的巖石碎屑所組成 。隨著分散度的增加 （ 顆粒變細(xì) ） ， 砂類上的顆粒通常是由比較穩(wěn)定的原生礦物所組成 ， 其中主要礦物為石英 ， 其次為長(zhǎng)石和云母 。 在電子顯微鏡下 ， 粘土礦物常呈鱗片狀 、 粒狀或針狀晶體 ， 其結(jié)晶格子的特點(diǎn)是呈層 狀構(gòu)造 。 蒙脫石 的層狀晶格之間的聯(lián)系很弱 ， 能吸收大量的水 （ 層間水 nH2O） 而其晶體 格架并不破壞 。 因此 ， 蒙脫石浸水后體積膨脹甚劇 ， 而干燥失水后又劇烈收縮 ， 所以這 種土的工程地質(zhì)條件較壞； 高嶺土 的層狀晶格結(jié)合得比較牢固 ， 故呈較大的顆粒 。 由高嶺土形成的粘土層 ， 工程地質(zhì)條件較好 。 伊利石 的性質(zhì)及水云母形成的粘土層的工程地質(zhì)條件則界于兩者之間 。 土的固體成分中 還有有機(jī)質(zhì) 。 它們由生物活動(dòng)或生物殘骸分解形成 ， 其中主要的是泥炭及腐植質(zhì) 。 有機(jī)質(zhì)都是 親水的 ， 即容易和水互相作用 。 有機(jī)質(zhì)的存在 ， 能增強(qiáng)土的吸水性 、 可塑性 、 膨脹性 、 壓縮性 ， 降低速水性等 。這些性質(zhì)對(duì)工程建筑是不利的 。 有機(jī)質(zhì)的 含量及分散度愈高 ， 對(duì)土的性質(zhì)影響就愈大 。 ? 土中的水 土中水對(duì)土的性質(zhì)影響很大 ， 特別是粘性土 。 一般土中的水可分為結(jié)晶水 、 結(jié)合水和自由水三種 。 結(jié)晶水： 它存在于礦物晶格內(nèi)部 ， 構(gòu)成礦物的一部分 。 這種水不移動(dòng) ，只有在較高的溫度下才能脫離晶格 。 如石膏 （ CaSO32H2O） 中的結(jié)晶水 ； 結(jié)合水： 水分子是偶極體 ， 就是具有電 荷 相反的兩極 。 因此 ， 由于靜電吸引作用 ， 帶有電荷的土粒便能吸引水分 ， 而在顆粒表面形成結(jié)合水 。根據(jù)結(jié)合的牢固程度 ， 又可以分為強(qiáng)結(jié)合水與弱結(jié)合水兩種； 自由水： 這部分水處于靜電吸引力以外 ， 它的運(yùn)動(dòng)受重力控制 ， 能傳遞靜水壓力 。 自由水位于地下水位以上受到毛細(xì)管作用的 毛細(xì)水 ；位于地下水位以下的是 重力水 ； 自由水是毛細(xì)水與重力水的
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