【正文】 粘性土的水理性質(zhì) 粘性土的界限含水量 粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù) 粘性土的靈敏度和觸變性 土的壓實(shí)原理 地基土 (巖 )的分類 巖石的工程分類 無粘性土分類 粉土分類 粘性土分類 特殊土分類 細(xì)粒土按塑性圖分類 二、考試內(nèi)容： 重點(diǎn)掌握內(nèi)容 1．土的各物理性質(zhì)指標(biāo)的定義、表達(dá)式及其在工程上的實(shí)際應(yīng)用。 題型：概念題 題目：流砂現(xiàn)象 答案及分析：當(dāng)自下而上的動水力等于土的有效重度 時，土粒之間將毫無壓力，土粒處于懸浮狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為流砂。為了使?jié)B流模型在滲流特性上與真實(shí)的滲流相一致，它還應(yīng)該符合以下要求： (a)在同一過水?dāng)嗝妫瑵B流模型的流量等于真實(shí)滲流的流量； (b)在任一界面上，滲流模型的壓力與真實(shí)滲流的壓力相等； (c)在相同體積內(nèi)，滲流模型所受到的阻力與真實(shí)滲流所受到的阻力相等。 （ 4）水的粘滯度。 （ 3）土的 結(jié)構(gòu)構(gòu)造。土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時，滲透性就大。 答案及分析： 已知試樣的截面積 A=30cm2，滲徑長度 L=4cm，細(xì)玻璃管的內(nèi)截面積 a=?d2/4=?()2 / 4=, h1=145cm, h2=130cm, t1=0, t2=7?60+25=445s 。但從原位測試分析，它表現(xiàn)為承載力較高、壓縮性較低。是該區(qū)城市建筑物基礎(chǔ)的主要持力層。殘積物中殘留碎屑的礦物成分很大程度上與下臥基巖相一致，這是鑒定殘積物的主要根據(jù)。 在不同的氣候條件下、不同的原巖，將產(chǎn) 生不同礦物成份、不同物理力學(xué)性質(zhì)的殘積土。 14 第四紀(jì)沉積物 (層 ) 題型：填空題 題目：第四紀(jì)沉積物成因類型主要有 、 、 、 四類，建設(shè)工程上通常稱之為土。 答案及分析：巖漿巖（火成巖）、沉積巖、變質(zhì)巖。由原巖風(fēng)化產(chǎn)物 — 碎屑物質(zhì)，經(jīng)各種外力地質(zhì)作 用（剝蝕、搬運(yùn)、沉積）形成尚未膠結(jié)硬化的沉積物（層），通稱“第四紀(jì)沉積物（層）”或“土”。 六、本章例題分析： 11 土的生成 題型：概念題 題目：地質(zhì)年代 答案及分析：地質(zhì)年 代是指從最老的地層到最新的地層所代表的時代。 由于坡積物形成于山坡，常常發(fā)生沿下臥基巖傾斜面滑動，還由于組成物質(zhì)粗細(xì)顆?；祀s，土質(zhì)不均勻，且其厚度變化很大 (上部有時不足一米，下部可達(dá)幾十米 )，尤其是新近堆積的坡積 物，土質(zhì)疏松，壓縮性較高。 坡積物底部的傾斜度決定于基巖的傾斜程度，而表面傾斜度則與生成的時間有關(guān)，時間越長，搬運(yùn)、沉積在山坡下部的物質(zhì)就越厚，表面傾斜度就越小。即是雨雪水流的地質(zhì)作用將高處巖石風(fēng)化產(chǎn)物緩慢地洗刷剝蝕，順著斜坡向下逐漸移動、沉積在較平緩的山坡上而形成的沉積物。 常見問題 13 物理風(fēng)化作用 答案：物理風(fēng)化作用，地表巖石由于溫度變化和裂隙中水的凍結(jié)以及鹽類的結(jié)晶而逐漸破碎崩解，但其化學(xué)成分尚未發(fā)生變化，這種過程稱為物埋風(fēng)化作用。 了解地下水的埋藏條件。土的生成。 ，例如沿坑壁打入深度超過坑底的板樁，其長度足以使受保護(hù)土體內(nèi)的水頭梯度小于臨危梯度。 流砂是一種不良的工程地質(zhì)現(xiàn)象。 《勘察規(guī)范》將環(huán)境水對混凝土的腐蝕性分為：結(jié)晶類腐蝕，分解類腐蝕及結(jié)晶分解復(fù)合類腐蝕三類。 氫離子濃度 (負(fù)對數(shù)值 )PH7 的 酸性地下水對混凝土中 Ca(OH)2 及 CaCO3 起溶解破壞作用。 A1 2O3 178。 地下水中硫酸離子含量過多時，將與水泥硬化后生成的 Ca(OH)2起作用，生成石膏結(jié)晶 CaSO4178。( 1iik ??? (12) 土的滲透系數(shù)可以通過室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場抽水試驗(yàn)來測定。在滲透速度 ? 與水頭梯度 i 的關(guān)系曲線上有 1和 2二個特征點(diǎn)。 i — 水頭梯度， LHHi 21 ??，即土中 1A 和 2A 兩點(diǎn)的水頭差 ( 21 HH ? )與兩點(diǎn)間的流線長度 (L)之比；圖中 1h 、 2h 為兩點(diǎn)的壓頭， 1z 、 2z 為位頭，則 1H 、 2H 為總水頭； k — 土的滲透系數(shù)， cm／ s，與土的滲透性質(zhì)有關(guān)的待定常數(shù) 。 如圖 118。 地下水的補(bǔ)給與 排泄條件，以及在土中的滲透速度與土的滲透性有關(guān)。在地面打井至承壓水層時，水便在井中上升甚至噴出地表，形成所謂自流井。 潛水直接受雨水滲透或 河流滲入土中而得到補(bǔ)給，同時也直接由于蒸發(fā)或流人河流而排泄，它的分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)是一致的。因此，它的動態(tài)變化與氣候、隔水透鏡體厚度及分布范圍等因素有關(guān)。 15 地下水 存在于地面下土和巖石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫做地下水。泥炭的特征是： (1)含水量極高 (可達(dá)百分之百 )，這是任何其它土類所沒有的，因?yàn)楦迟|(zhì)是吸水能力極高的物質(zhì)； (2)透水性很低； (3)壓縮性很高且不均勻，承載能力很低。作為地基時，近岸帶有較高的承載力，遠(yuǎn)岸帶則差些。湖泊如逐漸淤塞，則可演變成沼澤，形成沼澤沉積物。離海岸愈遠(yuǎn)，沉積物的顆粒愈細(xì)小。作為地基，其強(qiáng)度尚高，但透水性較大。 其它沉積物 除了上述四種主要成因類型的沉積物（殘積物、坡積物、洪積物和沖積物）外，還有海洋沉積物( Qm)、湖泊沉積物 (Ql )及冰川沉積物 (Qgl )等，它們是分別由海洋、湖泊及冰川等的地質(zhì)作用形成的。 風(fēng)積物（ Qeol ） 風(fēng)積物是由風(fēng)作為搬運(yùn)動力，將碎屑物由風(fēng)力強(qiáng)的地方搬運(yùn)到風(fēng)力弱的地方沉積下來的土。如黃河在蘭州附近就有六級階地。只在洪水期中，河水才溢出河床，泛濫于河漫灘之上。由于搬運(yùn)作用顯著，碎屑物質(zhì)由帶棱角顆粒 (塊石，碎石及角礫 )經(jīng)滾磨、碰撞逐漸形成亞圓形或圓形顆粒 (漂石、卵石、圓礫 )，其搬運(yùn)距離越長，則沉積的物質(zhì)越細(xì)，典型的沖積物是形成于河谷 (河流流水侵蝕地表形成的槽形凹地 )內(nèi)的沉積物，可分為平原河谷沖積物和山區(qū)河谷沖積物等類型。即是由于河流的流水作用，將碎屑物質(zhì)搬運(yùn)堆積在它流經(jīng)的區(qū)域內(nèi)，隨著從上游到下游水動力的不斷減弱，搬運(yùn)物質(zhì)從粗到細(xì)逐漸沉積下來，一般在河流的上游以及出山口 ,沉積有粗粒的碎石土、砂土 ,在中游丘陵地帶沉積有中粗粒的砂土和粉土 ,在下游平原三角洲地帶，沉積了最細(xì)的粘土。 如果逐漸擴(kuò)大以至連接起來，則形成洪積沖積平原的地貌單元。它沖刷地表，挾帶著大量碎屑物質(zhì)堆積于山谷沖溝出口或山前傾斜平原而形成洪積物。與下臥基巖沒有直接關(guān)系，這是它 與殘積物明顯的區(qū)別。它一般分布在坡腰上或坡腳下，其上部與殘積物相接。 坡積物 (Qdl )（書 8 頁 1－ 2） 坡積物是殘積物經(jīng)水流搬運(yùn)，順坡移動堆積而 成的土。 花崗巖殘積土是在化學(xué)風(fēng)化作用下淋濾形成的產(chǎn)物，其礦物成分與原巖雖有本質(zhì)的改變，但多保留在原位并具有它的原始形狀，其中不易風(fēng)化的石英顆粒更是如此。 不同巖類具有不同的風(fēng)化特征，如塊狀構(gòu)造的花崗巖，多以沿節(jié)理裂隙風(fēng)化，風(fēng)化厚度大，且以球狀風(fēng)化為主。根據(jù)這個道理可按地面殘積物的成分推測下臥基巖的種類。一般說來，殘積物是由于雨雪水流將細(xì)顆粒帶走后殘留的較粗顆粒的堆積物。 （見書第 8 頁圖 1－ 1） 在不同的氣候條件下、不同的原巖，將產(chǎn)生不同礦物成份、不同物理力學(xué)性質(zhì)的殘積土。） 殘積物是由巖石風(fēng)化后，未經(jīng)搬運(yùn)而殘留于原地的土，而另一部分則被風(fēng)和降水所帶走。 167。 斷層面往往不是 — 個簡單的平面而是有一定寬度的斷層帶。 在褶皺山區(qū)，巖層強(qiáng)烈破碎，順向坡巖體易沿巖層層面和節(jié)理面滑動，而喪失穩(wěn)定性。沿?cái)嗔衙鎯蓚?cè)的巖層未發(fā)生位移或僅有微小錯動的斷裂構(gòu)造，稱為節(jié)理，反之，如發(fā)生了相對的位移，則稱為斷層。 背斜由核部地質(zhì)年代較老到翼部較新的巖層組成，橫剖面呈凸起彎曲的形態(tài)。地質(zhì)構(gòu)造與場地穩(wěn)定性以及地震評價等的關(guān)系尤為密切，因而是評價建筑場地工程地質(zhì)條件所應(yīng)考慮的基本因素。 2．巖石按風(fēng)化程度的劃分： 在工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì) 勘察工作中，一般根據(jù)巖石由于風(fēng)化所造成的特征，包括礦物變異、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、堅(jiān)硬程度以及可挖掘性或可鉆性等，而將巖石的風(fēng)化程度劃分為微風(fēng)化、中等風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化三等。 上述三種風(fēng)化作用，實(shí)際上不是孤立進(jìn)行的。化學(xué)風(fēng)化的主要方式有下列幾種：氧化作用、水化作用、水解作用、溶解作用。例如由于溫度變化引起巖體膨脹所產(chǎn)生的壓應(yīng)力和收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力的頻繁交替，遂使巖石表層產(chǎn)生裂縫而崩解。在巖石嚴(yán)重風(fēng)化的地區(qū)，由于風(fēng)化層很厚，建造高大建筑物時常不得不將風(fēng)化層全部或部分清除，而把基礎(chǔ)砌置在比較新鮮的基巖上，這就會增加造價，延長工期。 巖石的工程分類 作為建筑場地和建筑 物地基的巖石，是根據(jù)它的堅(jiān)固性和風(fēng)化程度進(jìn)行分類的。 巖石的主要特征一般包括礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造三方面。178。通常選定 滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛石和金剛石十種礦物 ，以它們的硬度作為標(biāo)準(zhǔn)定出十個硬度等級，以便把其它礦物與表中所列的礦物相刻劃，從而定出被試礦物的硬度等級。 2． 顏色：指礦物新鮮表面所呈現(xiàn)的顏色，它取決于礦物的化學(xué)成分及其所含的雜質(zhì)，一般分為淺色(白、淺灰、玫瑰、紅黃等色 )和深色 (深灰、深綠、灰黑、黑等色 )二大類。 2H2O 等。礦物是地殼中天然生成的自然元素或化合物，它具有一定的物理性質(zhì)、化學(xué)成份和形態(tài)。 167。錯綜復(fù)雜的地質(zhì)作用，形成了各種成因的地形，稱為地貌。 內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用彼此獨(dú)立而又相互依存，但對地殼的發(fā)展而言，內(nèi)力地質(zhì)作用一般占主導(dǎo)地位。未經(jīng)成巖作 用所生成的所謂沉積物，也就是通常所說的“土”。水和水溶液的存在，可使原巖不斷發(fā)生水化、氧化、碳酸鹽 化、溶解以及縫隙水凍脹引起崩裂等化學(xué)變化和機(jī)械破碎。 外動力地質(zhì)作用是由于太陽輻射能和地球重力位能引起的地質(zhì)作用。地殼的間歇性上升，導(dǎo)致河流從新到老有一級、二級、三級甚至更多的階地。在同一個地區(qū)不同時期內(nèi)，上升運(yùn)動和下降運(yùn)動常常是間歇性的，河流就是在這種運(yùn)動中形成的。 巖漿冷凝后生成的巖石，稱為巖漿巖。 根據(jù)地質(zhì)作用的能量來源的不同，可分為內(nèi)動力地 質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用。工程活動涉及的土體大都是在第四紀(jì)形成，它沉積在地表，覆蓋在基巖之上，各種建筑物往往就建造在它上面 。它是根據(jù)古生物的演化和巖石形成的順序，將地殼歷史劃分成一些自然階段。 把各個地質(zhì)歷史時期形成的巖石，結(jié)合埋藏在巖石中能反映生物演化程序的化石和地質(zhì)構(gòu)造，按先后順序確定下來，展示巖石的新老關(guān)系，這就是相對年 代。根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造和地貌對建筑場地進(jìn)行穩(wěn)定性評價，以及安巖石和土的性質(zhì)對地基承載力和變形進(jìn)行評價時，也需要具備地質(zhì)年代的知識。而現(xiàn)在所見到的土是近期地質(zhì)歷史 第四紀(jì)以來生成的尚未固結(jié)的松散物質(zhì)。 。 ，巖石的分類和主要特征；第四紀(jì)沉積物的類型、分布規(guī)律及特征；第四紀(jì)沉積物類型及其工程特點(diǎn)。在漫長的地質(zhì)年代中，由于內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用，地殼表層的巖石經(jīng)歷風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積生成大小懸殊的顆粒，稱之為土，在不同的自然環(huán)境中，由各種營力的地質(zhì)作用生成了不同類型的土；而土歷經(jīng)壓密固結(jié)、膠結(jié)硬化也可再生成巖石。 地球形成至今大約有 60 億年的歷史，在這漫長 的地質(zhì)年代里，地殼經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的演變過程形成了各種類型的地質(zhì)構(gòu)造和地貌以及復(fù)雜的多樣的巖石和土。各個地質(zhì)歷史階段，既有巖石、礦物和生物的形成與發(fā)展，也有它們的破壞和消亡。 相對地質(zhì)年代在地史的分析中廣為應(yīng)用。由原巖風(fēng)化產(chǎn)物— 碎屑物質(zhì)，經(jīng)各種外力地質(zhì)作用（剝蝕、搬運(yùn)、沉積）形成尚未膠結(jié)硬化的沉積物（層），通稱“第四紀(jì)沉積物（層）”或“土”。 導(dǎo)致地殼成分變化和構(gòu)造變化的作用，稱為地質(zhì)作用。巖漿活動可使巖漿沿著地殼薄弱地帶上升侵入地殼或噴出地表。六千五百萬年前，整個青藏高原包括喜馬拉雅山在內(nèi)都是一片汪洋大海，由于從這時起該地區(qū)地殼開始逐漸抬升，現(xiàn)在這里成為世界的屋脊。如地殼再一次抬升，河流會進(jìn)一步下切，河床原有的沖積層遭受侵蝕，以前的河床和漫灘即使在洪水期也不能被水淹沒，在河流兩岸形成平坦的臺地，我們稱之為階地。 在巖漿活動和地殼運(yùn)動 過程中，原巖 (原來生成的各種巖石 )在高溫，高壓及滲入揮發(fā)性物質(zhì) 如SO2， H2O， CO2 等 )的變質(zhì)作用下，生成的另一種類型巖石，稱為變質(zhì)巖。 晝夜和季節(jié)的氣溫變化，可使地表各種原巖不斷發(fā)生熱脹脫離、冷縮開裂等機(jī)械破碎。 原巖風(fēng)化產(chǎn)物 —— 碎屑物質(zhì)，在雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或風(fēng)等外力作用下，被剝蝕、搬運(yùn)到大陸低洼處或海洋底部沉積下來，在漫長的地質(zhì)年代里，沉積的物質(zhì)逐漸加厚，在覆蓋壓力和含有碳酸鈣、二氧化硅、氧化鐵等膠結(jié)物的作用下，使起初沉積的松軟碎屑物質(zhì)逐漸壓密、脫水、膠結(jié)，硬化生成新的巖石， 稱為沉積巖 。剝蝕作用與沉積作用在一定時間和空間范圍內(nèi)，以某一方面的作用為主導(dǎo)，例如，河流上游地區(qū)以剝蝕為主，下游地區(qū)以沉積為主，山地以剝蝕占優(yōu)勢，平原以沉積占優(yōu)勢。因此，地殼的升降運(yùn)動造成了地表起伏的基本輪廓，而剝蝕與沉積又力圖破壞起伏不平的地表形態(tài)，將其削平補(bǔ)齊。在山區(qū)，覆蓋土層較薄，基巖常露出地表，而在平原地區(qū)，覆蓋層則往往很厚。組成巖石的礦物稱為造巖礦物。 原生礦物一般由巖漿冷凝生成，如石英、長石、輝石、角閃石、云母等，次生礦物一般由原生礦物經(jīng)風(fēng) 化作用直接生成，如由長石風(fēng)化而成的高嶺石、由輝石或角閃石風(fēng)化而成的綠泥石等，或在水溶液中析出生成，如水溶液中析出的方解石 CaCO3 和石膏 CaSO