【正文】 粘性土的水理性質 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 細粒土按塑性圖分類 二、考試內容： 重點掌握內容 1．土的各物理性質指標的定義、表達式及其在工程上的實際應用。 題型：概念題 題目：流砂現(xiàn)象 答案及分析：當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的滲流相一致，它還應該符合以下要求： (a)在同一過水斷面，滲流模型的流量等于真實滲流的流量； (b)在任一界面上，滲流模型的壓力與真實滲流的壓力相等； (c)在相同體積內，滲流模型所受到的阻力與真實滲流所受到的阻力相等。 （ 4）水的粘滯度。 （ 3）土的 結構構造。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，細玻璃管的內截面積 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 生不同礦物成份、不同物理力學性質的殘積土。 14 第四紀沉積物 (層 ) 題型：填空題 題目：第四紀沉積物成因類型主要有 、 、 、 四類，建設工程上通常稱之為土。 答案及分析：巖漿巖（火成巖）、沉積巖、變質巖。由原巖風化產物 — 碎屑物質，經各種外力地質作 用（剝蝕、搬運、沉積）形成尚未膠結硬化的沉積物（層），通稱“第四紀沉積物（層）”或“土”。 六、本章例題分析： 11 土的生成 題型：概念題 題目：地質年代 答案及分析：地質年 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，還由于組成物質粗細顆?；祀s，土質不均勻，且其厚度變化很大 (上部有時不足一米，下部可達幾十米 )，尤其是新近堆積的坡積 物，土質疏松，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，時間越長，搬運、沉積在山坡下部的物質就越厚，表面傾斜度就越小。即是雨雪水流的地質作用將高處巖石風化產物緩慢地洗刷剝蝕，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 物理風化作用 答案：物理風化作用，地表巖石由于溫度變化和裂隙中水的凍結以及鹽類的結晶而逐漸破碎崩解，但其化學成分尚未發(fā)生變化，這種過程稱為物埋風化作用。 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土體內的水頭梯度小于臨危梯度。 流砂是一種不良的工程地質現(xiàn)象。 《勘察規(guī)范》將環(huán)境水對混凝土的腐蝕性分為：結晶類腐蝕，分解類腐蝕及結晶分解復合類腐蝕三類。 氫離子濃度 (負對數(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，生成石膏結晶 CaSO4178。( 1iik ??? (12) 土的滲透系數(shù)可以通過室內滲透試驗或現(xiàn)場抽水試驗來測定。在滲透速度 ? 與水頭梯度 i 的關系曲線上有 1和 2二個特征點。 i — 水頭梯度， LHHi 21 ??，即土中 1A 和 2A 兩點的水頭差 ( 21 HH ? )與兩點間的流線長度 (L)之比；圖中 1h 、 2h 為兩點的壓頭， 1z 、 2z 為位頭，則 1H 、 2H 為總水頭； k — 土的滲透系數(shù)， cm／ s，與土的滲透性質有關的待定常數(shù) 。 如圖 118。 地下水的補給與 排泄條件，以及在土中的滲透速度與土的滲透性有關。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。 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 (可達百分之百 )，這是任何其它土類所沒有的，因為腐殖質是吸水能力極高的物質； (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，沉積物的顆粒愈細小。作為地基，其強度尚高，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作用形成的。 風積物（ Qeol ） 風積物是由風作為搬運動力，將碎屑物由風力強的地方搬運到風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。由于搬運作用顯著，碎屑物質由帶棱角顆粒 (塊石，碎石及角礫 )經滾磨、碰撞逐漸形成亞圓形或圓形顆粒 (漂石、卵石、圓礫 )，其搬運距離越長，則沉積的物質越細，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，將碎屑物質搬運堆積在它流經的區(qū)域內，隨著從上游到下游水動力的不斷減弱，搬運物質從粗到細逐漸沉積下來，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，沉積了最細的粘土。 如果逐漸擴大以至連接起來，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） 坡積物是殘積物經水流搬運，順坡移動堆積而 成的土。 花崗巖殘積土是在化學風化作用下淋濾形成的產物，其礦物成分與原巖雖有本質的改變，但多保留在原位并具有它的原始形狀，其中不易風化的石英顆粒更是如此。 不同巖類具有不同的風化特征，如塊狀構造的花崗巖，多以沿節(jié)理裂隙風化，風化厚度大，且以球狀風化為主。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，將產生不同礦物成份、不同物理力學性質的殘積土。） 殘積物是由巖石風化后，未經搬運而殘留于原地的土，而另一部分則被風和降水所帶走。 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。沿斷裂面兩側的巖層未發(fā)生位移或僅有微小錯動的斷裂構造，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)。地質構造與場地穩(wěn)定性以及地震評價等的關系尤為密切，因而是評價建筑場地工程地質條件所應考慮的基本因素。 2．巖石按風化程度的劃分： 在工業(yè)與民用建筑工程地質 勘察工作中，一般根據(jù)巖石由于風化所造成的特征，包括礦物變異、結構和構造、堅硬程度以及可挖掘性或可鉆性等，而將巖石的風化程度劃分為微風化、中等風化和強風化三等。 上述三種風化作用，實際上不是孤立進行的。化學風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生的壓應力和收縮所產生的拉應力的頻繁交替，遂使巖石表層產生裂縫而崩解。在巖石嚴重風化的地區(qū)，由于風化層很厚，建造高大建筑物時常不得不將風化層全部或部分清除，而把基礎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)它的堅固性和風化程度進行分類的。 巖石的主要特征一般包括礦物成分、結構和構造三方面。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準定出十個硬度等級，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成分及其所含的雜質，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、化學成份和形態(tài)。 167。錯綜復雜的地質作用，形成了各種成因的地形，稱為地貌。 內力地質作用與外力地質作用彼此獨立而又相互依存，但對地殼的發(fā)展而言，內力地質作用一般占主導地位。未經成巖作 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變化和機械破碎。 外動力地質作用是由于太陽輻射能和地球重力位能引起的地質作用。地殼的間歇性上升，導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，上升運動和下降運動常常是間歇性的，河流就是在這種運動中形成的。 巖漿冷凝后生成的巖石，稱為巖漿巖。 根據(jù)地質作用的能量來源的不同，可分為內動力地 質作用和外動力地質作用。工程活動涉及的土體大都是在第四紀形成，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。 把各個地質歷史時期形成的巖石，結合埋藏在巖石中能反映生物演化程序的化石和地質構造，按先后順序確定下來，展示巖石的新老關系，這就是相對年 代。根據(jù)地質構造和地貌對建筑場地進行穩(wěn)定性評價，以及安巖石和土的性質對地基承載力和變形進行評價時，也需要具備地質年代的知識。而現(xiàn)在所見到的土是近期地質歷史 第四紀以來生成的尚未固結的松散物質。 。 ，巖石的分類和主要特征；第四紀沉積物的類型、分布規(guī)律及特征；第四紀沉積物類型及其工程特點。在漫長的地質年代中，由于內動力地質作用和外動力地質作用，地殼表層的巖石經歷風化、剝蝕、搬運、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，由各種營力的地質作用生成了不同類型的土；而土歷經壓密固結、膠結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 的地質年代里，地殼經歷了一系列復雜的演變過程形成了各種類型的地質構造和地貌以及復雜的多樣的巖石和土。各個地質歷史階段，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。 相對地質年代在地史的分析中廣為應用。由原巖風化產物— 碎屑物質，經各種外力地質作用（剝蝕、搬運、沉積）形成尚未膠結硬化的沉積物（層），通稱“第四紀沉積物（層）”或“土”。 導致地殼成分變化和構造變化的作用，稱為地質作用。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 如SO2， H2O， CO2 等 )的變質作用下，生成的另一種類型巖石，稱為變質巖。 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、冷縮開裂等機械破碎。 原巖風化產物 —— 碎屑物質，在雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或風等外力作用下，被剝蝕、搬運到大陸低洼處或海洋底部沉積下來，在漫長的地質年代里，沉積的物質逐漸加厚，在覆蓋壓力和含有碳酸鈣、二氧化硅、氧化鐵等膠結物的作用下，使起初沉積的松軟碎屑物質逐漸壓密、脫水、膠結，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，以某一方面的作用為主導，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風 化作用直接生成，如由長石風化而成的高嶺石、由輝石或角閃石風化而成的綠泥石等，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