【文章內(nèi)容簡介】 s 比重（相對密度）：單位體積固體顆粒的重力與 4℃ 時同體積水的重力之比 （ ds）。 w s sd 三、孔隙度和孔隙比： 孔隙度：孔隙體積與巖石總體積之比（ n）。 %100 V Vnn 孔隙比：孔隙體積與巖石中固體顆粒體積之比（ e）。 s n V Ve 第二節(jié) 巖石的水理性質(zhì) 一、吸水性：指巖石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。 吸水率：（常壓條件下）吸入水量與干燥巖石質(zhì)量之比 。 %10011 s w G Gw 飽水率：（ 150個大氣壓下或真空）吸入水量與干燥巖石質(zhì)量之比。 %10022 s w G GW 飽水系數(shù)：巖石吸水率與飽水率之比。 2 1 W WK w （ ~ ） 二、透水性：指巖石能透過水的能力。用滲透系數(shù) K表示。（ m/s） 達(dá)西層流定律： FIK F dl dhKQ 滲透系數(shù)： I V FI QK 三、軟化性：指巖石浸水后強(qiáng)度降低的性質(zhì)。用軟化系數(shù) KR表示。 軟化系數(shù) ：干燥單軸抗壓強(qiáng)度。 飽和單軸抗壓強(qiáng)度。 R RKc R 一般軟化系數(shù) ＜ RK的巖石具軟化性。 四、抗凍性：指巖石抵抗凍融破壞的能力。 強(qiáng)度損失率：凍融前的強(qiáng)度 凍融前后強(qiáng)度差 lR 不抗凍的巖石 RL＞ 25％ 重量損失率：凍融前的重量 凍融前后重量差 GL＞ 2％ KW＞ 五、可溶性：指巖石被水溶解的性能。 六、膨脹性：指巖石吸水后體積增大的性能。 七、崩解性：巖石（干燥）泡水后，因內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞而崩解的性能。 第三節(jié) 巖石的力學(xué)性 質(zhì) 一、變形：巖石受力后發(fā)生形狀改變的現(xiàn)象。主要變形模量和泊松比表示。 50 5050 0 1 ＝割線模量 塑性模量 彈性模量 變形模量 、變形： E E E E s s t T 泊松比：指橫向應(yīng)變 與縱向應(yīng)變 11 之比。 h h d d U 1111 二、強(qiáng)度：指巖石受力破壞時承受的最大應(yīng)力。 抗壓強(qiáng)度：（烘干、垂直結(jié)構(gòu)面受壓、單軸） A PR 3 3 105 555 cm cm 試樣尺寸： 抗拉強(qiáng)度：（一般用劈裂法） 2 2 a PR t 抗剪強(qiáng)度 巖石粘聚力 巖石內(nèi)摩擦角 C AP AP ctg /cos /sin 點荷載強(qiáng)度： 2D PI s 第四節(jié) 風(fēng)化作用 一、定義：地表及地下一定深度的巖石，在自然因素作用下，發(fā)生機(jī)械破碎和成 分改變的過程。 二、風(fēng)化作用類型： 物理風(fēng)化：指 巖石在自然因素作用下以機(jī)械破碎為主，無明顯成分改變 的過程。 （ 1）熱脹冷縮作用：主要發(fā)生在晝夜溫差變化大的地區(qū)。 （ 2）冰劈作用：主要發(fā)生在雪線附近。 （水結(jié)冰時，體積增加 1／ 11，對兩壁巖石產(chǎn)生 96Mpa的壓力） （ 3）鹽類結(jié)晶作用：主要發(fā)生在強(qiáng)烈蒸發(fā)的干旱地區(qū)。 （明礬結(jié)晶，體積膨脹 50％，壓力達(dá) 40kg/cm2） 化學(xué)風(fēng)化：指巖石在自然因素作用下以化學(xué)成分改變?yōu)橹?，無明顯機(jī)械 破碎的過程。 （ 1）溶解作用： 3 2 232232)(HCOCHCOCaCOOHCaCOa （ 2）水化作用： )(22424倍體積增大 OHCaSOOHCaSO （ 3）氧化作用：4223222283211154SOHOHOFeOHOFS （ 4）碳酸化作用：45222232223)(432OHOSiAlOHSiOCOKOHOKAISi 生物風(fēng)化：指由生物活動過程引起的巖石風(fēng)化。 （ 1）生物物理風(fēng)化：根劈作用 （ 2）生物化學(xué)風(fēng)化：有機(jī)酸侵蝕 （三）影響風(fēng)化的內(nèi)部因素： ） ，越易風(fēng)化。：氣孔、層理、片理等構(gòu)造：構(gòu)造越復(fù)雜（如 易風(fēng)化。結(jié)晶程度：結(jié)晶越好越 狀礦物易風(fēng)化。顆粒形態(tài)：針、柱、片 化。易風(fēng)化；斑狀結(jié)構(gòu)易風(fēng)顆粒大?。侯w粒越粗越 結(jié)構(gòu)： 物易風(fēng)化。色礦物）易風(fēng)化；復(fù)礦成分：熱敏感礦物（暗 易風(fēng)化。目前環(huán)境差異越大，越成因：巖石形成環(huán)境與 、巖石性質(zhì)： 1 。巖石越破碎，越易風(fēng)化 。數(shù)和密度），越易風(fēng)化節(jié)理越復(fù)雜（指節(jié)理組 、地質(zhì)構(gòu)造： 2 化學(xué)風(fēng)化為主溫暖潮濕 物理風(fēng)化為主寒冷干燥 、氣候： 3 化學(xué)風(fēng)化為主平緩 ： 物理風(fēng)化為主陡峻： 、地形： 4 （四）巖石風(fēng)化程度分級： 分級依據(jù)： 差，風(fēng)化程度越高。巖體結(jié)構(gòu)：巖體結(jié)構(gòu)越 低，風(fēng)化越嚴(yán)重。巖石相比，力學(xué)強(qiáng)度越巖石力學(xué)性質(zhì)：與新鮮 隙越多，風(fēng)化越嚴(yán)重。巖石破碎程度：風(fēng)化裂 礦等），風(fēng)化越嚴(yán)重。多（如次生粘土、褐鐵礦物成分：次生礦物越 化越嚴(yán)重。相比，顏色越暗淡，風(fēng)礦物顏色：與新鮮巖石 分級：（共五級） 未風(fēng)化 微風(fēng)化 弱風(fēng)化 強(qiáng)風(fēng)化 全風(fēng)化 工程加固。 排除地下水 。 。清除強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化層 噴漿護(hù)坡和封閉基坑。 堵塞裂隙。灌漿 （五）風(fēng)化防治措施： 第五節(jié) 巖石、土的工程分類 一、按巖石堅硬程度劃分： 堅硬巖 較堅硬巖 較軟巖 軟巖 極軟巖 Rc：＞ 60MPa 6030MPa 3015MPa 155MPa 5MPa 二、巖土按施工工程分級：（鐵路部門） VI V IV III II I 松土 普通土 硬土 軟石 次堅石 堅石 三、土的分類 （一）土的顆粒分組及按 顆粒級配分類 mm mm mm mm mm mm 202 20200 200 1 ＜粘粒： 粉砂： 砂： 圓礫、角礫： －＝卵石、碎石： ＞漂石、塊石： ）：、顆粒分組又叫（粒組 按顆粒級配（不同粒級的含量）分類 17 1710 50252 502 5020 50200 ＞粘土： ＜粉質(zhì)粘土： 粘土： ％，塑性指數(shù)的顆粒＜＞粉土： ％的顆粒＞＞粉砂： ％的顆粒＞＞細(xì)砂： ％的顆粒＞＞中砂： ％的顆粒＞＞粗砂： ％－的顆粒占＞礫砂： 砂類土： ％的顆粒＞＞圓礫土、角礫土： ％的顆粒＞＞卵石土、碎石土： ％的顆粒＞＞漂石土、塊石土： 碎石類土 P P P I I Imm mm mm mm mm mm mm mm mm 備注：液限：土從流動狀態(tài)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水量。 WL 塑限：土從可塑狀態(tài)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)的界限含水量。（目前用搓條法 確定塑限）。 WP 塑性指數(shù)：是液限和塑限的差值。表示土處在可塑狀態(tài)的含水量變化 范圍。 風(fēng)積土 瘀積土 沖積土 洪積土 坡積和崩積土 殘積土 （二）土的成因分類： （三）特殊土分類 定義：指按區(qū)域性分布的，具有某種特殊性質(zhì)的土。 填土 鹽漬土 紅粘土 凍土 軟土 膨脹土 黃土 、分類： 2 第六節(jié) 特殊土的工程性質(zhì) 特殊土：主要按區(qū)域分布，具有某種特殊性質(zhì)的土。 一、黃土： 定義：在干旱氣候條件下形成的一種淡黃色或褐黃色的特殊土。 成因和分布：沙漠下風(fēng)處，即秦嶺以北 11個省市，面積 64萬 km2。主 要在甘肅中部和東部、寧夏南部、陜西北部、山西北部，共 km2，厚 100 － 200m。 特征： （ 1）顆粒粒度：以粉砂為主，占 60~70％，其次為粘土。 （ 2）易溶鹽含量高，碳酸鹽類占 10~30％，其次為氯化物和硫化物 。 （ 3）質(zhì)地均一，結(jié)構(gòu)松散，孔隙大，孔隙度為 33~64％。 （ 4）垂直節(jié)理發(fā)育。 （ 5）具濕陷性。 分類： 沖積黃土 洪積黃土 坡積黃土 殘積黃土 （黃土狀土） 次生黃土（流水改造） 原生黃生（風(fēng)成） ）按成因分類（ 1 萬年）（午城黃土 萬年）（離石黃土 萬年）（馬蘭黃土 萬年）（全新世黃土 ）按形成年代分類（ 300 100 10 1 2 1 2 3 4 Q Q Q Q 12 34 Q 3 Q 、非濕陷性黃土 非自重濕陷性黃土 自重濕陷性黃土 、濕陷性黃土 ）按失陷性分類（ 主要工程地質(zhì)問題 （ 1）黃土的濕陷性：地表局部匯水 溶解潛蝕 碟形洼地 （ 2）黃土陷穴：地下水潛蝕 地下洞穴 塌陷（形成于地下水水力梯度大 的地方）。 6. 濕陷性黃土的土質(zhì)改良 (1) 重錘表層夯實：一般采用 ～ ，落距 ～ ，可消除地下 ～ 黃土層的濕陷性。 (2) 強(qiáng)夯： 一般采用 8～ 40t的重錘（最重達(dá) 200t）， 落距 10～ 20（最大達(dá) 40m)的高度自由 下落，擊實土層。 (3) 土墊層：先將處理范圍內(nèi)的黃土挖出，然后用素土或 灰土在最佳含水量下回填夯實?？上?除地表 下 1～ 3m的黃土層的濕陷性。 (4) 擠密樁：先在土內(nèi)成孔，然后在孔中分層填入 素土或灰土并夯實。在成孔和填土夯 實過程中，樁周的土被擠壓密實，從 而消除濕陷性。 (5) 化學(xué)灌漿加固：通過注漿管，將化學(xué)漿液注入 土層中，使溶液本身起化學(xué)反 應(yīng)，或溶液與土體起化學(xué)反 應(yīng)，生成凝膠物質(zhì)或結(jié)晶物 質(zhì)，將土膠結(jié)成整體，從而消 除濕陷性。 二、膨脹土 定義：由強(qiáng)親水粘土礦物組成的，具有膨脹結(jié)構(gòu)，以及強(qiáng)脹縮性，多裂 隙性，強(qiáng)度衰減性的高塑性粘土。 成因和分布：風(fēng)化的粘土礦物被流水帶到東南部河流中下游沉 積。當(dāng)為 蒙脫石、伊犁石時為膨脹土。主要分布在太行山 —— 秦嶺 —— 四川盆地西緣 —— 云南下關(guān)這一線的東南邊。 特