第五章 土的成因类型及其工程

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1、第五章土的成因类型及其工程地质性质5.1风化作用及残积土风化作用：组成地壳的岩石在地表的常温、常压下，由于气温变化、气体、水溶液及生物的共同作用，在原地遭受破坏的过程。生物风化作用根据岩石遭受破坏的性质及方式物理风化作用化学风化作用风化作用的类型物理风化作用：使岩石发生机械破碎，岩石成分不发生变化。化学风化作用：使岩石发生破碎，而且岩石化学成分发生变化。生物风化作用：生物在活动过程中，使岩石发生破坏（机械、化学）。1）物理风化(physicalweathering)冰劈作用球状风化图解剥离作用花岗岩球状风化摄于三峡工程工区2)化

2、学风化(chemicalweathering)溶解作用：可溶性岩石被水溶解。水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅酸盐矿物主要通过此方式破坏。氧化作用：低价化合物变为高价。碳酸化作用：水中含有co2时使水解作用加剧。3）生物风化(biologicalweathering)生物物理风化---根劈作用生物化学风化---遗体新陈代谢产生有机酸岩性地质构造气候地形地下水影响岩石风化的因素：物理风化的结果：破坏岩体的完整性。化学风化的结果：改变岩石的成分。岩体的工程性质发生如下几方面变化：1、亲

3、水性变大，透水性增强。表现出膨胀、崩解、泥化等性质。2、力学强度降低，压缩性变大。风化壳垂直剖面岩石风化后的产物在地表形成的一个不连续的岩土层称为风化壳(crustofweathering)。土壤残积层半风化岩石基岩岩石风化程度划分：《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89的划分方案：强、中、微风化带《岩土工程勘察规范》GBJ50021－94的划分方案：全、强、弱、微风化带岩石风化分带的依据：颜色与光泽、矿物变异、破碎程度、强度变化和可钻性。岩石风化程度划分表（GBJ7－89）花岗岩全、强中风化带摄自三峡工程左岸永久船闸边坡风化分

4、带的意义：选取工程建设基准面。直接影响工程选址布局、岩土体稳定、地基处理、施工方法和工程造价。岩石风化的治理方法:挖除防治:1)覆盖防止风化营力入侵的材料;2)灌注胶结和防水的材料;3)整平地区,加强排水;4)预留基坑高程,分段开挖,快速回填;5.1.3残积土残积土是岩石风化后未经搬运而残留在原地的松散物；主要分布在岩石暴露于地表而受到强烈风化作用的山区、丘陵及剥蚀平原。残积物中残留的碎石矿物成分是鉴定残积物的主要依据。残积土的组成残积土主要由原岩岩屑、残余矿物及地表新生矿物组成。残积土的粒度成分和矿物成分主要受气候条件与母岩岩

5、性的控制。残积土的特性2.残积土的结构构造由于风化作用具有从地表往下随深度增加而减弱，近地表风化强烈，物质迁移流失多，原岩改变明显等特征，便残积物显示分层(分带)现象，各层之间呈逐渐过渡状态，无明显分界，更无沉积层理。3.残积土的厚度和产状残积土的产状及其厚度发育情况还与是否存在适宜的地形有关，即取决于它的残积条件。4.残积土的工程性质残积土表部土壤层孔隙率大、强度低、压缩性高，而其下部常常是夹碎石或砂粒的粘性土，或是孔隙为粘性土充填的碎石土、砂砾土，其强度较高。残积土一般透水性较强，在一定条件下，可储存地下水。5.2洪流地质作

6、用及洪积土由暴雨或融雪形成的暂时性山洪急流称洪流。洪流携带碎屑物质在山沟出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积物（地貌上称洪积扇）称洪积土。新疆天山脚下洪积扇洪流的地质作用包括冲蚀、搬运和沉积作用。洪流在流动过程中，水流及其中挟带的砂、砾通过冲、磨对沟壁、沟底进行的破坏作用，称冲蚀作用，可形成形态各异的冲沟。洪流将风化、冲蚀所形成的碎屑物搬运至沟口，因地形开阔，水流分散，流速骤减，活力降低，便发生沉积，形成的沉积物称洪积物，堆积的扇状地形称洪积扇。新疆天山脚下洪积扇5.2.2洪积土洪积土是由山洪急流搬运的碎屑物质组成的。当山洪夹带大

7、量的泥砂、石块流出沟口后，由于沟床纵坡变缓，地形开阔，水流分散，流速降低，搬运能力骤然减小，所夹带的石块、岩屑、砂砾等粗大碎屑先在沟口堆积下来，较细的泥砂继续随水搬运，多堆积在沟口外围一带。洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是工业与民用建筑物的良好地基。在离山较远的地带，洪积土的颗粒较细、成分均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述两地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成泉或沼泽地，因此

8、土质较差，承载力较低，作为建筑物地基时应慎重对待。5.3河流地质作用及冲积土在固定沟谷中长年流动的水流称河流河流侵蚀作用方式：以机械磨蚀为主，化学溶蚀为辅。河流侵蚀作用方向：下蚀源蚀侧蚀源蚀(headwarderosion)（长江源头）源蚀作用示意图：下蚀(ve