工程地质学第六章 岩土的工程地质特征

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1、6岩土的工程地质特征一、土的工程地质特征由岩石风化、剥蚀、搬运、沉积而成。关于土的组成、物理力学性质、分类等内容在《土力学》中讲授。1、砾石土特征：⑴颗粒大；⑵孔隙多；⑶透水性强；⑷压缩性低；⑸强度高；⑹承载力比较高，一般为良好的天然地基。问题：透水、涌水、渗漏等。2、砂土特征：⑴颗粒比较大；⑵孔隙比较多；⑶透水性比较强；9⑷压缩性低；⑸强度比较高；⑹承载力比较高。一般中粗砂为良好的天然地基，粉细砂较差。存在问题：⑴中粗砂的涌水、渗漏等问题。⑵粉细砂的流砂、管涌、液化等问题。3、粘性土特征：粘性土含有大量粘土矿物，颗粒很细，其性质与粘粒含量、含水量、孔隙比等有

2、关，例如：粘粒含量↑，则变形↑，强度↓，透水性↓含水量↑，则变形↑，强度↓，4、特殊土（1）淤泥类土：是典型的软弱地基土。其含水量(w＞50%)、孔隙比（e＞1）很高；压缩性高（α＞10kPa-1）；透水性差（k＜10-69～10-8cm/s）；强度很低。（2）填土：包括素填土、冲填土和杂填土三种。①素填土：由碎石、砂土、粉土或粘土中的一种几种组成，含有较少杂质。其性质与其密实度和均匀性有关。经过压实的素填土其性能比较好。自然压实的粘土约经10年粉土约经5年砂土约经2年可作一般天然地基。②冲填土：水力冲填泥砂形成，其含水量高，透水性差，多呈软～流塑状态，其压缩

3、性高，强度低。③杂填土：其成分复杂，含有垃圾、废料等，密实度极不均匀，承载力和变形差异大，是典型的不良地基。此外，还有膨胀土、残积土、盐渍土、冻土等特殊土类。9二、岩石的工程地质特征包括岩石的物理性质、水理性质和力学性质三部分。（一）岩石物理性质:1、重力性质：①重力密度（或比重）：岩石中固体颗粒与4℃水的重力之比值。约为2.5～3.3。②重度：单位体积的岩石重力。约为22～30kN/m3。2、孔隙性质：岩石含有孔隙、裂隙的性质，常用孔隙率（n）表示。岩石内孔隙、裂隙体积与总体积之比。表示岩石内孔隙、裂隙的发育程度。（二）岩石水理性质:岩石与水作用的性质，如透

4、水、溶解、软化等性质。1、吸水性：表示岩石吸水的性质，用吸水率w1和饱水率w2表示。9w1为常压下岩石吸水的能力，即岩石所吸水分与风干岩石的重力之比。w2为高压或真空条件下岩石吸水的能力。饱水系数=w1/w22、透水性：水通过岩石的能力，与裂隙、孔隙的大小及连通程度有关。用渗透系数表示。3、溶解性：岩石的化学成分溶于水的性质。4、软化性：岩石受水作用强度降低的性质。与其矿物成分、结构、构造特征有关，如岩石中粘土矿物含量高，孔隙率大，则易受软化。用饱水、风干岩石的强度之比表示软化系数。软化系数越小，则岩石在水作用下强度和稳定性越差。9一般软化系数小于0.75的岩

5、石，则为强软化岩石，其工程性质较差。5、抗冻性：岩石抵抗冰冻作用的能力。因孔隙、裂隙水结冰时产生膨胀压力，使岩石的强度和稳定性遭受破坏而降低。岩石的抗冻性用岩石冻结前后的抗压强度降低率表示。强度降低率小于25%，则为抗冻；反之为不抗冻。常见岩石的物理性质和水理性质指标见表7－1。9（三）岩石力学性质:包括岩石的强度和变形性质。1、岩石的变形性质：⑴σ～ε关系的非线性。因岩石内存在孔隙、裂隙，在较小荷载作用下孔隙、裂隙即产生闭合，出现不可恢复的塑性变形。因此其σ～ε为非线性（见图7-1逐级连续加载）。且其重复加载时，σ～ε曲线的滞回环逐渐变窄而长。如图7－2所示

6、（a为恒量重复加卸载，b为变量重复加卸载）。⑵变形的各向异性。因内部结构弱面的影响，变形的各向异性表现为：E∥＞E⊥9即：∥结构弱面，E↑，变形小；⊥结构弱面，E↓，变形大。　⑶三向状态下岩石呈塑性。2、岩石的强度性质：⑴抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度；表现为脆性特征。不同岩石的抗压强度相差悬殊，一般为5～300MPa。常见岩石的抗压强度和抗拉强度见表7－3。⑵三向抗压强度＞二向抗压强度＞单向抗压强度。9⑶强度的各向异性。因内部结构弱面的影响，强度的各向异性表现为：R∥＜R⊥即：∥结构弱面，R↓，强度小；⊥结构弱面，R↑，强度大。（四）响岩石工程地质性质的因素—

7、—见第二章矿物与岩石。9