地基与基础工程(工程地质勘察

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1、主编：曹海成李娟单元1工程地质勘察地基与基础工程施工DiJiYuJiChuGongChengShiGong11.1土的物理性质与工程分类11.2工程地质勘察2单元1工程地质勘察目录2单元1工程地质勘察教学目标1.掌握土的成因与组成、物理性质、工程分类与鉴别方法；2.能够根据岩土的基本性质与地质常识，阅读建筑场地工程地质勘察报告。31.1土的物理性质与工程分类单元1工程地质勘察4自然界中土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物。土的物理性质是指固相、液相、气相三相的质量与体积之间的

2、相互比例关系及固相、液相两相相互作用表现出来的性质，前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程度和干湿状况；后者主要研究黏性土的可塑性、胀缩性及透水性等。1.1土的物理性质与工程分类51.土的概念地球表面30～80km厚的范围是地壳。地壳中原来整体坚硬的岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积，形成固体矿物、水和气体的集合体称为土。土是由固相、液相、气相三相物质组成；或者说土是由固体相、液体相、气体相和有机质（腐殖质）相四相物质组成。1.1土的物理性质与工程分类1.1.1土的成因62.土的形成和演变地壳表面广泛分布着的土体

3、是完整坚硬的岩石经过风化、剥蚀等外力作用而瓦解的碎块或矿物颗粒，再经水流、风力或重力作用、冰川作用搬运在适当的条件下沉积成各种类型的土体。靠近地表的土体经过生物化学及物理化学变化（即成壤作用）形成土壤；未形成土壤的土，继续受到风化、剥蚀、侵蚀而再破碎、再搬运、再沉积等地质作用。时代较老的土在上覆沉积物的自重压力及地下水的作用下，经受成岩作用，逐渐固结成岩，强度增高，成为“母岩”。1.1土的物理性质与工程分类71.1.2.1土的组成土是由固体颗粒、液体水和气体三部分组成（图1.1），换句话说，即土是由固相、液相和气相三相

4、组成。土中的固体矿物构成骨架，骨架之间贯穿着孔隙，孔隙中充填着水和空气，三相比例不同，土的状态和工程性质也不相同。固体+气体（液体=0）为干土，干黏土较硬，干砂松散；固体＋液体＋气体为湿土，湿的黏土多为可塑状态；固体＋液体（气体=0）为饱和土，饱和粉细砂受震动可能产生液化，饱和黏土地基沉降需很长时间才能稳定。1.1.2土的组成与结构1.1土的物理性质与工程分类8图1.1土的三相比例1.1土的物理性质与工程分类9土的三相比例如图1.1所示，其中：m=mw+ms（1.1）Vv=Va+Vw（1.2）V=Vv+Vs（1.3）式

5、中m----土的总质量；mw----土中水的质量；ms----土中固体颗粒的质量；V----土的总体积；Va----土中气体所占的体积；Vw----土中水所占的体积；Vs----土中固体颗粒所占的体积；Vv----土中孔隙所占的体积。1.1土的物理性质与工程分类10（1）土的固体颗粒颗粒的大小通常以粒径表示。工程上按粒径大小分组称为粒组，即某一级粒径的变化范围。土中各粒组的相对含量称为土的粒径级配。土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。实验室常用的颗粒分析方法有筛分法和密度计法。

6、1.1土的物理性质与工程分类11（2）土中水组成土的第二种主要成分是土中水。在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以是液态、固态或气态，存在于土中的液态水又可分为结合水和自由水两大类。土中细粒越多，即土的分散度越大，水对土的性质的影响也越大。1.1土的物理性质与工程分类12（3）土中气体在非饱和土中，土颗粒间的孔隙由液体和气体充满。土中气体一般以下面两种形式存在于土中：一种是四周被颗粒和水封闭的封闭气体，另一种是与大气相通的自由气体。当土的饱和度较低，土中气体与大气相通时，土体在外力作用下，气体很快从孔隙中排出，则土的

7、强度和稳定性提高。当土的饱和度较高，土中出现封闭气体时，土体在外力作用下，体积缩小；外力减小，则体积增大。因此，土中封闭气体增加了土的弹性。同时，土中封闭气体的存在还能阻塞土中的渗流通道，减小土的渗透性。1.1土的物理性质与工程分类131.1.2.2土的结构土颗粒之间的相互排列和连续形式称为土的结构。（1）单粒结构单粒结构又称粗颗粒土，如卵石、砂等。（2）蜂窝结构当土颗粒较细（粒级在0.002～0.02mm）时，会在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒时，由于土粒之间的分子吸引力大于颗粒自重，则正常土粒被吸引而不再下沉，形成

8、很大孔隙的蜂窝状结构。（3）絮状结构粒径小于0.005mm的黏土颗粒在水中长期悬浮并在水中运动时，形成小链环状的土集粒而下沉。1.1土的物理性质与工程分类14按土开挖的难易程度可将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石八类。松软土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和