矿大工程地质学基础.第二章岩土体的工程地质性质(资源)ppt课件.ppt

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1、中国矿业大学工程地质学基础第二章岩土体的工程性质第二章岩土体的工程性质主要内容:一、岩土体的物质组成与性质二、土的物质组成与性质三、岩体结构及其工程性质四、风化岩体的工程地质性质第一节  岩土体的物质组成与性质一、岩土体的物质组成矿物+颗粒联结1岩土体：是非均质、各向异性、厚度不等，具有一定次序并含有一定结构的多层岩土层，且存在于一定的地下水、温度及应力场环境中的地质体。2岩体与土体共性：  a.都为矿物集合体;b.有固相、液相和气相组成的多相体系;c.相互转化：土---成岩作用---岩石；岩石--风化作用---土;第一节  岩土体的物质

2、组成与性质3岩体与土体差别：  a.结构形式 岩石——存在断层、节理、裂隙等结构面;土——一般是连续; b.连结形式  岩石--结晶连结、胶结连结--硬连结;土--无连结、水连结或水胶连结等;c.力学性质  岩石比土具有强度高、不易变形及整体性和抗水性好，但缺陷是存在断层、节理等构造面;d.地应力  岩体--有较高地应力;土体—自重应力状态;第一节  岩土体的物质组成与性质二、工程地质性质1土体：    不是各土层性质的叠加而是相互影响淤泥、砂土液化、欠固结、特殊土2岩体：    结构起控制作用第一节  岩土体的物质组成

3、与性质三、 工程地质岩组岩土工程地质类型划分--联合国教科文组织（UNESCO）和国际工程地质协会（IAEG） 1划分:  工程地质单元   工程地质类型（ET）、岩石类型（LT）、岩石综合体（LC)、工程地质岩组(LS)   a.ET--精度高，物理状态和岩性均匀.   b.LT--包含不同ET其成分、结构和构造是均匀的,但物理状态不均匀,存在一定范围.   c.LC--一组发育在特定古地理和地质构造条件下的成因相关的LT组成,空间分布均一,物理状态不同.   d.LS--在相似的古地理构造条件下形成,具有共同的岩性性质和一

4、般的均匀性.第一节  岩土体的物质组成与性质2.目的:研究对比和量化计算3.原则:A)精度有高到低       B)必须以实际资料为前提4依据:A)地层形成时代及顺序       B)岩石成因类型、岩性及岩相变化       C)岩石的物质组成及组织结构       D)成层条件及厚度变化       E)岩层的原生结构面标志       F)岩石的物理力学性质划分举例第二节  土的物质组成与性质一、土的颗粒特征二、土的矿物成分三、土中的液体和气体四、土的结构构造五、土的物理性质六、粘性土的稠度和可塑性七、土的力学性质（本部分为

5、煤层气专业补充内容）一、土的颗粒特征1、粒度、粒组和颗粒形状粒度：天然土是由大小不同的颗粒组成的，土颗粒的大小通常以其平均直径表示，称为粒径，又称为粒度。粒组：天然土的粒径一般是连续变化的，为了描述的方便，工程上把大小相近的土粒合并为组，称为粒组。颗粒形状：椭球状、针片状、棱角状。。。。一、土的颗粒特征2、土粒粒组的划分由于土粒的形状是不规则的，很难直接测量颗粒的大小。间接的测量方法为筛分法（>0.075mm）和沉降分析法（<0.075mm）。粒组的划分，不同国家和行业部门规定不同。我国的规范标准中《土的工程分类标准》（GB/T50145-

6、2007）、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）、《建筑地基基础设计规范》，（GB50007-2002）一、土的颗粒特征一、土的颗粒特征3、土粒组成的表示方法1）颗粒级配概念土的颗粒大小及其组成情况，通常用土中各个不同粒组的相对含量（各粒组干土质量的百分比）来表示，称为土的颗粒级配。2)特征粒径及应用二、土的矿物成分无机矿物原生矿物：石英、长石、云母等次生矿物可溶的：岩盐、石膏、方解石等不可溶的：粘土矿物、次生SI02、R2O3有机质:腐殖质、泥炭二、土的矿物成分1、矿物成分与粒度成分的关系二、土的矿物成分3、粘土矿物的结晶结构

7、及基本特征蒙脱石组（M-Montmorillonite）高岭石组（K-Kaolinite）伊利石组（I-Illite）SI-O四面体示意图四面体与八面体组成粘土矿物的层状结构AL-O-OH八面体示意图不同粘土矿物的特征蒙脱石晶层构造示意图（M）T-O-TMontmorillonitenH2OnH2O晶间O连接活动性大、可以大量进入水分子、压缩性、膨胀性强Montmorillonite高岭石晶层构造示意图（K-KaoliniteT-O-T-O-T-O-）晶间氢建连接、膨胀性小、压缩性小KaoliniteK+K+伊利石晶层构造示意图（I-Ill

8、ite）K+K+性质介于蒙脱石和高岭石之间Illite三、土中的液体和气体1、土的液相土的液相指存在于土孔隙中的水。通常认为这个水是中性的，其实为电解质溶液。按照水土相互作用程度