岩土工程地质分级与分类(1)

7.岩土工程地质分级与分类工程地质学7.岩土工程地质分级与分类•主要内容介绍•重点阐述岩体分级目的、影响岩体质量的主要因素以及岩体分级代表性方案；•详细介绍：•《工程岩体分级标准》；•《土的分类标准》和地基土的分类，并对我国几个主要特殊土的基本特性进行简要的介绍。7.1.工程岩体分级•7．1.1.工程岩体分级的目的•工程岩体—建筑物的地基与围岩的岩体。•目的--得出设计计算指标或参数，以便使工程建设计达到经济、合理、安全的目的。••通用的分级---大致的分级•岩体工程分级类型•专用的分级---深入和细致的分级7.1.2.影响岩体工程性质的主要因素•(1).岩石强度和质量(致密度程度)•(2).岩体的完整性•(3).水的影响主要因素对工程而言----什么样的岩体(石)较好？7.1.2.影响岩体工程性质的主要因素•影响岩体工程性质的因素，从地质观点来看主要有：•7．1．2．1岩石强度和质量•(1).强度(软、硬)；••(2).变形性(结构上的致密、疏松)；•岩石质量表现岩石质量评价方法和标准--单轴抗压强度指标.•被节理切割之岩块的平均尺寸•节理裂隙出现的频度表达；•灌浆时的耗浆量，施工中日进尺量；•钻进时的岩心获得率，•抽水试验中的渗流量等7．1．2．2岩体的完整性岩体的完整性表达方式7.1.2.3.水的影响•(1).岩石的物理力学性质恶化；•(2).使裂隙形成渗流，影响稳定性•水对岩体质量•的影响表现水对岩石影响的表示方法----软化系数KK＝fh/fK7.1.4.工程岩体分级标准(CB50218—94)•岩体基本质量分级主要因素是：•坚硬程度＋完整程度•为此，《工程岩体分级标准》提出了初步定级和详细定级的两类定级方法。•(1).岩石强度和质量(致密度程度)•(2).岩体的完整性•(3).水的影响主要因素7.1.4.1工程岩体质量的初步分级•(1)岩石坚硬程度的确定---两种方法•①.定性划分•②.定量确定坚硬程度•①.定性划分•②.定量确定完整程度•①.岩石的坚硬程度的定性划分—经验观察②.岩石的坚硬程度的定量确定--RC•RC—岩石饱和单轴抗压强度(MPa)122.在我国工程岩体分级标准中，软岩表示岩石的饱和单轴抗压强度为（）。A15~30MPaB5MPaC5~15MPaD2MPa(2).岩体完整程度的确定•①.定性划分•②.定量确定•①.岩体完整程度的定性划分----结构面发育程度结构面结合程度的划分②.岩石的完整程度(KV)的定量确定—节理数JV岩体完整程度的定量指标采用岩体完整性指数(Kv)的实测值和岩体体积节理数(JV)表示。选择题•123.我国工程岩体分级标准中岩体完整性确定是依据（）。•ARQD(岩芯采取率)B节理间距C节理密度•D岩体完整性指数或岩体体积节理数•124．在我国工程岩体分级标准中，较完整岩体表示岩体的完整性指数(KV)为（）。•A.0.55~0.35B.0.35~0.15C.0.55D.0.75~0.55•125.在我国工程岩体分级标准中，岩体基本质量指标是由哪两个指标值确定的？（）。•ARQD和节理密度B岩石单轴饱和抗压强度和岩体的完整性指数C地下水和RQDD节理密度和地下水•答案：122.C123.D124.D125.B(3).岩体基本质量分级—考虑坚硬与完整因素•据下式确定岩体基本质量指标(BQ)•BQ＝90十3RC＋250Ｋv•主要考虑两个指标：抗压强度RC和完整性Ｋv•RC－－单轴抗压强度(ＭPa。)•Ｋv----(JV)条/m3•据上述岩体的定性和定量指标可对岩体的质量进行初步定级：计算题•127.某岩石、实测单轴饱和抗压强度RC=55MPa，完整性指数KV=0.8，外鉴别为原层状结构，结构面结合良好，锤击清脆有轻微回弹，按工程岩体分级标准确定该岩石的基本质量等级为（）。•AI级BII级CIII级DIV级•解：据公式：BQ＝90十3RC＋250Ｋv得：•BQ=90+3×55+250×0.8=455•属几级？•答案B•128．岩石与岩体的关系是（）。•A岩石就是岩体B.岩体是由岩石和结构面组成的•C.岩体代表范围＞岩石D.岩石是岩体主要组成部分•129．大部分岩体属于（）。•A均质连续材料B.非均质材料C.非连续材料•D.非均质、非连接、各向异性材料•答案：128.B129.D•130．影响岩体质量的主要因素为（）。•A.岩石类型、埋深B.岩石类型、含水量、温度•C.岩体的完整性和岩石的强度•D.岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深•131．我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程度确定是按照（）。•A.岩石的饱和单轴抗压强度B.岩石的抗拉强度•C.岩石的变形模量D.岩石的粘结力•答案：130.C131.A.7.1.4.2工程岩体质量的详细分级•当遇地下水、或受软弱结构面影响或存在高初始应力现象时、则岩体的稳定性降低，故应对岩体基本质量指标值进行修正，修正后的质量定级则为岩体质量的详细定级。•岩体基本质量指标修正值的计算式：•[BQ]＝BQ－100（K1+K2+K3）•岩体基本质量指标修正值的计算式：•[BQ]＝BQ－100（K1+K2+K3）•K1--地下水影响修正系数；•K2--主要软弱结构面产状影响修正系数；•K3--初始应力状态影响修正系数；•K1+K2+K3↗，［BQ］↘，岩体质量↘•K1+K2+K3的值如何取，详见教材选择题•126.我国工程岩体分级标准中是根据哪些因素对岩石基本质量进行修正的？（）。•①地应力大小；②地下水；③结构面方位；④结构面粗糙度。•A①，④B①，②C③D①，②，③•答案：126.D7.2.土的工程分类•7.2.1概述•土(或土体)-----是地表还没有固化成岩的松散堆积物，是各种地质作用形成的地质体。•7.2.2.土的工程分类方案简介•7.2.2.1：土的分类标准(GBJ145-90)•(1).土颗粒组成及其特征；•分类的依据(2).塑性指标(液限、塑限和塑性指数)；•(3).有机质的存在情况;(1).分类的一般规定---自学(2).一般土的分类巨粒土和含巨粒土粗粒土细粒土粒间无连结或有微弱的水连结---无粘性土砾类土砂类土----含较多粘粒，有结合水----粘性土•一般土的分•类及特征主要特征重点掌握内容•(1).一般土•工程用土的类型•(2).特殊土•①.砾类土•砾类土：砾粒组60㎜≥d2㎜质量＞50%的粗粒土。•组成：岩屑、石英、长石等原生矿物•特点：•a.颗粒大，呈单粒结构•b.孔隙大、透水性强、压缩性低，内磨擦角大、抗剪强度高。•c.可作为混凝土的粗骨料和辅路材料•②.砂类土2㎜≤d≥0.075㎜•组成：石英、长石及云母等原生矿物。•特点：•1).单粒结构•2).透水性强、压缩性低、强度较高•3).粗中砂土可作为混凝土骨料，细砂土粉砂土不可。•③.细粒土•细粒土：细粒组（d≤0.075㎜）≥总质量50%的土。•组成：含一定数量亲水性较强的粘土矿物，粘粒含量较多。•特点：呈团聚结构，孔隙细小而多，压缩量较大且变形速度缓慢，抗剪强度主要取决于内聚力，而内摩擦角较小。7.2.2.2.地基土的分类•碎石土、•砂土、•粉土、•粘性土•人工填土等。•该分类属专门分类，共分为：地基土的分类•(1)碎石土碎石土的分类•(2)砂土砂土的分类(3).粉土粒径＞0.075mm的颗粒含量不超过50％、塑性指数≤10的土。砂质粉土粉土粘质粉土。•(4).粘性土•塑性指数＞10的土。•按沉积年代、塑性指数可分为：A.老粘土---Q早期或以前形成B.一般粘性土---Q中晚以后形成C.新近粘性土--A.粉质粘土---10＜Ip≤17B.粘土----Ip＞17①.粉质粘土②.粉质粘土粘性土的类型（10万年）（9千）按形成年代按塑性指数7.2.3.我国主要特殊土的基本特征•1.黄土•2.红粘土•3.软土•4.膨胀土•5.冻土•6.盐渍土特殊土类型7.2.3.我国主要特殊土的基本特征•特殊土是指某些具有特殊物质成分与结构，而且工程地质性质也比较特殊的土。•7.2.3.1.黄土★•(1)、黄土的成因及分布•①.成因：是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的陆相松散堆积物。呈黄色，以粉粒为主。•原生黄土----风对沙漠物质的搬运和沉积形成。•次生黄土-----河流搬运沉积的产物。•②.矿物成分：石英，长石，碳酸盐矿物为主。•③.化学成分：SiO250-60%、Al2O39-12%、CaO7-10%、MgO3%、Fe2O34-5%、K2O2%。④.黄土分布：中纬度气候温暖地带。沟壑纵横的黄土高原•(4).黄土的一般工程地质性质•①.密度小（1.3-1.5g/cm3)，孔隙较大、孔隙率高（45-55%)，•②.含水较少(W在10—25%之间)，常处于半固态或硬塑状态；•③.透水性较强；•④.具湿陷性：在一定压力作用下受水浸湿后，产生显著沉陷的，称湿陷性。•⑤.压缩性老的低，新的高；强度高与含水量有关；7.2.3.2红粘土•(1).红土的定义与形成条件•碳酸盐类岩石经强烈化学风化后形成的高塑性粘土。•多形成于南方多雨的潮湿气候。•(2)成分、结构特征•①.红粘土粘粒含量较高，以0.002mm的细粘粒为主。矿物成分以粘土矿物为主。•②.常呈蜂窝状和棉絮状结构。颗粒之间具有较牢固的铁质或铝质胶结•③.红粘土中常有很多裂隙、结核和土洞存在，从而影响土体的整体性。••(4).红粘土的工程地质特点•①.高塑性和分散性•②.高含水量、低密实度•③.强度较高，压缩性较低•④.具明显的收缩性，膨胀性轻微7.2.3.3.软土•(1).软土的成因类型•软土---天然含水量大、压缩性高、承载力低的软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土及饱和粘性土、粉土等。•形成条件---在静水或水流缓慢的环境中，经生物化学作用形成，含较多有机质。••①.滨海沉积•②.湖泊沉积•③.河滩沉积•④.沼泽沉积A.滨海相B.泻湖相C.溺谷相D.三角洲相软土的成因类型•(2).软土的工程性质（重点掌握内容）•①.触变性•软土受到振动后，强度降低，并变成稀释状态。易产生侧向滑动，沉阵及基底面两侧挤出等现象。•②.流变（蠕变）性•软土除排水固结引起变形外，在剪应力作用下，土体还会发生缓侵而长期的剪切变形。使建筑物的沉降加大，对斜坡、堤岸、码头及地基稳定性不利。•③.高压缩性•造成建筑物的沉降量大。如：沿海闽、浙一带软土地基沉降历时长，5年后仍以3~4cm/年下沉。•④.低强度•软土施工时应注意控制施工速度和加荷速度。•⑤.低透水性•要注意加荷初期地基易出现高孔隙水压力。•⑥.不均匀性•粘性土层中常局部夹有厚薄不等的粉土，使建筑物产生差异沉降。7.2.3.4.膨胀土•（1）定义：•主要由亲水性矿物伊力石和蒙脱石组成，具有强烈的吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土称膨胀土。（2）膨胀土的化学成分•以SiO2，Al2O3，Fe2O3为主：•（3）对工程的影响：•吸水上抬，失水土裂；浅层滑坡，地裂，基槽及路堑坍塌。7.2.3.6.盐渍土•（1）定义：•地表深度1.0m范围内易溶盐含量大于0.5%的土称盐渍土。•（2）盐渍土生成条件：•矿化度高，地下水浅，蒸发大于降雨。•（3）分类：•滨海盐渍土•a.按地理分布分：内陆盐渍土•冲击平原盐渍土•盐渍土的类型•氯盐型•b.按化学成分分：硫酸盐型碳•碳酸盐型•（4）盐渍土的工程特性•最大的影响—对混凝土或钢筋有侵蚀性。7.2.3.7填土•定义：填土是一定的地质、地貌和社会历史条件下，由人类活动而堆填的土---人工土。共分四类•①.素填土•a.素填土的密实度和均匀性；•b.素填土地基的不均匀性。•②.杂填土杂填土作为地基时应注意的工程地质问题：•a.不均匀性：•b.工程性质随堆填时间而变化；•c.一般具有浸水湿陷性；•d.含腐殖质及水化物问题。•③.冲填土（吹填土）在整理和疏浚江河航道时，利用挖泥船，通过泥浆泵将泥砂夹和水分，吹送至江河两岸而形成的一种填土。•长江、黄浦江、珠江两岸，都分布有这类冲填土。冲填土的工程特性如下：a.透水性弱，排水固结差，多呈软塑或流塑状态。b.一般比同类自然