各类土的工程地质特征

第一章各类岩土的工程地质特征主要内容1.1土的成因类型及堆积年代1.2地基土的工程分类1.6特殊土的工程地质特征1.0概述1.3土的物质组成及物理力学指标1.7土的描述和鉴定下一页1.4无粘性土的工程地质特征1.5粘性土的工程地质特征图地基、基础和上部结构示意图B-基础宽度；D-基础砌置深度土在工程上的作用：•作为建筑物的地基；•作为建筑材料；•作为建筑物周围的介质环境.问题：土如何生成和描述呢？1.0概述•绝对地质年代：指组成地壳的岩层从形成到现在有多少“年”。它能说明岩层形成的确切时间，但不能反映岩层形成的地质过程。土形成时间标尺--地质年代(地球发展时间段)•相对地质年代：说明岩层形成的先后顺序及其相对的新老关系，如哪些岩层是先形成的，是老的；哪些岩层是后形成的，是新的，它并不包含用“年”表示的时间概念。1.0概述•地质年代单位：宙、代、纪、世、期(从大到小)•地层单位：宇、界、系、统、阶(从大到小)对应关系：地层单位地质年代单位宇…………………………….宙界…………………………….代系…………………………….纪统…………………………….世阶…………………………….期如：形成一个系的地层所需的时间为一个纪。2.0地质年代地表岩石经风化、剥蚀、搬运，沉积下来的年代不长，未经压紧，并呈松散状态的沉积物。建筑场地一般涉及的都是第四纪沉积物。1.0概述风化作用风化产物，即残积物（1）形成各种堆积物的地质作用；（2）堆积物的形成过程、工程性质岩石搬运、沉积坡积物洪积物冲积物海积物湖积物风积物冰碛物1.0概述返回岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑物质所组成的土体，它处于岩石风化壳的上部。1残积土(eluvium)：（Qel）1.1土的成因类型及堆积年代残积土的工程性质：粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性的控制。其发育情况还和地形有关。孔隙度↑、强度↓、压缩性↑，均质性差，但具有一定的结构强度。1.1土的成因类型及堆积年代残积土(eluvium)：片流将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓的山坡脚处而形成。地貌上称坡积裙。2坡积土(diluvium)：2.1土的成因类型和工程性质Qdl坡积土的工程性质：坡积土的颗粒沿斜坡由上而下、由粗变细的分选现象。上部分较细，下部优较粗。结构疏松，一般具较高的压缩性。对建筑物常有不均匀沉降问题。2坡积土(diluvium)：2.1土的成因类型和工程性质由暴雨形成的暂时性山洪急流带来的碎屑物质在山沟出口处堆积而成。地貌上称洪积扇。3洪积土(proluvium):2.1土的成因类型和工程性质Qpl3洪积土(proluvium):新疆天山脚下洪积扇2.1土的成因类型和工程性质3洪积土(proluvium):分选性较好，离山前较近的洪积土颗粒粗，地下水位埋藏深，具有较高的承载力，压缩性低，是工民建的良好地基。离山较远的地带，洪积土的颗粒细，透水性不好，土质弱，承载力低，作为建筑物地基时应慎重对待。4山前洪积扇剖面图洪积土的工程性质：2.1土的成因类型和工程性质4冲积土(alluvium)：由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河谷中坡降平缓地段堆积而成。据河流冲积物的形成条件可分为河床相、河漫滩相、牛轭湖相、河口三角洲相。Qal2.1土的成因类型和工程性质河床相冲积土：在河流上游多是粗大的石块、砾石和粗砂，中下游或平原地区沉积物变细，磨圆度好，厚度很大。古河床相土的压缩性低，强度高。现代河床堆积物的密实度差，透水性强，若作为水工建筑物的地基将引起坝下渗漏。饱水砂土还可能由于振动而引起液化。4冲积土(alluvium)：Qal2.1土的成因类型和工程性质4冲积土(alluvium)：河漫滩相冲积土：是在洪水期河水漫溢河床两侧，携带碎屑物质堆积而成。土粒较细，可以是粉土、粉质黏土或黏土，并夹有淤泥或泥炭等软弱土层，覆盖于河床相冲积土之上，形成上细下粗的“二元结构”。图3-21河漫滩沉积1-河床沉积物；2-河漫滩冲积层；3-山坡坡积裙2.1土的成因类型和工程性质4冲积土(alluvium)：牛轭湖相冲积土：是在废河道形成的牛轭湖中沉积的松软土，颗粒很细，常含大量有机质，有时形成泥炭。压缩性很高，承载力很低，不宜作为建筑物的天然地基。2.1土的成因类型和工程性质4冲积土(alluvium)：河口（海口）三角洲相冲积土：通常是淤泥质土或典型淤泥。面积宽广而厚度极大。不宜作为建筑物的天然地基。但表层硬壳层，有时可用作低层建筑物的地基2.1土的成因类型和工程性质湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗粒的砂土和黏性土。湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成，主要是黏土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度低。沼泽土主要由半腐烂的植物残体——泥炭组成，含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。5湖积土(lakedeposit)：2.1土的成因类型和工程性质Ql5湖积土(lakedeposit)：2.1土的成因类型和工程性质Ql滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承载力较高。浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构造，较疏松，含水量高，压缩性大而强度低。深海沉积物主要是有机质软泥。6海积土(marinedeposit)：2.1土的成因类型和工程性质Qm由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物。分选性极差,石料占多数,冰水沉积物可有一定成层性、分选性。7冰积土(glacialdeposit)：2.1土的成因类型和工程性质Qgl8风积土(eoliandeposit)：在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土，最常见的是风成砂和风成黄土。风蚀作用形成的戈壁荒漠2.1土的成因类型和工程性质Qeol返回1土的分类原则1.2地基土土的工程分类土的分类目的:就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流.分类原则：(1)分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，方便(2)土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性分类体系：(1)建筑工程系统分类体系(2)工程材料系统分类体系侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，例如：《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)地基土分类方法侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基工程。研究对象为扰动土，例如：《土的分类标准》(GBJ145-90)工程用土的分类和《公路土工试验规程》(JTJ051-93)土的工程分类1.2地基土土的工程分类1土的分类原则各行业规范对土分类:我国土的分类体系大致有三大类：一类是以《土的工程分类标准》GB/T50145-2007（简称国标）为代表的，中华人民共和国水利部1999年发布的《土工试验规程》（SL237-1999）（简称水利标准）和《公路土工试验规程》JTGE40─2007（简称公路标准）分类方法；它们土分类的共同点是：粗粒土按粒度成分分类，细粒土是按塑性图（1942年美国卡萨格兰德提出）分类。1土的分类原则第二类是以目前我国工程建设中应用最广泛的《岩土工程勘察规范》GB50021—2009（简称勘察规范）为代表的，《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（简称建筑规范）、《港口工程地质勘察规范》JTJ240-97（简称港口规范）、《公路桥涵与地基基础设计规范》（桥涵规范）（JTGD63─2007）、《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ01-501-92（北京规范）、《上海地区建筑地基基础设计规范》—99（上海规范）的分类方法，它们分类的共同点是粗粒土按粒度成分分类，细粒土是按塑性指数分类各行业规范对土分类:1土的分类原则《建筑地基基础设计规范》地基土分类:1土的分类原则岩石定义：颗粒间牢固联结，形成整体、节理、裂隙的岩体。分类：◇按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩；◇按坚硬程度分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩等；◇按风化程度分为未风化、微风化、中风化、强风化、全风化等；◇根据完整性可分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎等。《建筑地基基础设计规范》地基土分类:1土的分类原则碎石土定义：粒径2mm的颗粘含量超过全重的50%。分类：按粒径和颗粒形状可进一步划分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾，见下表。碎石土没有粘性和塑性，属于单粒结构《建筑地基基础设计规范》地基土分类:1土的分类原则砂土的分类砂土定义：指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。分类：砂土按粒组含量分类如下表《建筑地基基础设计规范》地基土分类:1土的分类原则粉土定义：粉土是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％，且塑性指数Ip≤10的土。粉土是介于砂土和粘性土之间的过渡性土类，它具有砂土和粘性土的某些特征，根据粘粒含量可以将粉土再划分为砂质粉土和粘质粉土。《建筑地基基础设计规范》地基土分类:1土的分类原则粘性土定义：粘性土是指塑性指数10的土。根据塑性指数大小，粘性土可再划分为粉质粘土和粘土两个亚类：当10Ip≤17时为粉质粘土；当Ip17时为粘土。又可按沉积年代分类老粘土：Q3及以前的土，强度高，压缩性低一般粘性土：Q4新近沉积的粘性土：文化期以来(欠固结)《建筑地基基础设计规范》地基土分类:1土的分类原则人工填土定义：人工填土是指由人类活动而堆填的土。其物质成分较杂，均匀性较差。根据其物质组成和堆填方式，填土可分为素填土、杂填土、冲填土和压实填土四类。各类填土应根据下列特征予以区别：1、素填土是由碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的填土其中不含杂质或含杂质很少。按主要组成物质分为碎石素填土、砂性素填土、粉性素填土及粘性填土。经分层压实后则称为压实填土。2、杂填土是含大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填土。按其组成物质成分和特征分为建筑垃圾土、工业废料土及生活垃圾土。3、冲填土为由水力冲填泥浆形成的填土。土层分布示意图1土的分类原则第三类是《铁路工程岩土分类标准》(TB10077-2001)—2004年148号文件局部修订条文（简称铁路规范）的分类方法，它的分类特点是粗粒土的分类第二类土相似，但细粒土分类是按第一类方法一样用塑性图。在以下的比较中,铁路规范粗粒土与第二类土归在一起,细粒土比较时和第一类土一起作比较.以下就把上述涉及到的十种规范按粗粒土的分类，和细粒土的分类进行比较。各行业规范对土分类:1土的分类原则2我国土的分类标准（1）土按堆积年代分：老堆积土，一般堆积土，新近堆积土（2）土据地质成因可分为：残积土、坡积土、冲积土、湖积土等（3）土据有机质含量分为：无机土、有机质、泥炭质土和泥炭（4）土据特殊性分为：湿陷性土、红粘土、软土、混合土等（5）土按颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土1.2地基土土的工程分类返回此节内容与《土力学》课程内容重复,此略!1.3土的物质组成及物理力学指标返回主要内容1.1土的成因类型及堆积年代1.2地基土的工程分类1.6特殊土的工程地质特征1.0概述1.3土的物质组成及物理力学指标1.7土的描述和鉴定下一页1.4无粘性土的工程地质特征1.5粘性土的工程地质特征返回1.4无粘性土的工程地质特征一、无粘性土的工程特征无粘性土是指粒径大于0.075、颗粒质量超过总质量50%的土，包括碎石土和砂土。无粘性土通常具有以下特征：（1）颗粒粗大，且多为物理风化生成的肉眼可见原生矿物颗粒或更大的岩石碎屑。（2）颗粒间无连结或称无粘性，一般呈松散状态，因而现场采取原状土样极其困难。（3）具有单粒结构。（4）压缩性和抗剪强度等力学性质与土的粒度成分及密实程度关系密切。越是紧密的土，其强度越大，结构越稳定，压缩性越小。（5）抗剪强度指标中仅有内摩擦角，没有粘聚力，即。（6）压缩过程迅速。返回1.4无粘性土的工程地质特征二