工程地质学第五章岩石的工程地质性质精品PPT课件
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工程地质学--第五章-岩石的工程地质性质ppt(1)
堆积土滑坡、堆填土滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡、破 碎岩石滑坡和岩石滑坡等
4、其它分类 按滑体厚度分为：浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡。
按滑坡体的体积大小分为：小型滑坡、中型滑坡、大 型滑坡和特大型滑坡四类。
按滑坡时代分为：始滑坡、古滑坡、老滑坡和新滑 坡．
三、滑坡的发育过程
滑坡发育的三个过程：
蠕动变形阶段：边坡内部剪应力增加，岩 土强度降低，张拉、剪切、鼓张裂隙出现 并发育
四、岩石风化分布规律
风化带 岩石由表及里、由地表向下风化作用的影响逐渐
减弱以至消失。----地壳岩石发生变化的地带。 在风化剖面上，由上而下分四个带：
全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带
风化壳
五、影响风化的因素 (1)岩石性质：矿物成分、结构、构造
1)稳定性:氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐和硫化物 2)非晶质、等粒、细粒结构比成分相同的结晶质、
1）物理风化
剥离作用、冰劈作用、
结晶胀裂作用、释荷作 用、根劈作用
2）化学风化
溶解作用、水解作用、
水化作用、碳酸化作用、 氧化作用等
3）生物风化——生物的物理风化、生 物的化学风化
花
岗
岩球 状 风 化
风化速度不同
桂林灰岩石林
张家界砂岩石林
三、岩石风化程度及分类
工程上，按风化程度将岩体分为： 全风化、强风化、弱(中）风化、微风化 和 未风化五种。
堆积阶地分为：上阶地； （c）上迭阶地；（d）内迭阶地；（e）嵌入阶地
三、河岸掏蚀破坏的预测和防治
位置：凹岸河段为掏蚀和冲刷地段。 防治措施：
1）护岸：抛石、挡墙、绿化等 2）改变水流方向、流速、流量：
导流建筑—丁坝、横墙；松散物质堆积带；增 长凹岸岸边浅滩。
4、其它分类 按滑体厚度分为：浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡。
按滑坡体的体积大小分为：小型滑坡、中型滑坡、大 型滑坡和特大型滑坡四类。
按滑坡时代分为：始滑坡、古滑坡、老滑坡和新滑 坡．
三、滑坡的发育过程
滑坡发育的三个过程：
蠕动变形阶段：边坡内部剪应力增加，岩 土强度降低，张拉、剪切、鼓张裂隙出现 并发育
四、岩石风化分布规律
风化带 岩石由表及里、由地表向下风化作用的影响逐渐
减弱以至消失。----地壳岩石发生变化的地带。 在风化剖面上，由上而下分四个带：
全风化带、强风化带、弱风化带、微风化带
风化壳
五、影响风化的因素 (1)岩石性质：矿物成分、结构、构造
1)稳定性:氧化物＞硅酸盐＞碳酸盐和硫化物 2)非晶质、等粒、细粒结构比成分相同的结晶质、
1）物理风化
剥离作用、冰劈作用、
结晶胀裂作用、释荷作 用、根劈作用
2）化学风化
溶解作用、水解作用、
水化作用、碳酸化作用、 氧化作用等
3）生物风化——生物的物理风化、生 物的化学风化
花
岗
岩球 状 风 化
风化速度不同
桂林灰岩石林
张家界砂岩石林
三、岩石风化程度及分类
工程上，按风化程度将岩体分为： 全风化、强风化、弱(中）风化、微风化 和 未风化五种。
堆积阶地分为：上阶地； （c）上迭阶地；（d）内迭阶地；（e）嵌入阶地
三、河岸掏蚀破坏的预测和防治
位置：凹岸河段为掏蚀和冲刷地段。 防治措施：
1）护岸：抛石、挡墙、绿化等 2）改变水流方向、流速、流量：
导流建筑—丁坝、横墙；松散物质堆积带；增 长凹岸岸边浅滩。
土木工程地质学岩石PPT课件
课件
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泊松比(poisson’ratio)：是横向应变 与纵向应变比值。
2021/6/9
16
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强度指标
抗压强度(compressive strength)： 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。
抗拉强度(tensile strength)： 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。
抗剪强度(shear strength)： 岩石抵抗剪切破坏的能力。
对工程极为不利，但可作隔水层和防渗层。
•化学岩和生物化学岩具不同程度的可溶性，易 渗漏。
2021/6/9
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变质岩
工程性质与其原岩密切相关。 •动力变质岩的力学强度和抗 水性均较差。 •片理构造使岩石具有各向异 性特征。
2021/6/9
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四. 岩石按工程特性的划分
2021/6/9
岩石类别 成因
物质组成 结构
构造
代表性岩石
岩浆岩 沉积岩 变质岩
高温高压 硅酸盐 结晶结构 块状构造 花岗岩 岩浆冷凝 金属硫化
物 常温常压 碎屑物质 碎屑结构 层理构造 砂岩 岩石风化 粘土矿物 结晶结构 层面构造
化学物质 生物结构 有机物 岩石变质 变质矿物 变晶结构 片状构造 片麻岩
沉积岩的结构：
砾状结构
碎屑结构 砂质结构中粗
细
粉砂质结构
泥质结构
结晶结构
生物结构
2021/6/9
1
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沉积岩的构造：
•层理构造(stratification)（水平层理、波状 层理、斜层理等）
•层面构造(bedding plae)（雨痕、泥裂等）2021/6/9
5工程地质岩石的工程地质性质解析PPT课件
2020年9月28日
3
《岩土工程勘查规范》GB50021-2001（2009年版），按岩 石的饱和单轴极限抗压强度把岩石划分为坚硬岩、中硬岩、 较软岩、软岩和极软岩。
硬质岩石: 岩浆岩，硅质、钙质、铁质胶结的碎屑岩， 石灰岩，片麻岩，大理岩，石英岩。
软质岩石: 泥质岩（页岩、粘土岩），泥质胶结的碎屑 岩，板岩，千枚岩，片岩，火山凝灰岩。
2020年9月28日
20
五、三大岩类的Leabharlann 程地质性质(1) 岩浆岩的工程地质性质
绝大部分岩浆岩，力学强度高，透水性弱，抗水性强 （不软化，不溶解）。但同沉积岩相比抗风化能力较弱。 不同产状的岩浆岩略有差异： 深成岩浆岩： 矿物颗粒间结晶联结，力学强度高； 孔隙率小，透水性弱、抗水性强；岩体大、整体稳定性 好；良好的建筑地基和天然建筑石材。总体抗化学风化 能力较差。
2020年9月28日
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石林（石灰岩溶蚀地貌）
图片来自
2020年9月28日
15
2020年9月28日
石灰岩溶蚀地貌 (Malham Cove, UK)
16
图片来自
2020年9月28日
石灰岩溶洞（图片来自）
17
石 灰 岩 溶 蚀 地 貌
象 鼻 山
---
2020年9月28日
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四、岩石的抗风化能力 抗化学风化的能力，主要取决于其成分。
2020年9月28日
13
(3) 溶解性：决定于岩石的矿物成分 可溶解矿物： 岩盐 NaCl、KCl、石膏CaSO4·2H2O 、方解石。 方解石具微弱的溶解性，但石灰岩是地表分布最广的岩石。 在长时间的地质历史中，形成普遍的溶蚀。
➢石灰岩地区的溶隙溶洞，为地下水流动提供通道； ➢基岩存在Karst溶洞，常导致工程地质和环境地质问题。
工程地质学--第五章 岩石的工程地质性质剖析
• 岩石与土之间的差别，主要表现在：
（1）岩石矿物颗粒间具有牢固的连结。（岩石区别于土并赋予岩石 以优良工程地质性质的主要原因）
岩石——结晶连结、胶结连结
土 ——水胶连结、水 连 结
（2）岩石具有强度高、不易变形以及整体性和抗水性好，其中存在 着结构面（带）。如断层、节理等，使岩体受到不同程度切割。 土体中一般没有这种结构面切割。
2020/10/5
中国地质大学工程学院
5
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
2020/10/5
中国地质大学工程学院
6
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
•岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三 相组成的。
•物理性质：物理性质是指岩石由于三相组成 的相对比例关系不同所表现的物理状态。
•水理性质：岩石在水溶液作用下表现出来的 性质，称为水理性质
2020/10/5
中国地质大学工程学院
9
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
岩 石 空 隙 率
隙比
• 总空隙率(n)
n Vv 100% (1 d ) 100%
V
s
•
总开空隙率(no)
n0
Vv0 V
100%
•
大开空隙率(nb)
nb
Vvb V
100%
•
小开空隙率(na)
na
Vva V
2、岩石块体密度(ρ)：指岩块质量与其体积之比值，即岩块单位体积 的质量。 ρ=m/V
岩石块体密度除与矿物成分有关外，还与岩石的空隙性及含水状态密 切有关。致密而裂隙不发育的岩石，块体密度与颗粒密度接近； 随空隙、裂隙的增加，块体密度相应减少。
注意：（1）ρs与ρ的区别 (ρs>ρ)（2）ρs与ρ的单位 （g/cm3, kN/m3） （3）测试方法（ρs---比重瓶法；ρ--量积法）
工程地质-岩石及岩体的工程地质性质幻灯片课件
岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性 质称为岩石的软化性。软化学性主要决定于岩 石的矿物成分、结构和构造特征。黏土矿物含 量高、孔隙度大 、吸水率高的岩石，与水作 用容易软化而丧失其强度和稳定性。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• （1）岩石的变形性质 • 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 • 1）弹性变形 • 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原
有的形状及体积的变形称为弹性变形。
• 2）塑性变形 • 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• （1）岩石的变形性质 • 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 • 1）弹性变形 • 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原
有的形状及体积的变形称为弹性变形。
• 2）塑性变形 • 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
《岩石工程地质性质》课件
岩石工程地质性质PPT课 件
欢迎大家来到《岩石工程地质性质》的PPT课件。本课程将带领我们深入了 解地质工程的概念以及岩石工程地质的重要性。
地质工程的概述
什么是岩石工程地质？
岩石工程地质是将地质学原理与工程实际应用相结合的一个领域。
岩石工程地质的重要性
岩石工程地质不仅涉及到工程工地上地质情况的评估，也涉及到基础建设和环境保护方面。
岩石建筑的实例
华山玉泉寺悬空寺院等众多廊桥、铁路、道路、电站、水坝和各种建筑工程都离不开岩石 工程地质。
岩石的形成与性质
1
岩石的分类与特性
火成岩、沉积岩和变质岩
三种。
3
岩石的形成过程
岩石的形成是由于地壳和地球深部过 程的相互作用。从地球的构造与作用 来看，岩石发展可分为火成岩、沉积 岩和变质岩。
总结
通过本课程的学习，我们了解到岩石工程地质在工程建设中的重要性，随着社会的发展，其应用会 越来越广泛。相信这就是我们今后的研究方向和任务所在。
岩石的性质
岩石通常具有比较高强度、稳定性和 较差的透水性，而且在长时间的使用 以及日常的环境长期作用下可能发生 变化。
岩石工程地质勘探
勘探方法与技术
可用钻探法、地震法、电法、重力法、磁法及 高分辨率测振法等勘探技术来获取地下岩石体 力学特性等信息。
勘探数据的分析与应用
研究岩石物理性质，并进行样品分析和回归分 析，对勘探数据进行研究和分析，将数据用于 后期的岩石评价和建筑设计。
分享岩石工程地质在具体工程中的应用及其遇 到的挑战。
• 山体隧道出现塌方的处理方法。 • 海上桥梁钻探勘探过程中的应对方法。
学习与讨论案例中的
通过学习和讨论案例，提高参与者对岩石工程 地质的理解和应用能力。
欢迎大家来到《岩石工程地质性质》的PPT课件。本课程将带领我们深入了 解地质工程的概念以及岩石工程地质的重要性。
地质工程的概述
什么是岩石工程地质？
岩石工程地质是将地质学原理与工程实际应用相结合的一个领域。
岩石工程地质的重要性
岩石工程地质不仅涉及到工程工地上地质情况的评估，也涉及到基础建设和环境保护方面。
岩石建筑的实例
华山玉泉寺悬空寺院等众多廊桥、铁路、道路、电站、水坝和各种建筑工程都离不开岩石 工程地质。
岩石的形成与性质
1
岩石的分类与特性
火成岩、沉积岩和变质岩
三种。
3
岩石的形成过程
岩石的形成是由于地壳和地球深部过 程的相互作用。从地球的构造与作用 来看，岩石发展可分为火成岩、沉积 岩和变质岩。
总结
通过本课程的学习，我们了解到岩石工程地质在工程建设中的重要性，随着社会的发展，其应用会 越来越广泛。相信这就是我们今后的研究方向和任务所在。
岩石的性质
岩石通常具有比较高强度、稳定性和 较差的透水性，而且在长时间的使用 以及日常的环境长期作用下可能发生 变化。
岩石工程地质勘探
勘探方法与技术
可用钻探法、地震法、电法、重力法、磁法及 高分辨率测振法等勘探技术来获取地下岩石体 力学特性等信息。
勘探数据的分析与应用
研究岩石物理性质，并进行样品分析和回归分 析，对勘探数据进行研究和分析，将数据用于 后期的岩石评价和建筑设计。
分享岩石工程地质在具体工程中的应用及其遇 到的挑战。
• 山体隧道出现塌方的处理方法。 • 海上桥梁钻探勘探过程中的应对方法。
学习与讨论案例中的
通过学习和讨论案例，提高参与者对岩石工程 地质的理解和应用能力。
《工程地质学》ppt课件
滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
泥石流
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引 发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
06
工程地质勘察方法与技术
工程地质测绘与调查
1 2 3
工程地质测绘 通过地面调查和测绘，收集区域地质、地形地貌、 水文地质等方面的资料，为工程选址和设计提供 依据。
不良地质现象调查 针对崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象进行调 查，分析其形成条件、发育规律和危害程度，为 工程防治提供建议。
地质构造调查 研究区域地质构造特征，分析其对工程建设的影 响，如断层、褶皱等构造对工程稳定水量、孔隙比、 饱和度等概念及其测定方 法。
岩石与土的力学性质
岩石的力学性质
岩石与土的工程分类
抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等概 念及其测定方法，岩石的变形特性。
根据物理力学性质对岩石和土进行分 类的方法及其工程应用。
土的力学性质
土的压缩性、抗剪强度、土的应力-应 变关系等概念及其工程意义。
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物。
崩塌防治措施
遮挡斜坡上部的崩塌物，修建支挡墙或支挡桩等。
泥石流防治措施
生物措施，林业措施是防治水土流失的根本措施之一；工程措施，主要是修建拦挡坝，用以控制泥石流 的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲 刷、撞击和淤埋等危害。
滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在 重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或分散地顺坡向下滑动的自然现象。
崩塌
崩塌是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷） 的地质现象。
泥石流
泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引 发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。
06
工程地质勘察方法与技术
工程地质测绘与调查
1 2 3
工程地质测绘 通过地面调查和测绘，收集区域地质、地形地貌、 水文地质等方面的资料，为工程选址和设计提供 依据。
不良地质现象调查 针对崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象进行调 查，分析其形成条件、发育规律和危害程度，为 工程防治提供建议。
地质构造调查 研究区域地质构造特征，分析其对工程建设的影 响，如断层、褶皱等构造对工程稳定水量、孔隙比、 饱和度等概念及其测定方 法。
岩石与土的力学性质
岩石的力学性质
岩石与土的工程分类
抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等概 念及其测定方法，岩石的变形特性。
根据物理力学性质对岩石和土进行分 类的方法及其工程应用。
土的力学性质
土的压缩性、抗剪强度、土的应力-应 变关系等概念及其工程意义。
消除或减轻水的危害，改变滑坡体外形，设置抗滑建筑物。
崩塌防治措施
遮挡斜坡上部的崩塌物，修建支挡墙或支挡桩等。
泥石流防治措施
生物措施，林业措施是防治水土流失的根本措施之一；工程措施，主要是修建拦挡坝，用以控制泥石流 的固体物质和暴雨、洪水径流，削弱泥石流的流量、下泄量和能量，以减少泥石流对下游建筑工程的冲 刷、撞击和淤埋等危害。
岩石及特殊土的工程性质PPT教学课件
强度性质 岩石在外力作用下发生破坏 时所能承受的最大应力
变形性质
第10页/共87页
强度性质
抗 压 强 度 (R) 抗 拉 强 度 (Rt)
干燥试样抗压强度 饱和试样抗压强度 冻融试样抗压强度
抗 剪 强 度(τ) t sn tgj+c
点荷载强度（Is） 回 弹 强 度（N）
Is
P D2
第11页/共87页
第55页/共87页
② 建筑物布置和基础设计措施 选择地形平坦地段，避免引起湿度变化； 增加基础附加荷载克服土的膨胀； 加大基础的埋深； 加强结构刚度及增设沉降缝等。
③ 地基处理措施 设置土垫层； 采用支墩板基础或桩基等； 石灰加固法
第56页/共87页
3 软土
软土：是在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力 低，抗剪强度低的软塑－流塑状态的粘性土，如淤泥等。
第45页/共87页
黄土陷穴
天然洞穴 人工洞穴
这些洞穴使上覆土层陷落
黄土陷穴的防治措施有：
① 开挖回填、夯实、灌浆；
② 做好地表排水工程。
防止水流渗漏是保证建筑物稳定的措施之一。
第46页/共87页
2 膨胀土
膨胀土：是一种粘性土，含有较多的亲水 性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化， 失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显 的胀缩性的土称为膨胀土。
天然含水量低的黄土 湿陷性较强
一般认为：天然含水量>25%时，无湿陷性。
第34页/共87页
黄土的透水性
黄土的透水性比一般粘性土大。
黄土的压缩性
黄土的压缩性中等。
黄土的抗剪强度
黄土的抗剪强度中等。
一般c=30～40kPa， j =15˚～25˚，我国北部黄 土的j可达 27˚～28˚。
变形性质
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强度性质
抗 压 强 度 (R) 抗 拉 强 度 (Rt)
干燥试样抗压强度 饱和试样抗压强度 冻融试样抗压强度
抗 剪 强 度(τ) t sn tgj+c
点荷载强度（Is） 回 弹 强 度（N）
Is
P D2
第11页/共87页
第55页/共87页
② 建筑物布置和基础设计措施 选择地形平坦地段，避免引起湿度变化； 增加基础附加荷载克服土的膨胀； 加大基础的埋深； 加强结构刚度及增设沉降缝等。
③ 地基处理措施 设置土垫层； 采用支墩板基础或桩基等； 石灰加固法
第56页/共87页
3 软土
软土：是在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力 低，抗剪强度低的软塑－流塑状态的粘性土，如淤泥等。
第45页/共87页
黄土陷穴
天然洞穴 人工洞穴
这些洞穴使上覆土层陷落
黄土陷穴的防治措施有：
① 开挖回填、夯实、灌浆；
② 做好地表排水工程。
防止水流渗漏是保证建筑物稳定的措施之一。
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2 膨胀土
膨胀土：是一种粘性土，含有较多的亲水 性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化， 失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显 的胀缩性的土称为膨胀土。
天然含水量低的黄土 湿陷性较强
一般认为：天然含水量>25%时，无湿陷性。
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黄土的透水性
黄土的透水性比一般粘性土大。
黄土的压缩性
黄土的压缩性中等。
黄土的抗剪强度
黄土的抗剪强度中等。
一般c=30～40kPa， j =15˚～25˚，我国北部黄 土的j可达 27˚～28˚。
工程地质学第五章岩石的工程地质性质
变质岩
总结词
变质岩是由其他岩石在高温、高压等地质作用下形成的岩石，其工程地质性质主要受矿物成分、结构和构造等因 素的影响。
详细描述
变质岩的矿物成分较为复杂，包括石英、长石、云母等。其结构多为结晶结构或变晶结构，构造则表现为片状构 造或块状构造。由于变质岩的矿物成分和结构构造特点，其工程地质性质表现为较高的强度和较低的变形性。
影响因素
岩石的孔隙率和连通性、水的物 理性质等。
热学性质
比热容ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
岩石吸收或释放热量时温度的 变化量。
导热系数
岩石的热传导能力。
热膨胀系数
岩石受热膨胀的程度。
影响因素
岩石的矿物成分、结构、温度 等。
02
岩石的力学性质
弹性
弹性
是指岩石在受到外力作用时，能够恢复到原始状态的性质。弹性 常数包括弹性模量、泊松比等，是岩石工程地质性质的重要参数 。
脆性
是指岩石在受到外力作用时，会发生 突然断裂的性质。脆性常数包括脆性 系数、断裂韧性等，对于评估岩石的 稳定性具有重要意义。
韧性
是指岩石在受到外力作用时，能够抵 抗断裂的性质。韧性常数包括韧性指 数、抗剪强度等，也是岩石工程地质 性质的重要参数。
强度性质
强度性质
是指岩石能够承受的最大外力作用，是评估岩石稳定性和安 全性的重要指标。强度常数包括单轴抗压强度、抗拉强度和 抗剪强度等。
05
岩石与工程稳定性
岩石与边坡稳定性
01
02
03
边坡稳定性分析
评估边坡在各种工况下的 稳定性，包括自然条件和 人为工程活动的影响。
岩石力学性质
研究岩石的强度、变形和 破裂特性，以及其在不同 应力状态下的响应。
工程地质-第5章2PPT课件
崩塌的发生条件
➢地形：崩塌发生的地形地貌条件主要有岸坡、高陡山坡、峡谷 陡坡、河谷凹岸等。
➢岩性：岩石性质不同其强度、风化程度、抗风化和抗冲刷的能 力及其渗水程度都是不同的。
➢构造：崩塌发生的构造条件主要包括岩层的倾向倾角、节理发 育、软弱结构面等因素。当岩体中各种软弱结构面的组 合位置处于不利的情况时易发生崩塌。
标准型泥石流
.
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➢ 按泥石流地貌特征分类（最为常见）
•山坡型泥石流 流域面积小，没有明显的流通区，形成区直接 与堆积区相连。冲击力大，淤积速度快，但规模小。
，并出现大量鼓张裂缝。大滑动之前，无论是水平位移量还是垂直位移
量，均会出现加速变化的趋势，这是明显的临滑迹象。坡面上树木逐渐
倾斜，建筑物开始开裂变形，此外还可发现山坡农田变形、水田漏水、
动物惊恐异常等现象，这些均说明该处滑坡在缓滑坡的稳定计算，主要是滑动破坏的计算。目前大多仍是 按照库伦定律或由此引伸的准则进行。计算时，将滑体视 为均质刚性体，不考虑滑体本身的变形。然后对边界条件 加以简化以便于计算，通过计算以求得滑坡的安全性系数， 滑动面可简化为平面、折面或弧面等。
NQcos
T Q sin
Q : 滑体的重力 N : Q在垂直滑面上的分力 T : Q在平行滑面上的分力
：坡角
QL
1稳定
KtotaanltsilippfionrgcF e totsallippfionrgceT
1极限平 1不平衡
.
4
滑坡的防治措施
➢绕避滑坡 ➢削坡减重与反压 ➢排 水 ➢抗滑锚杆加固 ➢抗滑桩 ➢抗滑挡墙
• 地层构造标志
滑坡范围内的地层整体性常因滑动而破坏，有扰乱松动现象；层位不 连续，出现缺失某一地层、岩层层序重叠或层位标高有升降等特殊变化 ；岩层产状发生明显的变化；构造不连续(如裂隙不连贯、发生错动)等 ，都是滑坡存在的标志。
工程地质学基础 第五章 岩、土体工程性质.
1.影响岩石工程性质的内部因素
岩石是具有一定结构和构造特征的矿物集合体，因此矿物成 份、结构、构造就是影响岩石工程性质的内部因素。
A. 矿物成份对岩石工程性质的影响
比重：辉长岩（辉石和角闪石）〉花岗岩（石英和正长石的） 强度和抗风化的能力：石英岩（石英）〉大理岩（方解石）。 注意： a.含有高强度矿物的岩石，其强度不一定就高。 如果强度较高的矿物在岩石中互不接触，则应力的传递必然 会受中间低强度矿物的影响，岩石不一定就能显示出高的强度。 b. 应该特别注意那些可能降低岩石强度的矿物成份。 花岗岩中的黑云母，石灰岩、砂岩中粘土类矿物
碳酸化作用 ：水中CO2从矿物中夺走盐基，破坏了原有岩 石中的矿物，生成新的碳酸盐。 2 KAlSi308 ( 正 长 石 ) 十 C02+3H2O K2C03 ( 碳 酸 钾 ) +4Si02.H20 (胶体二氧化硅) +A12Si205(0H)4 (高岭土) 这就使花岗岩破坏成为石英及高岭土颗粒，残留原地，其余 成分流失。
A.地质构造对岩石工程性质的影响
层理、裂隙和各种成因的孔隙，使岩石连续性与整体性 受到一定程度的影响，从而使岩石的强度和透水性在不同的 方向上发生明显的差异。一般来说，垂直层面的抗压强度大 于平行层面的抗压强度，平行层面的透水性大于垂直层面的 透水性。 层理、节理和破碎带使岩石破碎并且扩大了岩石与空气、 水的接触面积，大大促进了岩石风化作用。在褶曲轴部和断 层破碎带及其附近裂隙密集发育的岩石中，都是非常有利于 进行风化作用的部位，如背斜褶皱的转折端附近很容易风化 变形
生物风化作用： 生物活动（包括各种动植物及人类的活动）而
引起的岩石的破坏作用 。可以分为生物物理风化作用和生物化 学风化作用两种基本形式。 生物物理风化作用 ：由于生物产生的机械力造成的岩石破碎。例
第5章 岩石的工程地质性质
岩石的空隙
(裂隙、孔隙)
闭空隙 大开空隙
开空隙
小开空隙
n Vv 100% (1 d ) 100% V s
总空隙率(n)
岩 总开空隙率(no) n0 Vv 0 100% V 石 V n 100 % 空 大开空隙率(nb) V 隙 小开空隙率(na) n V 100% n n V 率 Vvc 闭空隙率(nc) nc V 100% n n0
1、颗粒密度(ρ s) ρ s= ms/Vs • 2、块体密度(ρ ) ρ =m/V • 注意： （1）ρ s与ρ 的区别 (ρ s>ρ ) （2）ρ s与ρ 的单位 （g/cm3 kN/m3） （3）测试方法（ρ s---比重瓶法；ρ --量积法）
•
二、岩石的空隙性
• 岩石的空隙性系指岩石孔隙性和裂隙性 的统称。用空隙率表示(为岩石中空隙体 积与岩石总体积之比)。 • 岩石中的空隙有的与大气相通，称为开 空隙；有的与大气不相通，称为闭空隙。 开空隙又有大小之分。因此，可将岩石 的空隙率分为总空隙率、总开空隙率、 大开空隙率、小开空隙率及闭空隙率5种。
土的主要工程地质特征
• 多孔性和散体性：土由三相组成，
具多孔性和散体性，这是与其它 连续固体介质相区别的最主要特 征。
• 土具多样性
由于成土母岩不同和风化作用的历史不 同，在自然界中，土的种类繁多、分布 复杂、性质各异。 甚至在同一地区或同一地点，地基中可 能埋藏着多种土层。 同一土层的性质也因其所处环境不同而 有所差异。
vb b va a 0
b
空隙比 e VV s 1
Vs
d
工程意义： 是岩石物理性质 的一个重要指标。 对岩块和岩体的 水理、热学性质及 力学性质影响很大。 空隙率愈大→岩 石中的孔隙和裂隙 愈多→岩石的力学 性质越差(岩石的强 度愈小、塑性变形 越大），渗透性愈 大，抗风化能力愈 差等。
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• 闭空隙率(nc)
e VV s 1 Vs d
nc V V vc10% 0nn0
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
三、岩石的吸水性
定义：岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力，称为 岩石的吸水性。常用吸水率、饱和吸水率和饱水系数等 指标表示。
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
岩 石 空 隙 率
隙比
• 总空隙率(n)
nVv1 V
0 % 0 (1 d s)1
0 % 0
•
总开空隙率(no)
n0
Vv0 V
100 %
•
大开空隙率(nb)
nb
Vvb 100% V
• 小开空隙率(na) naV V va10% 0n0nb
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
四、岩石的软化性
• 岩石浸水饱和后强度降低的性质，称为软化性。用软 化系数表示。
• 软化系数(KR)为岩石试件的饱和抗压强度(σcw)与干抗
压强度(σc)的比值。 KR
岩体——结构面切割——岩块力学性质各向异性
土体——没有结构面——土体可以看作各向同性
（3）岩体中具有较高的地应力。（岩体在长期地质历史过程中，遭 受地质构造作用的结果）
岩体——自重应力、构造应力——物理力学性质复杂
土体——自重应力
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
• 岩石与土之间，即存在多方面的共性和联系，又有明显不同:岩石 在力学性能、抗水性、完整性等都比土好的多。但也有些岩石与 土很难区别，如粘土岩、泥灰岩、凝灰岩等。总的来说，岩石的 建筑条件比土体要优越的多，土体中出现的问题，对岩体就显得 十分微弱或不存在了。
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工程地质学Engneering Geology
第五章 岩石的工程地质性质
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
第五章 岩石的工程地质性质
第一节 岩石与土工程地质性质的差别 第二节 岩石的物理、水理性质 第三节 岩石的力学性质
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Wp
mw2 ms
100%
n0V V V010% 0 dW wpdWp
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
3.饱水系数
• 岩数石。的它吸反水映率了(岩W石a)与中饱大和、吸小水开率空(隙Wp的)之相比对，比称例为关饱系水。系
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第一节 岩石与土工程地质性质的差别
• 岩石和土都是矿物的集合体，是自然地质作用的产物，并在地质 作用下相互转化。
• 土在一定温度和压力下，经过压密、脱水、胶结、重结晶等成岩 作用形成岩石。
• 岩石经风化作用，形成土。
• 坚硬岩石——软弱岩石——半成岩石——坚硬土层——软弱土层
• 岩石——风化作用——土 —— 成岩作用——岩石
•水理性质：岩石在水溶液作用下表现出来的 性质，称为水理性质
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中国地质质
一、岩石的密度
• 是指单位体积内岩石的质量。岩石密度可分为岩石颗粒密度和岩 石块体密度。
1、岩石颗粒密度(ρs)： 是指岩石固体相部分的质量于体积的比值。 ρs= ms/Vs
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
• 岩石与土之间的差别，主要表现在：
（1）岩石矿物颗粒间具有牢固的连结。（岩石区别于土并赋予岩石 以优良工程地质性质的主要原因）
岩石——结晶连结、胶结连结
土 ——水胶连结、水 连 结
（2）岩石中存在着结构面（带）。如断层、节理等，使岩体受到不 同程度切割。土体中一般没有这种结构面切割。
它不包括空隙，故其大小仅取决于组成岩石的矿物密度及其含量。 2、岩石块体密度(ρ)：指岩块质量与其体积之比值，即岩块单位体积
的质量。 ρ=m/V • 注意： （1）ρs与ρ的区别 (ρs>ρ) （2）ρs与ρ的单位 （g/cm3, kN/m3） （3）测试方法（ρs---比重瓶法；ρ--量积法）
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1.吸水率(Wa)：岩石试件在大气压力和室温条件下自由吸 入水的质量(mw1)与岩样干质量(ms)之比，用百分数表示
Wa
mw1 mw2
100%
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nbV V Vb10% 0dW wa dWa
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2.饱和吸水率
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岩石的饱和吸水率(Wp)是指岩石试件在高压(一般压力为 15MPa) 或 真 空 条 件 下 吸 入 水 的 质 量 (mw2) 与 岩 样 干 质 量 (ms)之比，用百分数表示:
第二节 岩石的物理、水理性质
➢岩石:矿物、岩屑的集合体。 ➢结构面:指地质历史发展过程中，在岩体内形成的具有 一定的延伸方向和长度，厚度相对较小的地质界面或带。 ➢岩块:指不含显著结构面的岩石块体，是构成岩体的最 小岩石单元体。 ➢岩体:指地质历史过程中形成的，由岩块和结构面网络 组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态 和地下水等地质环境中的地质体。
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
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工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
•岩石和土一样，也是由固体、液体和气体三 相组成的。
•物理性质：物理性质是指岩石由于三相组成 的相对比例关系不同所表现的物理状态。
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二、岩石的空隙性
工程地质学概论:第五章 岩石的工程地质性质
岩石的空隙
大开空隙 开空隙
小开空隙
(裂隙、孔隙) 闭空隙
• 岩石孔隙性和裂隙性的统称，用空隙率表示。岩石空隙率是岩石 中空隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。
• 岩石的空隙有的与大气相通称开空隙，有的与大气 不相通称闭空 隙。开空隙按开启程度有大、小之分，故把岩石的空隙率分为总 空隙率、总开空隙率、大开空隙率、小开空隙率和闭空隙率。其 计算公式如下：