工程地质概念

1.卓越周期的定义

地震发生时，由震源发出的地震波传至地表岩土体，迫使其振动，由于表层岩土体对不同周期的地震波有选择放大作用，某种岩土体总是以某种周期的波选择放大得尤为明显而突出，使地震记录图上的这种波记录得多而好。这种周期即为该岩土体的特征周期，也叫做卓越周期。由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使长周期的波尤为卓越。卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。

2.摩阻比：是指静力触探探头在某一深度时，侧壁阻力与锥尖阻力之比，以百分率表示。

3.饱水系数

a、岩石的饱和吸水率

岩石的饱和吸水率是指岩石试样在高压(一般为150个大气压强度下)或真空条件下，强制吸入水的重量W w2对于岩石干重Ws之比的百分率，以Wsa表示，即：

测定饱和吸水率的方法，多采用煮沸法和抽真空法。

b、饱水系数

通常把岩石的吸水率与饱水率之比值称为饱水系数,以Kw表示

一般岩石的饱和系数Kw为0.5-0.8，饱和系数对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。当Kw<0.91时，表示岩石在其冻结过程中，水尚有膨胀和挤入剩余的敞开孔隙和裂隙的余地；当Kw>0.91时，在冻结过程中形成的冰会对岩石中的孔隙和裂隙产生“冰劈”作用，从而造成岩石的胀裂破坏。

4.地基附加应力：

地基附加应力是指建筑物荷重在土体中引起的附加于原有应力之上的应

力。

我们知道土中附加应力分布特点是：

1、在地面下同一深度的水平面上的附加应力不同，沿力的作用线上的附加应力最大，向两边则逐渐减小。

2、距地面愈深，应力分布范围愈大，在同一铅直线上的附加应力不同，愈深则愈小。

计算地基附加应力，一般假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的，即把地基看成是均质的线性变形半空间，这就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。

5.灵敏度：灵敏度是体现土的“触变”性的指标。土力学中一般表述为：“表现了粘性土的结构强度。”这里的“结构强度”应该是一个广义的概念，包括了土颗粒间的物理和电化学等连结方式。

灵敏度是土的一个重要的指标，是用来定性的判断土的性质的。灵敏度度说明土体扰动后的强度后迅速降低，这对于岩土施工和边坡稳定都有很重要的作用。

6.临塑荷载：

地基发生局部剪切破坏时的压力被称为临塑荷载和临界荷载。临塑荷载和临界荷载不是一个固定值，而是与破坏区的大小相对应的。

7.有效应力：定义：

土体内单位面积上固体颗粒承受的平均法向力

8.有效粒径：

释文：粒径分布曲线上小于该粒径的土含量占总土质量的10%的粒径称为有效粒径。经过大量试验资料统计发现，不均匀砂土的透水性与全部由这种砂土的累计含量为10％的颗粒（dm）所组成的均匀砂土的透水性相当。因此dm被认为是能够有效地反映砂土透水性的粒径。以前常运用此粒径按经验公式计算砂土的渗透系数，现在多用此粒径计算土的不均匀系数。[1]

9.液限：流动状态与可塑状态间的分界含水量称为液限。

10.塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量称为塑限。

11.缩限：半固体状态与固体状态间的分界含水量称为缩限。

12.围岩：定义1：矿体或采掘空间周围的岩体。

定义2：因开挖地下硐室，其周围一定范围内对稳定和变形可能产生影响的岩体。

13.地质灾害：地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。

14.老沉积土：老沉积土是第四纪晚更新世Q3及其以前沉积的土层，一般具有较高的强度和较低的压缩性。

15.地基：承受结构物荷载的岩体、土体。

地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。地基有天然地基和人工地基两类。

天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。

16.软岩：定义：单轴抗压强度小于30MPa的岩石。

软岩（soft rock）是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质，可分为地质软岩和工程软岩两大类别。地质软岩指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层，该类岩石多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质；工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。工程软岩强调软岩所承受的工程力荷载的大小，强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。

工程软岩和地质软岩的关系是：当工程荷载相对于地质软岩（如泥页岩等）的强度足够小时，地质软岩不产生软岩显著塑性变形力学特征，即不作为工程软岩，只有在工程力作用下发生了显著变形的地质软岩，才作为工程软岩；在大深度、高应力作用下，部分地质硬岩（如泥质胶结砂岩等）也呈现了显著变形特征，则应视其为工程软岩。

根据软岩特性的差异及产生显著塑性变形的机理，软岩可分为4大类，及膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。

根据高应力类型的不同，高应力软岩可细分为自重应力软岩和构造

应力软岩。前者的特点是与深度有关，与方向无关；而后者的特点是与

深度无关，而与方向有关。高应力软岩根据应力水平分为3级，即高应

力软岩、超高应力软岩和极高应力软岩（表1）。

17.挤土桩：实心的预制桩，下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入的过程中都要将桩位处的土大量排挤开。这种成桩方法以及在成桩过程中产生的此种挤土效应的桩称为挤土桩。

18超静水压力：1.孔隙水压力是一个总称，是指饱和土体孔隙中水所承受的压力；

2.饱和土体中形成的连通水体都存在一定的静水头，土体中某一点的静水压力等于水头高度乘以水的重度；

3.在水头差的作用下发生渗流，水从土的孔隙中流过，水流有一个动水力作用于土颗粒，在动水力的作用下土体会产生渗透变形，但这与固结变形是完全不同的；

4.在外荷载作用的瞬间，在孔隙中产生了孔隙水压力的增加量，称为超静水压力；

5.超静水压力比静水压力大，也形成了水头差，就发生了水从土体内部向排水面流动的渗流，随着孔隙水的排出，土的孔隙减小，体积压缩，这个过程称为固结。

一般说来，作用于孔隙水及沿着各个方向均匀作用于土颗粒上的水压力，均称为“孔隙水压力”或“中性应力”、“中性压力”。

严格说来，饱和土体中的“孔隙水压力”包括“静水压力”与“超静水压力”两种。由孔隙水自重及水对土颗粒浮力的反力引起的称为“静水压力”（这部分不会引起土体孔隙比变化，自然不会造成固结），由附加应力引起的称为“超静水压力”（一般不说孔隙水压力与超孔隙水压力）

问题是，这个“超静水压力”往往也简称为“孔隙水压力”，因此就不好说二者的区别