土体的工程地质研究
土的工程地质性质如残积土坡积土
土的工程地质性质一、土的成因类型特征根据土的地质成因，土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积及冰水沉积土和风积土等类型。
一定成因类型的土具有一定的沉积环境、具有一定的土层空间分布规律和一定的土类组合、物质组成及结构特征。
但同一成因类型的土，在沉积形成后，可能遭到不同的自然地质条件和人为因素的变化，而具有不同的工程特性。
1.残积土形成原因：岩石经风化后未被搬运的原岩风化剥蚀后的产物，其分布主要受地形的控制，如在宽广的分水岭地带及平缓的山坡，残积土较厚。
工程特征：一般呈棱角状，无层理构造，孔隙度大；存在基岩风化层（带），土的成分和结构呈过渡变化。
工程地质问题：（1）建筑物地基不均匀沉降，原因土层厚度、组成成分、结构及物理力学性质变化大，均匀性差，孔隙度较大；（2）建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，原因原始地形变化大，岩层风化程度不一。
2.坡积土形成原因：经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运，及土粒在重力作用下顺着山坡逐渐移动形成的堆积物，一般分布在坡腰上或坡脚下，上部与残积土相接。
工程特征：具分选现象；下部多为碎石、角砾土；上部多为粘性土；土质（成分、结构）上下不均一，结构疏松，压缩性高，土层厚度变化大。
工程地质问题：建筑物不均匀沉降；沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。
3.洪积土形成原因：碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流挟带在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土体。
山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后，因水流流速骤减而呈扇形沉积体，称洪积扇。
工程特征：具分选性；常具不规划的交替层理构造，并具有夹层、尖灭或透镜体等构造；近山前洪积土具有较高的承载力，压缩性低；远山地带，洪积物颗粒较细、成分较均匀、厚度较大。
工程地质问题：洪积土一般可作为良好的建筑地基，但应注意中间过渡地带可能地质较差，因为粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成沼泽地带，且存在尖灭或透镜体。
土体的分类以及工程地质性能
目的和意义
了解土体的分类和工程地质性能有助 于更好地评估土体的工程性质，为工 程设计和施工提供科学依据。
对于保障工程安全、提高工程质量、 降低工程风险等方面具有重要意义。
02
土体的分类
按照成因分类
残积土
由母岩经过物理风化和化学风 化作用剥离形成的土，其成分
和结构与母岩密切相关。
冲积土
由河流冲刷搬运形成的土，通 常分布在河流两岸或河漫滩地 带，具有明显的层理构造。
输标02入题
土体的分类方法有多种，包括按成因、矿物成分、结 构、状态等分类方法，不同的分类方法有各自的优缺 点，应根据具体情况选择合适的分类方法。
01
03
在实际工程中，应充分考虑土体的工程地质性能，采 取相应的措施，保证工程的安全性和稳定性。
04
土体的工程地质性能包括天然强度、压缩性、透水性、 抗剪强度等，这些性能指标对于评价土体的工程地质 特性具有重要意义。
在施工过程中，需要了解土体的工程地质性能，以便合理选择施工方法和工艺。
根据土体的物理性质和力学性质，可以预测施工时可能遇到的问题，如地基沉降、 边坡失稳等，并采取相应的预防措施。
在施工过程中，还需要对土体的工程地质性能进行实时监测，以确保施工安全和工 程质量。
在地质灾害防治中的应用
地质灾害防治是土体工程地质 性能的重要应用之一。
砾石土
主要由砾石和砂粒组成，具有较大的 孔隙和较高的渗透性，通常分布在河 流两岸或河漫滩地带。
石灰岩土
主要由石灰岩组成，具有较高的硬度 和抗压强度，通常用作地基或建筑材 料。
按照工程性质分类
软土
含水量较高、压缩性较大、承载 力较低的土，容易发生变形和沉 降。
硬土
2工程地质学+-+岩体工程地质
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火成岩结构面：岩浆侵入、喷溢、冷凝过程中所形成
的结构面，包括大型岩浆岩体边缘的流动构造面(流层、流 线)，侵入岩体与围岩的接触界面、软弱的蚀变带、挤压破 碎带；也包括岩浆岩体中冷凝的原生节理和岩浆间歇性喷溢 所形成的软弱结构面等结构面工程地质性质：流层、流线在 新鲜岩体中不易剥开，但一经风化便形成易于剥离或脱落的 弱面。冷凝原生节理常常是平行及垂直接触面的、平缓及高 倾角的张裂隙。在浅成侵入岩体、火山岩体中还发育有特殊 的节理，例如玄武质熔岩、流纹质熔结凝灰岩中的柱状节理， 辉绿岩中的球状节理等等。往往形成裂隙水的通道或被次生 的泥质物所充填。
产 状 1层理层面 沉积 2软弱夹层 结构 3不整合面、 假整合面 面 4沉积间断面
分 布
海相岩层中 一般与 此类结构面 岩层产 分布稳定， 状一致， 陆相岩层中 为层间 呈交错状， 结构面 易尖灭
岩脉受 1侵入体与围 构造结 构面控 原生 岩浆 岩接触面 结构 岩结 2岩脉岩墙接 制，而 原生节 面 构面 触面 3原生冷凝节 理受岩 理 体接触 面控制 产状与 变质 1片理 岩层或 结构 2片岩软弱夹 构造方 24 层 面 向一致
岩体工程地质
Rockmass
第一章 岩土体结构工程地质研究
岩石与岩体、 岩石与岩体、土与土体 任何工程建设都是建筑在地表或地壳浅部， 任何工程建设都是建筑在地表或地壳浅部，以岩土体作为地基或作为 修建环境。因此，工程地质学在研究工程建筑物与地质环境相互作用、 修建环境。因此，工程地质学在研究工程建筑物与地质环境相互作用、相 互影响而产生的一系列工程地质问题时， 互影响而产生的一系列工程地质问题时，首先涉及的是岩体和土体的工程 地质性质。 地质性质。
2
一、岩土体结构的基本概念 土（soil）是岩石经风化破碎、搬运和沉积等一系 列作用后形成的未固结硬化成岩的松散沉积物； 分布于地壳最上部。其物理力学性质主要取决于 土的物质组成和土的结构，其性质是均匀的。 土体（soil mass）是指由若干厚度不同、性质各异 的土，以特定的次序组合在一起的土层。土体的 工程地质性质不仅取决于土的物质成分、结构， 还与厚度、沉积次序、土层组合特征等有关。其 性质是非均匀的和各向异性的。
岩土力学与工程地质学研究
岩土力学与工程地质学研究一、岩土力学岩土力学是研究地下岩石和土壤的力学性质和力学行为的学科，它是岩土工程学的基础。
岩土力学主要包括岩土物理力学、岩土力学实验和理论岩土力学三个方面。
1.岩土物理力学岩土物理力学是研究岩土材料的物理性质的分支学科，主要研究的是岩土材料的密度、孔隙度、孔隙率、吸湿性、热膨胀系数等物理性质，这些性质与材料的力学行为密切相关。
研究岩土物理力学是为了更好地了解岩土材料的性质，从而为岩土工程提供依据。
2.岩土力学实验岩土力学实验是指通过实验手段研究岩土材料的性质和力学行为。
其主要目的是为了获取材料的力学参数，比如材料的强度、刚度、稳定性等，从而为岩土工程设计提供依据。
通过岩土力学实验，可以检验设计方案的可行性，并提出改进意见。
3.理论岩土力学理论岩土力学是研究岩土材料的宏观力学行为和力学性质的学科，主要研究岩土材料的应力应变关系、破裂与变形等力学行为。
岩土力学所涉及的理论框架包括弹性力学、塑性力学、摩擦力学等基础力学学科，这些框架都有广泛的应用，从而更好地研究岩土工程的问题。
二、工程地质学工程地质学是岩土工程学的分支学科，主要研究自然地质环境、地质构造、岩石和土壤的特征及其与工程建设活动的关系。
该学科的研究，主要为地下工程设计提供可靠的技术依据，同时也是建立工程安全评估和风险预测体系的重要基础。
1.工程地质调查工程地质调查是工程地质学的主要工作内容之一。
该调查内容主要包括地质环境与地质构造、地质灾害及其规律、地下水位变化与其对工程的影响等方面。
通过工程地质调查，可以为工程设计提供完备的岩土环境信息，帮助设计人员科学制定工程方案。
2.岩土体稳定性分析岩土体稳定性分析是工程地质学的重要内容之一，主要研究的是地质灾害的预防与治理。
在岩土体稳定性分析中，常涉及到地质体的稳定性、坡面的稳定性、洞室的稳定性等问题，需要运用复杂的力学分析方法和模型，综合考虑地形、水文、地质和工程条件等因素。
工程地质及土力学
工程地质及土力学工程地质及土力学（Engineering Geology and Soil Mechanics）是土木工程的重要分支，是研究水土岩地基本质、地质构造与工程相互关系、土体强度和变形性质、地下水运动及安全稳定性等问题的学科。
它在建筑、交通、水利、能源等领域中有着广泛的应用和重要作用。
首先，工程地质研究的重点是用于地基工程施工的地质条件。
地质条件的差异对建筑物、道路、桥梁等工程物体的稳定性、耐久性、安全性和经济性均有很大影响。
通过对地质状况的认真勘查，可以预测地质灾害的触发条件和危险区域，为工程设计提供可靠数据，避免可能造成的损失和地质灾害。
工程地质勘探还为施工方案的设计和执行提供了重要的实验基础，如对土层的稳定性、坡面稳定和地基承载力等问题提供了实验数据保证。
其次，土力学原理是处理土层和砂石等固体材料的强度、变形及特性的科学。
土力学的研究还涉及土层的稳定性和基础承载力的确定。
通过详细分析土壤内部结构和组成，可以利用力学原理进行土体强度、刚度、变形、破坏条件等的分析和计算，从而为工程设计提供科学的理论依据。
土力学的重要成果之一是基础工程力学。
在施工过程中，基础的结构物是挑战性的，因为它们必须能够承受地面的力量和运动。
如果荷载承载面积过小，地面就会发生沉降和变形，造成结构物丧失稳定性。
正确的土力学分析和设计可以提供尽可能坚固和稳定的基础，同时确保地面得到足够的支撑和稳定。
最后，在地下水运动研究方面，工程地质和土力学也发挥了重要作用。
在地下水的分析过程中，需要计算水流速度、流量、压力、斜力、渗透性和渗透系数等参数。
这可以使用一般的水文学、流体力学和土力学原理进行分析和研究。
这些原理也可以应用到基础工程设计的各个方面，例如排水和广泛的灌浆活动，以确保基础建筑物的稳定性和安全性。
在总结上述内容之后，可以说，工程地质及土力学相互依存，互相促进，为工程建设提供了可靠的科学理论和技术手段。
工程地质可以为施工提供宝贵信息和实验基础，而土力学则提供了处理土层、固体材料强度、变形等的科学方法。
工程地质土力学
工程地质土力学
工程地质土力学是研究土地及其周围环境与工程结构之间相互作用的学科，主要研究工程中土体和岩石物理力学性质、地质构造特征、地下水运动、地震作用等因素对工程结构的影响。
在工程设计和施工中，工程地质土力学起到了至关重要的作用，能够提供关于地形、地质和地下水环境等信息，为工程结构的设计和施工提供技术支持。
工程地质土力学主要包括三个方面的内容：地质力学、土力学和工程地质。
地质力学是研究岩石和土壤的物理力学特性，包括研究地层的组成、结构和应力状态等。
土力学是研究土壤的物理力学特性，包括研究土体的强度、变形和稳定性等。
工程地质是研究地质环境对工程结构的影响，包括研究地形和地质构造、地下水流动、土壤侵蚀等因素。
在工程设计和施工中，工程地质土力学能够提供很多重要信息，包括地质勘探数据、地下水位、地貌和地质构造、土壤力学性质等。
这些信息能够帮助工程师了解工程结构周围环境的特征，从而更好地设计和施工工程结构。
总之，工程地质土力学是一门综合性的学科，涉及多个领域，对于工程结构的设计和施工具有重要意义。
土体工程地质界面 国家自然基金
土体工程地质界面国家自然基金土体工程地质界面是土地工程和地质学领域的交叉学科，主要研究土体与地质界面的性质、特征以及其对土地工程行为的影响。
土体工程地质界面的研究对于土地工程设计和工程实施具有重要的指导和参考意义。
本文主要从土体与地质界面的概念与特性、土体工程地质界面对土地工程行为的影响以及相关研究和进展等方面进行探讨。
1.土体与地质界面的概念与特性土体与地质界面是指土壤或岩石与周围环境的交界面，包括土体颗粒与颗粒之间的接触面以及土体与基岩之间的界面。
土体颗粒之间的接触面由于粒间力的作用，具有一定的粘聚性和交联性。
而土体与基岩之间的界面则受到侵蚀、滑动和沉积等地质过程的影响，具有复杂的形态特征。
2.土体工程地质界面对土地工程行为的影响土体工程地质界面的性质和特性对土地工程行为有着重要的影响。
首先，土体工程地质界面会影响土壤的力学性质和变形特征。
土体颗粒之间存在交联面，使土体具有一定的内聚力和剪切强度，影响土体的抗剪强度和可变形性。
土体与基岩之间的界面则可能导致不均匀沉降和滑动等地表变形现象。
其次，土体工程地质界面对土地工程的渗流性质和稳定性也有重要影响。
土壤中的界面可以影响土壤的渗透系数和渗透率，进而影响地下水的流动路径和速度分布。
土体与基岩之间的界面也可能成为滑坡、泥石流等地质灾害的隐患。
此外，土体工程地质界面还会影响土地工程的建筑物基础承载力和地基基础的稳定性。
界面的存在会导致土体的非均匀性，使得地基承载力不连续，进而影响建筑物的安全性和地基的稳定性。
土体与基岩之间的界面也可能导致地基沉陷和地基滑移等问题。
3.相关研究和进展近年来，土体工程地质界面的研究得到了广泛关注和重视。
国家自然基金在该领域的资助和支持也进一步推动了相关研究的深入开展。
目前，研究者们主要从界面的特性与演化、界面对土地工程行为的影响机理以及界面处理与加固等方面进行研究。
通过实验室试验和现场观测等手段，研究者们对土体工程地质界面的形成机制、界面特性和行为响应进行了深入的研究。
土的工程地质特征29945
土
饱和自重压力pz >psh 时,为自重湿陷性黄土
黄土湿陷起始压力大小与很多因素有关，常常是 随土的密度、粘土含量、含水率及埋藏深度的增加 而增大。我过不同地区的黄土湿陷起始压力有所不 同，如下表：
特殊土的工程地质特性
膨胀土：又称胀缩土，是指随含水量的增加而膨胀， 随含水量的减少而收缩，具有明显膨胀和收缩特性 的细粒土。
黄 土
特殊土的工程地质特性
（二）黄土的一般工程地质性质
（1） 密度小，孔隙率大。
（2） 含水较少。
（3） 塑性较弱。
（4） 透水性较强。
（5） 抗水性弱。遇水强烈崩解，膨胀量较小，但失水收缩量
黄
较明显
土
（6）压缩性中等，抗剪强度较高
特殊土的工程地质特性
（三）黄土的湿陷性
1、湿陷性：黄土在一定压力作用下受水浸湿后，结构迅速破坏而
（1） 高孔隙比，高含水率，含水率大于液限。
（2） 透水性极弱，一般垂直方向地渗透系数较水平方向小些。
（3） 高压缩性，a1~2一般为0.7～1.5Mpa－1，且随天然含水率
的增大而增大。
淤
泥
（4） 抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关。
类
（5）有显著的触变性和蠕变性。
土
特殊土的工程地质特性
淤
利石等粘土矿物，并含有少量水溶盐，有机质含量较高。
泥
3、结构、构造：具有蜂窝状和絮状结构，疏松多孔，具有薄
类
层状构造。厚度不大的淤泥类土常是淤泥质粘土、粉砂土、淤
土
泥或泥炭交互成层，或呈透镜体状夹层。
特殊土的工程地质特性
（三） 淤泥类土工程地质性质的基本特点
淤泥类土是在特定的环境中形成的，具有某些特殊的成分和结构， 工程地质性质也表现出下列一些特点：
岩土体工程地质特征
1. 岩土类型：岩土体工程地质特征首先包括对地质体的分类和描述，例如土壤、岩石、砂 、粘土等。不同的岩土类型具有不同的物理和力学性质，对工程设计和施工具有重要影响。
2. 岩土层位：地质特征还包括对地下岩土层位的描述，包括不同层位的厚度、分布、性质 等。岩土层位的差异会导致地下水位、土壤质地、岩石强度等方面的变化，对工程设计和地 基处理起着重要作用。
岩土体工程地质特征
3. 岩土物理性质：岩土体工程地质特征还包括对岩土物理性质的描述，如颗粒大小、密度 、含水量、孔隙度等。这些性质直接影响土体的强度、渗透性、可压缩性等工程性质。
4. 岩土工程性质：地质特征还包括对岩土工程性质的描述，如土壤的可塑性、岩石的强度 、土体的稳定性等。这些性质对于工程设计、地基处理和施工方法的选择具有重要意义。
5. 地下水位和地下水条件：地质特征还需要考虑地下水位和地下水条件对工程的影响。地 下水位的高低、渗透性和水位变化等因素会对土体稳定性、地下水排泄和基坑降水等工程问 题产生影响。
岩土体工程地质特征
6. 地质构造和断裂带：地质特征还包括对地质构造和断裂带的描述。地质构造和断裂带对 岩土体的稳定性和变形特性有重要影响，需要在工程设计和施工过程中予以考虑。
岩土体工程地质特征
有机质含量 #3 4 (
#3 . ’(
有机质土
’( . #3 . #%(
! 如现场能鉴别或有地区经 深灰色，有光泽，味臭，除腐殖 验时，可不做有机质含量测定； 质外 尚 含 少 量 未 完 全 分 解 的 动 "当 $ / $5 ，#*% . % . #* ’ 时 植物 体，浸 水 后 水 面 出 现 气 泡， 称淤泥质土； 干燥后体积收缩 #当 $ / $5 ，%"#* ’ 时称淤泥
第三篇
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土的工程地质特征
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第一章
土的工程分类及物质组成
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第一章
土的工程分类及 物 质 组 成
土的生成
第一节
土是由地球外壳坚硬的岩石在风化作用下形成的在原地残留或经过各种不同类型的动 力搬运后，在各种自然环境中重新堆积而成的堆积物。 地球外壳（即岩石）的厚度达 !" # $"%&，而第四纪沉积层通常厚度仅数米至数百米。 岩石形成之后，在漫长的地质历史中长期暴露于自然环境中，受各种各样的自然力的作 用，其物理、化学性质常常会发生改变，这就是岩石的风化。岩石的风化有以下三种类型： ’( 物理风化 岩石中发生的只改变颗粒的大小与形状，不改变原来的矿物成分的变化称为物理风化。 物理风化一般包括岩石在经受风、霜、雨、雪等自然力的影响下而发生的机械破碎作用，周围 环境的温度、湿度发生变化引起的不均匀膨胀与收缩而产生破裂作用等。
,- 老沉积土：第四纪晚更新世（.# ）及其以前沉积的土层，一般呈超固结状态，具有较高
的结构强度。 /- 新近沉积土：第四纪全新世中近期沉积的土层（.* ），一般结构强度较低。 （"）土按颗粒级配和塑性指数分为碎石类土、砂类土、粉土和粘性土等，详见表 # 0 ! 0 !。 （#）土根据地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土和 冰川沉积土。
工程地质学的主要研究内容和研究方法
概述工程地质学的主要研究内容和研究方法（1）、工程地质学的主要研究内容工程地质学是地质学的分支学科，它研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务，属于应用地质学的范畴。
地球上一切工程建筑物都建造于地壳表层一点的地质环境中。
地质环境以一点的作用，影响建筑物的安全、经济和正常使用；而建筑物的兴建又反作用于地质环境，是自然地质条件发生变化，最终又影响到建筑物本身。
二者既处于相互联系，又相互制约的矛盾之中。
工程地质学研究地质环境与工程建筑物之间的关系，促使二者之间的矛盾转化的解决。
这一套研究的核心是工程建筑与地质环境二者之间的相互制约和相互作用，这就是工程地质学的研究对象。
工程地质学为工程建设服务，是通过工程地质勘查来实现的，通过勘察和分析研究，阐明建筑地区的丁程地质条件，指出并解决所存在的工程地质间题，为建筑物的设、施工以至使用提供所需的地质资料。
它的主要任务是：1、阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的冈京；2、论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定计的评价，作出确切的结论，3、选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合职配段各个注筑物4、根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、纠构和施工力法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；5、研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测义发展演化趋势，并提山对地质环境合理利用和保护的建议；6、为拟定改善和防治不良地顶作用的措施方案提供地质依据。
工程建筑的类型很多，如工业民用建筑物、铁路、公路、水运建筑、水利水电建筑、矿山建筑、海港工程和近海石油开采以及国防工程等。
每一类型建筑又有一系列建筑物群体组成，如高楼大厦、工业厂房、道路、桥梁、隧道、地铁、运河、海港、堤坝、电站、矿井、巷道、油库、飞机场等。
这些建筑物有些位于地面上，有的埋于地下，都脱离不开地壳，无不与地质环境息息相关。
他们的形式不同、规模各异，对地质环境的适应性以及对地质环境的相互作用也越来越强烈，越来越复杂。
岩土工程中的土体稳定性分析与处理研究
岩土工程中的土体稳定性分析与处理研究岩土工程是土力学、工程地质和岩土力学等学科交叉的综合性工程领域，涉及到土体的力学性质、水文特性、稳定性和工程应用等方面。
土体的稳定性分析与处理在岩土工程中占据了重要地位，对工程的安全可靠性起到关键作用。
本文将对岩土工程中的土体稳定性分析与处理进行研究探讨。
一、土体稳定性分析的重要性在岩土工程中，土体稳定性分析的重要性不可忽视。
土体稳定性指的是土体在外力作用下保持稳定的能力，包括抗剪强度、抗压强度和抗抗拉强度等方面。
土体的稳定性影响着工程的安全性和稳定性，因此对其进行分析与处理十分必要。
二、土体稳定性分析的方法土体稳定性分析的方法主要包括实验室试验和数值分析两种途径。
实验室试验是通过设计和进行力学试验来模拟土体的力学性质和稳定性，其中包括剪切试验、三轴剪切试验等。
该方法可以直观地获得土体的力学性质和稳定性参数，并用于工程设计和施工过程中。
数值分析是基于经验和理论模型的计算模拟，通过数值方法求解土体稳定性的问题。
数值模拟方法可以在较短时间内获得更多的参数和结果，并且可以探索不同土体参数的影响。
三、土体稳定性分析的处理方法当土体存在稳定性问题时，需要采取相应的处理方法进行修复或加固。
1. 坡面处理对于有坡度的土体，坡面处理是常见的一种处理方法。
具体有植被覆盖、喷涂保护层等方法，以增加土体的稳定性和抗冲刷能力。
2. 加固处理加固处理是改善土体稳定性的重要手段。
可以采用土工合成材料，如地工布、土工格栅等，增加土体的强度和稳定性。
此外，还可以采用钢筋混凝土等材料进行加固。
3. 排水处理土体的排水性能是影响土体稳定性的重要因素之一。
通过改善土体的排水性能，如设置排水沟、排水管道等，可有效提高土体的稳定性。
四、岩土工程中土体稳定性的进一步研究随着科技的进步和工程领域的不断发展，对土体稳定性的研究也在不断深入。
未来的研究可以集中在以下几个方向：1. 新材料的应用研究新材料在土体稳定性处理中的应用效果，如纳米材料、生物材料等，以提高土体稳定性的效果和可持续性。
岩土的工程地质性质
mi X 100 m
式中：
mi- 小于某粒径的土粒质量
m－试样总质量
颗分筛
土样筛
b.静水沉降方法
≦0.075
静水沉降方法有：密度计法、移液管法、 双洗法、虹吸比重瓶法 原理：将土样侵泡在纯水中制成悬液， 根据不同粒径在静水沉降速度不同，测定各 粒组百分含量。
密度计
②成果整理 列表法，土的累计曲线
vv n 100 % v
2.1.4 土的孔隙性
2 孔隙比
vv e vs
2.1.4 土的孔隙性
3 孔隙率与孔隙比
e n 100 % 1 e n e 1 n
2.1.4 土的孔隙性
4 砂土的相对密度
是砂土的结构（密实程度）状态指 标，反映了颗粒级配对密实程度的影响。
emax e Dr emax emin
植物学家研究的是土壤
有关概念
土层：同一层内土的物质组成及结构，构造基本一
致，工程地质亦大小相同，称之为土层。
在柱状图和剖面图上常用。 土体：是由岩石经过物理与化学风化、搬运、沉积 作用后的产物，是由各种大小不同的土粒按各种 比例组成的集合体。
是指与工程建筑的安全，经济和正常使用有
关的土层组合体。
1.2 土的粒度成分
。
当它在土孔隙中流动时，对所流经的土体施加渗流力（ 亦称动水压力、渗透力），计算中应考虑其影响。
工程地质学-第四章土
固相——包括多种矿物成分组成土的骨架， 骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空 隙是相互连通的，形成多孔介质；
液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g土
筛余
P
0
100
10
95
16
87 筛 18 78 分 24 66 法
22 55 38 36 72
水分法
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
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。
7、风积土(eolian deposit)：
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，颗粒主要由 粉粒或砂粒组成，土质均匀，质纯，孔隙 大，结构松散。最常见的是风成砂和风成 黄土，部分风成黄土具有强烈的湿陷性。
原生矿物 ● 由岩石经物理风化生成的， ● 颗粒成分与母岩的相同， ● 常见的有石英、长石和云母 ● 颗粒较粗，多呈浑圆形状， ● 吸附水的能力弱，无塑性。
次生矿物 ●由原生矿物经化学风化生成的新矿物 ●它的成分成分与母岩的完全不同， ●有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物 ● 颗粒极细，且多呈片状， ● 性质活泼，吸附水能力强，具塑性。
河漫滩相冲积土：
工程地质学的主要研究内容
1、工程地质学的主要研究内容：A、岩土体的分布规律及其工程地质性质的研究B、不良地质现象及其防治的研究C、工程地质勘察技术的研究D、区域工程地质研究工程地质条件：地形地貌、岩土类型及其工程性质、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、天然建筑材料等六个方面的因素的综合体。
2、地球内部构造：a地核古登堡面以下地心的一个球体。
b地幔莫霍面与古登堡面间的一个巨厚圈层。
c地壳是莫霍面以上的地球表层。
3、矿物——天然生成的，具有一定物理性质和化学成分的自然元素或化合物。
4、岩石是矿物的天然集合体。
由一种或几种造岩矿物结合而成。
5、主要造岩矿物——构成岩石主要成分，明显影响岩石性质，对鉴定和区别岩石种类起重要作用的矿物（约20种）。
6、矿物的物理性质：（1）、矿物的光学性质：颜色是矿物对光线吸收和反射的物理性能。
条痕是指矿物粉末的颜色，条痕的颜色是唯一的。
光泽矿物表面对光的反射能力。
（金属光泽、半金属光泽、非金属光泽）透明度矿物透光能力的大小，有透明矿物、半透明矿物、不透明矿物。
透明至半透明（玻璃光泽、油脂光泽、金刚光泽）；大多数矿物属于半透明矿物；透明矿物（金属光泽、半金属光泽）如黄铁矿、方铅矿等。
（2）、矿物的力学性质：硬度矿物的硬度是指矿物抵抗外力刻划的能力。
解理矿物被敲打后，沿一定方向规则破裂的性质。
在外力敲打下沿一定结晶平面破裂的固有特性称为解理。
根据矿物产生解理性能强弱程度的不同，一般将解理分为：极完全解理、完全解理、中等解理、不完全解理、极不完全解理。
极完全解理：矿物在外力作用下极易裂成薄片。
解理面光滑、凭证，很难发生断口。
如云母等。
完全解理：在外力作用下，很容易沿解理方向裂成平面（不成薄片）。
解理面平滑，胶南发生断口。
如方解石、方铅石、萤石等。
中等解理：在外力作用下，出现两组沿解理方向裂成平面。
解理面不太平滑，易出现断口。
如白钨矿、普通辉石等。
不完全解理：矿物在外力作用下，不容易裂出解理面。
解理面不平整，容易成为断口。
第一章 岩土体结构的工程地质研究
8、渗流
是指在单个结构面或整个岩体中所见到的水流情 况。结构面是岩体中地下水流通的主要通道。研究 结构面中是否存在渗流和渗流量的多少，对于评价 结构面的力学性质，研究岩体中有效应力的改变以 及预测岩体的稳定性和施工的困难程度都有重要的 意义。渗流分级如表1-4所示：
9、节理组数
节理组数 是指组成交叉节理系统的节理组 数目。通常分为四个等级： （1）不发育：有一组或两组节理； （2）较发育：有一组或三组节理； （3）发育：多于三组节理； （ 4 ）很发育：多于三组节理，并有许多不规 则节理；
岩石（Rock）矿物、岩屑的集合体。 岩石 岩块（Rock block 或 Rock）指不含显著结构面的 岩块 岩石块体，是构成岩体的最小岩石单元体。 岩体 （ rockmass） 通常是指地质历史过程中形成 通常 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。 结构面是指岩体中具有一定方向、力学强度相对较 低、两向延伸（或具有一定厚度）的地质界面（或 带）。如岩层层面、软弱夹层、各种成因的断裂、 裂隙等。由于这种界面中断了岩体的连续性，故又 称不连续面。 结构体：结构面在空间的分布和组合可将岩体切割 成形状、大小不同的块体，称结构体。
1.1.2 研究意义
工程地质之所以要将岩体的结构特征作为重 要研究对象，意义如下： ⑴ 岩体中的结构面是岩体力学强度相对薄弱 的部位，它导结构特征对岩 体的变形破坏方式和强度特征起着重要的控制作 用。
⑶靠近 地表的岩体，其结构特征在很大程度 上确定了外营力对岩体的改造进程。这是由于结构 面往往是风化、地下水等各种外营力较活动的部位。 总之，对岩体的结构特征的研究，是分析评价 区域稳定性和岩体稳定性的重要依据。 研究结构面最关键的是研究各类结构面的分布 规律、发育密度、表面特征、连续特征以及它们的 空间组合形式等。
工程地质的研究任务和方法
工程地质学读书报告工程地质学是地质学的分支学科，它研究与工程建设有关的地址问题、为工程建设服务，属于应用地质学的范畴。
各种工程建设的规划、设计、施工和运行只有通过工程地质研究，才能使工程建筑与地质环境相互协调，既保证工程建筑安全可靠、经济合理、运行正常，又保证地质环境不会因工程的兴建而恶化。
工程地质学为工程建设服务是通过工程地质勘察来实现。
通过勘察和分析研究，阐明建筑地区的工程地质条件，指出并评价存在的工程地质问题，为建筑物的设计、施工和使用提供所需的地质材料。
工程地质学的主要任务是：（1）阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；（2）论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；（3）选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；（4）研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并根据对地质环境合理利用和保护的建议；（5）根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；（6）为拟定防治和改善不良地质作用的措施方案提供地质依据。
工程地质学的研究内容（1）岩土工程性质的研究对于任何建筑物，首先要对岩土的工程性质进行研究。
研究内容包括岩土的工程地质性质及其形成变化规律，各项参数的测试技术和方法，岩土体的类型和分布规律，以及对其不良性质进行改善等。
（2）工程动力地质作用的研究地壳表层由于受到各种自然营力，包括地球内力和外力作用，还有人类的工程-经济活动，影响建筑物的稳定和正常使用。
研究工程动力地质作用的形成机制、规模、分布、发展演化的规律，所产生的有关工程地质问题，对它们进行定性和定量的评价，以及有效地进行防治、改造，是工程地质学的分支工程动力地质学的研究内容。
（3）工程地质勘查理论和技术方法的研究为了查明建筑物场区的工程地质条件，论证工程地质问题，正确地作出工程地质评价，以提供建筑物设计、施工和使用所需的地质资料，就需进行工程地质勘查。
红粘土工程地质特征研究综述报告
红粘土工程地质特征研究综述报告学院：建设工程学院导师：王清姓名：谷复光学号：2005631007红粘土属于一种特殊性粘土，因其具有裂隙性、收缩性和地层分布不均匀性等不良特征，从工程处置角度来看属于一种难以对付的土，即问题土。
但红粘土的分布范围比较广，其中贵州、云南、湖南和广西等地区覆盖面很广，工程问题也较为突出。
时值国家交通基础设施建设如火如荼，建设中将会频繁地面临难以处理的“灾害性”土的困扰，而其中水对红粘土路基的影响问题乃是众多关键技术难题中的问题之一。
红粘土的水敏性是其裂隙性和收缩性发生的诱导因素，“吸水软化，失水开裂”是其典型的水敏性特征。
红粘土路基土在不利水分的侵蚀下，其物理力学性质将发生急剧变化，而这些变化是导致路基沉陷、纵裂、浅层滑塌等病害发生的根本原因。
修筑在地表浅层的路基与大气和地下水发生强烈的相互作用，为了研究温度场和水分场对路基强度及其变形的影响，应对土体含水量分布随初始填筑状态的变化过程及规律进行研究，进一步认识水分对红粘土的作用规律和红粘土路基应力场与变形场特征，这些都是有效预防路基病害的前提条件。
红粘土属于一类典型的特殊土，其独特的工程性质主要表现为:一方面具有高含水量、高塑性、高孔隙比、密度低、压实性差等不良物理性质;另一方面却具有高强度、中低压缩性的力学特性。
在被普遍认为是比较好的天然地基和较好建筑材料的同时，却因胀缩性、裂隙性与分布不均匀性(主要指上硬下软)等工程地质特性而存有很大的工程隐患。
高岱等(1964)描述了贵州地区碳酸盐岩红粘土的特殊工程特征，并首次将其作为一种特殊土对待。
1977年纳入《工业与民用建筑和地基基础设计规范》并给予了红粘土正式的定义。
其工程特征主要包括:渗透、压缩、收缩、强度与变形等特性。
压实是加固土体的一种古老而又经济的工程处理方法，Quinonesle(l963)在分析大量的红粘土现场和室内试验基础上，指出影响压实试验结果的主要因素分为两大类:①红粘土的红土化过程;②试样的配置与试验方法。
土体的分类以及工程地质性能
砂土的分类
砂土为粒径大于2mm的颗粒不超过总质量50%、粒径 砂土为粒径大于2mm的颗粒不超过总质量50%、粒径 大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土。 大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土。
土的名称 砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉砂 颗粒含量 粒径大于2mm的颗粒超过全重25%～50% 粒径大于0.5mm的颗粒超过全重50% 粒径大于0.25mm的颗粒超过全重50% 粒径大于0.075mm的颗粒超过全重85% 粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%
10<N63.5≤20 N63.5>20
中密 密实
注1：圆锥动力触探是利用一定的锤击动能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入 土中的阻力大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理学性质，对地 基土作出工程地质评价。通常以打入土中一定距离所需的锤击数来表示土的阻力。 注2：本表适用于平均粒径小于等于50mm,且最大粒径小于100mm的碎石土。
淤泥和淤泥质土
粘性土中有两个亚类( 粘性土中有两个亚类(淤泥和淤泥质土、红 粘土) 粘土)与工程建筑关系极为密切 淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉 淀,并经生物作用形成,其天然含水量大于液 并经生物作用形成, 限,天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。当 天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。当 天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5 天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5 但大于或等于1.0的粘性土或粉土为淤泥质 但大于或等于1.0的粘性土或粉土为淤泥质 土。
特殊土
膨胀土：土中粘粒成分主要由亲水性矿物 组成, 组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩 特性, 自由膨胀率大于或等于40%的粘性 特性,其自由膨胀率大于或等于40%的粘性 土。 注：自由膨胀率是人工制备的烘干、碾细的土试样，在水中
工程地质研究方法
工程地质研究方法工程地质研究是指通过对地质、水文地质、地质灾害等因素的综合分析，为工程建设提供科学依据的一项重要工作。
以下介绍几种常见的工程地质研究方法。
1. 实地勘察法：这是工程地质研究中最基础的方法，主要通过实地踏勘和调查，获取有关工程建设区的地形、地貌、岩土体性质、地下水状况等基本信息。
实地勘察是工程地质研究的第一步，只有获取准确的基础数据，才能进行后续的分析和研究。
2. 桩基工程法：桩基工程法主要用于对土层的性质进行测试和分析。
这种方法是通过在土体中埋设一定深度的石方或钢筋混凝土桩，并进行对桩基承载力、桩周围土体物理、力学性质、岩土界面等的测试，从而得出土体的力学性质和物理特征。
3. 地球物理勘查法：地球物理方法使用人工或自然物理场在地下进行测量和分析，以确定地下构造和物质性质。
该方法由于其测量精度高、快速、充分等优点，在水利、能源、交通、城市和矿产等领域应用广泛。
4. 模型试验法：该方法是通过构建小型的岩土结构模型并进行加载试验，以获取在不同受力下的技术性质、本构关系等工程地质参数。
这种方法是通过缩小模型比例并进行试验来减少现场勘察和实验的成本，同时提高数据的准确性和可靠性。
5. 遥感勘查法：遥感技术通过获取卫星或航空飞机上传回来的图像，来实现遥感勘测。
这种方法主要用于快速获取受调研地区的地形、地貌、地物、岩层、植被和水文地质等信息。
由于遥感勘查具有多领域、大范围、准确性和实时性等特点，因此被广泛应用于城市和地质资源开发等领域。
总之，工程地质研究方法具有多样性和综合性，选取合适的研究方法来获取合理的数据和结果，对于工程建设项目的顺利进行具有至关重要的作用。
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水对土体的性质影响非常大。土体的强度一般 随着含水量的增大而降低；土体的层理构造决定了 土体力学、水理性质的非均匀性和各向异性。 土体层状构造中的软弱面常是影响斜坡稳定 性，产生滑坡的主要原因。当土层上覆于岩层时， 岩层与土层的交界面常是一软弱面，是控制土体稳 定的关键。
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第2节 土体工程地质性质形成的因素
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未经受成壤作用的松散物质受到外力的剥 蚀、侵蚀、搬运、沉积等地质作用，时代较老 的土体在上覆沉积物的自重压力和地下水作用 下，经受压密固结作用，逐渐形成具有一定强 度和稳定性的土体，这就是工程地质学中所说 的土体，是人类活动和工程建设研究的对象。
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土体按其形成条件可分为陆相和海相沉积 物。陆相有：残积物、坡积物、冲积物、洪积 物、冰碛物、冰水堆积物、湖积物、风积物； 海相有：浅海沉积，水深为200m以内——大陆 架沉积；大陆斜坡沉积，水深为200~1000m的 沉积；深海沉积，水深超过1000m的沉积。
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第4节 土体工程地质研究方法
在工程地质学中，可在分子结构、微观结 构和宏观结构三个不同的水平上研究土体。
1.分子结构研究
分子结构研究是了解土体结构要素之间结 构联结本质的必要手段，对于评价土体强度、 变形和稳定性极为重要；
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2.微观结构研究
通过微观结构研究可以鉴定土体的矿物和 化学成分、微结构和构造特征，以及它们与土 体物理、力学性坏的因素
控制土体稳定破坏的主要因素有：土体的宏观 结构面，水文气象条件，地下水，人类工程经济活 动等。
一、土体的宏观结构面
土体的各类宏观结构面是土体稳定破坏的主要 控制因素，它们大多是土体稳定破坏的滑移面。
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1.土体的风化界面
2.与下伏基岩的接触面
3.土体中的软弱夹层与裂隙面
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海洋沉积物分布范围广，厚度大，成分均
匀，具层理性和各向异性。
从以上对不同成因类型土体特征的描述可 以得出结论，它们的形成最终都是各类岩石物 理、化学风化产物再沉积的结果 。
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体的高。
4.冲积物
冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其 上部覆盖的坡积、洪积物剥蚀后搬运、沉积在河流 坡降平缓地带所形成的沉积物。
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5.湖积物
此类土体一般是多种多样，其成分与地区的
气候条件、所处位置、范围大小、深度、周围地形
特点等因素有关。 湖积物常含有机质；具层理性，各向异性。
6.风积物 7.海洋沉积物
第4章 土体的工程地质研究
第1节 土体及其基本性质 第2节 土体工程地质性质形成的因素 第3节 土体稳定破坏的因素 第4节 土体工程地质研究方法 第5节 土体主要成因类型的基本特征
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第1节 土体及其基本性质
※ 土体：是由岩石经过物理与化学风化、 搬运、沉积作用后的产物，是由各种大小不 同的土粒按各种比例组成的集合体。
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第四纪沉积物是坚硬岩石经过长期地质作用 后的产物，广泛分布于地球的陆地和海洋，由岩 石碎屑、矿物颗粒组成，其孔隙中充填着水和气 体，是由固相、液相、气相组成的三相体系。
工程地质学中所说的土体，它与人们通常所 称的土壤不同。当第四纪松散物质沉积成土后， 再在一个相当长的稳定环境中经受生物化学及物 理化学的成壤作用所形成的土体，统称为土壤。
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1.残积物
岩石在遭受风化作用后，在原地形成的松散堆 积物。
残积物与母岩的关系为渐变过渡关系。残积物的 层理性不明显，如果有层理性也是其母岩原有的。
2.坡积物
坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化 产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下逐渐移动、沉积 在较平缓的山坡上而形成的沉积物。
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坡积物一般无层理性，矿物成分与周围基岩 的岩石成分密切相关。坡积物的物理、力学性质与 其组成成分直接相关。
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三、人类的工程经济活动
人类的工程经济活动愈来愈成为土体稳定破
坏的主要威胁。
人类工程经济活动是外在因素，外因必须通 过内因而起作用。如土体内部具备有一定的软弱结 构面，则切割坡脚、上部堆载等活动都会引起土体 的稳定破坏。 为此，在规划人类的工程经济活动时，必须结 合土体结构和自然地理条件的特点，为合理利用土 体，保持土体稳定提出科学依据。
二、水文气象条件
土体内部结构面的存在是控制其稳定破坏的内 在因素，水文气象条件则是外在因素，由地表水、
大气降水对上述结构面的软化，使得结构面强度降
低，导致土体失稳破坏。
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滑坡次数 降雨量
降雨量与滑坡的关系
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土体的滑移破坏除了与降雨量有关外，还
与降雨持续的时间有关。连续长时间降细雨， 由于小雨能充分下渗，可增加土体重量和降低 土体强度，从而造成土体失稳。
观研究的结果进行取样再到室内开展微观鉴定
工作，具体的室内微观鉴定结果再反过来去解 释宏观所确定的结论。有关土体稳定破坏的正 确结论，必须是宏观→微观，微观→宏观多次 反复印证的结果。
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第5节 土体主要成因类型的基本特征
地质年代中的第四纪时期是距今最近的地质 年代。第四纪时期沉积的历史相对较短，一般又 未经固结硬化成岩作用，因此在第四纪形成的各 种沉积物通常是松散的、软弱的、多孔的，与岩 石的性质有着显著的差异，就称之为土。
3.宏观结构研究
为了确定土体的实地产出条件、形状、大 小规格和连续性，土体结构及其空间分布规律， 以及评价土体稳定破坏的条件等，则必须进行 宏观地质研究。
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在土体工程地质研究方法方面，必须坚持
“宏观指导微观，微观论证宏观”的研究路线。
在进行土体微观结构研究之前首先应进行
土体宏观结构、构造的野外现场研究，根据宏
土体工程地质性质与其成因、物质组成成分 （矿物与水）、结构、构造以及土质类型有关。
一、土体的成因
土体的成因一般包括两个方面的作用：
1.风化作用——各类岩石被破坏生成岩屑、新矿物
等物质；
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2.沉积作用——物质搬运和堆积形成沉积物。 土体的成因可决定土体的性质。
二、土体的物质组成与结构构造
土体的物质成分和结构构造可反映它的地质 形成历史。 土体的工程地质性质与其地质历史成因和地
斜坡区的坡积物易产生滑坡，滑动面主要是它 与下伏基岩的接触面。
3.洪积物
山区河流或暴雨时期暂时性洪水流及融雪水 流，具有很大的剥蚀和搬运能力，它冲刷地表，挟 带着大量碎屑物质堆积于山谷冲沟出口或山前倾斜 平原而形成洪积物。
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洪积物的岩性成分十分复杂；土性不均匀，一
般无层理性。此类土的密度和强度一般要比均匀土