岩土体的工程性质详解
岩土工程特点及勘探技术
岩土工程特点及勘探技术岩土工程是研究和应用土壤力学、基岩力学、工程地质等学科原理，以及有关工程材料和结构力学等学科知识，进行地质和土壤勘察、设计和施工等阶段的一门工程学科。
岩土工程的特点主要包括以下几个方面：1. 岩土工程具有大地工程性质。
岩土工程常常与地质环境紧密相关，需要对地层进行勘测和分析，了解地下情况对工程的影响。
岩土工程旨在解决工程在地下和地面的相互作用问题，并考虑地震、风、水、温度等外力对工程的影响。
2. 岩土工程涉及多学科知识。
岩土工程要求掌握土壤力学、基岩力学、工程地质、结构力学等多个学科的理论和知识，并将其应用于实际工程中。
岩土工程师需要综合运用不同学科的知识，解决工程问题。
3. 岩土工程具有不确定性。
由于地下情况的复杂性和难以完全掌握，岩土工程存在着一定的不确定性。
在岩土工程设计和施工过程中，需要对不确定因素进行评估和控制，采取合理的工程措施。
4. 岩土工程具有应用性强。
岩土工程将理论与实践结合起来，旨在解决实际工程中的问题。
岩土工程师需要根据具体工程要求，选择合适的岩土工程技术和方法，并进行实际施工。
在岩土工程勘察中，勘探技术起着非常重要的作用，它可以提供岩土体的几何特征、物理性质和力学性质等必要信息，为岩土工程设计和施工提供依据。
常用的岩土工程勘探技术包括以下几种：1. 地层钻探：地层钻探是获取地下岩土体信息的常用方法。
通过钻孔，可以获取与工程有关的地下岩土体的几何及物理特性，包括岩土体的厚度、颗粒组成、含水率、强度等。
2. 岩土物理勘探：岩土物理勘探主要包括直接电阻率法、地震波法和重力法等。
这些方法通过测量岩土体的电阻率、地震波传播速度和重力场等物理量，来确定岩土体的性质及分布。
3. 地质勘探：地质勘探主要包括地质地貌观察、野外地质测量和地质探槽等。
地质勘探主要用于获取地质构造、地层信息和岩土体的断裂、褶皱等情况，对工程设计和施工有很大的指导意义。
4. 岩土动力勘探：岩土动力勘探主要利用地震波获取地下岩土体的动力参数。
岩土体工程地质划分
一、岩体工程地质类型及特征依据岩石成因，研究区岩体可划分为岩浆岩、沉积岩二大工程地质类型。
1．岩浆岩区内岩浆岩仅发育有侵入岩，包括变质侵入岩。
变质侵入岩也可划为变质岩类副变质岩，由于研究区内变质岩类型单一，面积小，只在侵入岩类中加以叙述其特征。
依据侵入岩工程地质结构特征、岩性组合、岩石强度，分为坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体和坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体。
（1）坚硬块状闪长玢岩、正长斑岩、花岗岩、闪长岩岩性综合体：岩性组合为元古代二长花岗岩、正长花岗岩、黑云花岗闪长岩及中生代燕山期石英正长斑岩、角闪闪长玢岩岩脉。
岩石坚硬性脆，工程地质结构类型为块状结构。
岩石饱和单轴抗压强度大于60Mpa，抗风化能力强。
在裸露区风化残积土厚0—1m，隐伏区残积土厚1—3m，标贯击数14—30击，地基承载力标准值240—280kpa；全风化带厚0—2m，标贯击数40.9击，地基承载力标准值350—500kpa；强风化带厚0—4m，标贯击数60.2击，地基承载力标准值500—2000kpa。
该岩性综合体具低压缩性，是良好的天然地基。
（2）坚硬—较坚硬片状闪长岩类岩性综合体：为晚太古代阜平期片麻状中粒黑云角闪英云闪长岩。
是经过区域变质作用的片状、片麻状变质侵入岩。
片理产状45°—65°。
岩石饱和单轴抗压强度30—60Mpa，属坚硬—较坚硬；工程地质结构类型为片状结构。
岩体全风化带厚0—5m，标贯击数35击。
地基承载力标准值300—400kpa；强风化带厚5—10m，标贯击数54击，地基承载力标准值400—1500kpa。
岩体塑性变形较大，具中低压缩性，边坡稳定性差，易引起风化、流失、边坡失稳等工程地质问题。
2．沉积岩沉积岩可划分为碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩、碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩四种工程地质岩组。
（1）碳酸盐岩岩组依据岩组工程地质结构特征，岩性组合，岩石强度分为坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬中厚层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬中薄层状碳酸盐岩岩性综合体；坚硬—较坚硬薄层状碳酸盐岩岩性综合体。
8 工程岩土学_岩土体的工程地质分类
工程岩土学 第八章 岩土体工程地质分类
§1 土的工程地质分类
(3)根据有机质含量(按灼失量试验确定)可将士分为: 无机土(＜5％)、有机质土(5-l0％)、炭质土(l0-60％)、泥炭(＞60％) (4)按颗粒级配和塑性指数可将士分为碎石土、砂土、粉土和粘性土 碎石上：粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量50％。根据颗粒级配和颗粒 形状，按表6-1分为僳石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。 砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过总质量的50％,且粒径大于0.075mm 的颗粒含量超过总质量50％的土。根据颗粒级配，按表6—2分为砾砂、粗砂、 中砂、细砂和粉砂。 粉土：粒径大子0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50％，且塑性指数少 于或等于10的土。 粘性土：塑性指数大于10，又分为粉质粘土(10＜Ip＜17)和粘土(Ip＞17) 此外，具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的 土称为特殊性土，单独分出，包括湿陷性土、红粘土、软土、填土、多年冻土 13 、膨胀土、盐渍土、污染土
3
工程岩土学 第八章 岩土体工程地质分类
§1 土的工程地质分类 二、土的工程地质分类的一般原则和形式
国内外各种土的工程地质分类的方案很多，但都是按一定的原则，在充 分认识土的不同特殊性的基础上归纳其共性，将客观存在的各种土划分为若干 不同的类或组；不同类型的土有各自的地质特点，工程持性存在一定的差异。 同时，要考虑到分类指标能反映土的特性，且测定方法简便。
（2学时）
1. 土的工程性质分类 2. 岩石的工程性质分类 ☆ ☆
2
工程岩土学 第八章 岩土体工程地质分类
§1 土的工程地质分类 一、土的工程地质分类的基本类型
土的工程地质分类，按其具体内容和适用范围，可以概括地分为三种基 本类型： 1．一般性分类。对包括工程建筑户常遇到的各类土，考虑土的主要工 程地质特性进行划分。这是一种比较全面的综合性分类，有着重大的理论和 实践意义。最常见的土分类就是这种分类，又称通用分类。 2．局部性分类。仅根据一个或较少的几个专门指标，粒度成分的分类 ，按塑性指数的分类及按压缩性分类等。明确具体，是一般性分类的补充和 发展。或仅对部分土进行分类，例如按这种分类应用范围较窄。 3．专门性分类。根据某些工程部门的具体需要而进行的分类。它密切 结合工程建筑类型，直接为工程设计施工服务。如水利水电、地质、工业与 民用建筑、交通等部门都有相应的土的分类，并以规范形式颁布，在本部门 统一执行。专门性分类是一般性分类在实际运用中的补充和发展。
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。
土力学与岩土工程
土力学与岩土工程LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】岩土工程与土力学1，岩土工程的定义岩土工程又称土力工程学，大地工程学。
主要研究泥土构成物质的工程特性。
是欧美国家于20世纪60年代在土木实践中建立起来的一种新的技术体制。
岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础。
过程与地下工程问题，作为自己的研究对象，岩土工程师会研究从工地采集的泥土样本和岩石样本中的数据，然后计算工程上的建筑所需的格构。
同时，我们知道地上，地下和水中的各类工程统称土木工程。
土木工程中涉及岩石，土，地下，水中的部分称岩石工程。
2，岩土工程的内容《岩土工程基本术语标准》定义为：“土木工程中涉及岩石和土的利用、处理和改良的科学技术。
”中国大百科全书定义为：“土木工程的一个分支，以工程地质学、岩石力学、土力学与基础工程为理论基础，涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。
”也有专家定义为：“土木工程的一个分支，研究岩土体（包括其中的水）作为支承体、荷载、介质或材料，必要时对其改良或治理的一门工程技术。
”以上表述方法虽不完全一致，但主要方面是相似或相同的。
第一、岩土工程是土木工程的一个分支；第二、研究对象是岩石和土，包括岩土中的水；第三、是一门技术科学或工程技术。
岩土工程的实践性很强，从工程实践角度，包括下列范围：（1）岩土作为支承体房屋建筑、道路、桥梁、堆场、大型设备等等，都建造在岩土上，岩土作为地基，作为支承体，研究的主要问题是承载力和变形问题。
（2）岩土作为荷载或自承体边坡工程、基坑工程、露天矿等地面开挖，隧道、地下洞室等地下开挖，面临的是另一类稳定和变形问题。
这时，岩土体担任的角色,既可能是荷载，也可能是自承体。
同时，地下水的控制常常具有举足轻重的影响。
（3）岩土作为材料填方工程，特别是大面积高填方、填海造陆，要用大量岩土作为材料；围堰、水坝、路堤等也用岩土为材料。
岩土体工程地质类型及特征
一、岩土体工程地质类型及特征岩土体工程地质类型的划分根据岩土体形成条件、结构、岩性、力学特性及工程地质特征的差别，可分为松散松软堆积层岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类3个岩体类型6个工程地质岩组。
（一）土体工程地质类型及物理力学特征此岩类的划分根据其结构特征、力学性质及工程特性分为中偏高压缩粘性土类岩组和低压缩碎石土类岩组2个工程地质岩组。
1、中偏高压缩粘性土类岩组（1）残坡积土（Q el+dl）残坡积层主要分布于沿线丘陵沟谷坡脚一带，多为紫红色、棕红色粉砂质粘土或浅黄色、灰黄色砂土、亚粘土、粉土夹（含）碎石，沿线厚度不一。
残坡积亚粘土天然含水量W18.8～24.00%，天然孔隙比e0.600～0.697，塑性指数Ip 8.4～12.6，液性指数I L 0.46～0.60为软塑状，凝聚力C26.6～45.1Kpa，内摩擦角φ10.1～18.7度，压缩系数a0.25～0.40为中～偏高压缩土类。
残坡积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。
（2）冲洪积土（Q4al+pl）冲洪积层主要分布于河床、河滩上，为灰色、浅灰色亚粘土、粘土及褐灰色细、粉砂土及砂砾卵石层，厚度不一。
亚粘土天然含水量W21.7～26.50%，天然孔隙比e0.619～0.838，塑性指数Ip 8.4～14.6，液性指数I L 0.46～0.87为可塑状，凝聚力C12.9～32.2Kpa，内摩擦角φ7.0～10.3度，压缩系数a0.31～0.47为中～偏高压缩土类。
粘土天然含水量W28.8～34.30%，天然孔隙比e0.838～0.978，塑性指数Ip 20.0～21.3，液性指数I L 0.54～0.77为软塑状，凝聚力C22.6～54.7Kpa，内摩擦角φ10.0～10.3度，压缩系数a0.24～0.605为中～高压缩土类。
冲洪积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。
2、低压缩碎石土类岩组崩坡积土（Q4col+dl）崩坡积层主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处，碎块石成份与地层岩性有关，为黄灰、红褐色亚粘土夹块石、碎石。
第4章+岩土体的工程地质特性(4)
2、土粒粒组
砂
3、土的颗粒级配
工程上常用土粒的不均匀系数来定量判断土的级配好坏。 不均匀系数Cu可表示如下：（颗粒级配累积曲线上找点计算）
Cu
d 60 d10
式中：d60称为限定粒径，当土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土粒 相对累积含量为60％时，该粒径即为d60； d10称为有效粒径，当土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土粒相 对累积含量为10％时，该粒径即为d10。 一般Cu<5的土为均粒土，属级配不良土；Cu>10的为级配良好 的土；Cu＝5~10的为级配一般的土。
4.2.3.土的各重度指标 土的各重度指标为土的各相应密度指标 与重力加速度的乘积。即： γ′=ρ′g 浮重度(也称土的有效重度) γd=ρdg 干重度 γ=ρg 天然重度 γsat=ρsatg， 饱和重度 单位都为kN/m3。工程实用上取重力加速度 g=l0m/s2，水的重度取10kN/m3。
（2）碎石土密实度的野外鉴定
(4)粉土的密实度应根据孔隙比e划分为：稍密、中密
和密实，
其湿度应根据含水量ω(%)分为：稍湿、湿、很湿，并
应分别符合表1-12及1-13的规定。
(5)粘性土为塑性指数IP＞10的土，可按表1-14规定分为粘土 和粉质粘土，其状可按3-15分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及 流塑。
(6)淤泥在静水或缓慢流水环境中沉积，并经生物化 学作用形成，是天然含水量大于液限、天然孔隙比 e≥1.5的粘性土。但1.0≤e＜1.5的土应为淤泥质土。
(7)人工填土据其组成的成因，分为素填土、杂填土 及冲填土。 素填土为由碎石土、砂土、粉土及粘性土等组成的 填土； 杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂 物的填土； 冲填土为水力冲填泥沙形成的填土。
岩土体的一些性质
�
工程建设四大程序: 工程建设四大程序: 勘察 设计 勘察主要内容包括: 勘察主要内容包括: (1)工程地质测绘与调查 (2)勘探 掘探,钻探,触探, 掘探,钻探,触探,物探 (3)测试 室内试验及原位测试 (4)长期观测 建筑物的沉降变化 滑坡变形发展 地下水位动态变化 施工 检测
其中2 10为作业题 为作业题) 思考题 (其中2-3,2-5,2-7,2-10为作业题) 土体可分为哪几大粒组?砂土又可细分为几类? 2-1 土体可分为哪几大粒组?砂土又可细分为几类? 粘土又可细分为几类? 粘土又可细分为几类? 粘性土及无粘性土的分类标准各是什么? 2-2 粘性土及无粘性土的分类标准各是什么?为什 么? 岩体的弹性模量和变形模量间的区别是什么? 2-3 岩体的弹性模量和变形模量间的区别是什么? 什么是土体的压缩模量? 2-4 什么是土体的压缩模量? 粘性土及无粘性土的主要特征各是什么? 2-5 粘性土及无粘性土的主要特征各是什么? 2-6 试验室内用岩块试件测得的岩石强度为什么不 能视为现场岩体强度? 能视为现场岩体强度? 工程岩体按结构可分为哪几类? 2-7 工程岩体按结构可分为哪几类?各相应有怎样 的完整程度? 的完整程度? 2-8 影响土体工程性质的因素有哪些? 影响土体工程性质的因素有哪些? 岩土体有哪些重要的力学指标? 2-9 岩土体有哪些重要的力学指标? 岩土工程勘察主要包括哪些内容? 2-10 岩土工程勘察主要包括哪些内容?
粉土
粘性土
2.4 土体工程性质的影响因素
(1)粒度组成 (2)密实度 (3)粘性土的稠度 (4)粘性土的结构性 应力历史, (5)应力历史,环境及应力路径
2.5 工程岩体分类
岩体三要素:岩体结构,岩性, 岩体三要素:岩体结构,岩性,地应力 结构类型分 2.5.1 按结构类型分 2.5.2 按完整程度分 完整程度分 5大类 5大类
岩土工程性质
第四章岩土体工程性质一、名词解释（6）1. 岩石风化作用p74岩石形成后，地表附近的完整岩石，会在温度、水溶液、气体及生物等自然因素作用下，逐渐产生裂隙、发生机械破碎和矿物成分的改变，丧失完整性，这个过程称为岩石风化作用。
2. 物理风化作用p74岩石在自然因素作用下发生机械破碎，而无明显成分改变的风化作用称物理风化作用，又称机械风化作用。
3•化学风化作用p74岩石在自然因素作用下发生化学成分改变，从而导致岩石破坏为化学风化作用。
4. 生物风化作用p75岩石风化过程有生物活动的参与称生物风化，如岩石裂隙中生长的树，随着树的生长，根系发育延伸，岩石被劈裂，即属生物物理风化；岩石表面生长的地衣分泌有机酸腐蚀岩石，使其分解，即属生物化学风化。
5. 风化程度p76岩石风化后工程性质改变的程度。
6. 饱和重度p77天然状态下，单位体积岩石土中包括固体颗粒、一定的水和孔（裂）隙三部分，若水把所有孔隙充满，则为岩土的饱和重度。
7•岩石吸水率p79在常压条件下，岩石浸入水中充分吸水，被吸收的水质量与干燥岩石质量之比为吸水率。
&液性指数p82黏性土的天然含水率和塑限的差值与塑性指数之比。
9. 弹性模量p85岩石的弹性模量是变形曲线弹性段（直线段）的斜率。
10. 岩体p86岩体通常是指由各种岩石块体和不连续面组合而成的“结构物”。
11. 结构面P87岩体被不连续界面分割，这些不连续界面被称为岩体的结构面。
二、单选（22）1. 冰劈作用是（）。
p74A •物理风化B •生物风化C.化学风化 D •差异风化2•因强烈蒸发使地下水浓缩结晶，导致岩石裂缝被结晶力扩大，叫做（）。
P74A .热胀冷缩作用B .盐类结晶作用C.冰劈作用 D .碳酸化作用3. 黄铁矿在空气或水中生成褐铁矿，在化学风化中应属于（）。
P75A .溶解作用B .水化作用C.氧化作用 D .碳酸化作用4. 硬石膏转变成石膏体积增大 1.5倍，使岩石破坏，在化学风化中应属于（）°P75A .溶解作用B .水化作用C.氧化作用 D .碳酸化作用5. 生物物理风化的主要类型是（）。
岩土工程特点及勘探技术
岩土工程特点及勘探技术岩土工程是研究土壤和岩石的力学性质，并将这些知识应用于工程项目中的一门学科。
岩土工程特点主要有以下几个方面：地球动力学性质复杂、岩土体非均匀性强、变形和破坏性质复杂、岩土体的渗透性和液化性、综合性强等。
一、地球动力学性质复杂：岩土工程涉及到土壤和岩石在地球内部受地震、地下水流动等地球动力作用下的应力、位移和变形等问题。
地球动力学性质的复杂性对于岩土工程来说是一个重要特点，因为它直接影响到工程结构的稳定性和安全性。
二、岩土体非均匀性强：土壤和岩石是由颗粒组成的，颗粒之间存在大小、形状、密度、结构等多种不同的差异，导致了岩土体的非均匀性。
这种非均匀性使得岩土体的力学性质和变形特性在不同位置和方向上有所差异，需要进行详细的勘探和分析来了解和掌握这些变异性。
三、变形和破坏性质复杂：土壤和岩石在受到外界力的作用下会发生变形和破坏。
不同类型的土壤和岩石有着不同的变形和破坏特性，有的易变形，有的易破坏。
在设计和施工岩土工程时，需要考虑到这些变形和破坏的特性，采取相应的措施来保证工程的稳定性和安全性。
四、渗透性和液化性：土壤和岩石的渗透性是指其对液体和气体的渗透能力，液化性是指土壤在地震或其他震动作用下失去抗剪强度，表现出类似液体的流动性。
渗透性和液化性是岩土工程中需要重点考虑和研究的问题，因为它们对设计和施工过程都有着重要的影响。
五、综合性强：岩土工程是一门综合性很强的学科，需要包括地质学、力学、计算机模拟、岩土物性测试等多个学科的知识来进行研究和应用。
岩土工程特点的综合性强使得它需要从多个学科角度综合考虑和分析问题，这也增加了岩土工程的难度和挑战性。
岩土工程的勘探技术主要包括传统的野外地质勘探和实验室试验，以及现代的无损检测和地球物理勘探等方法。
传统的野外地质勘探主要是通过人工观测、钻孔和取样等方式，对地质情况进行详细的调查和研究。
这种方法可以获取大量直接的地质和岩土体的信息，并通过试验室试验对取样进行各种物理和力学性质的测试。
岩土工程讲义
西南交通大学本科课程《岩土工程》教案简稿土木工程学院：邓荣贵2011年1. 前言1.1岩土工程概念（1）岩土工程的概念包含的意义：1）土木工程的一个分支，一门技术性边缘学科；2）以水文地质学、工程地质学、岩体力学、土力学、材料力学、弹行力学、塑性力学、断裂力学、结构力学、建筑材料、钢筋混凝土结构学、地基基础工程学和力学试验分析等为理论与技术基础；3）解决与岩土体有关的工程技术问题，服务于工程建设和使用过程中的勘察与论证、设计与施工（监理）、监测与检测、营运维护与病害处理、加固与更新等。
（2）岩土工程的服务领域1）工业与民用建筑和市政工程；2）交通运输工程；3）水利水电与能源工程；4）环境保护与地质灾害防治；5）其它。
1.2岩土工程工作的特点1）工作对象的复杂性；2）工作成果的不可预见性；3）工作失误的难以弥补性；4）工作失误的严重性。
1.3岩土工程涉及的具体工程问题1）土地利用的可行性研究；2）工程勘察设计；3）地基基础方案经济技术比较；4）地基、边坡与隧道围岩的利用与处理；5）海岸场地评价及方案设计；6）环境工程；7）地基土改良；8）监测和检测；9）工程抗震及地震工程等。
1.4岩土工程建立的背景（1）国际背景（2）国内背景1）人口增加、耕地减少；2）各种工程规模越来越大；3）可选择场地地质条件变得复杂；4）因岩土工程工作不到位造成的工程事故占总事故的70％以上；5）技术经济发展的需要。
1.5岩土工程专业（学科）在土木工程中的地位与作用（1）是土木工程的基础（2）是地质类学科与上部结构类学科的“桥梁”（3）不懂得岩土工程，不可能成为一名优秀的土木工程师（4）岩土工程典型事例。
参考书1、参考教材：《岩土工程》，汤康民主编，武汉工业出版社；2、参考书：（1）《岩土工程勘察设计手册》；（2）《岩土工程试验监测手册》；（3）《岩土工程治理手册》；（4）《岩土工程监理手册》；（5）《国内外岩土工程案例分析》。
岩石的工程地质性质
➢ 断口：指非晶质矿物在受到外力打击作用后，破 裂面方向随机且极不平整光滑的性质。
➢ 裂开的不平整也不光滑的面称为断口面。 ➢ 根据断口的形态特征，常见如下类型：
①贝壳状断口； ②平坦状断口； ③参差状断口； ④锯齿状断口； ⑤刀片状断口； ⑥阶梯状断口。 值得注意：解理和断口
的性质此消彼长。
7. 密度和重度
3. 光泽
➢ 矿物光泽是指矿物表面对可见光的反射能力。 它的强弱取决于矿物的折射率、吸收系数和反 射率。
➢ 在矿物学中，将矿物光泽按反射率大小分为三 个等级，即金属光泽、半金属光泽和非金属光 泽。 （1）金属光泽：如同金属抛光表面上的反射光， 闪耀夺目。 （2）半金属光泽：比新鲜金属抛光面略暗一些， 如同陈旧的金属器皿表面的反射光。 （3）非金属光泽：如同非金属抛光表面上的反 射光，光泽暗淡。它可再细分为金刚光泽和玻 璃光泽。常见特殊的非金属光泽包括珍珠光泽、 油脂光泽、丝绢光泽、蜡状光泽和土状光泽等
第二章 岩石及其工程地质性质
内容提要：
一、矿物及其特征 二、岩浆岩及其特征 三、沉积岩及其特征 四、变质岩及其特征 五、岩石的工程地质性质
➢ 岩土体作为地基或建筑结构本身或部分，其工 程地质性质将直接影响工程的设计、施工和投 资以及稳定安全性，也是地质学尤其是工程地 质学研究的重要对象。
➢ 岩石是地质作用形成矿物的集合体。
4. 透明度
➢ 矿物透明度是指矿物透过可见光的能力，其大小可用 透射系数表示。
➢ 为了消除矿物厚度对透明度的影响，一般以0.03cm薄片 厚度作为参考标准。据此，矿物透明度可分为如下三个 等级：透明、半透明和不透明。
➢ 矿物颜色、条痕、光泽与透明度之间存在相互消长的关
系。
5. 硬度
土的工程地质分类及各类土的工程地质性质
注：对细粒土，当粗粒(>0.075mm)含量<25%时，土名前冠以“粉质” 当粗粒(>0.075mm)含量25~50%时，土名前冠以“含砂”(砂 多于砾)“含砾” ”(砾多于砂)
§1.2 土的矿物成分
一、土的矿物成分类型
硅酸盐矿物 如：长石、云母、辉石、角闪石等
(1)大量抽取地下水导致地面沉降，如上海、天津、苏锡常地区 (2)露天开挖引起边坡失稳，如抚顺西露天矿 (3)修建水库引起的浸没、水库诱发地震
（二）工程地质学的研究内容
1、工程地质学的研究内容
定义：工程地质学是研究工程建设规划、选址、施工、运营这一系列过程 的地质问题，要保证建筑物的安全稳定、正常使用、并考虑到合理经济，同时 又要保护自然环境的一门科学，是地质学的重要分科。
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001 小于某粒径之土质量百分数（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
4、累计曲线的特点及作用
100
90
（1）特点：
80
曲线平缓，说明分选差，级配良好 曲线陡倾，说明分选好，级配不好
70 60
50
40
30
72 水分法
200
100
200-10=190
95
190-16=174
87
174-18=156
78
156-24=132
66
132-22=110
55
110-38=72
36
粒径(mm) 0.05 0.01 0.005 百分数P(%) 26 13.5 10
小 于 某 粒 径 之 土 质 量 百 分 数 P（ ％ ） 10 5.0 1.0 0.5
岩土专业知识点总结
岩土专业知识点总结一、土力学土力学是岩土工程的基础理论，主要研究土体的应力、应变、变形和强度等性质。
在土力学的学习过程中，需要了解以下几个重要知识点：1. 土体的工程分类。
根据土体的成因和结构特点，可以将土体分为砂、粉砂、粘土、淤泥四种基本类型。
根据土粒间的亲密度和水分状态，可以将土体分为干土、湿土、饱和土、过饱和土四种状态。
2. 土体的物理性质。
包括土体的密度、孔隙比、含水量等基本物理参数，这些参数是计算土体力学性质的重要基础。
3. 土体的应力分布。
了解土体在外力作用下的应力传递规律和应力分布特点，可以为地基工程设计提供基础依据。
4. 土体的应变和变形。
了解土体在外力作用下的应变和变形规律，可以为岩土工程的计算和分析提供依据。
5. 土体的强度和破坏。
土体的强度和破坏特点是土力学研究的重要内容，其中包括土体的抗剪强度、压缩强度等力学性质。
二、地基工程地基工程是岩土工程中的一个重要分支，主要研究地基基础的设计、施工和监测。
在地基工程的学习过程中，需要了解以下几个重要知识点：1. 地基基础的类型。
地基基础可以分为浅基础和深基础两大类。
浅基础主要包括承台基础、地板基础、隔离基础等，深基础主要包括桩基础、井筒基础等。
2. 地基设计的原则。
地基设计时需要考虑地基的受力和变形特点、地基与地表建筑的相互影响以及地基的施工和维护问题等。
3. 地基工程的施工。
地基工程的施工包括地基基础的开挖、浇筑、固化等一系列过程，需要根据具体工程环境，选择合适的工程技术和材料。
4. 地基基础的监测和维护。
地基基础施工后需要进行监测和维护，以确保地基安全可靠。
三、地质工程地质工程是岩土工程中的一个重要分支，主要研究地质构造和地层性质对工程施工和运行的影响。
在地质工程的学习过程中，需要了解以下几个重要知识点：1. 地质构造的特点。
地质构造包括地壳的形成、构造运动和地质构造变化规律等，了解地质构造的特点对地质工程的设计和施工都具有重要意义。
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
岩土工程特点及勘探技术
岩土工程特点及勘探技术岩土工程是土木工程的一个重要分支领域，主要研究土壤和岩石在工程项目中的力学性质及其应用。
岩土工程的特点主要包括以下几个方面：1. 非均质性：土壤和岩石是地球的表层物质，具有非均质性，其物理性质、力学性质在空间上和时间上均不均匀。
在岩土工程中，需要针对不同的地质条件进行勘探和设计，以确保项目的安全性。
2. 含水性：土壤和岩石中常常存在有水分，土壤是一个多孔介质，水分可以通过土壤内部的孔隙进行运移。
在进行岩土工程设计时，需要考虑水分的存在对土壤和岩石的力学性质的影响，以及可能引起的不稳定性问题。
3. 固结和压缩性：土壤在承受荷载作用下会发生固结和压缩，这是由于土壤颗粒在荷载作用下重新排列和调整的过程。
在岩土工程中，需要进行固结和压缩性的试验和分析，以确定土壤和岩石的变形特性和承载能力。
4. 非线性行为：土壤和岩石在力学性质上具有非线性行为，其变形和破坏过程不符合线性弹性理论。
岩土工程中需要进行非线性分析，以了解土体和岩体的实际工程行为，提高工程安全性。
岩土工程勘探技术是获取岩土工程设计所需信息的重要手段。
常用的岩土工程勘探技术包括：1. 地质勘察：通过观察地质构造和岩石的岩性、构造面等特征，研究地层的分布和变化规律，为岩土工程设计提供基本的地质信息。
2. 地下水勘探：通过调查与地下水有关的湖泊、河流、井水、地下水位和渗流现象等，研究地下水的分布、含量和水质，为工程设计提供有关地下水的信息。
3. 地球物理勘探：通过测量地球物理现象，如重力、地磁、地震等，获取地下岩土体的物理性质和结构特征，为岩土工程设计提供地下岩土体的物理参数。
4. 岩土试验：通过室内试验和现场试验，对土壤和岩石进行力学特性的测试，获取岩土体的力学参数和工程性质，为岩土工程设计提供实验数据和设计依据。
5. 孔隙水压力测试：通过测量土壤和岩石中的孔隙水压力，了解地下水的存在和运动规律，为地下水对岩土体的力学影响和稳定性分析提供基础数据。
岩土体工程地质特征一览表1-1-3
筑龙网WW W.ZH UL ON G.C OM岩土体工程地质特征一览表 表1-1-3工程地质层厚度（m ） 岩性特征 时代成因 层号名称底板埋深（m~m ）最大最小一般颜 色湿 度密度或状态压缩性结构构造及包含物分布特征工程地质性质Ⅰ 杂填土 2.0~6.7 6.7 2.0 3.82 杂灰 干燥~ 很湿密实 ~松散 低~高 顶部0.5m 左右沥青、砼路面，其余为碎石、石混土、硬杂质占20~40%，上部多，下部少，非均质。
普遍低强度非均质 近期人工填土Ⅰa 淤泥质填土5.2 3.2 黑灰 饱和流塑高大量有机质成分，少量碎砖瓦块，非均质。
局部 低强度非均质 Ⅱ1 粉土 4.2~6.2 3.3 1.7 2.38 灰黄 饱和松散 中低 具层理，夹粉砂薄层，夹层厚5~40cm ，层面具云母片，欠均质。
局部 低强度非均质 Ⅱ2 粉砂夹粉土6.5~13.8 10.0 1.6 6.03 灰黄饱和 松散~稍密 中低 具层理，粉砂为主、夹粉土，夹层厚10~40cm ，局部互层状，欠均质。
普遍低强度非均质 Ⅱ2a粉质粘土 11.3~13.0 4.0 1.0 2.78 灰色 很湿 软塑 中高 具层理，夹粉砂薄层，含淤泥成分，局部流塑，欠均质。
J50、J51以北低强度欠均质 Ⅱ3粉土夹粉砂 10.5~13.5 4.0 2.1 3.25 灰色饱和 稍密中等 具层理，松土为主，夹粉砂，夹层厚10~30cm ，层面含云母片。
J50、J51以南 低强度欠均质 Ⅱ41 粉砂夹粉土 14.8~21.2 10.0 2.0 6.23 灰色 饱和 稍密~中密 中等 互层状，互层厚一般10~30cm ，下部夹层少，局部互层状，局部夹细砂。
普遍中低强度非均质 Ⅱ42 粉土夹粉砂22.6~27.0 7.5 3.7 5.79 灰色饱和 松散 中偏高 具层理，松土为主，夹层厚度20~40cm 层面含云母，局部夹粉质粘土。
J37、J38以南 中低强度非均质Q 2~34冲积Ⅱ5粉质粘土 29.0~33.0 7.0 4.0 5.5 灰色很湿软塑高含淤泥质成分，夹淤泥质土，夹粉土，具层理。
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砂砾层组 包括砾石层和砂层，含水丰富、承裁力高、冻土力学性质好。冻结法施工 土层稳定。
流砂层组 包括部分细砂层、粉砂层和塑性指数小于3~5的亚砂土。当此类土中含有 较多的亲水粘土胶体颗粒时，在不大的水力坡度作用下即产生悬浮和流动，称为真 流砂层，在较大的水力坡度和水流速度时，冲动了细小颗粒而产生流动者称假流砂 层。
3 岩体与土体差别：
a. 结构形式 岩石--存在断层、节理、裂隙等结构面; 土一般是连续;
b. 连结形式 岩石--结晶连结、胶结连结--硬连结; 土--无连结、水连结或水胶连结等;
c. 力学性质 岩石比土具有强度高、不易变形及整体性和抗水性好，但 缺陷是存在断层、节理等构造面;
d. 地应力 岩体--有较高地应力; 土体--只有自重应力存在次生结构面 （见下表） (2)特征 a.结构面的产状 结构面的产状与最大主应力作用线方向之间 的关系控制着岩体的破坏机理，进而控制着岩体 的强度。
如上图： β-结构面与最大主应力的夹角
二、工程地质性质
1 土体： 不是各土层性质的叠加而是相互影响，主要
考虑薄弱环节
2 岩体： 结构起控制作用
第二节 工程地质岩组
岩土工程地质类型划分--联合国教科文组织 （UNESCO）和国际工程地质协会（IAEG） 1、划分: 工程地质单元 工程地质类型（ET）、岩石类型（LT）、岩 石综合体（LC)、工程地质岩组(LS) a. ET--精度高，物理状态和岩性均匀. b. LT--包含不同ET,其成分、结构和构造是 均匀的,但物理状态不均匀,存在一定范围. c. LC--一组发育在特定古地理和地质构造 条件下的成因相关的LT组成,空间分布均一,物理 状态不同. d. LS--在相似的古地理构造条件下形成,具 有共同的岩性性质和一般的均匀性.
(1)岩组划分。岩组是指岩石的工程地质组合，每一岩组 都有一定的岩石组合特征及相似的工程地质特征，其中最 重要的是力学性质相似和水理性质相似。岩组是反映岩体 性质的基本单元，在编绘工程地质图件时应当用岩组表示。 在煤田勘探阶段，将岩体划分为以下七个岩组：
石灰岩岩组 包括石灰岩、白云质灰岩、白云岩等碳酸盐
砂页岩岩组 一般是指那些砂岩和页岩互层产出的岩 体，其分层厚度小于20m，水稳性中等，其稳定性 介于砂岩岩组和泥岩岩组中间。
岩浆岩组 煤系中常见有岩浆岩的侵入，包括微晶闪 长岩、细晶岩、煌斑岩等，水稳性好，单抽抗压强度 往往大于80MPa，稳定性好。
构造破碎岩组 指构造变动强烈地段的岩体。例如断 层破碎带、扭曲紧闭的背斜和向斜轴部附近的岩体， 往往水稳性差，强度低，稳定性差。
淤泥层组 即淤泥状土层，含水量高(40％~91％)，有机质多（5％~9％），透水 性差，具高压缩性，抗剪强度很低(4＝2°~5°，c＝0~0.02MPa)。
黄土层组 以粉粒为主，黄色，塑性指数8~14，含水量低(10％~25％)，孔隙率高 (45％~55％)；有些黄土具湿陷性，给工程建筑带来不利影响。
第二章岩土体的工程性质
第一节 岩土体的物质组成与性质
一、岩土体的物质组成
1 岩土体：是非均质、各向异性、厚度不等，具有 一定次序并含有一定结构的多层岩土层，且存在 于一定的地下水、温度及应力场环境中的地质体。
2 岩体与土体共性： a.都为矿物集合体; b.有固相、液相和气相组成的多相体系; c.相互转化：土---成岩作用---岩石; 岩石--风化作用---土;
人工堆积层组 指人工填土，力学性质较差，一般厚度很小。
划分层组一般是在土层结构比较复杂时才应用。通过把复杂的土层简化为几个层 组，可使人们对每个层段的宏观工程地质性质有个清晰、明确的了解。如果土层结 构简单，也可不划分层组。
第三节 岩体结构及其工程性质
一、基本概念 1 结构面:指发育于岩体中，具有一定方向和延伸 性,有一定厚度的各种地质界面,如断层、节理、 层理及不整合面等.由于这种界面中断了岩体的连 续性，故又称不连续面。
风化岩组 指强烈风化带的岩层，水稳性差，强度低， 稳定性差。
(2)层组划分。层组是指工程地质性质相近的松散土层的组合。松散土层的工程地质 性质，一般与其粒度组成和含水量有着密切关系，根据煤矿工程的特点，可将松散 土层划分为以下九个层组：
粘土层组 包括粘土、亚粘土、含砂粘土等，不具湿陷性，自由膨胀率小于20％。
类岩石，这类岩石水稳性极好，单轴抗压强度一般大于 60MPa，为地下工程中较理想的岩体。
砂岩岩组 包括砾岩和砂岩类岩石，水稳定性好，单轴抗 压强度大于30MPa，分层厚度多大于20m，是稳定性较好 的岩体。
泥岩岩组 包括泥岩、页岩，以及遇水泥化的砂岩粉 砂岩等，水稳性差，单轴抗压强度小于20MPa，是 稳定性很差的岩体。
2 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.
3 岩体:通常把在地质历史过程中形成的,具有一 定的岩石成分和一定结构,并赋存于一定的地质环 境中（地应力、地下不、地温）的地质体。
4 岩体结构:结构面和结构体的排列与组合形成。 包括结构面和结构体两个要素。
二、岩体结构特征 1 结构面的特征及性质 (1)类型
2、目的: 研究对比和量化计算
3、原则: A）精度有高到低 B)必须以实际资料为前提
4、依据:
A)地层形成时代及顺序 B)岩石成因类型、岩性及岩相变化 C)岩石的物质组成及组织结构 D)成层条件及厚度变化 E)岩层的原生结构面标志 F)岩石的物理力学性质
岩土体类型及其工程地质性质 煤矿中任何建筑工程(包括 地表和地下)都脱离不开岩体和土体。对工程建筑物的稳定 性来说，岩体和土体的工程地质性质常常具有决定性作用。 任何工程建筑的工程地质条件，总少不了岩体和土体这个 基本因素，所以在煤矿工程地质工作中也总是从查明岩土 体类型和工程地质性质着手进行工作的。