土力学与地基基础第2章工程地质概述118页
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土力学与基础工程-第二章
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无粘性土的密实度
无粘性土的密实度指的是碎石土和砂土的疏密程度。 密实的无粘性土由于压缩性小，抗剪强度高，承载力大，可作为建筑物的良好地基。但如处于疏松状态，尤其是细砂和粉砂，其承载力就有可能很低，因为疏松的单粒结构是不稳定的，在外力作用下很容易产生变形，且强度也低，很难作天然地基。 密实度的评价方法有三种： 室内测试孔隙比确定相对密实度的方法 利用标准贯入试验等原位测试方法 野外观测方法 （用于碎石土）
1.2 土的物理性质指标－天然密度
土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比，一般用w表示，以百分数计，即：
01
含水量反映土中水的含量多少，其变化范围很大。土的含水量对粘性土、粉土的影响较大，对砂土稍有影响，对碎石土没有影响。一般说来，同一类土，当其含水量增大时，强度就降低。试验室内一般用“烘干法”确定。
土中水
自由水
结合水
强结合水
弱结合水
重力水
毛细水
结合水：受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。
结晶水
结晶水：土粒矿物内部的水。
土中水和气
弱结合水
2.2.2 土中水和气
强结合水-具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度、不能传递静水压力。性质跟固体相似。 自由水-可以传递静水压力 、能溶解盐类。
颗粒堆积物
土： 狭义：土是指岩石风化后的产物，即指覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。 广义：土则是将整体岩石也视为土
岩石
地球
地球
搬运、沉积
1 土的形成
1.1 土的形成与组成
构成土骨架，起决定作用1.1 土的形成与组成 Nhomakorabea气相
土力学与地基基础工程地质PPT课件
矿物的透明度是指矿物允许光通过能力的大小，它 决定于矿物对光的反射及吸收的程度不同，通常凡是对光 吸收越强，其反射亦越强，而透过的光则很少，矿物的透 明度就越弱。
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D：光泽 矿物的光泽是指矿物表面反射光的能力，是用肉眼
鉴别矿物的重要依据之一。根据矿物表面反光强弱可将光 泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、油脂光泽、珍 珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽以及土状光泽。
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（2）主要造岩矿物 矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用
(自然作用)下形成的自然产物，是具有一定化学成分、内 部构造和物理性质的自然元素或化合物。矿物是构成地壳 的最基本物质。
构成岩石的矿物，称为造岩矿物。目前发现的地壳 中的造岩矿物多达3000余种，以硅酸盐类矿物为最多， 约占矿物总量的90％，其中最常见的矿物约有50余种。 黄铁矿，赤铁矿，褐铁矿，磁铁矿等等。
F：解理 矿物在外力作用下总是沿一定的结晶方向裂成光滑
平面的性质即为解理，裂开的光滑平面成为解理。解理总 是沿着晶体构造中面向与而网之间连接力最弱的平面发生。 相互平行的一系列解理面称一组解理。 G：断口
矿物在外力打击下，不以一定结晶方向发生断裂形 成的断裂面即为断口。
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H：比重 比重指矿物的质量与4℃时同体积水的质量的比值。
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3）地质循环 各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可将
其划分为风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动4 种类型。这4种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙 的循环过程，如图所示。
第4页/共77页
风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落，破碎剥落 的岩石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地 质环境中沉积下来，当这些沉积下来的岩石碎屑物质埋入 地下一定深处，就会在高温高压作用下变质成岩，变质成 岩的岩体在构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新 被风化剥蚀，进入下一个循环过程，我们称这种循环为地 质循环。
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D：光泽 矿物的光泽是指矿物表面反射光的能力，是用肉眼
鉴别矿物的重要依据之一。根据矿物表面反光强弱可将光 泽分为金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、油脂光泽、珍 珠光泽、丝绢光泽、蜡状光泽以及土状光泽。
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（2）主要造岩矿物 矿物是地壳中的一种或多种元素在各种地质作用
(自然作用)下形成的自然产物，是具有一定化学成分、内 部构造和物理性质的自然元素或化合物。矿物是构成地壳 的最基本物质。
构成岩石的矿物，称为造岩矿物。目前发现的地壳 中的造岩矿物多达3000余种，以硅酸盐类矿物为最多， 约占矿物总量的90％，其中最常见的矿物约有50余种。 黄铁矿，赤铁矿，褐铁矿，磁铁矿等等。
F：解理 矿物在外力作用下总是沿一定的结晶方向裂成光滑
平面的性质即为解理，裂开的光滑平面成为解理。解理总 是沿着晶体构造中面向与而网之间连接力最弱的平面发生。 相互平行的一系列解理面称一组解理。 G：断口
矿物在外力打击下，不以一定结晶方向发生断裂形 成的断裂面即为断口。
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H：比重 比重指矿物的质量与4℃时同体积水的质量的比值。
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3）地质循环 各内力地质作用及外力地质作用现象进行归类可将
其划分为风化剥蚀、搬运沉积、变质作用以及构造运动4 种类型。这4种类型的地质作用在地壳上构成了一个巧妙 的循环过程，如图所示。
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风化剥蚀使暴露于地壳表面的岩石破碎剥落，破碎剥落 的岩石碎屑物质被一定的外力地质作用搬运后在一定的地 质环境中沉积下来，当这些沉积下来的岩石碎屑物质埋入 地下一定深处，就会在高温高压作用下变质成岩，变质成 岩的岩体在构造运动作用下一旦暴露于地壳表面又会重新 被风化剥蚀，进入下一个循环过程，我们称这种循环为地 质循环。
土力学及地基基础word
土力学与地基基础讲义一、土力学、地基与基础的概念1.土力学利用力学原理，研究土的应力变形、强度、稳定和渗透性及其随时间变化规律的科学。
2. 基础将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构称基础。
包括深基础和浅基础。
3. 地基把土层中附加应力与变形所不能忽略的那部分地层或（岩层）称为地基。
4. 地基的范围（正常情况下卧层土自然压密状态强度高于持力层。
）持力层：埋置基础的土层即位于基础底面第一层土。
下卧层：在地基范围内持力层以下的土层。
软弱下卧层：强度低于持力层的下卧层。
5. 基础埋置的土层应埋置在良好的持力层上。
二、地基基础设计的基本要求1. 地基有足够的强度，在荷载作用下，地基土不发生剪切破坏或失稳。
2. 不使地基产生过大的沉降或不均匀沉降，保证建筑物正常使用。
3. 基础结构本身应有足够的强度和刚度，在地基反力作用下不会产生过大强度破坏，并具有改善沉降与不均匀沉降的能力。
综上所述：地基种类分人工地基：经过处理而达到设计要求的地基。
天然地基：不需处理而直接利用的地基。
三、地基与基础在工程中的重要性1.地基基础处理不当，影响建筑物的正常使用与安全，如上部结开裂，倾斜，建筑物倒塌，危及生命与财产安全。
例1941年加拿大特朗斯康大谷仓（长60m，宽23m，高31m，重2×105KN）建造在软弱下卧层上，第一次装料就发生整体倒塌。
2.地基基础设计要充分掌握地基土的工程性质，从实际出发进行多方案比较。
四、本课程的特点与任务（一）特点知识面广而综合性强，它涉及的学科内容较广泛，如土力学、工程地质学、施工技术及建筑结构等。
（二）任务1. 掌握地基土的物理性质与土力学的基本知识。
2.能阅读与正确理解工程地质勘察报告。
3.了解地基处理的各种方法。
4.进行一般房屋的地基基础设计。
思考题1．地基与基础的概念？2．地基基础设计的基本要求是什么？第一章土的物理性质第一节土的形成一、岩石的风化1．概念地表岩石长期在不同温度、水、大气、生物活动及其他外力作用的影响下，不断破碎，并发生化学变化，这种变化称为岩石的风化。
《土力学与地基基础》第二章
达西定律只适用于层流 层流： 层流 适用于中砂、细砂、粉砂等 粗砂、砾石、卵石等粗颗粒土不适合。 因为在这些土的孔隙中水的渗流速度较大，已不是层流而是紊流。当水力 梯度较小时，渗流可认为是层流，这时达西定律仍然适用。
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第二章 土的渗透性
对土渗透性的研究，主要讨论五个问题 对土渗透性的研究，主要讨论五个问题： 渗流模型； 土中水渗透的基本规律（层流渗透定律） ；影响土渗透性的因素 影响土渗透性的因素；渗透系数及其测定； 渗流力及渗流 影响土渗透性的因素 稳定分析。
土力学与地基基础
康晓惠
第二章 土的渗透性
主要内容： 主要内容： 2.1 概述 2.2 达西渗透定律 2.3 渗透系数的测定 2.4 流网及其工程应用
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第二章 土的渗透性
2.1 概 述
土是具有连续孔隙通道的物质体系，因而水能在其中流动。 渗透： 渗透：在水位差作用下，水穿过土中相互连通的孔隙发生流动的现象，称为 土中水的渗透（渗流）。 渗透性： 渗透性：土能够让水等流体通过的性质叫土的渗透性。
图3-7 常水头渗透试验
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第二章 土的渗透性
常水头渗透试验装置
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第二章 土的渗透性
2.变水头渗透试验
– 土样的截面积A，高度为L – 储水管截面积为a – 试验开始储水管水头为h0 – 经过时间t后降为h1 – 时间dt内水头降低dh，水量为：
dQ=-adh
图3-8 变水头渗透试验
第二章 土的渗透性
对土渗透性的研究，主要讨论五个问题 对土渗透性的研究，主要讨论五个问题： 渗流模型； 土中水渗透的基本 规律（层流渗透定律）；影响土渗透性的因素；渗透系数及其测定； 渗流 力及渗流稳定分析。
土力学与地基基础 PPT
曲率系数： Cc=(d30)2/(d60× d10)
有效粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时相应 的粒径。
限定粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时相应 的粒径。
中值粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时相应 的粒径。
任务一土的成因与组成
土中水 结合水
自由水
任务二土的物理性质指标
的含水量，亦称为土的含水率。即：
w mW 100% ms
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
2、土的土的密度ρ和重度
单位体积内土的质量称为土的密度ρ ，单位体积内土所受 的重力(重量)称为土的重度 。
m/V g
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
3、土的比重Gs
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，称为土粒比重 (无量纲)，亦称为土粒相对密度。即：
建构筑物中将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分 称为基础。
二、地基与基础研究的内容
地基与基础是一门实用性很强的学科，其研究内容 涉及土质学、土力学、结构设计、施工技术以及与 工程建设相关的各种技术问题。
二、地基与基础研究的内容
为了保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中 ，须满足以下3个技术条件：
三、地基与基础理论的发展
▪ 1773年 ▪ 1857年 ▪ 1885年
▪ 1925年 ▪ 1936年 ▪ 1949年
• 法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力理论 英国朗肯—朗肯土压力理论
法国布新奈斯克（Boussinesq）—弹性半空间解 美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理 美国召开第一次国际土力学及基础工程会议 我国土力学研究进入发展阶段
土力学与地基基础——第二章
若干个竖向集中力 Pi (1,2, n) 作用在地基 表面上，按叠加原理则地面下深度处某点的附加应 力应为各集中力单独作用时在点所引起的附加应力 之和
pi 1 z Ki 2 2 z z i 1
n
K P
i 1 i i
n
2.3 地基中的附加应力
讨论：集中力荷载产生的竖向附加应力在地基
2.3 地基中的附加应力
(d)o点在荷载面角点外侧 把荷载面看成由I(ohce)、Ⅳ(ogaf)两个面积中扣除 Ⅱ(ohbf)和Ⅲ(ogde)而成的，所以
z ( Kc1 Kc 2 Kc3 Kc 4 ) p0
2.3 地基中的附加应力
例题 以角点法计算矩形基础甲的基底中心点
垂线下不同深度处的地基附加应力的分布，基 础埋深1.5m,集中力为1940KN，并考虑两相邻 基础乙的影响(两相邻柱距为6m，荷载同基础 甲)。
(b)o点在荷载面内
z ( Kc1 Kc 2 Kc 3 Kc 4 ) p0
(c)o点在荷载面边缘外侧 此时荷载面abcd可看成是由I(ofbg)与Ⅱ(ofah)之差和 Ⅲ(oecg)与Ⅳ(oedh)之差合成的，所以
z ( Kc1 Kc 2 Kc 3 Kc 4 ) p0
如果基础砌置在天然地面上，那末全部基底压 力就是新增加于地基表面的基底附加压力。一 般天然土层在自重作用下的变形早巳结束，因 此只有基底附加压力才能引起地基的附加应力 和变形。
2.2 基底压力
基底压力为均匀分布时：
p0 p 0 p 0 d
基底压力为梯形分布时：
p0 max p0 min
2.1 地基中的自重应力
什么时候考虑土体在自重下的自重应力？ 土层一般形成至今有很长的时间，自重应力下
pi 1 z Ki 2 2 z z i 1
n
K P
i 1 i i
n
2.3 地基中的附加应力
讨论：集中力荷载产生的竖向附加应力在地基
2.3 地基中的附加应力
(d)o点在荷载面角点外侧 把荷载面看成由I(ohce)、Ⅳ(ogaf)两个面积中扣除 Ⅱ(ohbf)和Ⅲ(ogde)而成的，所以
z ( Kc1 Kc 2 Kc3 Kc 4 ) p0
2.3 地基中的附加应力
例题 以角点法计算矩形基础甲的基底中心点
垂线下不同深度处的地基附加应力的分布，基 础埋深1.5m,集中力为1940KN，并考虑两相邻 基础乙的影响(两相邻柱距为6m，荷载同基础 甲)。
(b)o点在荷载面内
z ( Kc1 Kc 2 Kc 3 Kc 4 ) p0
(c)o点在荷载面边缘外侧 此时荷载面abcd可看成是由I(ofbg)与Ⅱ(ofah)之差和 Ⅲ(oecg)与Ⅳ(oedh)之差合成的，所以
z ( Kc1 Kc 2 Kc 3 Kc 4 ) p0
如果基础砌置在天然地面上，那末全部基底压 力就是新增加于地基表面的基底附加压力。一 般天然土层在自重作用下的变形早巳结束，因 此只有基底附加压力才能引起地基的附加应力 和变形。
2.2 基底压力
基底压力为均匀分布时：
p0 p 0 p 0 d
基底压力为梯形分布时：
p0 max p0 min
2.1 地基中的自重应力
什么时候考虑土体在自重下的自重应力？ 土层一般形成至今有很长的时间，自重应力下
《土力学与地基基础》课件
地基承载力计算方法：极限 平衡法、弹性半空间法等
地基承载力定义：地基所能 承受的最大压力
地基承载力验算：根据设计要 求，计算地基承载力是否满足
要求
地基承载力影响因素：土质、 地下水位、地基深度等
地基变形类型： 沉降、侧向位移、 倾斜等
地基变形计算方 法：弹性半空间 法、有限元法等
地基变形控制措施： 加强地基处理、采 用桩基础等
添加标题
破坏阶段：土在外力 作用下产生的应力和 应变达到极限，土体 破坏
抗剪强度：土抵抗剪切破坏的能力 摩擦角：土颗粒之间的摩擦力 影响因素：土的颗粒大小、形状、排列方式等 应用：地基承载力计算、边坡稳定分析等
土的压缩性：土在压力作用下体积减小 的性质
固结过程：包括初始固结、次固结、超 固结等阶段
膨胀土地基的特点： 吸水膨胀、失水收 缩
膨胀土地基的危害： 地基不均匀沉降、 开裂、变形
膨胀土地基的处理 方法：换填、强夯、 注浆、化学加固等
工程实例：某高速公路 膨胀土地基处理工程， 采用换填法进行地基处 理，取得了良好的效果。
汇报人：
保证建筑物安全
地基处理方法：包括换填法、强夯法、挤密法、注浆法等 方案选择依据：根据场地条件、工程要求、经济性等因素综合考虑 优化方法：采用数值模拟、试验研究等手段进行优化 案例分析：结合实际工程案例，分析地基处理方案的选择与优化过程
监测内容：沉 降、位移、应
力、应变等
监测方法：仪 器监测、现场 观测、试验检
测等
质量评价标准： 地基承载力、 变形控制、稳
定性等
案例分析：某 工程地基处理 工程监测与质
量评价实例
PART EIGHT
软土地基的特点：含水量高、压缩性高、抗剪强度低
土力学与地基基础》课件第二章
土的物理状态指标
土的物理状态指标是用来描述土的流动状态、稠度和硬化特 性的参数。这些指标包括：流性指数、稠度系数、塑性指数 等。这些指标对于评价土的工程性质、确定土的设计参数以 及预测土的行为等方面具有重要意义。
流性指数是指描述土在剪切过程中流动特性的参数，以小数 表示。流性指数越大，土的流动性越好，越容易发生剪切变 形。在工程实践中，流性指数对于评价土的稳定性和预测土 的行为具有重要意义。
抗剪强度是土的重要力学性质 ，对于边坡稳定性分析、挡土 墙设计、地基承载力计算等工
程问题具有重要意义。
土的抗剪强度与土的颗粒组成 、含水量、孔隙比、矿物成分 等因素有关。
抗剪强度可以通过室内剪切试 验或原位剪切试验测定，常用 的指标有摩擦角和内聚力。
土的承载力
01
02
03
04
土的承载力是指土在一定压力 作用下不发生破坏或过的物理性质 • 土的力学性质 • 土压力与挡土墙设计 • 地基变形与稳定性分析 • 基础工程设计
01
土的物理性质
土的组成
土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的三相物质。固体颗粒是土的主要组成部分，其大小、形状和 级配等因素对土的物理和力学性质产生重要影响。水以结合水和自由水的形式存在于土中，对土的力 学性质也有重要影响。气体存在于土的孔隙中，对土的压缩性和透水性有直接影响。
稳定性计算
根据土壤参数和建筑物荷载，计算 基础的稳定性，以确保建筑物在使 用过程中不会发生滑动或倾覆。
THANKS
感谢观看
形所能承受的最大压力。
承载力是地基基础设计中的重 要参数，对于建筑物安全和正
常使用具有重要意义。
土的承载力与土的强度、变形 性质、应力历史等因素有关。
土力学第二章
土的干重度
土的密度与重度的关系：
1.3.3 几种常用指标之间的换算关系
土的三相比例指标之间可以互相换算： 方法1： 由三相图及其定义计算，见教材例1-1、1-2。 假定V=1, 或者假定Vs=1 方法2： 由三相图导出的计算公式（见表1-2）。
第四节 土的物理状态指标
1.4.1 粘性土的稠度（界限含水率）
▪ 问题：如何判断级 配的好坏？
▪ 两个指标表示大小、均匀程度及其级配情况 不均匀系数：
d60（限定粒径）—小于该粒径的含量占总量的60% d10（有效粒径）—小于该粒径的含量占总量的10%
该指标考虑了大颗粒和小 颗粒含量的差异；
Cu愈大，颗粒愈不均匀；
曲率系数：
d30 （ 连 续 粒 径 ） — 小 于 该 粒 径 的 含 量 占 总 量 的 30%
第二节 土的结构
土的结构性：
粒间的 结合力
指土的物质组成(主要指土粒或团粒，也包括孔隙)
的空间相互排列，以及土粒间的联结特征的综合。
土结构的影响： 对土的物理力学性质有重要的影响。
土结构的变化和意义： 土的结构在形成过程中及形成之后，当外界条 件变化时都会使土的结构发生变化。
（一）粗粒土（无粘性土）的结构
土的三相图
a—air w—water
三相草图的意义：
土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比 例指标； 三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密； 评价土的工程性质的最基本的物理性质指标； 工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。
1.3.1 三个实测物理性质指标
直接测定指标（可在实验室内直接测定）： 土的密度、土粒比重Gs（土粒密度s）、含水量
换算指标：其它指标均为换算指标（孔隙比、饱和 度等）。
土的密度与重度的关系：
1.3.3 几种常用指标之间的换算关系
土的三相比例指标之间可以互相换算： 方法1： 由三相图及其定义计算，见教材例1-1、1-2。 假定V=1, 或者假定Vs=1 方法2： 由三相图导出的计算公式（见表1-2）。
第四节 土的物理状态指标
1.4.1 粘性土的稠度（界限含水率）
▪ 问题：如何判断级 配的好坏？
▪ 两个指标表示大小、均匀程度及其级配情况 不均匀系数：
d60（限定粒径）—小于该粒径的含量占总量的60% d10（有效粒径）—小于该粒径的含量占总量的10%
该指标考虑了大颗粒和小 颗粒含量的差异；
Cu愈大，颗粒愈不均匀；
曲率系数：
d30 （ 连 续 粒 径 ） — 小 于 该 粒 径 的 含 量 占 总 量 的 30%
第二节 土的结构
土的结构性：
粒间的 结合力
指土的物质组成(主要指土粒或团粒，也包括孔隙)
的空间相互排列，以及土粒间的联结特征的综合。
土结构的影响： 对土的物理力学性质有重要的影响。
土结构的变化和意义： 土的结构在形成过程中及形成之后，当外界条 件变化时都会使土的结构发生变化。
（一）粗粒土（无粘性土）的结构
土的三相图
a—air w—water
三相草图的意义：
土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比 例指标； 三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密； 评价土的工程性质的最基本的物理性质指标； 工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。
1.3.1 三个实测物理性质指标
直接测定指标（可在实验室内直接测定）： 土的密度、土粒比重Gs（土粒密度s）、含水量
换算指标：其它指标均为换算指标（孔隙比、饱和 度等）。
第二章工程地质
2020/11/27
23
《土力学及地基基础》
（4）光泽：反射光线的强弱程度
金属光泽，非金属光泽
（5）解理：外力作用后，沿一定方向裂开成
光滑平面的性能。
极完全解理——极易裂开成薄片状
完全解理——裂开成鳞片状，板块状
不完全解理——裂开面只有局部的光滑平面
无解理——裂开不规则的碎块
（6）断口：外力作用后，不能沿一定的方向破
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《土力学及地基基础》
2. 矿物的主要物理性质
（1）形状 外表形态。
结晶体规则，非结晶体不规则
（2）颜色 浅色：白、浅灰、玫瑰、红黄色
深色：深灰、深绿、灰黑、黑色
（3）硬度 抵抗外力刻划的能力。十个等级 ①滑石 ②石膏 ③方解石 ④萤石
⑤磷灰石 ⑥正长石 ⑦石英 ⑧黄玉
⑨刚玉 ⑩金刚石
2020/11/27
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《土力学及地基基础》
地壳厚度不均匀
2020/11/27
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《土力学及地基基础》
2. 地幔
（1）中间层。地球内部构造的一个层圈，地 壳以下，地核以上，其下界在2900km深
（2）物质具有固态特征。含SiO2在24~45%， 富含硅和镁，又称硅镁层。
3. 地核
（1）地球内部构造的中心层圈 （2）高压状态下，铁镍成分物质 （3）可能是液态
b. 含铁镁硅酸盐矿：深色矿—角闪石、
2020/11/27
黑云母、橄榄石 25
《土力学及地基基础》
（3）岩浆岩依据SiO2含量分类 a. 超基性岩：SiO2含量 < 45% b. 基 性 岩：SiO2含量 45~52% c. 中 性 岩：SiO2含量 52~66% d. 酸 性 岩：SiO2含量 > 66%
土力学与地基基础重点(一篇)
土力学与地基基础重点（一篇）土力学与地基基础重点 1土力学与地基基础重点土力学与地基基础重点第1章工程地质概述一、重点：掌握土的渗透规律。
土的生成。
重点掌握渗流力及流沙、管涌的基本概念。
掌握土的透水性、流砂、潜蚀、地下水升降等对建筑工程的影响。
了解主要造岩矿物的物理性质，岩石的分类和主要特征；第四纪沉积物的类型、分布规律及特征；第四纪沉积物类型及其工程特点。
了解地下水的埋藏条件。
二、难点：褶皱构造、断裂构造，地下水的埋藏条件，土的渗透性、地下水的腐蚀性、动水力、流砂和潜蚀。
第2章土的物理性质及分类一、重点：土的三项指标。
无粘性土的密实度。
土的压实原理。
土的物理特征和地基土的工程分类。
必须掌握土的物理性质指标的定义、测定、换算和应用。
掌握粘性土的物理特征和液塑限试验。
粘性土的界限含水量，粘性土的塑性指数和液性指数，粘性土的灵敏度和触变性。
掌握土的颗粒级配的含义及颗粒级配累积曲线的做法、用途，区分开三大类矿物成分（高岭石、伊里石、蒙脱石）不同性质，土中水的主要形态类型。
熟悉地基土的工程分类方法。
了解粒径级配对无粘性土性质的影响。
一般了解粘土矿物、水和离子的相互作用。
了解砂类土的物理性质。
了解土的压实特性在分层压实处理地基中的应用意义。
二、难点：土的压实原理。
土的物理特征和地基土的工程分类。
粘性土的物理特征和液塑限试验。
粒径级配及其对无粘性土性质的影响。
第3章地基的应力和变形一、重点：矩形和条形荷载面积下的附加应力计算。
土的压缩性及其指标的确定。
最终沉降量的计算。
熟练掌握土的自重应力计算，基底附加压力的计算。
记住中心荷载作用下和偏心荷载作用下基底压力及基底附加压力的计算公式。
运用角点法计算地基中附加应力。
要求建立地基弹性体内应力扩散概念、掌握几种典型规则的分布荷载下附加应力计算、会利用学过知识求不规则荷载作用下的附加应力；要求记住几个主要公式、条形均布荷载下应力分布规律、非均质和各向异性地基对附加应力有何影响。
土力学 第2章 土的工程性质与分类-上篇
土的 分类
按地质成因划分
按颗粒级配和 塑性指数划分
土的沉积
1、残积土和坡积土
岩石风化
（课本第6-7页）
岩石风化 顺坡移动
残留原地
残积物
坡积物
残积土工程地质性质较好； 老坡积土性质较好，新坡积土性质差。
2、风积土
（课本第7页）
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。
颗粒级配曲线的用途： （课本第10页） （1）由曲线的坡度可判断土的均匀程度，确定其不均匀程 度：曲线平缓——级配良好；曲线较陡——级配不良。 （2）对粗粒土进行分类（详见课本第10页）
确 定 d60、 d30、 d10 的 粒 径
（课本第10页） 不均匀系数： 曲率系数：
Cu d 60 d10
不能同时满足上述条件的土，为级配不良的土。
土的液相——土中水
（课本第11页）
土中水可以处于液态、固态和气态三种状态，其 含量和性质明显地影响土的性质。当温度＜0°C，形 成冻土，其强度增大；但融化后强度急剧降低。气态 水对土的性质影响不大。 土中水分为结合水和自由水两大类： 1、结合水：在静电引力作用下，被牢牢吸附在土颗 粒周围，形成一层不能自由移动的水。 2、自由水：是存在于土粒表面电场影响范围以外的 水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力。
土工试验（成果表）
一、土的物理性质指标（三相比例指标）
（课本第15-17页）
比重 天然含水率 天然密度
试验指标
土的 三相 比例 指标
孔隙比 孔隙率 饱和度 干密度 饱和密度 有效密度 重度 干重度 饱和重度 有效重度
换算指标
土力学与地基基础课件
二、地质作用的动力能及来源
（一）内部能 内部能来自地球本身的能， 包括重力能、地热能、旋转能等。 （二）外部能 外部能主要是来自地球以外 的太阳辐射能和日、月引力能。
三、地质作用基本类型
根据地质作用的动力能来源和作用的 主要部位，可分为内动力地质作用（简称 内力地质作用或内力作用）和外动力地质 作用（简称外力地质作用或外力作用）两 大类型（表1－2－l）。
1、角岩 2、大理岩 3、石英岩 4、板岩 5、千枚岩 6、片岩 7、片麻岩 8、混合花岗岩
二 地球内部层圈及其 主要特征
（一）地壳（Crust） （二）地幔（Mantle) （三）地核（Core）
（一）地壳（Crust）
固体地球在莫霍面以上的部分称为地壳， 它厚约33公里（大陆）或7公里（深海）， 总平均厚度16公里，大致为地球半径的1／ 400，仅是地球表层的一层薄壳。大陆地壳 可分为上下两层，上层为花岗岩质层或硅 铝层；下层为玄武岩质层或硅镁层。
（4）玄武岩 （3）辉长岩 该岩石颜色总体上较深，以黑、 该岩石颜色以灰黑、深绿 绿、灰绿、暗紫色等为主，矿 色为主，中粗粒半自形粒 物成分同辉长岩，以辉石和基 状结构（又称辉长结构）， 性斜长石为主。其结构以斑状 块状构造、条带状构造， 结构或无斑隐晶结构为主，也 属基性侵人岩。 有半晶质和玻璃质结构（较 辉绿岩在福建多以脉状浅 少），常见的斑晶为橄榄石 成侵人于中生代火山岩中。 （常蚀变变成伊丁石）、斜长 石、辉石等，基质多为隐晶质； 气孔构造及杏仁构造普遍发育， 有时枕状构造、块状构造，有 的厚层状玄武岩还有十分发育 的柱状节理（如福建龙海牛头 山火山口的玄武岩具典型的柱 状节理，现已开发为国家级地 质公园）。
土力学与地基基础课件：工程地质概述
中砂岩（碎屑岩）
中砂岩：粒徑為0.25～0.5mm 接觸膠結 裝飾材料
細砂岩（碎屑岩）——磨刀石
細砂岩：粒徑為0.05～0.25mm 接觸膠結 裝飾材料
粉砂岩（碎屑岩）——磨刀石
粉砂岩：粒徑為0.005～0.05mm 接觸膠結 裝飾材料
火山角礫岩（碎屑岩）
由直徑大於4毫米Байду номын сангаас火山岩片、 角礫沉積形成 基底膠結或孔隙膠結
流紋岩（噴出岩）
顏色：淺灰、粉紅及紫灰色 主要礦物：石英、正長石和斜長石 結構：隱晶質 構造：流紋 產狀：噴出岩
玄武岩（噴出岩）
顏色：灰黑色、黑綠色至黑色 礦物：輝石、斜長石 結構：隱晶質 構造：氣孔或杏仁狀 產狀：噴出岩 用途：緻密的是較好天然建築材料
沉積岩(水成岩)：（課本第19-20頁）
泥石流：
泥石流：
暴雨與地震引發泥石流-菲律賓
2006年2月17日菲律賓中東部萊特省因連日暴雨和南部 地區裏氏2.6級輕微地震，爆發泥石流致近3000人遇難
河岸掏蝕： （課本第24頁）
——即河岸侵蝕，也稱為河岸崩塌、崩岸、塌岸。 ——是指由土石等物質組成的河岸受到水流沖刷，在 水力、重力等作用下土石失去穩定，並沿河、湖的岸 坡產生崩落、崩塌和滑坡等現象，幾乎存在於世界上 所有江河沿岸。
土力學與地基基礎
工程地質概述
本章主要內容
2.1 地質作用與地質構造 2.2 岩石的成因類型 2.3 土的成因類型 2.4 不良地質現象與影響 2.5 地下水與土的滲透性
注意：紅色字部分為關鍵內容 本章內容與《工程地質》所學內容相同
第一節 地質作用與地質構造
地質作用：
（課本第12頁）
——在地質歷史的發展過程中，由自然動力（人力、 外力、內力）引起地殼（qiào）組成物質、地殼構造、 地表形態等不斷地變化和形成的作用。
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工程地质作用——人为地质作用
（课本第15-17页） 为了做好工程，研究地质问题一定要关注
岩土层产生的先后时间问题。
地质年代
相对地质年代 绝对地质年代
（课本第17-18页）
地质构造——是指组成地壳的岩层在地应力的长期 作用下就会发生弯曲、断开或产生位移而形成构造 变形的遗迹。
水平构造
单斜构造
地质构造 褶皱构造
颜色：灰红、浅红色 主要矿物：石英、正长石和斜长石 结构：半晶质（斑状） 构造：块状 产状：小型岩体或大岩体边缘 用途：良好天然建筑材料
流纹岩（喷出岩）
颜色：浅灰、粉红及紫灰色 主要矿物：石英、正长石和斜长石 结构：隐晶质 构造：流纹 产状：喷出岩
玄武岩（喷出岩）
颜色：灰黑色、黑绿色至黑色 矿物：辉石、斜长石 结构：隐晶质 构造：气孔或杏仁状 产状：喷出岩 用途：致密的是较好天然建筑材料
——在漫长的地质历史过程中，母岩在温度、压力等 各种变质因素下，改变了原有的结构、构造或矿物成分 特征，成为具有了新的结构、构造或矿物成分的岩石。
变质作用
(1)接触变质作用——高温 (2)交替变质作用——化学活动 (3)动力变质作用——构造运动 (4)区域变质作用——高压
片岩
原岩：泥质岩石 矿物：云母、绿泥石、滑石 结构：变晶结构 构造：片状 用途：无
火山角砾岩（碎屑岩）
由直径大于4毫米的火山岩片、 角砾沉积形成 基底胶结或孔隙胶结
凝灰岩（碎屑岩）
由火山灰沉积形成 孔隙胶结或接触胶结
泥岩（黏土岩）
泥状：粒径<0.005mm 接触胶结
石灰岩（化学岩）
以方解石为主，灰白色、灰黑色 遇稀盐酸剧烈起泡 良好建筑材料、水泥原料
变质岩：（课本第20页）
粗砂岩（碎屑岩）
粗砂岩：粒径为0.5～2mm 接触胶结 装饰材料
中砂岩（碎屑岩）
中砂岩：粒径为0.25～0.5mm 接触胶结 装饰材料
细砂岩（碎屑岩）——磨刀石
细砂岩：粒径为0.05～0.25mm 接触胶结 装饰材料
粉砂岩（碎屑岩）——磨刀石
粉砂岩：粒径为0.005～0.05mm 接触胶结 装饰材料
三大岩石转化示意图：（课本第19-21页）
喷出型 岩浆岩 侵入型 岩浆岩
沉积岩
变质岩
第三节 土的成因类型
土：（课本第21页）
——是岩石风化的产物。 ——是由地壳表层不同成因的岩石在物理、化学、 生物等风化作用后经搬运、沉积形成的松散颗粒堆 积物。
岩石风化
岩石风化
残留原地
顺坡移动
残积物Biblioteka 坡积物土与岩石的关系：碎屑物
岩石
沉积岩 成岩作用
风化
粗
细
搬运 土
粉
沉积
黏
土层
土及岩石的分类：
岩浆岩 岩 沉积岩
变质岩
土占地球表面的五分之一，是 人类居住和农业生产的主要用 地；也是建筑物的主要用地。
岩土
土
碎石土
大理岩
原岩：石灰岩、白云岩 矿物：方解石 结构：变晶结构 构造：块状 用途：白色者称汉白玉，良好的装饰和雕刻原料
石英岩
原岩：石英砂岩 矿物：石英 结构：变晶结构 构造：块状 用途：良好的建筑石材，但开采、加工困难
三大岩类的互相转化：（课本第20-21页）
按成因可分成： （1）岩浆岩 （2）沉积岩 （3）变质岩
沉积岩(水成岩)：（课本第19-20页）
——是在地表和地表下不太深的地方，由母岩的风化 产物、火山物质、有机质等松散堆积物在温度不高和压 力不大的条件下，经过水流的搬运、沉积作用而形成的 岩石，是三大类岩石中在地表分布最广的岩石。
松散 堆积物
沉积岩
层理构造： （课本第39页） 水平层理
斜层理 交错层理
层状构造 透镜体
（课本第39页）
尖灭
（课本第39页）
透镜体
层状构造
尖灭
沉积岩的分类： （课本第20页）
碎 屑 岩
粘 土 岩 化学 及生 物化 学岩
砾岩（碎屑岩）
原岩颗粒圆角状、磨圆，分选，粒径>2mm 基底胶结或孔隙胶结
角砾岩（碎屑岩）
原岩颗粒棱角状、不磨圆，不分选，粒径>2mm 基底胶结或孔隙胶结
——岩层受构造运动影响，发生弯曲（褶皱zhě zhòu） ，而未丧失其连续性。
背斜成山
向斜成谷
断裂构造： （课本第18-19页）
——岩层受力断裂，使原有的连续完整性遭受破坏而 形成断裂构造。
断裂构造
节理 断层
断裂构造——节理： （课本第18-19页）
节理
断裂构造——断层： （课本第18-19页）
土力学与地基基础
李其林
第2章 工程地质概述
本章主要内容
2.1 地质作用与地质构造 2.2 岩石的成因类型 2.3 土的成因类型 2.4 不良地质现象与影响 2.5 地下水与土的渗透性
注意：红色字部分为关键内容 本章内容与《工程地质》所学内容相同
第一节 地质作用与地质构造
地质作用：
（课本第12页）
正断层
逆断层
平移断层
断层
第二节 岩石的成因类型
岩石：（课本第19-21页）
——是由矿物或类似矿物的物质（如有机质、玻璃、 非晶质等）组成的固体集合体。
按成因可分成： （1）岩浆岩 （2）沉积岩 （3）变质岩
三大岩石转化示意图：（课本第19-21页）
喷出型 岩浆岩 侵入型 岩浆岩
沉积岩
变质岩
岩浆岩(火成岩)：（课本第19页）
——在地质历史的发展过程中，由自然动力（人力、 外力、内力）引起地壳（qiào）组成物质、地壳构造、 地表形态等不断地变化和形成的作用。
（课本第12-15页）
内力
自然地 质作用
外力
地质作用
岩浆活动 地壳运动 变质作用 地震
风化—温度、水、气体、生物 剥蚀—河、海、湖、冰川、风 搬运—河流、风为主 沉积—搬运动能减小、环境 固结成岩作用
节理
断裂构造
不整合
断层
（课本第17-18页）
水平构造、单斜构造、褶皱构造：
未经构造运动
经构造运动，岩层向 同一方向倾斜
经构造运动后，岩层褶皱和倒转
褶皱构造： （课本第17-18页）
——岩层受构造运动影响，发生弯曲（褶皱zhě zhòu） ， 而未丧失其连续性。
褶皱构造： （课本第17-18页）
——是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融的物质， 也就是由岩浆冷却固结形成的岩石。
成因
侵入岩
喷出岩
深成岩 浅成岩
以地表以下3km为界
花岗岩（深成岩）
颜色：肉红、灰白色 主要矿物：石英、正长石和斜长石 结构：全晶质（中、粗粒状） 构造：块状 产状：岩基、岩株 用途：良好天然建筑材料
花岗斑岩（浅成岩）