软岩和软土工程地质研究
深竖井软岩地层快速开挖施工工法探究
深竖井软岩地层快速开挖施工工法探究摘要：采用自主创新的施工工艺对软岩地层深竖井进行松土并运用于实际工程中，确保快速开挖。
结果表明：该工法的应用，大大提高了小空间、密实软岩地层竖井开挖的效率，节约了施工成本，同时降低了被开挖土体的含水率，提高了运输效率，降低了运输费用，减轻了土方开挖及运输过程中环保的压力，为实际工程建设提供一种新思路，同时也为其他类似工程及轨道交通行业整体应用提供重要参考。
关键词：深竖井；软岩；开挖；1.引言随着我国经济建设的高速发展和城市化进程的推进，我国大中型城市的建设空间逐渐向地下空间发展。
城市轨道交通以其经济实惠、方便快捷的特点迅速成为我国大中型城市居民出行的主要交通方式。
在轨道交通成网建设过程中，因线路交叉，导致部分线路区间埋深较大，以及山地城市，地势起伏较大，导致疏散口竖井开挖较深、地层较硬，同时由于安全疏散通道作业空间狭窄，周边建筑物及管线保护要求较高，无法利用传统机械及爆破进行开挖作业，而人工开挖功效较慢。
为确保施工安全、提高施工进度，满足合同工期要求。
进场后针对软岩地层深竖井，作业空间狭小、周边建筑物及管线保护要求高的疏散口明挖竖井施工方法开展了一系列的研究分析，经过实践，提出采用旋挖机提前对疏散口竖井范围岩层进行钻孔松土的开挖工法，极大的提高了开挖效率，节约了施工成本。
2.工艺特点由于密实地层深竖井，作业空间狭小、周边建筑物及管线保护要求高，无法采用机械设备及爆破进行开挖施工，传统的人工开挖效率极慢，无法满足工期节点要求，采用旋挖机提前对竖井范围地层进行松土，极大提高了开挖效率，保证了施工进度；针对疏散口超深竖井范围密实软岩地层，采用传统人工开挖破除，开挖效率极慢，且人工破除量较大，开挖成本较高，而采用旋挖机提前对深竖井范围软岩进行松土，极大的提高了开挖效率，减少了后期人工破除开挖工程量，节约了施工成本；鉴于空间狭窄、超深竖井开挖，必须施工降水井降水辅助开挖，而通过旋挖机提前对竖井范围钻孔，起到基坑降水作用，减少了开挖土体的含水率，提高了土方运输效率，节约降水费用。
软土的岩土工程勘察
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岩土工程中的软岩地质特性及处理技术
岩土工程中的软岩地质特性及处理技术岩土工程是一门研究岩石和土壤在工程施工和结构设计中的力学性质和工程行为的学科。
在岩土工程中，软岩地质是一个重要的研究领域。
本文将介绍软岩地质的特性以及在岩土工程中的处理技术。
一、软岩地质的特性软岩是岩石的一种，其强度较低，易于破碎和变形。
软岩地质的特性主要包括以下几个方面：1. 抗压强度较低：软岩的抗压强度一般较低，容易受到外界应力的影响导致破坏。
这对于工程结构的承载能力和稳定性提出了较高的要求。
2. 易于变形：软岩在外界应力的作用下容易发生各种形式的变形，如压缩变形、剪切变形等。
这种变形性质使得软岩地层在工程中易出现沉陷、变形等问题。
3. 含水量较高：软岩地质中一般存在大量的水分，导致岩土体的稳定性和抗冲刷能力较弱。
同时，软岩地层中的水分还会影响工程结构的抗渗性能。
4. 地质构造复杂：软岩地质往往伴随着复杂的地质构造，如断裂、节理等。
这些地质构造对于软岩地层的稳定性和工程施工带来了较大的挑战。
二、软岩地质的处理技术针对软岩地质的特性，岩土工程中采用了一系列的处理技术，以保证工程的顺利实施和结构的安全可靠。
以下是常用的软岩地质处理技术：1. 地质勘察与分析：在进行软岩地质处理之前，必须进行详尽的地质勘察和分析工作。
通过对软岩地层的地质构造、物理性质等进行综合研究，了解其力学性质和变形规律，为后续处理提供依据。
2. 计算机模拟与数值分析：采用计算机模拟和数值分析软件，可以对软岩地质进行模拟，预测和分析不同工况下的应力响应和变形规律，从而指导实际工程的设计和施工。
3. 改良处理技术：包括土体加固、注浆、灌浆、冻结法等。
通过改变软岩地层的物理性质和力学性质，提高其抗压强度和稳定性，并改善其渗透性和抗冲刷性能。
4. 支护结构设计：对于软岩地层的工程，需要设计合适的支护结构来保护和稳定岩土体。
常用的支护结构包括锚杆支护、喷射混凝土衬砌、预应力锚索等。
5. 施工与监测技术：软岩地质处理过程中，合理施工和监测工艺非常重要。
软土的工程地质特征
软土的工程地质特征
软土是一种土质，其工程地质特征在土木工程中至关重要。
以下是软土的一些主要工程地质特征：
流变特性：
软土的流变特性明显，容易发生变形。
其抗剪强度通常较低，导致在外部受力作用下容易发生滑动和沉降。
含水量高：
软土通常含水量较高，水分对其力学性质有显著影响。
含水量高会导致土体的稠密度较低，强度相对较差。
压缩性强：
软土的压缩性强，受外部荷载时容易发生沉降和变形。
这对建筑物和基础设施的稳定性构成挑战。
孔隙水压力：
软土中的孔隙水压力通常较高，这可能对基坑工程和基础工程产生负面影响。
在挖掘和建造过程中需要适当考虑孔隙水的影响。
可压缩性：
软土具有较高的可压缩性，当外部荷载作用于土体时，土体容易发生压缩，导致沉降。
地基沉降：
由于软土的流变特性和压缩性，地基沉降是在软土地区常见的问题。
这可能需要采取适当的加固和处理措施。
地震敏感性：
软土地区通常对地震较为敏感，可能导致液化等地震引发的地质灾害。
因此，在设计和施工中需要充分考虑地震因素。
土体不均匀性：
软土的物理和力学性质在空间上可能表现出较大的不均匀性，这对工程设计和施工提出了挑战。
在软土地区进行工程设计和施工时，需要根据软土的特性采取相应的地基处理、加固措施，以确保工程的稳定性和安全性。
这可能包括使用加固桩、地下连续墙、土体改良等方法。
211169447_露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘察
矿产资源M ineral resources露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘察陈寅轩摘要：露天矿山地质工程施工中，软土层是常见的施工地质结构，其具有可压缩性、低强度性、高敏性、低渗透性等特点。
在实际的工程作业中，由于软土层的特性影响，常常导致露天矿山工程出现地基表层变形大、沉降严重不均匀等问题。
为降低软土层对整体工程开采带来的负面影响，应加强对软土层的地质勘探。
基于此，本文首先阐述了软土地区土质的特点，其次对调查软土过程中的重点以及相关注意事项进行研究分析，希望对相关研究提供积极性参考建议。
关键词：露天矿山工程；软土地区；地基表层；地质工程；注意事项分析在软土区矿石地质工程中往往会出现地基沉降量大、地基严重不均匀沉淀、土层不均匀等现象。
这些现象的出现也在一定程度上对工程项目的稳步实施造成了一系列负面影响，如何科学合理的解决这些影响是当前阶段相关领域工作团队最值得重视的问题。
同时为了保证矿山地质工程项目的施工能够长期稳定健康发展，相关施工团队就要高度重视勘探工作的开展，同时还要对勘探工作的质量严加把控，通过这种方式进而有效地为岩土工程项目勘探工作的开展提供坚实的基础。
1 软土特性与常规岩土和砂土相比，软土具有较强的触变性和流动性，这些特点也在一定程度上给岩土工程技术的研究带来了一定的困难。
如果受到干扰，它将遭受结构破坏并降低其强度。
当干扰停止时，它会恢复到原来的强度；软土在长期受力时，会因时间越来越长而发生变形。
软土的性质发生了变化，其强度也会随之降低。
1.1 具有触变性特点软土地基的触变性是其重要特性，其原因是施工过程中受外界影响，可能会发生振动或挤压，造成软土地基的破坏或变形，土层也会随之发生沉降或塌陷。
因此，滑坡将导致软土性质的变化和稳定性的降低。
另一方面由于软土结构强度较低，可能会遭到破坏，甚至失去其原有的稳定性。
而实际上软土地基一旦发生振动，就会导致挤压或滑动。
1.2 具有流变特点松软是软土的主要特征。
软岩的地质特征及其研究现状与发展方向
第一章软岩的地质特征及其研究现状与发展方向软岩，虽然这个名词在工程界已为人们所熟知，但实际上人们对软岩的概念还是模糊的，怎样才算软？软岩的定义又是什么？在本章中将尽可能给出明确的说明。
软岩在世界上分布非常广泛，泥岩与页岩就占地球表面所有岩石的50%左右。
它与工程建设息息相关，特别是对大坝、遂洞、边坡的稳定性起控制作用，如丹江口、葛洲坝、铜街子、小浪底、恒仁、、上犹江、朱庄等大型水电工程坝基都存在软岩类的软弱夹层，其中葛洲坝工程是一个典型，坝基下埋藏产状近水平的软弱夹层有50多层，为探明软弱夹层成因类型和分布规律，采用小口径钻孔、大口径钻孔、平洞、探井、钻孔彩色电视与地球物理勘探以及现场地应力测量等方法；达开水库输水隧道软岩引起的坍方占坍方量的70%；四川中江县马鞍山遂洞粘土岩膨胀导致变形与垮坍；贵州各地区边坡滑动灾害中由软弱层引起约占60%。
在世界沙上有关水工建筑物事故的统计中，由于软岩的存在而引发的，可以举出如下一些较突出的实例：美国圣佛兰西斯坝，因粘土胶结的沙砾岩被水浸润软化而引起滑动；美国俄亥河26号坝，沿坝基下5cm厚的页岩层发生滑动；美国奥斯丁重力圬工坝，沿石灰岩内的页岩夹层而滑动；法国布泽坝，沿坝基龟裂的红色砂岩上的粘土层发生滑动；印度的堤格拉坝，在砂页岩互层中发生滑动等等。
因此，探讨软岩的成因类型与空间展布规律、物质成分与结构特征、软岩与围岩的接触形态、地质时代与强度的关系都是研究软岩特殊工程性质和优化工程治理的致关重要问题。
软岩的分类及特征是作为工程环境和对象的软岩发挥工程功能的物理基础，为此，本章将对其作较详细的叙述。
一、软岩分类软岩的分类是当前国际力学与基础工程界、岩石力学与工程地质界所关注的问题；许多研究者认为，软岩是介于松散介质和坚硬岩石之间的岩类。
它可以来源于松散介质沉积作用，成岩作用向坚硬岩石过渡的岩类，也可以来源于坚硬岩经构造作用或风化作用向松散介质转化的岩类。
例如蓄厚增提出图1-1的软岩形成基本模式。
露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点分析
露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点分析程小兰，朱远胜，周双燕（中南勘察基础工程有限公司，湖北 武汉 ４３００７０）摘 要：露天矿山地质工程常覆盖有软土层，软土的特点是可压缩性大、强度低、灵敏性高、透水性差，上述特点导致该类工程软土地区建筑存在地基变形量大，且不均匀沉降严重，地基稳定性低等特点，因而软土地区的岩土工程勘查质量对于保证工程质量具有重要意义。
本文分别从地质调查测绘重点、外业勘探及原位测试工作、室内土工试验及软土勘查数据处理、岩土工程评价分析等四个方面出发，研究分析了该类工程软土地区的岩土工程勘查要点。
本文的研究内容对于提高软土地区的岩土工程勘查工作质量具有一定的参考价值。
关键词：矿山工程软土地区；岩土工程勘查；技术要点 中图分类号：ＴＤ１６７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０７－０２４８－２Analysis of Geotechnical Engineering Survey Points in Soft Soil Area of Open-pit Mine Geological Engineering CHENG Xiao-lan, ZHU Yuan-sheng, ZHOU Shuang-yan（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｗｕｈａｎ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｏｐｅｎ ｍｉｎｅ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆｔｅｎ ｃｏｖｅｒｓ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ， ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ， ｌｏｗ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｈｉｇｈ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ， ａｎｄ ｐｏｏｒ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ． Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｌｅａｄ ｔｏ ｌａｒｇｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｅｖｅｎ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｉｓ ｓｅｒｉｏｕｓ． Ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｓ ｌｏｗ， ｓｏ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ａｒｅａ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｒｏｍ ｆｏｕｒ ａｓｐｅｃｔｓ： ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ， ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎ－ｓｉｔｕ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｉｎｄｏｏｒ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｓｕｒｖｅｙ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ａｎｄ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ａｒｅａ．Keywords: ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ａｒｅａ ｏｆ ｍｉｎｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｕｒｖｅｙ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｓ按照《岩土工程勘查规范》[1]的定义，软土一般是指天然含水率大于等于液限，孔隙比大于等于1.0的土，从土性上来说包括泥炭土，泥炭质土，淤泥，淤泥质土等。
煤矿软岩工程地质问题
第一节 软岩工程概况
二、软岩的定义
关于软岩的定义，迄今为止国内外学者对此仍存在着分歧。1981 年在东京召开的“国际软岩学术讨论会”上，试图给软岩定义为“软弱、 破碎和风化岩石”。从软岩工程的地质特征看，这种定义显然是有局限 性的。由于受工程活动的范围和对工程岩体复杂特征理解的局限，关于 软岩的定义名目繁多，各有异同。
1000 800 600 400 200
K Cl I
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I: 伊 利 石 （多 ） K: 高 岭 石 Cl: 绿泥 石 Q: 石 英 （少 ） F: 长石 （少 ） G: 石 膏（少 ） O: 其 它 （少 ）
I20
衍 射 角 度 (单 位: 度 )
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二、巷道底鼓的防治
目前，用于防治巷道底鼓的方法主要有封闭式支架、混凝土反拱、卸压法等。
(一)底板锚杆
在底板打锚杆有两个作用：其一是当底板为层状岩体时，可以把几个岩层连接在 一起成为组合梁，这样既增加了岩层的抗挠曲褶皱能力，又增加了岩层之间的抗剪切 能力；其二是当底板为碎裂岩体时，使用摩擦式锚杆(例如管缝式锚杆)可以对围岩施 加预应力和摩擦力，从而提高岩体的承载能力和减小巷道底板的破碎程度。因此，当 底鼓主要是由于底板为层状岩层，在平行于层理方向的压力作用下产生挠曲褶皱时， 通过打底锚杆来防治底鼓可以取得良好的效果。当底鼓主要是由于底板岩层碎裂松软， 在两帮的压力和采场应力作用下挤压流动时，打底锚杆只能是在安装锚杆的初始阶段 可降低底鼓速度，推迟卧底时间，但不能从根本亡防治底鼓。
无论是顶、帮还是底板破坏，从破坏机理上分析，总是包含在三种 基本破坏模式之中，即挤压流动破坏、挠曲褶皱破坏和剪切楔块破坏。 (1)挤压流动破坏。这冲形式的破坏是由于巷道周围局部岩体中存在应 变软化区，工程中也称松动圈。
关于地质软岩与工程软岩的探讨
关于地质软岩与工程软岩的探讨摘要：关于软岩，在工程界早已经被人知晓，但许多工程技术人员对于软岩的概念还是模糊的，到底什么样的的岩石才能叫做软岩，软到什么程度，软具有什么衡量判定标准，全世界关于软岩的定义有很多种分类，软弱岩石是岩体力学与和工程地质研究也是始终在进行，但对于软岩主要分为地质软岩与工程软岩2种。
本文结合荣华一矿井下巷道揭露岩石情况进行探讨。
关键词：软岩、岩体、地质一、前言地质软岩单轴抗压强度<25兆帕的岩石，是天然形成的复杂的地质介质；工程软岩定义在力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。
通过看两种定义分析，如巷道埋深较低较浅，地应力水平也较低，<25兆帕的岩石也不会产生软岩的特征；而>25兆帕的岩石，其巷道埋深较深，地应力水平也较高，也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。
二、荣华一矿地质条件荣华一矿井田地层自上而下为新生界的第四系，第三系，中生界的下白垩系、侏罗系，基底为元古界前寒武系。
本区含煤地层有新生界的平阳镇组，虎林组，中生界的穆棱组、城子河组。
泥岩和粉砂岩天然放射性含量高，6D往下6-20米有一层发育稳定的低电阻率，高伽玛异常反映的厚凝灰粉砂岩，是该区城子河区组中部对比的主要标志。
据钻探取芯验证，城子河组地层的主要岩石的视电阻率及天然放射性含量好下表：井田位于鸡西煤田南部，井田内共有主要断层98条。
其中正断层94条，逆断层4条；落差小于30m的18条，30～50m的17条，50～100m的33条，100～200m的16条，大于200m的14条。
另外有49条只断掉个别层位的小断层。
井田内火成岩活动不甚剧烈，对煤层破碎不大，只有燕山晚期的闪长玢岩在井田西部242孔附近呈岩床侵入9煤层，在340孔及315孔附近呈岩脉状侵入6煤层群和2～5煤之间，侵入体使煤变为天然焦，对煤层有局部破坏作用。
喜马拉雅山晚期次辉绿岩侵入虎林组或麻山群中。
三、荣华一矿岩石状况根据工程地质钻孔对7煤及顶板和底板内岩层进行取样分析，岩性主要为砂岩，主要由各种粒级的砂岩、粉砂岩，泥岩、煤和炭质岩及泞灰岩夹层组成，岩石胶结较松散，抗压强度低。
华北水利水电大学908工程地质学2020年考研专业课初试大纲
华北水利水电大学
2019年硕士研究生入学考试初试科目考试大纲
工程地质学（科目代码：908）考试大纲
考试形式和试卷结构
一、试卷分值及考试时间
考试时间180分钟（3个小时），满分150分。
二、考试基本要求
考生应掌握工程地质学的基本概念和基本理论，熟练掌握岩土体结构特征、软岩和软土特性、地应力、区域稳定性问题，能够对坝基、边坡、地下洞室、喀斯特等工程稳定性和工程地质问题进行分析，掌握工程地质勘察方法。
三、试卷内容及结构
（一）岩土体结构的工程地质研究
1. 结构面的主要类型及其自然特征
2. 结构面的强度
3. 岩体结构类型及岩体工程分类原则
（二）软岩和软土的工程地质研究
1. 软弱岩石的涵义
2. 软弱夹层的工程地质研究
3. 风化岩石的工程地质研究
（三）地应力的工程地质研究
1. 地应力的种类
2. 地应力场的分布和变化规律
3. 地应力研究的工程意义
4. 地应力工程地质研究的内容和方法
（四）区域稳定性问题
1. 活断层的工程地质研究
2. 地震的工程地质研究
3. 水库地震
（五）坝基稳定性的工程地质研究
1. 坝基（肩）岩体的抗滑稳定性
2. 坝区渗漏与渗透稳定性
3. 坝基处理
（六）边坡稳定性的工程地质研究
1. 边坡变形破坏的基本类型
2. 滑坡的工程地质特征
3. 边坡稳定性的工程地质评价方法。
第二章 软岩与软土的工程地质研究总结
（2）化学成分
活动性强的元素：K、Na等 活动性弱的元素：Fe、Al、Si等 同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的
抗风化能力也不同
（3）结构特点
单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿
岩>复矿岩 矿物成分相同：等粒结构>不等粒结构 单粒结构岩石抗风化能力较强 Si质胶结>Ca质胶结>泥质胶结
1.3.2 影响岩体风化的因素
1、岩石的成分与结构
（1）矿物成分（影响抗风化能力）： 氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物 最稳定的造岩矿物：石英 岩浆岩：酸性岩>中性岩>基性岩>超基性岩
（花岗岩）（闪长岩、安山岩）（玄武岩）（橄榄岩）
变质岩：浅变质岩>中等变质岩>深变质岩 抗风化能力：沉积岩>岩浆岩>变质岩
4、研究意义：
水工建筑物的坝基、道路工程的大桥桥基和高层建
筑物地基岩体内如有软弱岩石，往往会使建筑物地基 发生不均一沉陷或滑动变形，影响建筑物安全；峡谷 边坡或傍山道路边坡岩体内如有软弱岩石，易产生斜 坡失稳和崩滑。因此工程建设中应予以充分注意。
1.2 软弱夹层的工程地质研究 一、 软弱结构面的相关知识
2、矿物成分以粘土矿物为主； 泥化夹层是多种矿物组成的复杂的高分散体 系，主要的粘土矿物是蒙脱石、伊利石（水云母） 和高岭石。泥化夹层的矿物成分与母岩性质和后期 改造程度有关。 3、粒度成分以粘粒和粉粒为主； 4、水理性质: 具有明显的膨胀性。尤以蒙脱石为主时，膨胀 量可达8%； 渗流层状分带性以及集中渗流。
软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带(层)， 与两盘岩体相比具有高压缩和低强度等特征，在产 状上多属缓倾角结构面。 主要包括原生软弱夹层、构造及挤压破碎带、泥化 夹层及其他夹泥层等。 特性： 1、由原岩的超固结胶结式结构变成了泥质散状结 构或泥质定向结构 2、粘粒含量很高 3、含水量接近或超过塑限 4、密度比原岩小 5、常具有一定的胀缩性 6、力学性质比原岩差 7、强度低 8、压缩性高 9、易产生渗透变形
岩土工程中的软土特性
岩土工程中的软土特性软土是指土体的压缩性和液化性较高，强度较低的土壤。
在岩土工程中，对软土的特性进行准确的了解和分析十分重要，因为软土的特性对于工程设计、施工和地基处理具有重要的影响。
本文将探讨岩土工程中软土的特性。
一、软土的形成和成分分析软土的形成和成分通常与沉积环境有关。
软土主要由粘性颗粒组成，如粘土、粉砂等。
其含水量较高，呈现流塑性和可塑性。
软土的结构松散，容易发生压缩和液化现象。
软土的含水量是其特性的重要参数。
其含水量高，颗粒间的间隙较大，导致土体结构松散，抗剪强度较低。
当软土受到外力作用时，颗粒之间的微观结构发生调整，土体发生塑性变形。
二、软土的力学特性软土的力学特性主要表现为强度低、压缩性大、液化风险高等。
这些特性是工程设计和施工中需要特别关注的问题。
1. 强度低：软土由于结构松散，颗粒间接触面积小，抗剪强度较低。
软土在施工和荷载作用下容易发生变形和破坏，因此在软土地区的建筑设计中，需要考虑增加地基的承载力和稳定性。
2. 压缩性大：软土因为含水量高、颗粒间接触较少，容易发生压缩变形。
在工程设计中，需要充分考虑软土的压缩性，采取适当的地基处理措施，以确保工程的稳定性和安全性。
3. 液化风险高：软土在地震或其他外力作用下，容易发生液化现象。
液化会导致土体的强度和稳定性急剧下降，对工程造成严重破坏。
因此，在软土地区的工程设计中，需要进行液化分析和相应的抗震设计。
三、软土的地基处理方法针对软土的特性，需要采取适当的地基处理方法来提高软土的承载力和稳定性。
1. 土体加固：通过土体加固的方法，可以提高软土的抗剪强度和稳定性。
常见的土体加固方法包括土壤改良、灌注桩、振动加固等。
2. 增加地基面积：增加地基面积可以分散荷载，减小软土的承载压力。
这可以通过扩大基础底面、采取悬挑结构等方式实现。
3. 排水处理：软土中的高含水量是导致其压缩性和液化风险的重要原因之一。
通过进行适当的排水处理，可以减小软土的含水量，提高软土的稳定性。
软岩工程地质特性与研究
随着地下工程建设规模不断扩大，在城乡建设、水电、交通、矿山、港口以及国防军事等领域都涉及软岩问题，而国家西部大开发的战略实施，大量的交通、能源与水利工程在西部的兴建，地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法更已成为地下工程中迫切需要解决的问题。
在我国天生桥、二滩、小浪底、乌江构皮滩、瀑布沟等大型水电工程中，均存在软弱岩体的流变性及围岩的稳定性问题；许多煤矿开采时间较长，由于资源开采深度的增加，使一些生产矿井软岩巷道大变形、大地压、难支护的工程问题更加突出；在软岩地区修建的桥隧工程中，围岩的稳定性同样是工程设计和施工中的重点和难点，且常常由于围岩地质条件多变，围岩、支护结构失稳事故时有发生，给人民生命财产造成巨大损失。
1 软岩的概念及其物理力学特征1.1 软岩的概念关于软岩的定义，总括起来，大体上可分为描述性定义、指标化定义和工程定义3类。
1984年12月在昆明召开的煤矿矿山压力名词讨论会，将软岩界定为“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”，并从地质岩体分类的角度指出该类岩石的常见种类多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质。
这是一种典型的描述性定义方式。
而到了1990年至1993年间，国际岩石力学学会逐步将软岩明确定义为单轴抗压强度（ c）在0.5~25MPa之间的一类岩石。
虽然此种包含具体指标的定义方式考虑了岩石的物理力学性质，但这种分类仍然属于从地质角度定义软岩的范畴，未考虑施工条件和使用环境的差异，将该定义用于工程实践中会出现一些矛盾。
如地下硐室所处深度足够的浅，地应力水平足够的低，则单轴抗压强度小于25MPa的岩石也不会产生软岩的特征，工程实践中，采用比较经济的一般支护技术即可奏效；相反，单轴抗压强度大于25MPa的岩石，当其工程部位所处的深度足够的深、地应力水平足够的高，也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。
浅谈露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点
浅谈露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点摘要：本文探讨了露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查的要点。
首先介绍了软土地区岩土工程勘查的重要性和意义。
然后详细描述了前期资料收集与分析的方法和步骤，包括地质图、水文地质资料、地震勘探资料等的收集和综合评价。
接着，讨论了地质勘查、地下水勘查、地震勘查和地面变形与沉降监测的具体方法和技术，并强调软土地区的特殊问题和注意事项。
最后，总结了勘查结果的分析与评价，并提出了针对软土地区岩土工程的建议和措施。
本文旨在提供一份有关软土地区岩土工程勘查的框架，为相关研究和实践提供指导，促进露天矿山地质工程在软土地区的安全和可持续发展。
关键词：露天矿山；地质工程；软土地区；岩土工程；勘查要点露天矿山地质工程在软土地区面临着独特的挑战和风险，岩土工程勘查的准确性和全面性对于确保工程的安全和稳定至关重要[1]。
因此，深入了解软土地区岩土工程勘查的要点是必不可少的。
一、软土地区岩土工程勘查概述软土地区是指土壤中含有高比例的细粒颗粒，具有较高的含水量和较低的强度特征。
这种地区在露天矿山地质工程中具有独特的特点和挑战。
软土地区的岩土工程勘查旨在全面了解土壤的物理、力学和水文特性，以确保工程的安全可靠性[2]。
软土地区岩土工程勘查的目的是收集与软土相关的关键信息和数据，为设计和施工提供依据。
其意义主要体现在以下几个方面：1、工程安全性保障：软土地区的特殊地质条件使得岩土工程在承受荷载和地震等外力作用时更加脆弱。
通过岩土工程勘查，可以准确评估软土地区的地质和力学特性，为工程的安全性提供保障，避免可能的工程事故和灾害发生。
2、工程设计优化：软土地区的岩土特性对工程设计具有重要影响。
通过勘查，可以获取土壤的承载力、压缩性、渗透性等关键参数，为工程设计提供准确的土壤参数，并进行合理的设计优化，提高工程的效益和经济性。
3、施工技术指导：软土地区的施工存在一系列技术难题，如土体稳定性、地基处理等。
特殊土工程地质—软土(工程地质课件)
软土
软土
➢ 1.软土概念 ➢ 2.软土的特征 ➢ 3.软土的形成环境 ➢ 4.软土常见的工程地质问题 ➢ 5.软土地基的处理措施
1.软土概念
➢ 软土一般指静水或缓慢流水环境中 有微生物参与作用下沉积形成的， 含有较多有机质，天然含水量大于 液限，天然孔隙比大于1，结构疏 松软弱，颜色以灰为主的粘性土；
性差，不易排水固结，影响工期和工程 质量；
➢ ④ 软土成分及结构复杂，水平及垂向 分布不均匀，易产生不均匀沉降；
➢ ⑤ 软土受振动时，其海绵状结构易破 坏而丧失强度。
5.软土地基的处理措施
➢ ①控制路堤高度，减轻建筑物自重或加 大承载面积，以减小软土单位面积所受 压力；
➢ ②若软土埋藏不深，厚度较小时，可采 用开挖换填砂卵石，碎石，或抛石排淤 ，爆破排淤的方法，使建筑物基础置于 软土下面的坚实土层上；
3.软土的形成环境
➢ 沿海沉积 ➢ 滨海相、泻湖相、三角洲相和溺
谷相； ➢ 内陆和山区盆地沉积 ➢ 湖相、沼泽相、河漫滩相、牛轭
湖相等； ➢ 山前谷地沉积 ➢ 坡洪积、湖积和冲积等。
4.软土常见的工程地质问题
➢ ① 软土地基承载力很低，抗剪强度也 很低，长期强度更低；
➢ ② 软土压缩性很高，沉降量大； ➢ ③ 软土含水量大，且持水性强，透水
5.软土地基的处理措施
➢ ③排水固结提高软土强度； ➢ ④为防止软土地基塑流，可采用反
压护道法，在软土地基周围打板桩 围墙的方法，有时也可采用电化学 加固法，防止软土被挤出。
小结
➢ 1.理解软土概念； ➢ 2.掌握软土的特性和软土形成环
境的内在联系； ➢ 3.理解软土常见的工程地质问题
和软土地基的处理措施。
第二章 软岩和软土
2,泥化夹层的基本特性 ,
泥化夹层:软弱夹层中的泥化部分. 泥化夹层 软弱夹层中的泥化部分. 软弱夹层中的泥化部分 ⑴泥化夹层的结构特征 通常分三种不同的构造影响带:节理带,劈理带和泥化带, 通常分三种不同的构造影响带:节理带,劈理带和泥化带, 不同构造影响带的特性各不相同. 不同构造影响带的特性各不相同. ⑵泥化夹层的矿物成分和化学成分 主要的粘土矿物:蒙脱石,伊利石和高岭石. 的化学成分: 主要的化学成分:sio2, Al2O3,Fe2O3 . ⑶泥化夹层的水理性质 泥化夹层的膨胀性 泥化夹层的层状分带和渗流集中 泥化夹层的亲水性 ⑷泥化夹层的物理力学性质 不同地区泥化夹层的物理力学性质与所夹矿物有关. 不同地区泥化夹层的物理力学性质与所夹矿物有关.
研究软弱夹层的分布规律, 研究软弱夹层的分布规律,就是要研究各种成因类型的软弱夹 层的产状,规模,分布范围,数量及空间变化. 层的产状,规模,分布范围,数量及空间变化.原生型软弱夹层的 特点是:成层条件好,层次多,有韵律,分布广,厚度较大,延伸 特点是:成层条件好,层次多,有韵律,分布广,厚度较大, 产状稳定且与岩层产状一致.次生型软夹特点是:产状不稳定, 远,产状稳定且与岩层产状一致.次生型软夹特点是:产状不稳定, 厚度变化大,成层条件不好, 厚度变化大,成层条件不好,主要分布在风化卸荷带或地下水循环 带内;次生型软弱夹层从地表向下逐渐变薄,到卸荷带以下则消失. 带内;次生型软弱夹层从地表向下逐渐变薄,到卸荷带以下则消失. 因此,要查明次生型软弱夹层的分布规律, 因此,要查明次生型软弱夹层的分布规律,必须首先研究岩体的风 化特征,卸荷带的范围以及地下水的渗流途径. 化特征,卸荷带的范围以及地下水的渗流途径. 原生型(包括原生构造型 与构造型软弱夹层的区别在于: 原生型 包括原生构造型)与构造型软弱夹层的区别在于 包括原生构造型 与构造型软弱夹层的区别在于: 型厚度变化很大; ①原生型厚度较薄而构造 型厚度变化很大; ②原生型一般只限定一种岩性而构造型可通过几种岩性; 原生型一般只限定一种岩性而构造型可通过几种岩性; ③原生型大都产状变化一般不相交,而构造型倾角变化大,有 原生型大都产状变化一般不相交,而构造型倾角变化大, 时彼此相交. 时彼此相交.
软岩和软土的工程地质研究
(三)泥化夹层水理性质 1.膨胀性
1.伊利石+高岭石+ 微结构面不发育 粘土成分 微结构面 发育程度 膨胀量 决定 膨胀力 膨胀量 <1% 膨胀量达8%
2.蒙脱石+微结构 面不发育
3.钠蒙脱石>钙蒙脱石 4.夹层扰动后，膨胀量膨胀力增加
2.渗流
各带的渗透系数相差大：
A.泥化带: 10-5—10-9cm/s 为不透水
1978年水利电力部成都勘测设计院提出。按岩石风化程 度系数进行分类。
2．裂缝系数和坚固度
1962年日本学者工藤提出。用声波法测定同一岩石的室 内外动弹模量来计算,对岩体风化程度进行分级。
3．岩石风化系数 1966年保加利亚学者伊利耶夫根据室内大量岩石的超声 波速度测定值提出。
4．用点荷载试验研究岩石的风化程度
2．渗透稳定的变化
容易发生渗透变形和渗透破坏的部位--泥化错动面附近、裂 隙发育的劈理带。
泥化带与劈理带或岩石界面裂隙逐渐扩张
有些细小颗粒被带出，透水性逐渐增大 化学反应而降低夹层的抗渗性能
渗透稳定性趋向恶化
夹层就会产生渗透破坏
岩体裂隙发育，贯通性强，宽度稍大， 透水性良好，而且渗径较短
3．抗剪强度的变化 长期渗水的作用下 以劈理带泥状、 软化物比较明显 总的趋势是降低 劈理带裂隙、 微裂隙异常发育 对水的作用敏感， 发生吸附效应
3.片状岩
母岩多为软弱岩层经过强烈的挤压与剪 切错动，形成劈理和片粒,再结晶的矿物及细 小的碎屑常成定向排列而构成片状岩。
4.断层角砾岩
主要是由>2mm被搓碎的棱角状碎块及岩粉等 经胶结形成，角砾仍保持原岩的矿物成分和结构。
5. 压碎岩
主要由<2mm的原岩碎粒并杂以岩粉经胶结形成。能 用放大镜分辨原岩成分。
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3.力学强度、干密度明显降低。
泥化带
1.错动面附近，粘土岩泥化夹层则仅见劈理带和泥化带泥化错动带受构造
影响强烈，原岩结构彻底改造。在较大剪切位移部位可形成颗粒和微集
合定向排列区和收到牵引影响的非定向区。
2.泥化光面（泥化带表面）直或舒缓波状，粘粒含量高，分散度大，表面
与岩层产状一致。
构造型软弱夹层特点： 厚度偏大， 可通过几种岩 ，倾角变化大，有时可相交。
软岩和软土工程地质研究
次生型软弱夹层特点：
产状不稳定，厚度变化大，成层条件不好，分布于风化 卸载带地下水循环带内， 向下逐渐变薄、消失。
工程实践中的软弱夹层多属综合作用的结果，无统一标准
葛洲坝工程4类： （1）软岩夹层
膨胀量 <1%
2.蒙脱石+微结构 面不发育
膨胀量达8%
3.钠蒙脱石>钙蒙脱石
4.夹层扰动后，膨胀量膨胀力增加
软岩和软土工程地质研究
2.渗流
各带的渗透系数相差大： A.泥化带: 10-5—10-9cm/s 为不透水 B.劈理带: 10-3—10-5cm/s 为透水 C.节理带: 大于10-3cm/s 为良好透水
③ 泥化错动带的性状（包括抗剪强度）受渗压水的化学类型、交换阳离子的 成分、碳酸盐的溶蚀和游离氧化物的溶解、胶溶等因素的影响，在漫长的 地质历史时期，泥化物的性状已处于相对稳定之中，在水文地质条件不发 生急剧变化时，泥化带的性状仍保持现有状态；
④ 如在工程运行期间泥化夹层的结构不被破坏，坝基采取了有效的防渗措施， 则泥化夹层的工程地质性质软不岩和会软发土工生程恶地化质研。究
成岩 因性
类 别
2构造、破碎岩类 3风化岩
断层破碎带，侵入破碎带 等机械热动变质产物
节理裂隙发育的
） 物 低强度
承载力低，富含泥质抗剪强度低，岩体易滑动
理 变形模量小 易产生较大沉降、不均匀变形
力 学
水理性质差
易软化崩解、膨胀收缩、管涌、潜蚀
特 流变效应明显 长期强度低：某些地下洞室因岩体强度
征
随软时岩和间软土而工降程地低质研，究 影响其长期稳定性
2．渗透稳定的变化 容易发生渗透变形和渗透破坏的部位--泥化错动面附近、裂
隙发育的劈理带。
泥化带与劈理带或岩石界面裂隙逐渐扩张
有些细小颗粒被带出，透水性逐渐增大 化学反应而降低夹层的抗渗性能
渗透稳定性趋向恶化
夹层就会产生渗透破坏
岩体裂隙发育，贯通性强，宽度稍大， 透水性良好，而且渗径较短
软岩和软土工程地质研究
第二章 软岩和软土的工程地质研究
第1节、软弱岩石的含义 第2节、软弱夹层的工程地质研究 第3节、风化岩石的工程地质研究 第4节、构造岩石的工程地质研究 第5节、软土的工程地质研究
软岩和软土工程地质研究
第1节 软弱岩石的涵义 粘土岩、页岩
软质泥灰岩、凝灰岩
（
1 软质岩石（软岩）
大部分千枚岩、片岩 膨胀岩、软弱夹层等
(一)泥化夹层的结构特征 构造影响带：节理带，劈理带，泥化带
节理带 1.受构造影响轻微（保持原岩结构特征） 2.颗粒和微集合体物理化学活动性弱阳离子交换较
少表面积和表面电荷密度都较小，具有较弱的亲水性。 3.力学强度高，干密度较大。
软岩和软土工程地质研究
劈理带
1.原岩结构受构造影响严重破坏，劈理发育并有波状揉皱。 2.颗粒和集合体多呈松散紊乱排列，剪切位移较大处可定向排列，分
工程上主要是做好夹层上下接触部位的 防渗和排水设施
软岩和软土工程地质研究
(四)泥化夹层物理力学性质
软岩和软土工程地质研究
三、泥弱夹层在长期渗水条件下的演变趋势
水库蓄水后， 地下水的坡降、 渗径和循环条件
夹层可能会有恶化 演变趋势研究
工程的安全 稳定性预测
1．化学成分的变化
泥化夹层在长期渗水的作用下，主要的物理化学作用 1）盐类的溶解 2）阳离子交换 3）游离氧化物的溶解 4) 胶溶和氧化还原反软应岩和软土工程地质研究
水利水电工程地质勘察将岩石强度分为四级
软岩和软土工程地质研究
第2节 软弱夹层的工程地质研究
软弱夹层 含义：
坚 岩层硬的夹泥遇有质水强或易度炭软低质化、含、量高、
层延伸较广和厚度较薄的软弱岩层 状
定量表达 定义：
强度和变形模量均低于上下硬岩层的 1／5—1／50。 一般软弱夹层的强度和变形参数如下：
3．抗剪强度的变化
长期渗水的作用下 以劈理带泥状、 软化物比较明显
总的趋势是降低
劈理带裂隙、 微裂隙异常发育
对水的作用敏感， 发生吸附效应
① 粘土岩夹层节理带，在原有结构不被扰动时，长期渗水作用，不会产生泥 化、软化
② 劈理带具有“潜在泥化”特性，遇水后会产生泥化，抗剪强度明显降低； 但泥化后的性状不会差于现存的泥化物；
坚硬岩石中的薄层软岩。
（2）碎块夹层 80％以上粒径大于2mm的粗碎屑组，粘粒含量少于10％。
（3）碎屑夹层
粒径为0．5～2mm的细碎屑约占30％。
（4）泥化夹层
粘粒含量高(一般>3软0岩％和软)土、工强程地度质研低究、变形大。
二、泥化夹层的基本特性
研究的原因：是软弱夹层中力性质最差的，强度 最低的关键部位，稳定性起控制作用。
2.化学成分： 主要化学成分：
SiO2,Al2O3,Fe2O3,
次要化学成分：
C aO ,M gO ,K 2O ,N a2O
泥化后 ：氧化钙含量比母岩偏低；氧化铝和氧化铁偏高
软岩和软土工程地质研究
(三)泥化夹层水理性质
1.膨胀性
粘土成分
微结构面 发育程度
膨胀量 决定 膨胀力
1.伊利石+高岭石+ 微结构面不发育
摩擦系数<0．5 饱和抗压强度 ≤10MPa 变形模量 ≤1000MPa
软岩和软土工程地质研究
一、软弱夹层的成因与分类
1、原生型 坚硬岩层中所夹 粘粒含量多 胶结差 力学强度低 2、构造型 层间错动面 构造破碎带 3、次生型 软弱夹层 蚀变破碎带 次生充填节理
软弱夹层研究内容： 成因类型 产状 规模 分布 范围 数量 空间变化 原生型软弱夹层特点： 成层条件好，层次多、有韵律、分布广、延伸远、产状稳定
电荷密度增大，物理化学活性加强，结构连接弱。
3.含水量高、干密度小、强度低，易于屈服的弹粘结构分散系具有一定的特
殊工程性质。
软岩和软土工程地质研究
(二)泥化夹层矿物成分和化学成分 1.矿物成分 鉴定方法：电子显微镜，x射线衍射，差热分析
蒙脱石、高岭石、伊利石
泥化夹层矿物成分影响因素：母岩性质+后期改造