岩土工程地质分级与分类(3).ppt

第7章 岩土工程地质分级与分类,工程地质,,工程地质 第7章 岩土分级分类,主要内容,1. 工程岩体分级,2. 土的工程分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,7.1 工程岩体分级,一、分级的目的,岩体 rock mass,地质时代相同或不同的岩石和经成岩作用、构造运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩石中的结构面组合而成的整体。,结构面：岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二维地质界面均称为结构面。 软弱结构面：工程上把力学强度明显低于围岩的结构面称为软弱结构面。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,7.1 工程岩体分级,一、分级的目的,岩体 rock mass,岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。 岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。 一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,7.1 工程岩体分级,一、分级的目的,岩体 rock mass,根据上述特征，岩体是地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。,岩体强度远远低于岩石强度； 岩体变形远远大于岩石本身； 岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（1）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。 （2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。 （3）便于施工方法的总结,交流,推广，为便于行业内技术改革和管理。,一、分级的目的,目的：评价工程岩体的稳定性,,工程地质 第7章 岩土分级分类,岩石分级方法早在1774年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石灰岩作了系统分类。以后，18世纪末俄国人维尔涅尔(Bepuep)又将岩石定性地分成五类：松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起来还是从19世纪后期才开始。20世纪50年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。,一、分级的目的,,工程地质 第7章 岩土分级分类,任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质的岩石分级等等。,一、分级的目的,按用途：,通用分级 专用分级,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、影响岩体工程性质的主要因素,岩石质量 岩石的强度和变形室内单轴抗压强度指标。 单轴抗压：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 岩体完整性 各种结构面的影响结构面的调查统计、试验。 水的影响 水对岩石的软化；渗流的影响。 软化系数：岩石浸水饱和前后的单轴干、湿抗压强度之比。 风化程度 分化的分级分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,20世纪70年代至今，多种分级方案，反映岩体的结构特征、所处的环境特征、力学特征。 P9697表7.1 影响较大的：RMR、RSR、Q、Z系统等 我国工程岩体分级标准-强制性标准(1994),三、工程岩体分级的代表性方案,,工程地质 第7章 岩土分级分类,三、工程岩体分级的代表性方案,,工程地质 第7章 岩土分级分类,三、工程岩体分级的代表性方案,岩芯采取率（core extraction）:钻孔中取得的岩芯长度与钻探进尺的比值，用百分数表示。,岩石质量指标RQD（rock quality designation）:,用直径为75mm的金刚钻头，双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯。长度大于10cm的岩芯总长度与钻进总进尺的比值，以百分数表示。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,三、工程岩体分级的代表性方案,岩石质量指标RQD（rock quality designation）:,,工程地质 第7章 岩土分级分类,三、工程岩体分级的代表性方案,岩土工程勘察规范(GB500212001) 根据岩石质量指标RQD分类：,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准（GB50218-94),概述： 各部门分级方法不尽相同，为了在有岩石工程的各部门间建立可比性和统一性，国家制定了工程岩体分级标准。 分级指标： 岩体基本质量：由岩石的坚硬程度和岩体完整程度所决定，是岩体所固有的属性，是有别于工程因素的共性。 工程因素：地下水、初始应力、软弱结构面等。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,分级方法： 初步定级：从定性判别与定量测试两个方面分别确定岩石的坚硬程度和岩体的完整性，计算岩体基本质量指标Q； 详细定级：结合工程特点，考虑地下水、初始应力以及软弱结构面走向与工程轴线的关系等因素，对岩体基本质量指标Q进行修正，以修正后的岩体基本质量Q作为划分工程岩体级别的依据。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（1）岩石坚硬程度 I. 岩石坚硬程度的定性划分。根据对岩石风化情况、锤击手感、浸水后的反应等方面的观察来判断岩石的坚硬程度。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（1）岩石坚硬程度 .岩石坚硬程度的定量指标。单轴抗压强度（测试按国家标准进行，也可通过点荷载试验用点荷载强度指数Is(50)作为替代指标）。,岩石单轴饱和抗压强度Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系可按下表确定。,Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（2）岩体完整程度的确定 结构面的组数、分布及性质都影响岩体的完整性。,I. 岩体完整性的定性划分。根据岩体中结构面发育程度和结合程度以及岩体结构类型来认识和区分岩体的完整性。,岩体完整程度定性划分,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（2）岩体完整程度的确定 结构面的组数、分布及性质都影响岩体的完整性。,结构面结合程度取决于结构面张开度、粗糙度、贯通性及充填物性质。,结构面结合程度的划分,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（2）岩体完整程度的确定,II. 岩体完整性的定量指标。最常用的是完整性系数Kv，不具备测试条件时也可用岩体体积节理系数Jv作为替代指标。,Jv与Kv对照表,Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（3）岩体基本质量分级的确定,在大量测试数据基础上筛选出最佳分级判据，并以103个典型工程为抽样总体，采用多元回归和判别分析法建立了岩体基本质量指标计算式：,限制条件： I. 当Rc 90Kv +30时，应以Rc = 90Kv +30计算； II. 当Kv 0.04 Rc+0.4时，应以Kv =0.04 Rc+0.4计算。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,初步分级,（3）岩体基本质量分级的确定,如果定性描述与定量分级不一致，相差一级以定量分级结果为准，若相差一级以上，需重新进行。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,四、工程岩体分级标准,详细分级,岩体基本质量分级是各类岩体工程分级以及选择工程参数的基础。在工程可行性研究或初步设计阶段，可作为工程岩体的初步分级。 工程岩体除与岩体基本质量好坏有关外，还受初始应力、地下水、工程尺寸以及施工方法等因素的影响。按国标，应结合工程特性修正岩体基本质量指标。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,7.2 土的工程分类,土是由固、液、气三相组成的松散沉积物。 土是岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积形成的堆积体， 不同成因的土的工程性质不同。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,7.2 土的工程分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,一、土的工程分类概述,土的工程分类的目的,土的工程分类的原则,土的工程分类体系,,工程地质 第7章 岩土分级分类,一、土的工程分类概述,根据土类，可以大致判断土的基本工程性质，并可结合其他因素评价地基的承载力、抗渗流与抗冲刷稳定性，在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等 根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法 当土的性质不能满足工程要求时，也需根据土类（结合工程特点）确定相应的改良与处理方法。,土的工程分类的目的,,工程地质 第7章 岩土分级分类,一、土的工程分类概述,以成因、地质年代为基础的原则 因为土是自然历史的产物，土的性质受土的成因（包括形成环境）与形成年代控制。 是工程特性差异的原则 土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同特性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。 是简明的原则 土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质，又要其测定方法简单，且使用方便。,土的分类原则,,工程地质 第7章 岩土分级分类,一、土的工程分类概述,普通分类 对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的Atterberg界限来分类 土的成因分类 专门分类 以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个或几个单项指标所提出的分类。,土的分类体系,国家标准土的分类标准（GBJ145-90） 行业标准建筑地基基础设计规范 （GB 500072002) 岩土工程勘察规范 (GB 500212001),,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,1. 工程用土的类别应根据下列土的指标确定: 一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限wL塑限wP和塑性指数IP；三土中有机质存在情况,2. 土的粒组划分标准：土颗粒粒径范围,一般规定,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,3. 土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数Cu和曲率系Cc数确定并应符合下列规定,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,4. 细粒土应根据塑性图分类塑性图的横坐标为土的液限纵坐标为塑性指数,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,一般土的分类,一般土按其不同粒组的相对含量可划分,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组级配所含细粒的塑性高低可划分为16种土类（表7-14，7-15，7-16）； 细粒土（试样中细粒组质量多于或等于总质量的的土称细粒土）按塑性图所含粗粒类别以及有机质多寡可划分为16种土类。（表7-17）,一般土的分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,表示土类的代号按下列规定构成： 一个代号即表示土的名称 由两个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示副成分或土的级配或土的液限。 由三个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示液限，第三个基本代号表示土中微含的成分。,一般土的分类,CHG,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,地基土的分类,建筑地基基础设计规范 (GB50007 2002),,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,（1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于整个土体的重量的 50 ，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石土又可以进一步细分，见下表。,地基土的分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,（2）砂土即细中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在 0.75- 2mm 之间，且粒径大于 0.075mm 的土粒含量超过 50 。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。,地基土的分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,（3）粒径大于0.075mm的颗粒不超过全重50，且塑性指数小于或等于10的土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉土和粘质粉土。,地基土的分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,（4）粘性土：塑性指数大于10的土。根据塑性指数按下表分为粉质粘土和粘土。,地基土的分类,老粘土；一般粘性土；新近沉积粘性土,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,（4）粘性土：塑性指数大于10的土。,地基土的分类,Q3及其以前沉积的粘性土；具较高强度和较低压缩性。长江中下游下蜀粘土。,Q4沉积的粘性土；分布面积广，工程性质变化大。,文化期以来沉积的粘性土；强度低。河漫滩及山前冲洪积扇的表面。,表7.20,,工程地质 第7章 岩土分级分类,二、土的工程分类方案简介,土的分类标准（GBJ-90）,（5）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。,地基土的分类,,工程地质 第7章 岩土分级分类,三、我国主要特殊土的基本特性,特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成的，其分布有明显的区域性特征。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,三、我国主要特殊土的基本特性,在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括： 沿海及内陆地区各种成因的软土： 主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土； 西南亚热带湿热气候区的红粘土； 主要分布于南方和中南地区的膨胀土； 高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土等。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的分布,黄土在世界上的分布面积达1300万km2，我国的黄土面积是世界上最大的，达64万km2，比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土最厚处约410m左右。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚100200m，薄处仅几公分。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土高原的自然景象,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的分类,按成因分：原生黄土和次生黄土 按形成年代分：老黄土和新黄土 按湿陷性分：湿陷性黄土和非湿陷性黄土,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的分类 按生成年代分类,下更新世 Q1 （午城黄土） 中更新世 Q2 （离石黄土） 上更新世 Q3 （马兰黄土） 全 新 世 Q41,老黄土 新黄土 新近堆积的黄土：全新世 Q42,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的成分和结构,粉粒约占6070%，其次是砂粒和粘粒。 黄土的矿物成分以石英、长石、碳酸盐等为主，并含部分粘土矿物。,黄土的粒度成分,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的成分和结构,黄土的结构,黄土结构疏松，发育结构性的孔隙；孔隙大小多少与成因和年代密切相关，一般地层越老，孔隙率越高。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的特征,I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色； II. 粒度成分以粉粒为主，约占有60%70%，一般不含0.25mm的颗粒； III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）； IV. 孔隙多且大，结构疏松； V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保持近于垂直的边坡；,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的工程地质特征,天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、孔隙率高，含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性较小 。 湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷 。,湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的附加下沉，其强度也随着迅速降低 。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土（有的老黄土不具湿陷性)。,地基湿陷引起附加沉降,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的工程特性,黄土湿陷的原因？,结构：大孔隙 ，骨架颗粒为碳酸盐类； 矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的60以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类。 浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破坏，又因其大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的工程地质特征,黄土湿陷性的判定方法,黄土的相对湿陷系数 s=（h1h2）/h0 s 0.015， 非湿陷性黄土 0.015 s 0.03，弱湿陷性黄土 0.03 s 0.07，中等湿陷性黄土 s 0.07， 强烈湿陷性黄土,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（一）黄土,黄土的工程地质特征,湿陷性黄土分类,自重湿陷性黄土：在自重压力作用下,受水浸湿而发生湿陷的黄土。 非自重湿陷性黄土： 在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的黄土。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,红粘土是指在亚热带湿热气候条件下，碳酸盐类岩石及其间所夹的其他岩石，经红土化作用形成的高塑性粘土。 红粘土一般呈褐红、棕红等颜色，液限大于50，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。 经流水再搬运后仍保留其基本特征，液限大于45的坡、洪积粘土，称为次生红粘土，在相同物理指标情况下，其力学性能低于红粘土。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,红粘土的分布特征,红粘土及次生红粘土广泛分布于我国的云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、丘陵地带顶部和山间盆地、洼地、缓坡及坡脚地段。由于基岩起伏变化及风化深度的不同，造成其厚度变化极不均勾，常见为58m，最薄为0.5m，最厚为20m。在水平方向常见咫尺之隔，厚度相差达10m之巨。上层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造成困难。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,红粘土的工程地质特征,物理力学性质：天然含水量和孔隙比很大，但其强度高、压缩性低，工程性能良好；各种指标的变化幅度很大。 裂隙性和胀缩性：红粘土具有较小的吸水膨胀性，但具有强烈的失水收缩性。故裂隙发育也是红粘土的一大特征。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,虽然天然含水量高，孔隙比很大，但却具有较高的力学强度和较低的压缩性?,生成环境及其相应的组成物质和坚固的粒间连结特性。,红粘土的工程地质特征,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,小于0.002mm的胶粒占4070%，具高分散性； 含水铁铝硅氧化物失水相互凝聚胶结，絮状结构； 粘土矿物本身具有非常稳定的结晶格架； 粒间水膜比较薄，多为结合水。,红粘土的成分特点,RETURN,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,从各地区已有资料可知，红粘土本身的物理力学性质指标又有相当大的变化范围，以贵州省的红粘土为例，其天然含水量的变化范围达2588，天然孔隙比0.72.4，液限36l25，塑性指数1875，液性指数0.451.4。内摩擦角231度，内聚力10140kPa，变形模量436MPa。其物理力学性质变化如此之大，承载力自然会有显著的差别。貌似均匀的红粘土，其工程性能的变化却十分复杂，这也是红粘土的一个重要特点。,红粘土的物理力学性质变化范围及其规律性,RETURN,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,1) 呈褐红色,富含铁铝氧化物，黏粒含量很高，具有高度分散性，颗粒细而均匀，黏土矿物以高岭石为主； 2) 土层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间； 3) 地表裂隙发育； 4) 沿深度含水量增大，土质由硬变软； 5) 在水平方向上厚度变化较大，造成地基不均匀性。,红粘土特征,RETURN,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。 孔隙比大、低密度、孔隙饱水。 压缩性低、强度高、地基承载力高。 浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。,红粘土工程特性,RETURN,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（二）红粘土,红粘土地基评价,RETURN,红粘土的表层，为良好地基。可充分利用其作为天然地基持力层，基础宜尽量浅埋。,红粘土的底层，接近下卧基岩面附近，尤其在基岩面低洼处，因地下水积聚，常呈软塑流塑状态，强度低，压缩性高，容易引起地基不均匀沉降。应注意查清基岩面起伏状况，并进行必要的处理。,对红粘土中的土洞，应查明其部位与大小，进行填充处理。,红粘土中的网状裂隙，对土坡和基础有不良影响，基槽应防止日晒雨淋。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力低，抗剪强度低的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥等。 分类1：当e=1.5时，称淤泥；当1.5e=1.0时，称淤泥质土。它是淤泥与一般粘性土的过渡类型； 分类2：当土中有机质含量5%，10%，称有机质土；当有机质含量（10%，60%时称泥炭质土；当有机质含量（60%，）时，称泥炭。 软土的特征：富含有机质，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于1。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,成因类型,软土的分布,软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及平原低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖沼泽地区也常遇到软土。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土的物理力学性质,1高含水量和高孔隙性 2渗透性弱 3压缩性高,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土的物理力学性质,1高含水量和高孔隙性 软土的天然含水量总是大于液限。 据统计：软土的天然含水量一般为50-70，最大甚至超过200。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土的物理力学性质,2渗透性弱 软土的渗透系数一般在i10-4一i10-8之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。 由于该类土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土的物理力学性质,3压缩性高 软土均属高压缩性土，而且压缩系数随着土的液限和天然含水量的增大而增高。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土在建筑荷载作用下的变形特征,1. 变形大而不均匀 2. 变形稳定历时长 3. 抗剪强度低 4. 较显著的触变性和蠕变性,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土在建筑荷载作用下的变形特征,变形大而不均匀 实际资料表明，对于砖墙承重的混合结构，如以层数来表示地基受荷的大小，则4-6层的民用房屋其平均沉降量一般可达25-50cm；对于大型构筑物，如水池、油罐等，其沉降量一般都大于50cm，甚至超过100cm。 显然在相同条件下，软土地基的变形量比一般粘性土地基要大几倍至十几倍。因此上部荷重的差异和复杂的体型都会引起严重的差异沉降和倾斜。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土在建筑荷载作用下的变形特征,2. 变形稳定历时长 因软土的渗透性很弱，水分不易排出，故使建筑物沉降稳定历时较长。例如沿海闽、浙一带这种软粘土地基上的大部分建筑物在建成约5年之久的时间后，往往仍保持着每年1cm左右的沉降速率，其中有些建筑物则每年下沉3-4cm。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土在建筑荷载作用下的变形特征,3. 抗剪强度低 软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关。不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，其内摩擦角为零，内聚力一般都小于20kPa；排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。这是因为在土体受荷时，其中孔隙水在充分排出的条件下，使土体得到正常的压密，从而逐步提高其强度。因此，要提高软土地基的强度，必须控制施工和使用时的加荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便每增加一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适应。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土在建筑荷载作用下的变形特征,4. 较显著的触变性和蠕变性 触变：原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土的强度或很快地使土体变成稀释状态。当软土地基受到振动荷载后，易产生侧向滑动，沉降及基底面两侧挤出等现象。 软土的蠕变性是比较明显的。在长期恒定应力作用下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰减。在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降。上海等地许多工程的现场实洲结果表明：当土中孔隙水压力完全消散后，建筑物还继续沉降。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（三）软土,软土的工程性质,软土由于具有触变流变、低强度、高压缩性及低透水性的特点，因此软土地基的变形破坏主要是承载力低，地基变形大或发生挤出，造成建筑物的破坏。且易产生不均匀沉降。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（四）膨胀土,膨胀土是一种粘性土，含有较多的亲水性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化，失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（四）膨胀土,我国是世界上膨胀土分布广、面积大的国家之一，据现有资料在广西、云南、湖北、河南、安微、四川、河北、山东、陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围的分布。 按其成因大体有残积坡积、湖积、冲积洪积和冰水沉积等四个类型，其中以残、坡积型和湖积型者胀缩性最强。 从形成年代看，一般为上更新统及其以前形成的土层。 从分布的气候条件看，在亚热带气候区的云南、广西等地的膨胀土与全国其他温带地区者比较，胀缩性明显强烈。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（四）膨胀土,（1）颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色； （2）粒度成分中以粘土颗粒为主，一般在50%以上，最低也要大于30%，粉粒次之，砂粒最少； （3）矿物成分中粘土矿物占优势，多为伊利石、蒙脱石，高岭石含量很少； （4）胀缩强烈，膨胀时产生膨胀压力，收缩时形成收缩裂隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减； （5）各种成因的大小裂隙发育； （6）早期生成的膨胀土具有超固结性。,膨胀土的特征,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（四）膨胀土,膨胀土的季节性湿度变化常引起道路隆起、路轨移动，泵站、电站地基基础破坏等。,,工程地质 第7章 岩土分级分类,（四）膨胀土,膨胀土地基上建筑物的开裂,因外墙基土收缩、基础向外扭转，墙体呈水平裂缝,,工程地质 第7章 岩土分