工程岩土学实验.doc

绪论1.工程地质条件:指工程建筑物所在地区各项地质因素的综合。 这些因素包括： (1) 地形和地貌条件：地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等；地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。 (2) 岩土体类型及其工程地质性质：是最基本的工程地质因素，包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等； (3) 地质结构：也是工程地质工作研究的基本对象，包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征。 (4) 水文地质条件：是重要的工程地质因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等；1 工程岩土学的概念及研究意义0.1.1 工程岩土学的概念工程岩土学：是以地质学的观点，研究预测和评价与工程建筑有关的工程地质问题，研究岩土体工程地质性质及其在人为和自然因素影响下形成和发展的科学，是工程地质学的重要理论部分。0.1.2 工程岩土学的研究意义岩土体的性质是决定工程活动与地质环境相互制约的形式和规模的根本条件。工程岩土学的研究意义在于分析工程建筑地区的工程地质条件，论证工程地质问题，进行工程地质评价，并提出改善保护地质环境的措施，以适应各类工程建筑的需要。1.工程地质条件:指工程建筑物所在地区各项地质因素的综合。 这些因素包括： (1) 地形和地貌条件：地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等；地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。 (2) 岩土体类型及其工程地质性质：是最基本的工程地质因素，包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等； (3) 地质结构：也是工程地质工作研究的基本对象，包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征。 (4) 水文地质条件：是重要的工程地质因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等； (5) 自然地质作用及岩土体地应力：主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等。对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。 (6) 建筑材料：如土料，砂料，石料等。 2.工程地质问题，是指由于工程建筑活动而产生的问题。 建筑物修建后，地质环境中的应力状态、水文地质条件和岩土性质将有所改变，因而产生一些地质问题，如地基变形和失稳、斜坡滑动、坝基渗漏和渗透变形、水库渗漏和淤积、水库诱发地震等。0.2 工程岩土学的研究对象、研究内容和研究方法 0.2.1 研究对象 作为建筑地基、介质和材料的地壳表层岩土体。0.2.2 研究内容 (1) 研究岩土体工程地质性质，包括：物理性质岩土体所处的物理状(密度和干湿状态,空隙和裂隙的特征)以及岩土体和水相互作用所表现的性(可塑性，膨胀性，吸水性，软化性)；力学性质岩体在外力作用下表现出的变形和强度特性； (2) 研究岩土体的工程地质性质的形成和分布规律，岩土体的物质组成和结构特征及其对岩土体工程地质性质的影响； (3) 研究岩土体的工程地质性质指标的测试方法和测试技术； (4) 研究岩土和岩土体的工程地质分类； (5) 研究岩土体工程地质性质在人为和自然的因素下变化趋势和变化规律，并预测这种变化对各种建筑物的危害； (6) 研究改良岩土体性质的原则和方法。 0.2.3 研究形式 (1) 小范围内近似看成匀质的各向同性介质。 (2) 大范围的考虑岩土体的形成过程，内外地质作用形成的不连续结构面，赋存的地质环境和有关因素(地应力，温度，地下水)的影响。0.2.4 工程岩土学的研究方法 (1) 一般地质学方法 自然历史分析法。定性的研究岩土体的形成和变化过程及其物质组成和结构，正确的认识岩土体地质性质形成的原因和演变历史，目前状况及今后的变化趋势。是岩土体工程地质研究的基础。 (2) 专门实验法 取样室内实验和现场原位测试。定量研究岩土体工程地质性质和评价有关的工程地质问题。是一般地质学方法的深入和继续。工程地质研究只有将两种方法结合才能正确的得出岩土体性质及其变化，以及对各种工程地质问题的正确评价。 0.3 工程岩土学的发展概况及动向 0.3.1 我国工程岩土学的发展阶段 第一阶段：50年代以前，研究松软土，注意土的粒度成分与其性质的关系；第二阶段：50-60年代仍然是土,特别是土的化学成分与土的工程地质性质的关系；第三阶段：60年代以后，将土的结构和土体的结构的研究放在首位，岩石和岩体的工程地质也得到较大的发展。 0.3.2 工程岩土学的发展动向 (1)加强岩土力学性质的基础研究，注意地质学和力学的结合。 (2)重视岩土体宏观和微观的结合，注意土、土体、岩体类型的合理划分； (3)大力发展和引进现代测试技术,注意室内实验与现场原位测试的结合。(4) 加强岩土体性质的研究，注意动和静的相知对比。 (5) 加强对特殊土建筑地基或建筑环境的岩土体和某工程岩土学是以地质学的观点，研究预测和评价与工程建筑有关的工程地质问题，研究岩土体工程地质性质及其在人为和自然因素影响下形成和发展的科学，是工程地质学的重要理论部分。 岩土体的性质是决定工程活动与地质环境相互制约的形式和规模的根本条件。工程岩土学的研究意义在于分析工程建筑地区的工程地质条件，论证工程地质问题，进行工程地质评价，并提出改善保护地质环境的措施，以适应各类工程建筑的需要。第二章1. 土的物质组成土的概念 土：土是一种物质材料，由固体颗粒液体水和气体组成。固体颗粒是土的主要的物质成分,是土的骨架主体。土的三相基本组成相互联系，相互作用，共同形成土的工程地质性质，是构成土的工程地质性质的基础。 固相颗粒是构成土的主体，是最稳定，变化最小得成分，在三相之间相互作用过程中居主导地位。 土的组成：土颗粒、水和气体。 土的三相物质间的关系:由于它们组成的自身特性，土中的相对比例不同，因此是决定土的工程地质性质的最本质的因素。 研究土的工程地质性质通过以下三个方面:土的粒度成分、土的矿物成分、土的化学成分。 水的类型：强结合水，弱结合水，毛细水，重力水等。1.1 土的粒度成分、矿物成份及化学成分 土中不同大小颗粒的组合，也就是各种不同粒径的颗粒在土个的相对含量，称为粒度成分。 组成土中各种土粒的矿物种类及其相对含量称为土的“矿物成分”。 组成土的固体相和液体相部分(有时也包括气体部分)的化学元素、化合物的种类以及它们之间的相对含量，称为土的“化学成分”。1.1 土的粒度成分、矿物成份及化学成分 1.1.1 土的粒度成分 1.粒组及其划分 (1) 相关概念 粒度成分：土中各种不同粒径的颗粒在土中的相对含量。 粒径：土粒的大小以其平均直径的大小表示。（毫米