岩土体的工程性质详解

第二章岩土体的工程性质现在是1页\一共有86页\编辑于星期一

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;

现在是2页\一共有86页\编辑于星期一3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;

现在是3页\一共有86页\编辑于星期一二、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：

结构起控制作用现在是4页\一共有86页\编辑于星期一

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.现在是5页\一共有86页\编辑于星期一2、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

现在是6页\一共有86页\编辑于星期一4、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现在是7页\一共有86页\编辑于星期一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。

(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。现在是8页\一共有86页\编辑于星期一泥岩岩组包括泥岩、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。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。风化岩组指强烈风化带的岩层，水稳性差，强度低，稳定性差。现在是9页\一共有86页\编辑于星期一(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％。膨胀粘土层组自由膨胀率大于20％的粘土层，液限常超过40％，主要矿物成分为蒙脱石，这种土层对建井和地面建筑影响极大。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。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。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。现在是10页\一共有86页\编辑于星期一

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。

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.

现在是11页\一共有86页\编辑于星期一3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。现在是12页\一共有86页\编辑于星期一二、岩体结构特征1结构面的特征及性质(1)类型结构面的成因分类：原生结构面、构造结构面及次生结构面（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。现在是13页\一共有86页\编辑于星期一现在是14页\一共有86页\编辑于星期一现在是15页\一共有86页\编辑于星期一如上图：

β-结构面与最大主应力的夹角

(a)β为锐角,岩体将沿结构面产生滑动破坏

(b)β为直角,表现为切过结构面，产生剪断、岩体破坏

(c)β为0度,平行结构而的劈裂拉张破坏

现在是16页\一共有86页\编辑于星期一b.结构面连续性连续性反映结构面的贯通程度．常用线连续性系数和面连续性系数表示.

线连续系数(K):K=εa/εb;

其中:εa---各结构面长度之和;εb---测段长度之和;

K变化在0—1之间．K值愈大，说明结构而连续性愈好；当K＝1时．说明结构面完全贯通.

现在是17页\一共有86页\编辑于星期一c.结构面的密度密度反映结构面发育的密集程度．常用间距、线密度等指标表示。线密度(Kd)是指结构面法线方向上单位测线长度交切结构面的条数(条/m)；间距(d)则是指同一组结构面法线方向上两相邻结构面之间的平均距离。两者互为倒数关系.即

Kd=1/d

结构面的密度决定了岩体的完整性和岩块的块度。一般来说．结构面发育愈密集，岩体的完整性愈差，岩块块度愈小．进而导致岩体的力学性质变差．渗透性增强.现在是18页\一共有86页\编辑于星期一d.结构面的形态

结构面的形态可从侧壁的起伏形态和粗糙度两方面来进行研究.

结构面侧壁的起伏形态可分为：平直的、波状的、锯齿状的、台阶状的和不规则状几种，见下图。而侧壁的起伏程度则可用起伏角(i)表示如下:

i=arctg(2σ/L)

现在是19页\一共有86页\编辑于星期一现在是20页\一共有86页\编辑于星期一现在是21页\一共有86页\编辑于星期一

结构面的粗糙度可用粗糙度系数(JRC)表示:

它可以增加结构面的摩擦角，进而提高了岩体的强度。据结构面的粗糙程度可将粗糙度系数（JRC）分为10级。在实际工作中，可用剖面仪测出所研究结构面的粗糙剖面、然后与标准剖面进行比较，即可求得结构面的粗糙度系数(JRC).现在是22页\一共有86页\编辑于星期一e.结构面的张开度

结构面两壁之间，一般不是最紧密接触，而是点接触或局部接触.

结构面的张开度是指结构面两壁间的平均距离．常以毫米为单位.

现在是23页\一共有86页\编辑于星期一f.结构面的充填胶结特征

结构面经胶结后，力学性质有所改善。改善的程度因胶结物成分不同而异，铁硅质胶结的强度最高，泥质及易溶盐类胶结的结构面强度最低，且抗水性差.

未胶结且具一定张开度的结构面，其力学性质取决于充填物成分、厚度、含水性及壁岩性质等。就充填物成分来说以砂质、角砾质性质最好．粘土质、易溶盐类性质最差。现在是24页\一共有86页\编辑于星期一g.结构面的分级及其特征

按结构面的规模及其力学效应，可将结构面划分为5级现在是25页\一共有86页\编辑于星期一3)软弱夹层

a.定义:指岩体中那些性质软弱、有一定厚度的软弱结构面或软弱带,具有高压缩性和低强度的特征.

b.特征:(a)由原岩的超固结胶结式结构．变成了泥质散体结构或泥质定向结构；

(b)粘粒含量较原岩增多并达一定含量；

(c)含水量接近或超过塑限．密度比原岩小；

(d)常具一定的膨胀性；

(e)力学强度比原岩大为降低．压缩性较大；

(f)由于结构松散，因而抗冲刷能力低.在渗透水流作用下.愚易产生渗透变形.

现在是26页\一共有86页\编辑于星期一2结构体特征及性质

(1)特征

可用其规模、形态及其产状进行描述

a.按不同级别结构面对岩岩体的切割，可将结构体划分为4级。

Ⅰ级结构体——地质体或称断块体

Ⅱ级结构体——山体

Ⅲ级结构体——块体

Ⅳ级结构体——岩块现在是27页\一共有86页\编辑于星期一b.基本形状有柱状、块状、板状、楔形、锥形、菱形等。一般来说其稳定程度，板状结构体比柱状、块状的差。而楔状的比菱形及锥状的差.

c.产状一般用结构体表面上最大结构面的长轴方向表示，平卧的板状结构体比竖直的板状结构体对岩体稳定性的影响要大—些.

现在是28页\一共有86页\编辑于星期一3岩体结构类型划分

为了概括地反映岩体结构面和结构体的成因、特征及其排列组合关系．将岩体结构划分为4大类和8个亚类如下表所示：现在是29页\一共有86页\编辑于星期一现在是30页\一共有86页\编辑于星期一三、岩体工程性质

1岩体变形性质

(1)结构面的变形特性

a.法向变形特性

在同一岩体中．取一块不含结构面的完整岩块试件和一块含结构面的岩石试件。然后，分别对这两块试件进行单向压缩试验，可得到如图。设不含结构面试件的法向变形为△Vr，含结构面试件的法向变形为△Vt，则结构面的闭合变形△Vj为：

△Vj=△Vt-△Vr

应力-应变曲线上某点的切线斜率定义为结构面的法向刚度（Kn），它是反映结构面法向变形性质的主要参数。现在是31页\一共有86页\编辑于星期一现在是32页\一共有86页\编辑于星期一b.剪切变形特征

结构面的剪切变形有两种基本类型：

一类为塑性变形型．如泥化夹层、光滑平直的破裂面等一般具这类变形特征；

另—类为脆性变形.σn-△Vj曲线有明显的峰值点和应力降。当应力降于—定值后趋于稳定。不在随位移变化而变化。如粗糙结构面等常具这种变形特征。

把剪力-应变曲线上某点的切线斜率定义为结构面的剪切刚度(Ks)．它是反映结构面剪切变形性质的主要参数。现在是33页\一共有86页\编辑于星期一现在是34页\一共有86页\编辑于星期一(2)岩体变形参数的确定及变形曲线类型

a.承压板法

试验一般在平巷中进行。利用巷道顶板作反力，以油压千斤顶施加压力．通过刚性承压板将压力传至底部平直光滑的岩面上．用百分表测量岩体变形值。按下式计算．即

Em=

w*(1-μ^2)*p*D/W

式中：Em为岩体的变形模量(MPa)；

W为岩体的变形量(cm)；

P为承压板单位面积上的压力(MPa)；

D为承压板直径或边长(cm)；

μ为岩体的泊松比；

ω为与承压板刚度和形状有关的系数，圆形板取0.79、方形板取0.88.现在是35页\一共有86页\编辑于星期一b.钻孔变形法

利用钻孔膨胀计对一定长度的孔壁施加均匀压力，同时测量孔壁的径向变形。利用下式计算岩体的变形模量和弹性模量，即

E=ρ*(1+μ)*d/δ

式中：Em为岩体的径向变形(cm)；

p为计算压力，等于试验压力与初始压力之差(MPa)；

d为实测点的钻孔直径(cm)；其余符号意义同前.现在是36页\一共有86页\编辑于星期一c.声波法

通过测量岩体中纵波和横波的传播速度，来确定其变形参数，即

Emd=ρ*Vp^2(1+μd)(1+2μd)/(1-μd);

或

Emd=2ρ*Vs^2(1+μd);

Gmd=ρ*Vs^2;

μd=(Vp^2-2*Vs^2)/(2*(Vp^2-Vs^2));

式中：Emd为岩体的动弹性模量(GPa)；μd为岩体的动泊松比;

Gmd为岩体的动剪切模量(GPa)为岩体的密度(g／cm2);vp为纵波速度(m／s);vs为横波速度(m／s).现在是37页\一共有86页\编辑于星期一(3)节理化岩体变形模量的估算

比尼卫斯基根据岩体变形模量实测资料，并用CSIR分类法（南非科学工作研究会）对岩体进行了分类．建立了如下的统计关系：

当RMR≥55时，

Em=2RME-100

当RME<55时，

Em=10^((RME-100)/40)

式中:Em为岩体的变形模量(GPa)；

RMR为CSIR分类求得的岩体质量评分值.现在是38页\一共有86页\编辑于星期一四、岩体的强度性质

岩体是由各种不同形态的岩块和结构面组成的地质体．因此其强度必然受到岩块和结构面强度及其组合形式的控制。一般情况下．岩体的强度既不等于岩块的强度，也不等于结构面的强度，而是两者共同影响表现出来的强度。本节主要讨论结构面与岩体的剪切强度及岩体的抗压强度.现在是39页\一共有86页\编辑于星期一1结构面的剪切强度

根据结构面的形态、连续性、充填情况及力学性质，可将结构面分为平直光滑无充填的、粗糙起伏无充填的、非贯通断续的及软弱充填的等4类。各类结构面的剪切强度分述如下:

a.平直光滑无充填结构面的剪切强度

这类结构面以光滑破裂面及磨光面为代表，是摩擦剪切作用的产物，其剪切强度接近于人工磨光面的摩擦强度。设剪切强度为τ，则

τ=σ*tgФi

式中：σ为法向应力；Фi为结构面的摩擦角.现在是40页\一共有86页\编辑于星期一B粗糙起伏无充填结构面的剪切强度

这类结构面的基本持点是具有起伏度．当法向应力较小时．剪切过程中可引起上滑效应(又称剪胀效应)；当法向应力达到一定值时，凸起面被剪断。现在是41页\一共有86页\编辑于星期一

帕顿(Patton，1966)理想化石膏模型试验：

假定结构面为规则的锯齿形，起伏角为i．起伏差为δ，受法向应力σ和剪应力τ作用，则

当法向应力较低时，剪切应力为：τ=σ*tg(Фi+i);

当法向应力较高时，剪切应力为：

τ=Cb+tgФb;

其中，Cb和Фb分别为结构面凸起部分岩石的内聚力和内摩擦角。现在是42页\一共有86页\编辑于星期一现在是43页\一共有86页\编辑于星期一现在是44页\一共有86页\编辑于星期一

由以上两式可以得出剪断结构面凸起部分的条件

σT=Cb/(tg(Фj+i)-tgФb);

结构面起伏形态不规则的粗糙面，巴顿(Barton，1977)根据大量试验资料得出：

τ=σtg(JRC*log(JCS/σ)+Фb);

其中，JRC为粗糙度系数,可通过实测的结构同粗糙剖面与标准剖面对比求得；JCS为结构面壁岩的抗压强度,可用回弹仪测定；Фb为结构面的基本摩擦角；σ为法向应力.现在是45页\一共有86页\编辑于星期一C非贯通断续结构面的剪切强度这类结构面的剪切强度由各段结构面剪切强度和非贯通段(岩桥)岩石的剪断强度两部分

组成。因此，整个结构面的强度取决于结构面和岩块性质以及结构面的连续性，即

τ=(k1Cj+(1-k1)*Cm)+σ(k1tgФj+(1－k1)*tgФm);

式中：Cj、Cm分别为结构面和岩石的内聚力；Фj、Фm分别为结构面和岩石的内摩擦角；K1为结构面的线连续性系数.现在是46页\一共有86页\编辑于星期一D具充填的软弱结构面的剪切强度

这类结构面的剪切强度，主要取决于充填物成分、结构、厚度及充填度等情况.现在是47页\一共有86页\编辑于星期一

由上表可知，结构面的剪切强度随充填物碎屑含量增加及颗粒变粗而增高，随粘较含量增加而降低。结构面的充填度常用充填物厚度(d)与结构面的起伏差(δ)之比来表示。它对结构面剪切强度的影响表现在强度随充填度(d／δ)增大而降低.现在是48页\一共有86页\编辑于星期一2岩体的剪切强度

岩体的剪切强度：岩体中任一方向的剪切面，在一定的法向应力作用下所能抵抗的最大剪应力。岩体的剪切强度也分为剪断强度、摩擦强度和抗切强度3种.

现在是49页\一共有86页\编辑于星期一

试验和理论研究都表明：岩体的剪切强度主要受结构面、应力状态、岩性及风化程度等因素控制。在高应力条件下，岩体的剪切强度接近于岩块强度．在低应力条件下，岩体的剪切强度主要受结构面控制。

一般情况下，岩体的剪切强度包络线不一条简单的曲线，而是有一定上、下限的曲线族。下限是结构面的剪切强度，上限是岩块的剪断强度。现在是50页\一共有86页\编辑于星期一3节理化岩体强度的估算

由于原位岩体实验费用高周期长，一般情况难以普遍采用。在工程中常对岩体作出合理的估算。下面介绍两种节理化岩体强度的估算方法:

(1)利用单结构面理论估算岩体强度

为了研究节理化岩体的强度，耶格（Jaeger，1960）发展了的单结构面理论，具体如下：若岩体中发育有—组结构面AB，结构面的内聚力为Cj，内摩擦角为ψj，则岩体沿结构面AB发生滑动破坏的条件，根据莫尔强度理论为：

现在是51页\一共有86页\编辑于星期一现在是52页\一共有86页\编辑于星期一

由上式可知：岩体的强度(σ1-σ3)随β角的变化而变化，当β→90度时或β→Фj时，岩体不可能沿结构面破坏，而只能产生剪断岩块破坏。图中（b）给出这两种破坏的强度包络线。

如果岩体中含有二组以上结构面，且假定各组结构面只有相同的性质时．岩体强度的确定方法是分步运用单结构面理论．分别绘出每一组结构面单独存在时的强度包络线，这些曲线的最小包络线即为含多组结构面岩体的强度包络线。右图为含二组和三组结构面的岩体，在不同条件下的强度包络线。现在是53页\一共有86页\编辑于星期一现在是54页\一共有86页\编辑于星期一2)利用霍克-布朗经验强度方程估算岩体强度霍克和布朗于1980年根据岩体性态方面的理论和实践经验，提出了岩块和岩体破坏时的判据为σ1=σ3

+(mσc+sσc^2)^(1/2)

（2）

式中：σ1、σ3分别为破坏时最大、最小主应力；σc为岩块的单轴抗压强；m、s为与岩石性质及其结构面待征有关的系数，其值可查表求得:现在是55页\一共有86页\编辑于星期一现在是56页\一共有86页\编辑于星期一

由上式，分别令σ1＝0和σ3＝0时，则岩体的单轴抗压强度(σmc)和单轴抗拉强度(σmt)分别为

σmc=(sσc^2)(1/2)

(3)

σmt=(m-(m^2+4*s))/2

(4)

通过有关资料调查后，可以用（2）、（3）、（4）式对岩体强度进行估算.现在是57页\一共有86页\编辑于星期一五、岩体的工程分类

1、目的：

a.对岩体进行归类

b.定性或定量地评价各类岩体质量、工程建筑条件,为工程设计和施工提供地质依据。2、主要考虑因素：主要考虑三方面因素的指标：即与岩石工程性质有关的指标（力学性质）、岩体后期改造有关的指标(岩体结构)和岩体赋存条件方面的指标（地下水或地应力）。现在是58页\一共有86页\编辑于星期一3典型分类主要有RQD、RMR(比尼卫斯基分类，Bieniawski)、巴顿的Q分类。现介绍：

a.RQD分类

根据金刚石钻进的岩芯采取率，提出用RQD值来评价岩体质量的优劣。RQD值为大于10cM的岩芯累计长度与钻孔进尺长度之比的百分率。据RQD值将岩体分为5类:现在是59页\一共有86页\编辑于星期一b.RMR分类（T.Bieniawski,1973)岩体质量指标计算公式及方法：

RMR=A+B+C+D+E+F

为和差综合法（并联系统）

A—岩石强度（点荷载.单轴压)分数15—0

B—RQD(岩石质量指标）分数20—3

C—不连续面间距（>2m—<3m)分数20—5

D—不连续面性状（粗糙-夹泥)分数30—0

E—地下水（干燥—流动）分数15—0

F—不连续面产状条件（很好—很差）

分数0—-12现在是60页\一共有86页\编辑于星期一现在是61页\一共有86页\编辑于星期一c.巴顿岩体质量（Q）分类岩体质量指标计算公式及方法：

Q=(RQD/Jn)*(Jr/Jn)*(Jw/SWF)

式中：

RQD─岩石质量指标；

Jn0─节理组数，无裂—破裂，0.5-20；

Jr─节理粗糙度系数粗糙—镜面，4-0.5

Ja─节理蚀变系数，新鲜—蚀变夹泥，0.75-20；

Jw─节理水折减系数，干燥—特大水流，1-0.05；

SRF─应力折减系数。现在是62页\一共有86页\编辑于星期一现在是63页\一共有86页\编辑于星期一

第四节

风化岩体的工程地质性质

一、岩体风化作用

岩体在各种风化营力，如太阳能、大气、水及动植物有机体等的作用下，发生物理化学变化的过程，称为岩体风化作用。岩体风化的程度、深度、速度及风化壳厚度，除与风化营力的强弱有关外．还与地区的气候、岩性、地质构造、地貌、水文地质条件以及人类活动等因素有关.现在是64页\一共有86页\编辑于星期一二、风化作用改变岩体性质实质

1.岩体完整性进一步遭到破坏。风化不仅使岩体原有裂隙扩大，还产生了新的风化裂隙，使岩体逐渐破碎，分裂成碎炔、碎片，进而分解成砂粒、粉粒甚至粘粒。

2.岩石的矿物成分和化学成分发生变化。在化学风化作用下，岩石中原生矿物经水解、溶解及氧化等反应．形成新的次生矿物。

3.岩体的工程地质性质发生变化。岩体经风化后,岩石的抗水性降低而亲水性增高，其次．透水性增强。以上两方面的变化，使岩体力学强度降低，压缩性加大。

现在是65页\一共有86页\编辑于星期一三、风化岩体性质概述

1.岩体风化后,一般岩石的抗水性降低而亲水性增高,透水性增强,压缩性加大。

2.主要表现：岩体风化具有垂直分带性，即岩体风化总是由地表向岩体内部不断深入的，而风化程度也是地表最为强烈，向岩体深部则逐渐轻微直至新鲜岩石.现在是66页\一共有86页\编辑于星期一四、岩体风化综述

在水、大气、温度和生物等营力的作用下，地壳上部岩体的物质成分和结构发生变化，从而改变岩体力学性质的过程和现象。风化了的岩体工程地质性能发生恶化，给建筑工程带来不良影响。

一般情况下，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。但由于岩体中岩性并不均一，且有断裂存在，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。岩体风化厚度一般为数米至数十米，沿断裂破碎带和易风化岩层，可形成风化较剧的岩层。断层交会处还可形成风化囊。在这两种情况下深度可超过百米。

根据风化程度，一般将岩体的风化部分划分为3个或4个风化带。分带多少视建筑物类型、规模，以及各部门的习惯而有所不同。现在是67页\一共有86页\编辑于星期一划分风化带的方法大致有3种：

①现场根据岩石颜色、矿物晶面光泽和粗矿物颗粒的变化、裂隙发育程度、锤击反应和手控易碎程度用肉眼鉴定。

②用化学或矿物成分分析方法鉴定活动金属元素的迁移程度或易风化矿物的变异比率。

③用简易的物理力学性质测试方法测试风化岩石与新鲜岩石单轴抗压强度的对比、回弹状况和点荷载变化。

划分风化带的目的在于建筑施工时，充分利用可利用的部分，挖除不能满足施工要求的部分以确保工程安全，并减少施工量和工程费用。现在是68页\一共有86页\编辑于星期一第五节地形地貌一、地形地貌概念1地形地貌概念

地形:是指地球表面起伏形态的外部特征。

地貌：由于内、外力地质作用的长期影响，在地壳表面形成的各种不同成因、不同类型、不同规模的起伏形态.

地貌学：专门研究地表形态及其发生、发展和分布规律的科学。

注意：地貌不同于地形，地形是指地球表面起伏形态的外部特征。现在是69页\一共有86页\编辑于星期一2地貌形成（1）内力作用（地壳的构造运动、岩浆运动）-->隆起区－大陆、高原、山岭;沉降区—海洋、平原、盆地;

（2）外力作用（风化、流水、冰川、风力、波浪及海流作用等）-->削高补底，力图将地表夷平.

（3）地貌特征:平原

地下水,暗河,承载力,不均匀沉降,软土......

山区

边坡,岩溶,构造......

岸边

河沟侧向位移,入侵......现在是70页\一共有86页\编辑于星期一3研究意义及研究内容

1）研究意义:工程地质学的地貌学研究主要是探讨不同地形地貌的工程地质特征及改造方法,为工程建设服务.

2）研究内容:

(1)山区:重力地貌,风成地貌,流水地貌;

(2)平原:流水地貌,湖泊地貌;

(3)海岸:海岸地貌;现在是71页\一共有86页\编辑于星期一二、山地工程地质条件

1山地地貌特征

-----地表高低起伏大（有高差）、河谷切割

山地：山岭、谷地

山岭组成：山顶、山坡、山麓（山坡与平原交线地带）;

山坡发育：原始状态陡崖---->动态变缓;现在是72页\一共有86页\编辑于星期一2山地地貌的形成与发展

火山与地壳运动

(1)地壳：A.上升初始阶段－崎岖,陡峭

B.继续上升－高山、深谷,山坡不稳定

C.上升减缓－平缓,河谷变宽,相对高度下降

现在是73页\一共有86页\编辑于星期一(2)山地地貌特点：

A.分带性

1）水平分带:山脊地带、斜坡地带、山前地带

2）垂直分带:5000m以上（终年积雪带）、>4000m雪线以下、3000－4000m流水侵蚀带、3000m以下干旱流水侵蚀作用带。

B．成层性：阶梯状现在是74页\一共有86页\编辑于星期一3岩性构造对地貌影响

A.岩性

1)花岗岩：浑圆、峭壁

2）石英岩：悬崖尖锐、坝基好

3）砂岩：胶结物质

4）石灰岩：岩溶地貌现在是75页\一共有86页\编辑于星期