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1、土力学与地基基础课程 多媒体课件,高始慧,郑州科技学院土建系,第一章土的物理性质与工程分类,第一章 土的物理性质与工程分类 第一节 岩土的概念与基本特征 地球表层的坚硬外壳（地壳）是一切工程建设的场所，地球形成至今约60亿年，在漫长的地质年代里，地壳在内外力的作用下，经历了一系列的演变过程，形成了各种地质构造、地形地貌构造，地形地貌对建设场地进行稳定性评价，以及根据岩土工程性质对建筑物地基强度和变形时行评价。 地壳表层的岩石和土是作为建筑物的地基。 岩石：形成年代较长，颗粒间牢固联结，呈整体或有节理裂缝的岩体，在山区表层及平地深处遇到。 土：松散沉积物，是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积形成的形成
2、年代较短（距今约100万年），属地质年代中新生代第四纪，因此在地质学中土被称为第四纪沉积物。,第一章土的物理性质与工程分类,第二节、 岩石和土的成因类型 一、岩石的成因类型 在岩石中常见的矿物称为造岩矿物 （一）主要造岩矿物：如石英、长石、辉石、云母、高岭石、角闪石、方解石等。 矿物的物理性质主要有：形状、颜色、光泽、硬度、解理、断口等， 如石英：块状，六方柱状、无色、乳白色，玻璃、油脂等 岩石是矿物的集合体，它是在地壳和上地幔由各种地质作用形成的，由一种和多种矿物或玻璃质等组成的，具有稳定外形的固态集合体。,第一章土的物理性质与工程分类,（二）岩石的成因类型 1、岩浆岩：由岩浆浸入地壳或喷出
3、地表后形成。也称火成岩 可分为：浸入岩和喷出岩 （l）花岗岩 该岩石颜色较浅，一般浅肉红色、灰白色，中粗粒半自形粒状结构（又称花岗结构），少数似斑状结构，块状构造为主。主要矿物为石英（大于20）、碱性长石（含量一般占长石总量23及以上）、中酸性斜长石；次要矿物有黑云母、角闪石等，含量一般小于5；副矿物有锆石、磷灰石、榍石等。该类岩石在福建沿海广布，属酸性侵人岩。,第一章土的物理性质与工程分类,（2）流纹岩 该岩石颜色多为浅色，如浅灰、灰红、粉红、黄白色等，少数为深灰或砖红色；斑状结构、隐晶质结构或玻璃质结构，流纹构造、块状构造或气孔构造。新鲜的流纹岩常具瓷状断口或贝壳状断口。它属于酸性喷出岩。
4、除流纹岩外，其它酸性喷出岩还有英安岩、黑曜岩、珍珠岩、松脂岩等常见。,第一章土的物理性质与工程分类,玄武岩 该岩石颜色总体上较深，以黑、绿、灰绿、暗紫色等为主，矿物成分同辉长岩，以辉石和基性斜长石为主。其结构以斑状结构或无斑隐晶结构为主，也有半晶质和玻璃质结构（较少），常见的斑晶为橄榄石（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,第一章土的物理性质与工程分类,2、沉积岩是在地表或地表以下不太深的部位形成的地质体。它是在常温常压下，由母岩的风化产物或由生物作用和某些火山作用所形成的物质，经过搬运
5、、沉积、沉积成岩等地质作用而形成的层状岩石。如砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩等都是常见的沉积岩。 （1）砾岩 （2）砂岩,第一章土的物理性质与工程分类,（3）粘土岩（4）石灰岩,第一章土的物理性质与工程分类,3、变质岩 变质岩是由变质作用形成的岩石。它是地壳中已形成的岩石，在特定的物理化学条件下，其矿物成分和结构构造发生转变而形成新的岩石类型。这种由地球内力作用引起的，原岩产生变化和再造的地质作用，称为变质作用。 变质作用不同于岩浆作用，因为变质作用形成过程一般是在温度和压力升高的条件下进行的，岩石的一切变化和再造基本上是在固态下进行的；而岩浆作用则是由硅酸盐高温熔融体经冷凝或结晶转变成固态岩石的
6、过程。 变质作用也不同于风化作用，因为风化作用发生于地表或近地表的环境，以及在常温、常压的条件下的一种外力地质作用，而变质作用则是在地表以下较深的地带，通常是在高温高压等条件下进行的，而且它不包括成岩阶段中岩石的一切变化。,第一章土的物理性质与工程分类,1、角岩2、大理岩,第一章土的物理性质与工程分类,3、石英岩 4、板岩 5、千枚岩 6、片岩 7、片麻岩,第一章土的物理性质与工程分类,二、土的成因类型 土：各种岩石矿物颗粒组成的松散集合体. 土体：由一定的土体材料组成,具一定的土体结构,赋存于一定地质环境中的地质体。 土在工程上的作用 作为建筑物的地基； 作为建筑材料； 作为建筑物周围的介质
7、或环境,第一章土的物理性质与工程分类,1 土的形成 地表岩石破坏 搬运 沉积,第一章土的物理性质与工程分类,土的成因类型：按土形成原因不现可将土分类为残积土坡积土 洪积土冲积土湖积土海积土冰积土风积土,1、残积土（物）：岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑物质组成，处于岩石风化壳的上部。 粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性控制。发育情况和地形有关。 分布：宽广的分水岭上、山头和较平缓的山坡或低洼地带,第一章土的物理性质与工程分类,残积土的工程性质： （1）矿物成分与下卧 基岩基本一致 （2）未经搬运，其颗粒 大小未分选和磨圆，厚度 变化较大，均质性差，物 理性质各处不一 （3）工程中注意残积
8、土地 基的不均匀性，易引起不 均匀沉降 （4）一般认为地基条件为 不良，但有时有特殊情况， 如：石灰岩风化形成的残积 红粘土：孔隙大，含水量高， 但结构性强，承载力高，,第一章土的物理性质与工程分类,2、坡积土 雨水将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓的山坡脚处。 分布：山区坡腰或坡脚处，上部与残积土相接。,第一章土的物理性质与工程分类,坡积土的性质 （1）坡积土随斜坡自上而下逐渐变缓，呈现由粗到细的分选作用（但不明显。 （2）层理不明显，基矿物成分与下卧基岩没有直接关系 （3）坡积土的底部的倾斜度取决于下卧基岩面的倾斜度，表面倾斜度与生成时间有关。 （4）工程性质：结构疏松，压缩性大
9、，强度低。不均匀沉降、地基稳定性和边坡稳定性问题,第一章土的物理性质与工程分类,3、洪积土： 由暴雨等暂 时性山洪急流，将大量的 基岩风化产物或基岩剥蚀 搬运，堆积于山谷冲沟出 口或山前倾斜平面形成。 性质 （1）呈现颗粒分选作用， 但磨圆度仍然不佳， （2）因山洪大小交替和分 选作用，常呈现不规律交错 层理构造，并有夹层透镜体。 （3）工程性质：,第一章土的物理性质与工程分类,离山前较近：颗粒粗，压缩性低，承载力高，工民建的良好地基； 离山较远处：多为粉土地、粘土颗粒，由于形成过程上受干旱，周周期性影响，土体被析出的可溶盐类胶结而坚硬密实，承载力较高。 中间过渡地段：出于地下水溢出的表面造成
10、宽广的沼泽地，土质较弱面承载力低。,第一章土的物理性质与工程分类,4、冲积土：由河流的流水作用将碎 屑物质搬运到河谷坡降平缓的地带 堆积而成。 特点：具有明显的层理构造， 碎屑颗粒磨圆度好，随河水流速从 上游到 下游逐渐变小，具有明显 的分选现象,第一章土的物理性质与工程分类,（1）平原河谷冲积土 ： 有河床沉积土、河漫滩沉积土、河流阶地沉积土、牛轭湖相冲积土,第一章土的物理性质与工程分类,牛轭湖相冲积土：颗粒很细，常含大量有机质，有时形成泥炭。压缩性很高，承载力很低，不宜作建筑物的天然地基。,第一章土的物理性质与工程分类,第一章土的物理性质与工程分类,（2）山区河谷冲积土：,第一章土的物理性
11、质与工程分类,（3）三角洲冲积土：出河流所搬运的物质在或入湖的地方沉积而成 淤泥质土或典型淤泥。面积宽广而厚度极大。不宜作为建筑物的天然地基。但表层硬壳层，有时可用作低层建筑物的地基。,第一章土的物理性质与工程分类,5、湖积土： 湖边沉积物：近岸带多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗粒的砂土和粘性土。 湖心沉积物：主要是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度低。 沼泽土：由半腐烂的植物残体泥炭组成，含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。,第一章土的物理性质与工程分类,6、海积土： 滨海沉积物：主要为卵石、圆砾和砂，承载力较高。 浅海沉积物：主要为细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物，有层理构造，较疏松，含水量高，压缩性大而强度低。 深海沉积物：主要是有机质软泥。,第一章土的物理性质与工程分类,风积土: 风的地质作用，最常见风成砂和风成黄土。,第一章土的物理性质与工程分类,第一章土的物理性质与工程分类,中国绿色时报8月1日报道 “1964年春天，一场大风刮来了这座大沙丘。”河南省新乡市延津县郭庄村民崔贤指着横亘在村庄中间的一座大沙丘对记者说，“大风过后，郭庄便被沙丘分成了两半。” 沙压胙城、沙压吴起城、郑庄因风沙24次迁址、秦庄曾被风沙一夜之间隔成3处 在新乡市采访，记者听到了许多沙逼人退的真实故事。,
