工程地质复习讲述.docx

第一章工程地质学：介于地学和工程学之间的一门边缘交叉学科，它研究土木工程中的地质问题，也就是研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处理和正确地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质问题。工程地质条件：地形和地貌条件地质构造特征岩土体工程地质性质④水文地质条件⑤自然地质作用及岩土体地应力态第四章1.粒度成分（颗粒级配）：土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的 土粒粒组的划分 土的三相比例指标界限含水量：黏性土由一种稠度态转变到另一种状态塑限IP：从半固态过渡到稠塑态的塑限含水率Wp(也称塑性下限)IP表示土处于可塑状态的含水量范围大小。它与颗粒粗细、矿物成分和水中离子成分的浓度有关。土颗粒越细且含量越多，则比表面越大，土的结合水含量越高，IP越大。当水中高价阳离子浓度增加时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄,结合水含量相应减少，IP也小；反之，IP变大。液限IL：从黏性态过渡到黏流态的液限含水率WL(也称塑性上限)压缩性：地基土在压力作用下体积减小的特性称为土的压缩性。土体积缩小包括两个方面：?土中水、气从孔隙中排出，使孔隙体积减小；?土颗粒本身、土中水及封闭在土中的气体被压缩（很小可忽略不计）。摩擦强度：决定于剪切面上的正应力σ和土的内摩擦角φ。包括有：滑动摩擦：由颗粒之间发生滑动时颗粒接触面粗糙不平所引起，与颗粒的形状，矿物组成，级配等因素有关咬合摩擦：?是指相邻颗粒对于相对移动的约束作用?当发生剪切破坏时，相互咬合着的颗粒A必须抬起，跨越相邻颗粒B，或在尖角处被剪断（C），才能移动?土体中的颗粒重新排列，也会消耗能量影响因数：1密实度 2粒径级配 3颗粒的矿物成分 4粒径的形状?5黏土颗粒表面的吸附水膜8.黄土（湿陷性）A定义：黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。颜色多呈黄色、浅灰黄色或褐黄色。B基本特征（1）颗粒粒度：以粉土粒（其中尤以粗粉土粒，粒径为0.05~0.01mm）为主，占60~70％，粒度大小均匀；其次为黏土，一般仅占10%~20%。（2）易溶盐含量高，碳酸盐类占10~30％，其次为氯化物和硫化物。（3）质地均一，结构松散，孔隙比大，一般在1.0左右，且具有肉眼可见的大孔隙。（4）含水量小，一般仅为8%%~20%。（5）垂直节理发育，常呈现直立的天然边坡。（6）具湿陷性（指土在自重压力作用下或自重压力和附加压力综合作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下陷的特征）C工程地质问题（1）黄土的湿陷性：地表局部汇水→溶解（化学）潜蚀→碟形洼地（2）黄土陷穴：地下水潜蚀→地下洞穴→塌陷（形成于地下水水力梯度大的地方）。 黄土洞穴对路基、路面的破坏D湿陷性黄土的土质改良根本原则：破坏土的大孔结构，改善土的工程性质，消除或减少地基的湿陷变形，防止水浸入建筑物地基。（1）重锤表层夯实：一般采用2.5～3.0t的重锤，落距4.0～4.5m，可消除地下1.2～1.75m黄土层的湿陷性。（2）强夯：一般采用8～40t的重锤（最重达200t），落距10～20（最大达40m)的高度自由下落，击实土层。（3）土垫层：先将处理范围内的黄土挖出，然后用素土或灰土在最佳含水量下回填夯实。可消除地表下1～3m的黄土层的湿陷性。（4）挤密桩：先在土内成孔，然后在孔中分层填入素土或灰土并夯实。在成孔和填土夯实过程中，桩周的土被挤压密实，从而消除湿陷性。（5）化学灌浆加固：通过注浆管，将化学浆液注入土层中，使溶液本身起化学反应，或溶液与土体起化学反应，生成凝胶物质或结晶物质，将土胶结成整体，从而消除湿陷性。膨胀土（强烈胀缩性）1定义膨胀土是指含有大量的强亲水性粘土矿物成分（主要是蒙脱石和伊利石），具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土。它一般强度较高，压缩性低，易被误认为工程性能较好的土，但由于具有膨胀和收缩特性2基本特征（1）颗粒粒度：以黏土矿物为主，其次为粉砂。（2）天然含水量接近或略小于塑限，一般呈坚硬或硬塑状态。液限一般为40~50％，塑性指数多在22~35之间。（3）天然孔隙比小，同时，其天然孔隙比随土体湿度的增减而变化，即土体增湿膨胀，孔隙比变大；土体失水收缩，孔隙比变小。（4）天然状态下，抗剪强度、弹性模量都比较高。遇水后则强度迅速降低，有的甚至接近饱和淤泥的强度。（5）强烈胀缩性，自由膨胀量一般超过40%，也有超过100%的。3主要工程地质问题（1）膨胀：边坡及洞室鼓胀；（2）强度降低:边坡滑塌（吸水后黏聚力为0，内摩擦角只有几度）；地基下沉和侧鼓，并产生不均匀沉降基床翻浆泥；收缩:边坡开裂、地基沉降量大。软土（承载力低，压缩性高、固结慢）1定义2.基本特征（1）