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工程地质学基础 主讲：李秀君 2012.7 内容提要 绪论 第一章 土的物理性质 第二章 土的工程分类及野外鉴别 第三章 土中水的运动及应力分布 第四章 土的工程地质性质 绪论 一、土质学与土力学、地基与基础的基本概念 二、土质学与土力学的研究对象、内容 三、土质学与土力学的研究意义和方法 土质学：是从土的成因出发，研究土的物理、化学性质和影响土的性质变化的主要原因，并根据土的主要工程特性进行科学分类。属于地质学科的一个分支。 土力学：是从土的力学性能（或工程特性，包括土的压缩性、渗透性、抗剪强度等）角度，研究土在外部荷载作用下引起的土的应力、变形、强度等力学方面的变化规律。讨论地基的承载力、基础的沉降量和作用在建筑物上的土压力等工程实际问题。是用力学原理和土工试验定量分析和评价工程地质问题的一门学科，属于工程力学的分支。 地基：任何建筑物都必须建筑在一定的土层（或岩层）之上，承受建筑物荷载影响、具有一定深度和范围的地层（土层或岩层），称为建筑物的地基。 天然地基：可以作为建筑物地基的天然土层（或岩层），称为天然地基。 人工地基：若天然土层（或岩层）的承载力以及变形不能满足设计要求时，需经人工加固处理，才能作为建筑物地基的称为人工地基。 基础：是指建筑物下部，扩大部分的承重结构。它是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。又分为浅基础和深基础。 浅基础：通常把相对埋深不大、采用一般方法与设备能够施工的基础称为浅基础。如：独立基础、条形基础等。 深基础：把基础埋深超过某一值（一般为5m）、需借助特殊的施工方法与设备才能将建筑无荷载传递到地表以下较深土层（或岩层）上的基础称深基础。如桩基础、沉井基础等。 持力层：直接承受基础荷载的土层（或岩层），称为持力层。 下卧层：持力层以下的各土层（或岩层）称为下卧层。 软弱下卧层：承载力明显低于持力层的下卧层称软弱下卧层。 基础埋置深度（基础埋深d）：从室外设计地面到基础底面的垂直距离，称基础埋置深度，简称基础埋深。 天然地基：天然土层，不对地基土做处理. 浅基础： (1)埋深小于5m的独立基础或条形基础(2)埋深小于基础宽度的筏基、箱基 (3)不考虑侧面摩擦力 人工地基：经过地基处理，加固上部土层，提高承载力。 浅基础 独立基础 条形基础 浅基础 十字交叉基础 筏板基础 箱形基础 由底板、墙和顶板形成箱，整体性更好 刚性基础 (无筋扩展基础) 有基础台阶宽高比 (刚性角)要求 二、土质学与土力学的研究对象、内容 土质学与土力学的研究对象是土；研究土的结构、物理性质、力学性质和工程地质特性等诸多方面的内容。 三、土质学与土力学的研究意义和方法 各类基础建设都涉及土质学与土力学的课题，土无论是作为土工建筑材料，还是作为支撑建筑物荷载的地基、基础，或是作为建筑物周围的建筑介质，都具有十分重要的作用。是土建工程、环境工程、路桥工程、港口工程的基础课程之一。也是解决工程地质问题必不可少的方法手段之一。 第一章 土的物理性质 1.1 土的三相组成 1.2 土的结构与构造 1.3 土的物理性质指标 1.4 土的物理状态指标 1.1 土的三相组成 土是由固体颗粒、水和气体（固、液、气）三相所组成的体系，通常称之为土的三相组成。 1.1土的三相组成 土是由固体颗粒、水和气体（固、液、气）三相所组成的体系，通常称之为土的三相组成。 1.1.1 土中的固体颗粒： 是构成土的骨架的基本物质，固体颗粒的矿物成分、粒径大小、形状、颗粒级配是影响土的物理力学性能的重要因素，决定着土的工程性质。 土的矿物成分：分为原生矿物、次生矿物和有机质三大类。 土的颗粒大小与形状：自然界中的土是由大小不等的颗粒组成的，土粒的大小称为粒度（粒径）。粒径发生变化，土的主要工程地质性质发生改变。如土的粒径从大到小，粘性从无到有，透水性从大到小，土的可塑性从无到有，。 原生矿物——碎石土和砂土 次生矿物 土的颗粒大小与形状：自然界中的土是由大小不等的颗粒组成的，土粒的大小称为粒度（粒径）。粒径发生变化，土的主要工程地质性质发生改变。如土的粒径从大到小，土的可塑性从无到有，粘性从无到有，透水性从大到小。 粒组：自然状态下，天然土的粒径一般是连续变化的，为了便于研究，工程上把粒径相近的土粒划分为一组，称为粒组。粒组间的分界线是人为划定的，不同的行业根据自己的需要有不同的划分标准。 粒组：工程上将各种不同的土颗粒按性质相近的原则划分为若干组，称为粒组。 土的颗粒级配：土颗粒的大小及组成通常用各粒组的相对含量（各粒组占总土质量的百分数表示），称为土的颗粒级配。是通过试验结果绘制粒度成分累计曲线（或称为颗粒级