4 巖土工程性質(zhì)

1、第四章 巖土體工程性質(zhì)一、名詞解釋(6）1巖石風(fēng)化作用p74巖石形成后，地表附近的完整巖石，會(huì)在溫度、水溶液、氣體及生物等自然因素作用下,逐漸產(chǎn)生裂隙、發(fā)生機(jī)械破碎和礦物成分的改變，喪失完整性，這個(gè)過程稱為巖石風(fēng)化作用.2物理風(fēng)化作用p74巖石在自然因素作用下發(fā)生機(jī)械破碎，而無明顯成分改變的風(fēng)化作用稱物理風(fēng)化作用，又稱機(jī)械風(fēng)化作用.3化學(xué)風(fēng)化作用p74巖石在自然因素作用下發(fā)生化學(xué)成分改變，從而導(dǎo)致巖石破壞為化學(xué)風(fēng)化作用。4生物風(fēng)化作用p75巖石風(fēng)化過程有生物活動(dòng)的參與稱生物風(fēng)化，如巖石裂隙中生長(zhǎng)的樹，隨著樹的生長(zhǎng),根系發(fā)育延伸,巖石被劈裂,即屬生物物理風(fēng)化；巖石表面生長(zhǎng)的地衣分泌有機(jī)酸腐蝕巖石

2、,使其分解，即屬生物化學(xué)風(fēng)化。5風(fēng)化程度p76巖石風(fēng)化后工程性質(zhì)改變的程度。6飽和重度p77天然狀態(tài)下，單位體積巖石土中包括固體顆粒、一定的水和孔(裂)隙三部分,若水把所有孔隙充滿，則為巖土的飽和重度。7巖石吸水率p79在常壓條件下，巖石浸入水中充分吸水，被吸收的水質(zhì)量與干燥巖石質(zhì)量之比為吸水率。8液性指數(shù)p82黏性土的天然含水率和塑限的差值與塑性指數(shù)之比。9彈性模量p85巖石的彈性模量是變形曲線彈性段(直線段）的斜率。10巖體p86巖體通常是指由各種巖石塊體和不連續(xù)面組合而成的“結(jié)構(gòu)物”。11結(jié)構(gòu)面P87巖體被不連續(xù)界面分割，這些不連續(xù)界面被稱為巖體的結(jié)構(gòu)面。二、單選(22）1冰劈作用是(

3、)。p74A物理風(fēng)化 B生物風(fēng)化 C化學(xué)風(fēng)化 D差異風(fēng)化2因強(qiáng)烈蒸發(fā)使地下水濃縮結(jié)晶，導(dǎo)致巖石裂縫被結(jié)晶力擴(kuò)大，叫做（ )。P74A熱脹冷縮作用 B鹽類結(jié)晶作用 C冰劈作用 D碳酸化作用3黃鐵礦在空氣或水中生成褐鐵礦，在化學(xué)風(fēng)化中應(yīng)屬于（ ）.P75A溶解作用 B水化作用 C氧化作用 D碳酸化作用4硬石膏轉(zhuǎn)變成石膏體積增大1。5倍，使巖石破壞，在化學(xué)風(fēng)化中應(yīng)屬于( )。P75A溶解作用 B水化作用 C氧化作用 D碳酸化作用5生物物理風(fēng)化的主要類型是( ）.P75A冰劈作用 B熱脹冷縮作用 C鹽類結(jié)晶作用 D根劈作用6抗風(fēng)化能力最強(qiáng)的礦物是( ）。P75A正長(zhǎng)石 B斜長(zhǎng)石 C石英 D方解石7影響

4、巖石風(fēng)化的內(nèi)部因素是（ ）。p7576A濕度和壓力 B化學(xué)活潑性流體 C巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造 D礦物的聯(lián)結(jié)力8巖石浸水后強(qiáng)度降低的性能叫做巖石的（ ）。P81A吸水性 B軟化性 C可溶性 D崩解性9土的含水率是指（ ）。P82A土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比 B土中水的質(zhì)量與土體總重量之比C土中水的體積與土粒體積之比 D土中水的體積與土體總體積之比10判別黏性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)是（ ）。P83A塑性指數(shù) B液限 C液性指數(shù) D塑限11巖石的強(qiáng)度指標(biāo)，通常是用巖石的( ）來表示。P83A抗壓強(qiáng)度 B抗拉強(qiáng)度 C抗剪強(qiáng)度 D抗扭強(qiáng)度12在缺乏試驗(yàn)資料時(shí),巖石的抗拉強(qiáng)度一般可取為抗壓強(qiáng)度的（ )。P84A1

5、/21/5 B1/101/20 C25倍 D1020倍13巖石在單軸壓力下變形，其橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值叫做（ ）。P85A彈性模量 B變形模量 C塑性模量 D泊松比14層理是（ ）結(jié)構(gòu)面.P87A原生 B構(gòu)造 C次生 D變質(zhì)15次生結(jié)構(gòu)面的常見代表是（ ）。P87A冷縮節(jié)理、層理、片理 B張節(jié)理、剪節(jié)理、斷層C風(fēng)化裂隙、爆破裂隙、御荷裂隙、溶蝕裂隙 D不整合接觸界面16巖體工程性質(zhì)不僅取決于組成它的巖石，更主要是取決于它的（ ）。P87A結(jié)構(gòu)體形態(tài) B礦物成份 C不連續(xù)性 D巖石構(gòu)造17巖體結(jié)構(gòu)是指（ ）。p89A結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的組合形式 B巖石塊體的大小和形態(tài)C結(jié)構(gòu)面的空間分布狀況 D巖

6、體各向異性的持征18（ ）、塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、散體結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)體的五大類型.P89A礫石結(jié)構(gòu) B砂狀結(jié)構(gòu) C粗粒結(jié)構(gòu) D整體結(jié)構(gòu)19在巖體結(jié)構(gòu)類型中，構(gòu)造變動(dòng)中等、具中厚層狀的沉積巖應(yīng)屬于（ ）。P89A塊狀結(jié)構(gòu) B層狀結(jié)構(gòu) C碎裂結(jié)構(gòu) D散體結(jié)構(gòu)20粒徑范圍在0.0752mm內(nèi)的土屬于（ ）。P90A細(xì)礫土 B砂土 C粉土 D黏土21巖石經(jīng)風(fēng)化作用而殘留在原地的碎屑堆積物稱為( )。P90A風(fēng)積土 B坡積土 C崩積土 D殘積土22硅質(zhì)石英砂巖的主要工程力學(xué)持征之一是具有較高的（ ）.P91A強(qiáng)度 B可溶性 C膨脹性 D崩解性23巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度為515MPa時(shí)，被稱為( ）.P

7、91A較堅(jiān)硬巖 B較軟巖 C軟巖 D極軟巖24按巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分，未風(fēng)化的泥巖屬于（ ）。P91A較堅(jiān)硬巖 B較軟巖 C軟巖 D極軟巖25我國(guó)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，確定巖石堅(jiān)硬程度的指標(biāo)是（ ）。P93A單軸飽和抗壓強(qiáng)度 B抗拉強(qiáng)度 C變形模量 D凝聚力三、多選（11) 某一題內(nèi)藍(lán)色字為不選項(xiàng),紅色字為選擇項(xiàng)1巖石風(fēng)化是因?yàn)椋?）。p74A巖石長(zhǎng)期暴露在地表或近地表B地表巖石長(zhǎng)期受空氣、溫度、壓力、水溶液的影響C自然因素使地表巖石產(chǎn)生破碎或成分改變D巖石性質(zhì)不能適應(yīng)所處的物理、化學(xué)環(huán)境2根據(jù)巖石風(fēng)化破碎方式不同，可以把風(fēng)化作用分為（ ）。p74A物理風(fēng)化 B化學(xué)風(fēng)化 C生物風(fēng)化 D差異風(fēng)化

8、3常見的化學(xué)風(fēng)化作用有（ )。p74A溶解作用 B水化作用 C氧化作用 D碳酸化作用4評(píng)價(jià)巖石抗凍性的指標(biāo)有（ ）。P8182A軟化系數(shù) B飽和系數(shù) C重量損失率 D強(qiáng)度損失率5巖石破壞是因?yàn)椋?)。P85A在外力作用下巖石變形超過其極限值B在外作用下巖石微裂隙擴(kuò)展聯(lián)成破裂面C巖石中應(yīng)力超過巖石的強(qiáng)度極限D(zhuǎn)在外力作用下巖石內(nèi)開始出現(xiàn)微裂隙6土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)由( ）共同組成。P86A內(nèi)摩擦角 B粘聚力 C剪切波速 D以上全部7以下屬于結(jié)構(gòu)面的是（ ）。P87A巖層層面 B 軟弱夾層 C節(jié)理 D斷層8以下屬于構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的是（ )。P87A巖層層面 B 軟弱夾層 C節(jié)理 D斷層9工程常用的結(jié)構(gòu)面發(fā)育

9、程度等級(jí)分為（ ).P87A不發(fā)育 B較發(fā)育 C發(fā)育 D很發(fā)育10結(jié)構(gòu)面的連續(xù)性對(duì)巖體的（ ）性質(zhì)有很大的影響.P88A變形 B強(qiáng)度 C滲透性 D相對(duì)密度11在土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ14590）中，按土的顆粒分類，細(xì)粒土粒組包括（ ）。P89A細(xì)礫土 B砂土 C粉土 D黏土四、改錯(cuò)(6）1風(fēng)化是指長(zhǎng)期暴露地表的巖石被風(fēng)吹化了.P74風(fēng)化是指,巖石形成后，地表附近的完整巖石，在溫度、水溶液、氣體及生物等自然因素作用下,逐漸產(chǎn)生裂隙、發(fā)生機(jī)械破碎和礦物成分的改變,喪失完整性的過程。2雨量充沛的潮濕炎熱氣候區(qū)以物理風(fēng)化為主。P75雨量充沛的潮濕炎熱氣候區(qū)則以化學(xué)風(fēng)化為主.3一般情況下巖漿巖比沉積巖和變

10、質(zhì)巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)。P75一般情況下沉積巖比巖漿巖和變質(zhì)巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)。4巖土中孔隙體積與巖土總體積之比稱孔隙比.P79巖土中孔隙體積與巖土總體積之比稱孔隙度(多用百分?jǐn)?shù)表示)./巖土中孔隙的體積與固體顆粒體積之比稱巖土的孔隙比（多以小數(shù)表示）。5巖石的透水性是指飽水巖石在重力作用下能自由流出一定水量的性能。P80透水性是指巖石容許水透過的能力，用滲透系數(shù) K 表示。6巖體是指巖石整體.P8687巖體通常是指由各種巖石塊體和不連續(xù)面組合而成的“結(jié)構(gòu)物”，具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的特點(diǎn)。五、簡(jiǎn)答(6)1如何確定巖石的風(fēng)化程度？p76確定巖石的風(fēng)化程度主要依據(jù)野外觀察巖石中礦物顏色變化、礦物

11、成分改變、巖石破碎程度和巖石強(qiáng)度降低四方面的特征而定的。2防止巖石風(fēng)化作用發(fā)展的主要措施有哪些？p77防止巖石風(fēng)化作用發(fā)展的措施之一是向巖石孔隙、裂隙灌注各種漿液，提高巖石整體性和強(qiáng)度,增強(qiáng)巖石抗風(fēng)化能力；措施之二是在巖石表層綠化、噴抹水泥砂漿、瀝青或石灰水泥砂漿封閉巖面，防止空氣、水分與巖石接觸或滲入其中.3對(duì)巖石工程性質(zhì)進(jìn)行評(píng)述，應(yīng)評(píng)述哪些內(nèi)容？p7786物理性質(zhì):包括密度和重度、固體密度和相對(duì)密度、空隙性（孔隙度、裂隙率、孔隙比)；水理性質(zhì)：包括吸水性（吸水率、飽和吸水率與飽和系數(shù)）、透水性(滲透系數(shù)）、軟化性（軟化系數(shù))、抗凍性（巖石強(qiáng)度損失率和巖石重量損失率）；力學(xué)性質(zhì)：包括抗壓強(qiáng)度

12、、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、波速；風(fēng)化程度。4結(jié)構(gòu)面的定量指標(biāo)包括哪些？p88結(jié)構(gòu)面的定量指標(biāo)，主要有方位、間距、延長(zhǎng)、連續(xù)性、形態(tài)、張開度等。5簡(jiǎn)述巖體、結(jié)構(gòu)體、巖體結(jié)構(gòu)的概念。P86、87、89、149巖體通常是指由各種巖石塊體和不連續(xù)面組合而成的“結(jié)構(gòu)物，具有不連續(xù)性、非均質(zhì)性和各向異性的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)面包圍的巖塊被稱為結(jié)構(gòu)體。結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體的組合關(guān)系稱為巖體結(jié)構(gòu)。6巖石和巖體有何區(qū)別？p2、86巖石是礦物或火山玻璃的天然集合體。巖體通常是指由各種巖石塊體和不連續(xù)面組合而成的“結(jié)構(gòu)物”。巖石與巖體的區(qū)別在于巖體中存在結(jié)構(gòu)面。7土按成因類型分類可以分為哪幾種？p90殘積土、坡積土、

13、洪積土、沖積土、淤積土、風(fēng)積土及崩積土等。六、讀圖七、論述(2）1根據(jù)巖石的地質(zhì)特征評(píng)述沉積巖的工程性質(zhì)。分析成分（p16)、膠結(jié)類型和成分（p17）、層理構(gòu)造（p14）、抗風(fēng)化能力（P7576）等對(duì)沉積工程性質(zhì)，如物理、水理、力學(xué)性質(zhì)（p81）的影響：影響巖石工程地質(zhì)性質(zhì)的因素主要是組成巖石的礦物成分、巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和巖石的風(fēng)化程度(P1214）。沉積巖的成分主要是石英、長(zhǎng)石、較為堅(jiān)硬的原巖碎屑，及新生成的與新環(huán)境相適應(yīng)的穩(wěn)定礦物(P16）。碎屑巖中膠結(jié)物的成分和膠結(jié)方式對(duì)其工程性質(zhì)有著顯著影響，造成工程性質(zhì)的差異（P17）.層理導(dǎo)致巖石的各向異性，層面往往成為其軟弱面（P14）.一般沉積

14、巖具有高的孔隙度,削弱了巖石的強(qiáng)度。富含黏土礦物、孔隙度大的巖石，軟化性大（P81）。沉積巖的強(qiáng)度具有明顯的各向異性，垂直于層理方向的抗壓強(qiáng)度最大。一般情況下沉積巖比巖漿巖和變質(zhì)巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)，風(fēng)化程度較低，工程性質(zhì)較好(P7576).（1）沉積巖的礦物成分：經(jīng)過沉積巖四個(gè)形成作用過程后，原巖中許多礦物已風(fēng)化分解消失，只有石英、長(zhǎng)石等少數(shù)礦物保存下來,此外，也常見較為堅(jiān)硬的原巖碎屑.在沉積物向沉積巖轉(zhuǎn)化過程中，生成了與新環(huán)境相適應(yīng)的穩(wěn)定礦物，如方解石、白云石、黃鐵礦、海綠石、黏土礦物、磷灰石、石膏、重晶石、蛋白石和燧石等。P16（2）沉積巖的結(jié)構(gòu)：根據(jù)結(jié)構(gòu)把沉積巖劃分為碎屑巖類、黏土巖類、化學(xué)

15、和生物化學(xué)巖類。其中碎屑巖中膠結(jié)物的成分和膠結(jié)方式對(duì)其工程性質(zhì)有著顯著影響。P17基底式膠結(jié)膠結(jié)緊密,巖石強(qiáng)度由膠結(jié)物成分控制，硅質(zhì)最強(qiáng)，鐵質(zhì)、鈣質(zhì)次之，碳質(zhì)較弱，泥質(zhì)最差.孔隙式膠結(jié)的碎屑巖工程性質(zhì)受顆粒成分、形狀及膠結(jié)物成分影響,變化較大.接觸式膠結(jié)的膠結(jié)方式最差，強(qiáng)度低、孔隙度大、透水性強(qiáng).P17（3）沉積巖的構(gòu)造：沉積巖通常具有層理，層理反映巖石在垂直方向上成分的變化，即巖石顆粒大小在垂直方向上的改變，不同成分顆粒的交替,或者某些巖石顆粒的定向排列.層理導(dǎo)致巖石的各向異性。分隔不同巖層的層面標(biāo)志著沉積作用的短暫停頓或間斷，因此，巖體中的層面往往成為其軟弱面。P14（4）沉積巖的孔隙度：

16、巖石的孔隙性削弱了巖石的強(qiáng)度。一般沉積巖具有高的孔隙度（砂巖55%，灰?guī)r045），隨著埋深的增大，沉積巖的孔隙度降低,強(qiáng)度隨埋深的增大而增大.（5)沉積巖的軟化性：軟化性取決于巖石中礦物成分和孔隙性，富含黏土礦物、孔隙度大的巖石，軟化性大,軟化系數(shù)小,如砂巖、頁(yè)巖、泥巖.P81(6）沉積巖的強(qiáng)度：沉積巖的強(qiáng)度具有明顯的各向異性。垂直于層理方向的抗壓強(qiáng)度最大,平行于層理的抗壓強(qiáng)度最小，在與層理斜交方向上的抗壓強(qiáng)度介于兩者之間。（7)沉積巖的抗風(fēng)化能力：如果巖石生成的環(huán)境和條件與目前地表環(huán)境、條件接近,則巖石抵抗風(fēng)化能力強(qiáng)，一般情況下沉積巖比巖漿巖和變質(zhì)巖抗風(fēng)化能力強(qiáng).碎屑巖和黏土巖抗風(fēng)化能力主要

17、取決于膠結(jié)物成份，硅質(zhì)膠結(jié)的比鈣質(zhì)膠結(jié)的抗風(fēng)化能力強(qiáng)。一般均勻、細(xì)粒結(jié)構(gòu)巖石比粗粒結(jié)構(gòu)巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)。從構(gòu)造上看，具有各向異性的層理、片理狀巖石較致密塊狀巖石容易風(fēng)化，而厚層、巨厚層巖石比薄層狀巖石更耐風(fēng)化。P75762巖石的成因、成份、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是如何影響巖石風(fēng)化的？成因、礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（p7172）:巖石生成的環(huán)境和條件與目前地表環(huán)境、條件接近，巖石抵抗風(fēng)化能力強(qiáng)。組成巖石的礦物成分的化學(xué)穩(wěn)定性和礦物種類的多少，是決定巖石抵抗風(fēng)化能力的重要因素。一般均勻、細(xì)粒結(jié)構(gòu)巖石比粗粒結(jié)構(gòu)巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，具有各向異性的層理、片理狀巖石較致密塊狀巖石容易風(fēng)化。（1）成因：巖石成因反映它生成時(shí)的

18、環(huán)境和條件。風(fēng)化作用實(shí)質(zhì)上是由于巖石生成時(shí)的環(huán)境和條件與目前它所處的環(huán)境和條件的差異造成的.如果巖石生成的環(huán)境和條件與目前地表環(huán)境、條件接近，則巖石抵抗風(fēng)化能力強(qiáng)，反之則容易風(fēng)化.因此,噴出巖比淺成巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)，淺成巖又比深成巖抗風(fēng)化能力強(qiáng).一般情況下沉積巖比巖漿巖和變質(zhì)巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)。（2）礦物成分：組成巖石的礦物成分的化學(xué)穩(wěn)定性和礦物種類的多少，是決定巖石抵抗風(fēng)化能力的重要因素.按照礦物化學(xué)穩(wěn)定性順序，石英化學(xué)穩(wěn)定性最好,抗風(fēng)化能力最強(qiáng)；其次是正長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石、角閃石和輝石；而基性斜長(zhǎng)石、黑云母和黃鐵礦等礦物是很容易被風(fēng)化的。一般來說深色礦物風(fēng)化快，淺色礦物風(fēng)化慢。碎屑巖和黏土巖抗風(fēng)化能力主要取決于膠結(jié)物成份，硅質(zhì)膠結(jié)的比鈣質(zhì)膠結(jié)的抗風(fēng)化能力強(qiáng)。一般情況下，單礦巖比復(fù)礦巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)。（3）結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：一般均勻、細(xì)粒結(jié)構(gòu)巖石比粗粒結(jié)構(gòu)巖石抗風(fēng)化能力強(qiáng)，等粒結(jié)構(gòu)比斑狀結(jié)構(gòu)巖石耐風(fēng)化，而隱晶質(zhì)巖石最不易風(fēng)化。從構(gòu)造上看，具有各向異性的層理、片理狀巖石較致密塊狀巖石容易