土力學完整教案02-第二講

土力學主講人：張向東遼寧省精品資源共享課《土力學》教案課次：第2次主要內(nèi)容：內(nèi)力地質(zhì)作用與外力地質(zhì)作用；礦物與巖石。重點內(nèi)容：外力地質(zhì)作用；巖石按成因分類。教學參考書：張向東主編.土力學.北京：人民交通出版社，2011第一章工程地質(zhì)§1.1概述從上面分析可以看出，工程地質(zhì)與土木工程的關(guān)系極為密切，因為各種房屋建筑工程、道路工程、鐵道工程、橋梁工程等都是建在地球表面上的，都要與土體打交道。建筑場地的工程地質(zhì)條件，直接影響土木工程的設計方案、施工工期與工程投資。下面，先講一些有關(guān)土質(zhì)學方面的內(nèi)容。一、地質(zhì)作用1．內(nèi)力地質(zhì)作用由地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能引起，如：巖漿活動；地殼運動；變質(zhì)作用等。

2．外力地質(zhì)作用由太陽輻射能和地球重力位能引起，如：風化；剝蝕；搬運；沉積作用等。二、風化作用物理風化是指由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖擊、地震等引起的物理力使巖體崩解、碎裂的過程。

當氣溫升高時，巖石膨脹產(chǎn)生壓應力；當氣溫降低時，巖石收縮產(chǎn)生拉應力。二者頻繁交替，使巖石表層產(chǎn)生眾多裂隙，最終崩解；水凍脹時產(chǎn)生體積膨脹或鹽類結(jié)晶膨脹，以及波浪沖擊力和地震力等加速了巖石的崩解過程；物理風化使巖體逐漸變成細小的顆粒，土中的碎石、礫石、砂等粗顆粒便是巖石物理風化的產(chǎn)物。

2.化學風化是指巖石與空氣、水和各種水溶液相互作用的過程，使巖石顆粒變細，同時使其礦物成分發(fā)生變化，形成大量細微顆粒和可溶鹽類。

化學風化作用不僅破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，而且使化學成份改變，形成新的礦物。粘土顆粒和鹽類，便是巖石經(jīng)化學風化后的產(chǎn)物。3.生物風化由動物、植物和人類活動對巖體的破壞作用稱生物風化。例如：長在巖石縫隙中的樹，因樹根伸展使巖石縫隙擴展，最終開裂；活動在地表淺層的動物如老鼠、蚯蚓、螞蟻等也可使巖石破碎成土；人們開采礦山、石材，修鐵路，打隧道，劈山修公路等活動使巖石破碎成土。三、剝蝕

風化后的巖石產(chǎn)物，在外力作用下從母巖分離的現(xiàn)象稱為剝蝕。四、搬運

巖石碎塊或巖屑從母巖分離后，到達新的平衡位置，稱為搬運。1．搬運方式（1）風（2）流水（3）冰川（4）雪崩（5）重力（自然起伏地形形成高差，在自重作用下由高處向低處）（6）人工填運2．伴隨現(xiàn)象（1）磨圓

（2）進一步的破碎或開裂，這是由于相互碰撞、磨擦或冰凍作用的結(jié)果。（3）分選現(xiàn)象：在搬運過程中，同一粒組范圍的顆粒集聚在同一地區(qū)，大顆粒的巖石碎塊搬運距離一般較近，而細小的顆粒可被搬運到較遠的地方沉積下來。五、沉積

巖石碎塊和巖屑，經(jīng)搬運后在某地帶堆積下來，稱為沉積。§1.2礦物與巖石

一、主要造巖礦物1．礦物：是地殼中具有一定化學成份和物理性質(zhì)的自然元素或化合物，是組成巖石細胞。目前已發(fā)現(xiàn)的礦物有三千多種，但常見的造巖礦物僅三十多種。§1.2礦物與巖石

2.礦物種類（1）原生礦物：由巖漿冷凝而成，如石英、長石、角閃石、輝石、云母等。（2）次生礦物：由原生礦物風化產(chǎn)生，如長石風化產(chǎn)生高嶺石、角閃石風化產(chǎn)生綠泥石等。二、巖石1.巖石的類型（按成因）（1）巖漿巖（火成巖）：地殼下面融巖漿侵入地殼或噴出地面冷凝結(jié)晶后而形成的巖石。（2）沉積巖：巖石經(jīng)風化、剝蝕、搬運至低洼處而沉積，在常溫常壓下，受到壓緊、化學物的膠結(jié)、再結(jié)晶或硬結(jié)等成巖作用而形成的巖石。沉積巖石分布廣泛，約占地球表面的75％。（3）變質(zhì)巖：在高溫高壓下，或化學性活潑物質(zhì)作用下，使原來巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造甚至礦物成份改變而形成的一種新的巖石，稱為變質(zhì)巖。2、巖石的性質(zhì)（1）強度大；（2）壓縮性低；（3）透