巖土工程地質(zhì)分級(jí)和分類

第7章

巖土工程地質(zhì)分級(jí)與分類工程地質(zhì)主要內(nèi)容1.工程巖體分級(jí)2.土的工程分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類7.1工程巖體分級(jí)一、分級(jí)的目的巖體rockmass地質(zhì)時(shí)代相同或不同的巖石和經(jīng)成巖作用、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及風(fēng)化、地下水等次生作用而產(chǎn)生于巖石中的結(jié)構(gòu)面組合而成的整體。結(jié)構(gòu)面：巖體中各種具有一定方向，延展較大，厚度較小的二維地質(zhì)界面均稱為結(jié)構(gòu)面。軟弱結(jié)構(gòu)面：工程上把力學(xué)強(qiáng)度明顯低于圍巖的結(jié)構(gòu)面稱為軟弱結(jié)構(gòu)面。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類7.1工程巖體分級(jí)一、分級(jí)的目的巖體rockmass巖體賦存于一定地質(zhì)環(huán)境之中，地應(yīng)力，地溫，地下水等因素對其物理力學(xué)性質(zhì)有很大影響，而巖石試件只是為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)而加工的巖塊，已完全脫離了原有的地質(zhì)環(huán)境。巖體在自然狀態(tài)下經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)作用過程，其中存在著各種地質(zhì)構(gòu)造和弱面，如不整合，褶皺，斷層，節(jié)理，裂隙等等。一定數(shù)量的巖石組成巖體，且?guī)r體無特定的自然邊界，只能根據(jù)解決問題的需要來圈定范圍。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類7.1工程巖體分級(jí)一、分級(jí)的目的巖體rockmass根據(jù)上述特征，巖體是地質(zhì)體的一部分，并且是由處于一定地質(zhì)環(huán)境中的各種巖性和結(jié)構(gòu)特征巖石所組成的集合體，也可以看成是由結(jié)構(gòu)面所包圍的結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面共同組成的。巖體強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于巖石強(qiáng)度；巖體變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖石本身；巖體的滲透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于巖石的滲透性。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（1）通過分類，概括地反映各類工程巖體的質(zhì)量好壞，預(yù)測可能出現(xiàn)的巖體力學(xué)問題。為工程設(shè)計(jì)、支護(hù)襯砌、建筑物選型和施工方法選擇等提供參數(shù)和依據(jù)。（2）為巖石工程建設(shè)的勘察、設(shè)計(jì)、施工和編制定額提供必要的基本依據(jù)。（3）便于施工方法的總結(jié),交流,推廣，為便于行業(yè)內(nèi)技術(shù)改革和管理。一、分級(jí)的目的目的：評價(jià)工程巖體的穩(wěn)定性工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類巖石分級(jí)方法早在1774年歐洲人羅曼就提出來了。他首先對石灰?guī)r作了系統(tǒng)分類。以后，18世紀(jì)末俄國人維爾涅爾(Bepuep)又將巖石定性地分成五類：松軟巖、軟巖、裂隙破碎巖、次堅(jiān)硬巖和堅(jiān)硬巖。而真正把巖石分級(jí)同工程聯(lián)系起來還是從19世紀(jì)后期才開始。20世紀(jì)50年代以后，巖體分級(jí)促進(jìn)了工程建設(shè)的發(fā)展，越來越受到重視，從而加快了發(fā)展的步伐，取得了重大進(jìn)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，迄今各種各樣的巖體分級(jí)方法已有百余種之多。如何正確認(rèn)識(shí)和選取合理的分級(jí)方法，是人們普遍關(guān)注的問題。一、分級(jí)的目的工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類任何一種巖體分級(jí)方法都是為一定的目的服務(wù)的，因此它必然存在一定的局限性，而且由于巖體客觀存在的復(fù)雜性，同樣一種巖體分級(jí)方法，在某一場合適用，在另外一個(gè)場合又未必適用，因?yàn)檫@些方法都是針對某種類型巖石工程或?qū)ｉT需要而制定的。例如用于錨桿支護(hù)的圍巖分級(jí)；地鐵巖層分級(jí)；壩基巖體分級(jí)以及工程地質(zhì)的巖石分級(jí)等等。一、分級(jí)的目的按用途：通用分級(jí)專用分級(jí)工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、影響巖體工程性質(zhì)的主要因素巖石質(zhì)量

巖石的強(qiáng)度和變形——室內(nèi)單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)。單軸抗壓：巖石單向受壓時(shí)抵抗破壞的能力。巖體完整性

各種結(jié)構(gòu)面的影響——結(jié)構(gòu)面的調(diào)查統(tǒng)計(jì)、試驗(yàn)。水的影響

水對巖石的軟化；滲流的影響。

軟化系數(shù)：巖石浸水飽和前后的單軸干、濕抗壓強(qiáng)度之比。風(fēng)化程度分化的分級(jí)分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類

20世紀(jì)70年代至今，多種分級(jí)方案，反映巖體的結(jié)構(gòu)特征、所處的環(huán)境特征、力學(xué)特征。 →P96~97表7.1影響較大的：RMR、RSR、Q、Z系統(tǒng)等我國《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》-強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)(1994)

三、工程巖體分級(jí)的代表性方案工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類三、工程巖體分級(jí)的代表性方案工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類三、工程巖體分級(jí)的代表性方案①巖芯采取率（coreextraction）:鉆孔中取得的巖芯長度與鉆探進(jìn)尺的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。②巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD（rockqualitydesignation）:用直徑為75mm的金剛鉆頭，雙層巖芯管在巖石中鉆進(jìn)，連續(xù)取芯。長度大于10cm的巖芯總長度與鉆進(jìn)總進(jìn)尺的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類三、工程巖體分級(jí)的代表性方案巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD（rockqualitydesignation）:工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類三、工程巖體分級(jí)的代表性方案《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021－2001)根據(jù)巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD分類：

RQD分類類別RQD（％）巖石質(zhì)量1234590～10075～9050～7525～50<25好較好較差差極差工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB50218-94)概述：各部門分級(jí)方法不盡相同，為了在有巖石工程的各部門間建立可比性和統(tǒng)一性，國家制定了《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》。分級(jí)指標(biāo)：

巖體基本質(zhì)量：由巖石的堅(jiān)硬程度和巖體完整程度所決定，是巖體所固有的屬性，是有別于工程因素的共性。

工程因素：地下水、初始應(yīng)力、軟弱結(jié)構(gòu)面等。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)方法：

初步定級(jí)：從定性判別與定量測試兩個(gè)方面分別確定巖石的堅(jiān)硬程度和巖體的完整性，計(jì)算巖體基本質(zhì)量指標(biāo)Q；

詳細(xì)定級(jí)：結(jié)合工程特點(diǎn)，考慮地下水、初始應(yīng)力以及軟弱結(jié)構(gòu)面走向與工程軸線的關(guān)系等因素，對巖體基本質(zhì)量指標(biāo)Q進(jìn)行修正，以修正后的巖體基本質(zhì)量〈Q〉作為劃分工程巖體級(jí)別的依據(jù)。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（1）巖石堅(jiān)硬程度I.巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分。根據(jù)對巖石風(fēng)化情況、錘擊手感、浸水后的反應(yīng)等方面的觀察來判斷巖石的堅(jiān)硬程度。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（1）巖石堅(jiān)硬程度

Ⅱ.巖石堅(jiān)硬程度的定量指標(biāo)。單軸抗壓強(qiáng)度（測試按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，也可通過點(diǎn)荷載試驗(yàn)用點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)Is(50)作為替代指標(biāo)）。巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度Rc與定性劃分的巖石堅(jiān)硬程度的對應(yīng)關(guān)系可按下表確定。Rc與定性劃分的巖石堅(jiān)硬程度的對應(yīng)關(guān)系工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（2）巖體完整程度的確定結(jié)構(gòu)面的組數(shù)、分布及性質(zhì)都影響巖體的完整性。I.巖體完整性的定性劃分。根據(jù)巖體中結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度和結(jié)合程度以及巖體結(jié)構(gòu)類型來認(rèn)識(shí)和區(qū)分巖體的完整性。巖體完整程度定性劃分工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（2）巖體完整程度的確定結(jié)構(gòu)面的組數(shù)、分布及性質(zhì)都影響巖體的完整性。結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度取決于結(jié)構(gòu)面張開度、粗糙度、貫通性及充填物性質(zhì)。結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度的劃分工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（2）巖體完整程度的確定

II.巖體完整性的定量指標(biāo)。最常用的是完整性系數(shù)Kv，不具備測試條件時(shí)也可用巖體體積節(jié)理系數(shù)Jv作為替代指標(biāo)。Jv與Kv對照表Kv與定性劃分的巖體完整程度的對應(yīng)關(guān)系工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（3）巖體基本質(zhì)量分級(jí)的確定在大量測試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上篩選出最佳分級(jí)判據(jù)，并以103個(gè)典型工程為抽樣總體，采用多元回歸和判別分析法建立了巖體基本質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算式：限制條件：I.當(dāng)Rc>90Kv+30時(shí)，應(yīng)以Rc=90Kv+30計(jì)算；II.當(dāng)Kv>0.04Rc+0.4時(shí)，應(yīng)以Kv=0.04Rc+0.4計(jì)算。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)初步分級(jí)（3）巖體基本質(zhì)量分級(jí)的確定如果定性描述與定量分級(jí)不一致，相差一級(jí)以定量分級(jí)結(jié)果為準(zhǔn)，若相差一級(jí)以上，需重新進(jìn)行。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類四、工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)分級(jí)巖體基本質(zhì)量分級(jí)是各類巖體工程分級(jí)以及選擇工程參數(shù)的基礎(chǔ)。在工程可行性研究或初步設(shè)計(jì)階段，可作為工程巖體的初步分級(jí)。工程巖體除與巖體基本質(zhì)量好壞有關(guān)外，還受初始應(yīng)力、地下水、工程尺寸以及施工方法等因素的影響。按國標(biāo)，應(yīng)結(jié)合工程特性修正巖體基本質(zhì)量指標(biāo)。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類7.2土的工程分類土是由固、液、氣三相組成的松散沉積物。土是巖石經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積形成的堆積體，不同成因的土的工程性質(zhì)不同。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類7.2土的工程分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類一、土的工程分類概述土的工程分類的目的土的工程分類的原則土的工程分類體系工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類一、土的工程分類概述根據(jù)土類，可以大致判斷土的基本工程性質(zhì)，并可結(jié)合其他因素評價(jià)地基的承載力、抗?jié)B流與抗沖刷穩(wěn)定性，在振動(dòng)作用下的可液化性以及作為建筑材料的適宜性等根據(jù)土類，可以合理確定不同土的研究內(nèi)容與方法當(dāng)土的性質(zhì)不能滿足工程要求時(shí)，也需根據(jù)土類（結(jié)合工程特點(diǎn)）確定相應(yīng)的改良與處理方法。土的工程分類的目的工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類一、土的工程分類概述以成因、地質(zhì)年代為基礎(chǔ)的原則

因?yàn)橥潦亲匀粴v史的產(chǎn)物，土的性質(zhì)受土的成因（包括形成環(huán)境）與形成年代控制。是工程特性差異的原則

土的分類體系采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不同類工程用土得不同特性，即同類土的工程性質(zhì)最大程度相似，異類土的工程性質(zhì)顯著差異。是簡明的原則

土的分類體系采用的指標(biāo)，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要其測定方法簡單，且使用方便。土的分類原則工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類一、土的工程分類概述普通分類

對粗粒土按粒度成分來分類；對細(xì)粒土按土的Atterberg界限來分類

土的成因分類專門分類

以某一種特定的建筑工程為對象，按某一個(gè)或幾個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)所提出的分類。土的分類體系國家標(biāo)準(zhǔn)《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ145-90）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007—2002)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）1.工程用土的類別應(yīng)根據(jù)下列土的指標(biāo)確定:一土顆粒組成及其特征；二土的塑性指標(biāo)：液限wL塑限wP和塑性指數(shù)IP；三土中有機(jī)質(zhì)存在情況2.土的粒組劃分標(biāo)準(zhǔn)：土顆粒粒徑范圍一般規(guī)定工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）3.土顆粒組成特征應(yīng)根據(jù)土的級(jí)配指標(biāo)的不均勻系數(shù)Cu和曲率系Cc數(shù)確定并應(yīng)符合下列規(guī)定工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）4.細(xì)粒土應(yīng)根據(jù)塑性圖分類塑性圖的橫坐標(biāo)為土的液限縱坐標(biāo)為塑性指數(shù)工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）一般土的分類巨粒土含巨粒的土粗粒土細(xì)粒土一般土按其不同粒組的相對含量可劃分工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組級(jí)配所含細(xì)粒的塑性高低可劃分為16種土類（表7-14，7-15，7-16）；細(xì)粒土（試樣中細(xì)粒組質(zhì)量多于或等于總質(zhì)量的的土稱細(xì)粒土）按塑性圖所含粗粒類別以及有機(jī)質(zhì)多寡可劃分為16種土類。（表7-17）一般土的分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）表示土類的代號(hào)按下列規(guī)定構(gòu)成：一個(gè)代號(hào)即表示土的名稱由兩個(gè)基本代號(hào)構(gòu)成時(shí)第一個(gè)基本代號(hào)表示土的主成分，第二個(gè)基本代號(hào)表示副成分或土的級(jí)配或土的液限。由三個(gè)基本代號(hào)構(gòu)成時(shí)第一個(gè)基本代號(hào)表示土的主成分，第二個(gè)基本代號(hào)表示液限，第三個(gè)基本代號(hào)表示土中微含的成分。一般土的分類CHG含礫高液限粘土工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）地基土的分類碎石土砂土粉土粘性土人工填土《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）（1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒徑大于2mm的含量高于整個(gè)土體的重量的50％，該土就屬于碎石土。按粒粗和顆粒形狀，碎石土又可以進(jìn)一步細(xì)分，見下表。地基土的分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）（2）砂土即細(xì)—中粒土，無塑性，由細(xì)小巖石及礦物碎片組成。砂粒直徑變化在0.75-2mm之間，且粒徑大于0.075mm的土粒含量超過50％。按粒組含量，砂土又可以進(jìn)一步分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂五類，如下表所示。地基土的分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）（3）粒徑大于0.075mm的顆粒不超過全重50％，且塑性指數(shù)小于或等于10的土。根據(jù)顆粒級(jí)配（粘粒含量）按下表分為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土。地基土的分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）（4）粘性土：塑性指數(shù)大于10的土。根據(jù)塑性指數(shù)按下表分為粉質(zhì)粘土和粘土。地基土的分類老粘土；一般粘性土；新近沉積粘性土工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）（4）粘性土：塑性指數(shù)大于10的土。地基土的分類老粘土一般粘性土新近沉積粘性土Q3及其以前沉積的粘性土；具較高強(qiáng)度和較低壓縮性。長江中下游下蜀粘土。Q4沉積的粘性土；分布面積廣，工程性質(zhì)變化大。文化期以來沉積的粘性土；強(qiáng)度低。河漫灘及山前沖洪積扇的表面。表7.20工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類二、土的工程分類方案簡介土的分類標(biāo)準(zhǔn)（GBJ-90）（5）人工填土即人為作用形成的土。常見的人工填土有素填土、壓實(shí)填土、雜填土和沖填土。素填土可含各種土。雜填土是各種垃圾混雜形成的人工土，這些垃圾可能是工業(yè)廢料，也可能是城市垃圾物。沖填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。地基土的分類工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類三、我國主要特殊土的基本特性特殊土是指某些具有特殊物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)、工程性質(zhì)也較特殊的土。是在一定的條件下形成的，其分布有明顯的區(qū)域性特征。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類三、我國主要特殊土的基本特性在我國，具有一定分布區(qū)域和特殊工程意義的特殊土包括：沿海及內(nèi)陸地區(qū)各種成因的軟土：主要分布于西北、華北等干旱、半干旱氣候區(qū)的黃土；西南亞熱帶濕熱氣候區(qū)的紅粘土；主要分布于南方和中南地區(qū)的膨脹土；高緯度、高海拔地區(qū)的多年凍土及鹽漬土、人工填土和污染土等。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土

黃土是在干旱、半干旱氣候條件下形成的第四紀(jì)的一種松散的特殊土。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的分布黃土在世界上的分布面積達(dá)1300萬km2，我國的黃土面積是世界上最大的，達(dá)64萬km2，比法國和瑞士的面積總和還要大。黃土最厚處約410m左右。在我國，西北、中原、華北、華東、東北等地均有分布，但主要集中在黃河的中游——陜、甘、寧、青及山西、河南一帶，其厚度各不相同。陜甘地區(qū)多厚100～200m，薄處僅幾公分。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土高原的自然景象工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的分類按成因分：原生黃土和次生黃土按形成年代分：老黃土和新黃土按濕陷性分：濕陷性黃土和非濕陷性黃土工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的分類——按生成年代分類下更新世Q1（午城黃土）中更新世Q2（離石黃土）上更新世Q3（馬蘭黃土）全新世Q41

老黃土新黃土新近堆積的黃土：全新世Q42工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的成分和結(jié)構(gòu)粉粒約占60~70%，其次是砂粒和粘粒。黃土的礦物成分以石英、長石、碳酸鹽等為主，并含部分粘土礦物。黃土的粒度成分工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的成分和結(jié)構(gòu)黃土的結(jié)構(gòu)黃土結(jié)構(gòu)疏松，發(fā)育結(jié)構(gòu)性的孔隙；孔隙大小多少與成因和年代密切相關(guān)，一般地層越老，孔隙率越高。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的特征

I.

顏色為淡黃、褐色或灰黃色；

II.

粒度成分以粉粒為主，約占有60%~70%，一般不含＞0.25mm的顆粒；

III.

含各種可溶鹽，富含碳酸鹽（CaCO3），可形成鈣質(zhì)結(jié)核（姜結(jié)石）；

IV.

孔隙多且大，結(jié)構(gòu)疏松；

V.

無層理，但有垂直節(jié)理和柱狀節(jié)理。天然條件下能保持近于垂直的邊坡；工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的工程地質(zhì)特征

天然狀態(tài)下黃土的主要特點(diǎn)是壓實(shí)程度差，孔隙大、孔隙率高，含水少、透水性強(qiáng)；一般強(qiáng)度較高、壓縮性較小。

濕陷性黃土受水浸濕后會(huì)產(chǎn)生較大的沉陷。濕陷性黃土：在上覆土層自重應(yīng)力作用下，或者在自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，因浸水后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著的附加下沉，其強(qiáng)度也隨著迅速降低

。濕陷性黃土又分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土（有的老黃土不具濕陷性)。地基濕陷引起附加沉降

工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的工程特性黃土濕陷的原因？結(jié)構(gòu)：大孔隙，骨架顆粒為碳酸鹽類；礦物組成：粉粒為主，粉土粒含量常占土重的60％以上，含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物等可溶鹽類。浸水后粒間可溶性鹽類被溶解造成結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)破壞，又因其大孔隙的特點(diǎn)，因而受水后浸濕后突發(fā)沉陷。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的工程地質(zhì)特征黃土濕陷性的判定方法

黃土的相對濕陷系數(shù)δs=（h1－h(huán)2）/h0

δs

＜0.015，非濕陷性黃土0.015≤

δs

≤0.03，弱濕陷性黃土0.03＜

δs

≤0.07，中等濕陷性黃土

δs

＞0.07，強(qiáng)烈濕陷性黃土工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（一）黃土黃土的工程地質(zhì)特征濕陷性黃土分類

自重濕陷性黃土：在自重壓力作用下,受水浸濕而發(fā)生濕陷的黃土。非自重濕陷性黃土：在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷的黃土。

工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土

紅粘土是指在亞熱帶濕熱氣候條件下，碳酸鹽類巖石及其間所夾的其他巖石，經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土。

紅粘土一般呈褐紅、棕紅等顏色，液限大于50％，上硬下軟，具明顯的收縮性，裂隙發(fā)育。

經(jīng)流水再搬運(yùn)后仍保留其基本特征，液限大于45％的坡、洪積粘土，稱為次生紅粘土，在相同物理指標(biāo)情況下，其力學(xué)性能低于紅粘土。

工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土紅粘土的分布特征

紅粘土及次生紅粘土廣泛分布于我國的云貴高原、四川東部、廣西、粵北及鄂西、湘西等地區(qū)的低山、丘陵地帶頂部和山間盆地、洼地、緩坡及坡腳地段。由于基巖起伏變化及風(fēng)化深度的不同，造成其厚度變化極不均勾，常見為5－8m，最薄為0.5m，最厚為20m。在水平方向常見咫尺之隔，厚度相差達(dá)10m之巨。上層中常有石芽、溶洞或土洞分布其間，給地基勘察、設(shè)計(jì)工作造成困難。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土紅粘土的工程地質(zhì)特征物理力學(xué)性質(zhì)：天然含水量和孔隙比很大，但其強(qiáng)度高、壓縮性低，工程性能良好；各種指標(biāo)的變化幅度很大。裂隙性和脹縮性：紅粘土具有較小的吸水膨脹性，但具有強(qiáng)烈的失水收縮性。故裂隙發(fā)育也是紅粘土的一大特征。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土雖然天然含水量高，孔隙比很大，但卻具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較低的壓縮性?生成環(huán)境及其相應(yīng)的組成物質(zhì)和堅(jiān)固的粒間連結(jié)特性。紅粘土的工程地質(zhì)特征工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土小于0.002mm的膠粒占40～70%，具高分散性；含水鐵鋁硅氧化物失水相互凝聚膠結(jié)，絮狀結(jié)構(gòu)；粘土礦物本身具有非常穩(wěn)定的結(jié)晶格架；粒間水膜比較薄，多為結(jié)合水。紅粘土的成分特點(diǎn)RETURN工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土從各地區(qū)已有資料可知，紅粘土本身的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)又有相當(dāng)大的變化范圍，以貴州省的紅粘土為例，其天然含水量的變化范圍達(dá)25％－88％，天然孔隙比0.7－2.4，液限36－l25，塑性指數(shù)18－75，液性指數(shù)0.45－1.4。內(nèi)摩擦角2－31度，內(nèi)聚力10－140kPa，變形模量4－36MPa。其物理力學(xué)性質(zhì)變化如此之大，承載力自然會(huì)有顯著的差別。貌似均勻的紅粘土，其工程性能的變化卻十分復(fù)雜，這也是紅粘土的一個(gè)重要特點(diǎn)。紅粘土的物理力學(xué)性質(zhì)變化范圍及其規(guī)律性RETURN工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土1)呈褐紅色,富含鐵鋁氧化物，黏粒含量很高，具有高度分散性，顆粒細(xì)而均勻，黏土礦物以高嶺石為主；2)土層中常有石芽、溶洞或土洞分布其間；3)地表裂隙發(fā)育；4)沿深度含水量增大，土質(zhì)由硬變軟；5)在水平方向上厚度變化較大，造成地基不均勻性。

紅粘土特征RETURN工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土高含水量、高塑性，硬塑或可塑狀態(tài)?？紫侗却蟆⒌兔芏?、孔隙飽水。壓縮性低、強(qiáng)度高、地基承載力高。浸水后膨脹量小，但失水后收縮劇烈。紅粘土工程特性RETURN工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（二）紅粘土紅粘土地基評價(jià)RETURN紅粘土的表層，為良好地基?？沙浞掷闷渥鳛樘烊坏鼗至?，基礎(chǔ)宜盡量淺埋。紅粘土的底層，接近下臥基巖面附近，尤其在基巖面低洼處，因地下水積聚，常呈軟塑－流塑狀態(tài)，強(qiáng)度低，壓縮性高，容易引起地基不均勻沉降。應(yīng)注意查清基巖面起伏狀況，并進(jìn)行必要的處理。對紅粘土中的土洞，應(yīng)查明其部位與大小，進(jìn)行填充處理。紅粘土中的網(wǎng)狀裂隙，對土坡和基礎(chǔ)有不良影響，基槽應(yīng)防止日曬雨淋。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土——在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積的，天然含水量大，壓縮性高，承載力低，抗剪強(qiáng)度低的軟塑－流塑狀態(tài)的粘性土，如淤泥等。分類1：當(dāng)e>=1.5時(shí)，稱淤泥；當(dāng)1.5＞e＞=1.0時(shí)，稱淤泥質(zhì)土。它是淤泥與一般粘性土的過渡類型；分類2：當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量[5%，10%]，稱有機(jī)質(zhì)土；當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量（10%，60%]時(shí)稱泥炭質(zhì)土；當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量（60%，）時(shí)，稱泥炭。軟土的特征：富含有機(jī)質(zhì)，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于1。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土成因類型沿海沉積型內(nèi)陸湖盆沉積型河灘沉積型沼澤沉積型濱海相:瀉湖相;溺谷相:三角洲相軟土的分布軟土在我國分布很廣，主要是在沿海地帶及平原低地、沼澤地區(qū)，在高原山區(qū)的古代或內(nèi)湖沼澤地區(qū)也常遇到軟土。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土的物理力學(xué)性質(zhì)1．高含水量和高孔隙性2．滲透性弱3．壓縮性高工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土的物理力學(xué)性質(zhì)1．高含水量和高孔隙性軟土的天然含水量總是大于液限。據(jù)統(tǒng)計(jì)：軟土的天然含水量一般為50％-70％，最大甚至超過200％。軟土的如此高含水量和高孔隙性特征是決定其壓縮性和抗剪強(qiáng)度的重要因素。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土的物理力學(xué)性質(zhì)2．滲透性弱軟土的滲透系數(shù)一般在i×10-4一i×10-8之間，而大部分濱海相和三角洲相軟土地區(qū)，由于該土層中夾有數(shù)量不等的薄層或極薄層粉、細(xì)砂、粉土等，故在水平方向的滲透性較垂直方向要大得多。由于該類土滲透系數(shù)小、含水量大且呈飽和狀態(tài)，這不但延緩其土體的固結(jié)過程，而且在加荷初期，常易出現(xiàn)較高的孔隙水壓力，對地基強(qiáng)度有顯著影響。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土的物理力學(xué)性質(zhì)3．壓縮性高軟土均屬高壓縮性土，而且壓縮系數(shù)隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土在建筑荷載作用下的變形特征1.變形大而不均勻2.變形穩(wěn)定歷時(shí)長3.抗剪強(qiáng)度低4.較顯著的觸變性和蠕變性工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土在建筑荷載作用下的變形特征變形大而不均勻?qū)嶋H資料表明，對于磚墻承重的混合結(jié)構(gòu)，如以層數(shù)來表示地基受荷的大小，則4-6層的民用房屋其平均沉降量一般可達(dá)25-50cm；對于大型構(gòu)筑物，如水池、油罐等，其沉降量一般都大于50cm，甚至超過100cm。

顯然在相同條件下，軟土地基的變形量比一般粘性土地基要大幾倍至十幾倍。因此上部荷重的差異和復(fù)雜的體型都會(huì)引起嚴(yán)重的差異沉降和傾斜。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土在建筑荷載作用下的變形特征2.變形穩(wěn)定歷時(shí)長因軟土的滲透性很弱，水分不易排出，故使建筑物沉降穩(wěn)定歷時(shí)較長。例如沿海閩、浙一帶這種軟粘土地基上的大部分建筑物在建成約5年之久的時(shí)間后，往往仍保持著每年1cm左右的沉降速率，其中有些建筑物則每年下沉3-4cm。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土在建筑荷載作用下的變形特征3.抗剪強(qiáng)度低

軟土的抗剪強(qiáng)度小且與加荷速度及排水固結(jié)條件密切相關(guān)。不排水三軸快剪所得抗剪強(qiáng)度值很小，其內(nèi)摩擦角為零，內(nèi)聚力一般都小于20kPa；排水條件下的抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)程度的增加而增大。這是因?yàn)樵谕馏w受荷時(shí)，其中孔隙水在充分排出的條件下，使土體得到正常的壓密，從而逐步提高其強(qiáng)度。因此，要提高軟土地基的強(qiáng)度，必須控制施工和使用時(shí)的加荷速度，特別是在開始階段加荷不能過大，以便每增加一級(jí)荷重與土體在新的受荷條件下強(qiáng)度的提高相適應(yīng)。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土在建筑荷載作用下的變形特征4.較顯著的觸變性和蠕變性

觸變：原狀土受到振動(dòng)以后，破壞了結(jié)構(gòu)連接，降低了土的強(qiáng)度或很快地使土體變成稀釋狀態(tài)。當(dāng)軟土地基受到振動(dòng)荷載后，易產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)，沉降及基底面兩側(cè)擠出等現(xiàn)象。軟土的蠕變性是比較明顯的。在長期恒定應(yīng)力作用下，軟土將產(chǎn)生緩慢的剪切變形，并導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減。在固結(jié)沉降完成之后，軟土還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降。上海等地許多工程的現(xiàn)場實(shí)洲結(jié)果表明：當(dāng)土中孔隙水壓力完全消散后，建筑物還繼續(xù)沉降。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（三）軟土軟土的工程性質(zhì)軟土由于具有觸變流變、低強(qiáng)度、高壓縮性及低透水性的特點(diǎn)，因此軟土地基的變形破壞主要是承載力低，地基變形大或發(fā)生擠出，造成建筑物的破壞。且易產(chǎn)生不均勻沉降。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（四）膨脹土

膨脹土——是一種粘性土，含有較多的親水性粘土礦物，吸水膨脹，遇水崩解或軟化，失水收縮，抗沖刷性能差，這種具有較明顯的脹縮性的土稱為膨脹土。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（四）膨脹土

我國是世界上膨脹土分布廣、面積大的國家之一，據(jù)現(xiàn)有資料在廣西、云南、湖北、河南、安微、四川、河北、山東、陜西、浙江、江蘇、貴州和廣東等地均有不同范圍的分布。按其成因大體有殘積－坡積、湖積、沖積－洪積和冰水沉積等四個(gè)類型，其中以殘、坡積型和湖積型者脹縮性最強(qiáng)。從形成年代看，一般為上更新統(tǒng)及其以前形成的土層。從分布的氣候條件看，在亞熱帶氣候區(qū)的云南、廣西等地的膨脹土與全國其他溫帶地區(qū)者比較，脹縮性明顯強(qiáng)烈。工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（四）膨脹土（1）顏色有灰白、棕、紅、黃、褐、及黑色；（2）粒度成分中以粘土顆粒為主，一般在50%以上，最低也要大于30%，粉粒次之，砂粒最少；（3）礦物成分中粘土礦物占優(yōu)勢，多為伊利石、蒙脫石，高嶺石含量很少；（4）脹縮強(qiáng)烈，膨脹時(shí)產(chǎn)生膨脹壓力，收縮時(shí)形成收縮裂隙。長期反復(fù)脹縮使土體強(qiáng)度產(chǎn)生衰減；（5）各種成因的大小裂隙發(fā)育；（6）早期生成的膨脹土具有超固結(jié)性。膨脹土的特征工程地質(zhì)第7章巖土分級(jí)分類（四）膨脹土外界條件的改變土中水份的變化地基產(chǎn)生體積