工程地质与地基基础01工程地质概论演示教学

第一章 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 地质概论§1.1地质作用§1.2矿物和岩石§1.3风化作用§1.4土的成因类型§1.5地质构造§1.6不良地质条件§1.7地下水主要内容§1.1地质作用按动力来源分为：内力地质作用(endogenicgeologicalprocess)外力地质作用(exogenicgeologicalprocess)建筑场地的地形地貌和物质组成，取决于地质作用——引起地壳物质成分和结构改造及地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 形态发生变化的作用。内力地质作用：由地球内部的能（旋转能、重力能、辐射热能）引起。外力地质作用：由太阳辐射能引起，产生大气环流，形成水的循环，动植物生长，在运动的过程中改造地表.外力地质作用的营力：河流的侵蚀；地下水的潜蚀；风的吹蚀；冰川的刨蚀；湖泊海洋的冲蚀等。一般按风化→剥蚀→搬运→沉积→硬结成岩的程序进行河流的侵蚀地下水的潜蚀风的吹蚀冰川的刨蚀湖泊海洋的冲蚀内力和外力地质作用的关系：内力地质作用决定地表的基本形态和内部构造。———地表形态的塑造者。外力地质作用破坏和重塑地表形态。———地表形态的雕刻者。地壳在内力和外力地质作用下，形成各种类型的地形，称为地貌。§1.2矿物和岩石(mineralandrock)地壳由岩石组成，岩石由矿物组成。岩石按成因分为三大类：岩浆岩(magmaticrock)沉积岩(sedimentaryrock)变质岩(metamorphicrock)代表性矿物：石英和黄铁矿代表性岩浆岩：花岗岩和玄武岩代表性沉积岩：砂页岩和石灰岩代表性变质岩：花岗片麻岩和大理岩岩石的工程分类1.《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)根据岩块的饱和单轴抗压强度标准值Rc划分岩石的坚硬程度:5153060Rc极软岩软岩较软岩较坚硬岩坚硬岩常见硬质岩石有：花岗岩、石灰岩、石英岩、闪长岩、玄武岩、石英砂岩、硅质砾岩、花岗片麻岩等常见软质岩石有：页岩、泥岩、片岩等2.《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)根据岩体的完整性指数划分岩石的完整程度:0.150.350.550.75完整性指数极破碎破碎较破碎较完整完整岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方3.《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)根据岩石坚硬程度和岩体完整程度综合分五个岩体基本质量等级:完整程度 坚硬程度完整较完整较破碎破碎极破碎坚硬岩IIIIIIIVV较硬岩IIIIIIVIVV较软岩IIIIVIVVV软岩IVIVVVV极软岩VVVVV4.《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)根据岩石质量指标RQD分类：RQD分类类别RQD（％）岩石质量1234590～10075～9050～7525～50<25好较好较差差极差RQD值是用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分数表示。§1.3风化作用(weathering)在地表条件下，自然界的岩石受大气、水、生物等因素影响，在原地发生机械崩解或化学分解，形成松散堆积物的过程。风化类型：物理风化化学风化生物风化物理风化的结果：破坏岩体的完整性。化学风化的结果：改变岩石的成分，形成次生矿物。岩体的工程性质发生如下几方面变化：1、亲水性变大，透水性增强。表现出膨胀、崩解、泥化等性质。2、力学强度降低，压缩性变大。岩石风化程度划分表《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）风化程度特征残积土组织结构全部破坏，已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性全风化结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，可用镐挖，干钻可钻进。强风化结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进。中等风化结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块。用镐难挖，岩芯钻方可钻进。微风化结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙。未风化岩质新鲜，偶见风化痕迹花岗岩全、强中风化带摄自三峡工程左岸永久船闸边坡残积土（Qel）坡积土（Qdl）洪积土（Qpl）冲积土（Qal）湖积土（Ql）冰积土（Qgl）风积土（Qeol）海积土（Qm）§1.4土的成因类型岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑物质所组成的土体，它处于岩石风化壳的上部。残积土(residualsoil)：残积土的工程性质：粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性的控制。其发育情况还和地形有关。孔隙度↑、强度↓、压缩性↑，均质性差，但具有一定的结构强度。原位测试强度>>室内测试值。雨水将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲洗，堆积在较平缓的山坡脚处而形成。坡积土(slopesoil)：坡积土的工程性质：结构疏松，一般具较高的压缩性。坡积形成的黄土湿陷性较大。由暴雨形成的暂时性山洪急流带来的碎屑物质在山沟出口处堆积而成。洪积土(pluvialsoil):分选性较好，离山前较近的洪积土颗粒粗，地下水位埋藏深，具有较高的承载力，压缩性低，是工民建的良好地基。离山较远的地带，洪积土的颗粒细，透水性不好，土质弱，承载力低，作为建筑物地基时应慎重对待。洪积土的工程性质：由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河谷坡降平缓的地带堆积而成。冲积土(alluvialsoil)：河床相冲积土：在河流上游多是粗大的石块、砾石和粗砂，中下游或平原地区沉积物变细，磨圆度好，厚度很大。古河床相土的压缩性低，强度高。现代河床堆积物的密实度差，透水性强，若作为水工建筑物的地基将引起坝下渗漏。饱水砂土还可能由于振动而引起液化河漫滩相冲积土：是在洪水期河水漫溢河床两侧，携带碎屑物质堆积而成。土粒较细，可以是粉土、粉质粘土或粘土，并夹有淤泥或泥炭等软弱土层，覆盖于河床相冲积土之上，形成上细下粗的“二元结构”。牛轭湖相冲积土：是在废河道形成的牛轭湖中沉积的松软土，颗粒很细，常含大量有机质，有时形成泥炭。压缩性很高，承载力很低，不宜作为建筑物的天然地基。河口（海口）三角洲相冲积土：通常是淤泥质土或典型淤泥。面积宽广而厚度极大。不宜作为建筑物的天然地基。但表层硬壳层，有时可用作低层建筑物的地基。湖积土(limneticsoil)：湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗粒的砂土和粘性土。湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成，主要是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度低。沼泽土主要由半腐烂的植物残体－泥炭组成，含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。海积土(marinesediment)：滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承载力较高。浅海沉积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构造，较疏松，含水量高，压缩性大而强度低。深海沉积物主要是有机质软泥。冰积土(morainesoil)由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物.分选性极差,石料占多数,冰水沉积物可有一定成层性、分选性。风积土(aeoliansoil)：在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土，最常见的是风成砂和风成黄土。土的生成与工程特性的关系：流水搬运沉积的土优于风力搬运沉积的土沉积年代越长，土的工程性质越好沉积的自然地理环境不同，土的性质不同§1.5地质构造褶皱构造断裂构造背斜向斜节理断层活断层：第四纪以来仍在活动的断层。注：2001年《岩土工程勘察规范》指全新地质时期（1～1.1万年）以来活动着的断层，且在今后100年可能继续活动。在全新活动断裂中，近期(近五百年)发生过地震，且震级M≥5或在未来一百年内预测可能发生M≥5——发震断裂在工程使用期或寿期内(一般为50～100年)，可能影响和危害工程安全的活断层——工程活断层活断层的活动方式：突然错动（粘滑型）－伴随地震发生。发生在强度较高的岩土中，断层带锁固能力强，危害大。缓慢蠕动（蠕滑型）－不直接产生地震。发生在强度较低的软岩土中，断层带锁固能力弱，危害小。活断层区的建筑原则：建筑物场址一般应避开活断层；线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交；尽可能选择相对稳定的“安全岛”，将建筑物布置在断层的下盘；（例：大亚湾核电站）采取抗震结构和建筑型式。湖北省巴东县滑坡湖北远安盐池河磷矿崩塌(后)崩塌(前)§1.6不良地质条件泥石流淤埋房屋。体物总量10万方，龙头高8米毁民房，中断行车，1988年7月。泥石流河岸失稳岩溶塌陷地震液化1964年日本新泻（Niigata）地下水类型§1.7地下水潜水(phreaticwater)1－砂层2－隔水层3－含水层4－潜水面5－基准面埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水。特征：与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候影响较大。潜水面形状受地形影响。承压水(pressurewater)充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。A－补给区B－承压区C－排泄区特征：不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。动态变化较稳定。不易受地面污染。承压含水层局部H1－初见水位H2－承压水位H－承压水头h－承压水位埋深地下水运动的基本规律Darcy定律：Q＝kFi或v＝ki(线性)式中：Q－渗流量(cm3/s)k－渗透系数(cm/s)表征岩土透水性能大小。还与水的粘滞性有关。F－过水断面i=△h/L－水力坡降v－渗透流速(cm/s)Darcy定律适合于层流（砂土）渗透变形(seepagedeformation)管涌(潜蚀)：细小土粒通过孔隙发生移动的现象。多发生在不均匀的砂砾土中。流砂(流土)：一定体积土粒发生悬浮移动的现象。多发生在均质砂土层和粉土层中。发生部位在渗流出逸处。流砂问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的分析：取土样脱离体：土样重力W=FLr’(向下)动水力GDFL=rwiFL(向上)平衡时W=GDFL有r’=rwi即icr=r’/rwicr称为土的临界水力坡降当实际i>icr时，发生流砂设水流方向向上，单位动水力GD＝rwi地下水对建筑工程的影响：影响基础埋深的选择影响施工排水软化地基地下室防水空心结构物浮起对基础具侵蚀性环境地质问题（地面沉降、地面塌陷）地下水对建筑材料的腐蚀性结晶性侵蚀：水中SO4-2与混凝土作用生成新的化合物，由于体积膨胀而胀裂。分解性侵蚀：含侵蚀性co2的水溶解混凝土中的钙质而使混凝土崩解。酸性侵蚀：PH值低的酸性水对混凝土具腐蚀性。镁盐侵蚀：水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶解于水。作业题：1.某工程基槽开挖深度为4.0m，地下水位深5.0m。地基土的天然重度：水上20kN/m3，水下21kN/m3。地面以下6.0m处存在承压水，承压水的水头为3.2m。问基槽是否安全？2.某工程基槽排水，引起地下水由下往上流动。水头差70cm，渗径为60cm，砂土的饱和重度为20.2kN/m3，问是否会发生流土？