1、wyx第第7 7章章 岩土工程地质分级与分类岩土工程地质分级与分类工程地质工程地质第1页，共103页。主要内容主要内容1.工程岩体分级2.土的工程分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第2页，共103页。7.1 7.1 工程岩体分级工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 地质时代相同或不同的地质时代相同或不同的岩石岩石和经成岩作用、构和经成岩作用、构造运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩石中的造运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩石中的结构面结构面组合而成的整体。组合而成的整体。结构面：结构面：岩体中各种具有
2、一定方向，延展较大，厚度较小的二维地岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二维地质界面均称为结构面。质界面均称为结构面。软弱结构面：软弱结构面：工程上把力学强度明显低于围岩的结构面称为软弱结工程上把力学强度明显低于围岩的结构面称为软弱结构面。构面。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第3页，共103页。7.1 7.1 工程岩体分级工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是
3、为实因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。根据解决问题的需要来圈定范围。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第4
4、页，共103页。7.1 7.1 工程岩体分级工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 根据上述特征，根据上述特征，岩体岩体是地质体的一部分，并且是由处于一是地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体，也可，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。岩体强度远远低于岩石强度；岩体强度远远低于岩石强度；岩体变形远远大于岩石本身；岩体变形远远大于岩石本身；岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。岩体的渗透性
5、远远大于岩石的渗透性。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第5页，共103页。（1 1）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。选型和施工方法选择等提供参数和依据。（2 2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。要的基本依据。（3 3）便于施工方法的总结）便于施工方法的总结,交流交流,推广，为便于行业内技
6、术改革和推广，为便于行业内技术改革和管理。管理。一、分级的目的一、分级的目的目的：评价工程岩体的稳定性目的：评价工程岩体的稳定性 工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第6页，共103页。岩石分级方法早在岩石分级方法早在17741774年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石灰岩作了系统分类。以后，石灰岩作了系统分类。以后，1818世纪末俄国人维尔涅尔世纪末俄国人维尔涅尔(Bepuep)(Bepuep)又将岩石定性地分成五类：松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次又将岩石定性地分成五类：松软岩、软岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起
7、来还是从坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起来还是从1919世纪后期才开始。世纪后期才开始。2020世纪世纪5050年代以后，岩体分级促进了工程建设的发年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据展，越来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识统计，迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。和选取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。一、分级的目的一、分级的目的工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩
8、土分级分类第7页，共103页。任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质的岩
9、石分级等等。及工程地质的岩石分级等等。一、分级的目的一、分级的目的按用途：按用途：通用分级通用分级专用分级专用分级工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第8页，共103页。二、影响岩体工程性质的主要因素二、影响岩体工程性质的主要因素n 岩石质量岩石质量 岩石的强度和变形岩石的强度和变形室内单轴抗压强度指标。室内单轴抗压强度指标。单轴抗压：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。n 岩体完整性岩体完整性 各种结构面的影响各种结构面的影响结构面的调查统计、试验。结构面的调查统计、试验。n水的影响水的影响 水对岩石的软化；渗流的影响。水对岩石的软化；渗流的影响。软化系数：岩石浸水饱和前后的
10、单轴干、湿抗压强度之比。n风化程度风化程度 分化的分级分类分化的分级分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第9页，共103页。2020世纪世纪7070年代至今，多种分级方案，反映岩体的结构年代至今，多种分级方案，反映岩体的结构特征、所处的环境特征、力学特征。特征、所处的环境特征、力学特征。P9697P9697表表7.17.1 影响较大的：影响较大的：RMRRMR、RSRRSR、Q Q、Z Z系统等系统等 我国我国工程岩体分级标准工程岩体分级标准-强制性标准强制性标准(1994)(1994)三、工程岩体分级的代表性方案三、工程岩体分级的代表性方案工程地质工程地质 第第7
11、7章章 岩土分级分类岩土分级分类第10页，共103页。三、工程岩体分级的代表性方案三、工程岩体分级的代表性方案工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第11页，共103页。三、工程岩体分级的代表性方案三、工程岩体分级的代表性方案岩芯采取率（岩芯采取率（core extractioncore extraction）:钻孔中取得的岩芯长度与钻探钻孔中取得的岩芯长度与钻探进尺的比值，用百分数表示。进尺的比值，用百分数表示。岩石质量指标岩石质量指标RQDRQD（rock quality designationrock quality designation）:用直径为75mm的金刚钻
12、头，双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯。长度大于10cm的岩芯总长度与钻进总进尺的比值，以百分数表示。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第12页，共103页。三、工程岩体分级的代表性方案三、工程岩体分级的代表性方案岩石质量指标岩石质量指标RQDRQD（rock quality rock quality designationdesignation）:%100)()10(岩芯进尺总长度的岩芯断块长度tPLcmLRQD工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第13页，共103页。三、工程岩体分级的代表性方案三、工程岩体分级的代表性方案岩土工程勘察规范岩土工程
13、勘察规范(GB500212001)根据岩石质量指标RQD分类：RQD分类类别RQD（）岩石质量1234590100759050752550 90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30计算；II.当Kv 0.04 Rc+0.4时，应以Kv=0.04 Rc+0.4计算。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第22页，共103页。四、四、工程岩体分级标准工程岩体分级标准初步分级初步分级（3）岩体基本质量分级的确定 如果定性描述与定量分级不一致，相差一级以定量分级结果为准，若相差一级以上，需重新进行。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第23页，共103页。四
14、、四、工程岩体分级标准工程岩体分级标准详细分级详细分级 岩体基本质量分级是各类岩体工程分级以及选择工程参数的基础。在工岩体基本质量分级是各类岩体工程分级以及选择工程参数的基础。在工程可行性研究或初步设计阶段，可作为工程岩体的初步分级。程可行性研究或初步设计阶段，可作为工程岩体的初步分级。工程岩体除与岩体基本质量好坏有关外，还受初始应力、地下水、工程尺寸以及施工工程岩体除与岩体基本质量好坏有关外，还受初始应力、地下水、工程尺寸以及施工方法等因素的影响。按国标，应结合工程特性修正岩体基本质量指标。方法等因素的影响。按国标，应结合工程特性修正岩体基本质量指标。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分
15、级分类岩土分级分类第24页，共103页。7.2 7.2 土的工程分类土的工程分类n土是由固、液、气三相组成的松散沉积物。n土是岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积形成的堆积体，不同成因的土的工程性质不同。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第25页，共103页。7.2 7.2 土的工程分类土的工程分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第26页，共103页。一、土的工程分类概述一、土的工程分类概述工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第27页，共103页。一、土的工程分类概述一、土的工程分类概述根据土类，可以大致判断土的基本工程性质，并
16、可结合其他因素评根据土类，可以大致判断土的基本工程性质，并可结合其他因素评价地基的承载力、抗渗流与抗冲刷稳定性，在振动作用下的可液化性价地基的承载力、抗渗流与抗冲刷稳定性，在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等以及作为建筑材料的适宜性等根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法当土的性质不能满足工程要求时，也需根据土类（结合工当土的性质不能满足工程要求时，也需根据土类（结合工程特点）确定相应的改良与处理方法。程特点）确定相应的改良与处理方法。n土的工程分类的目的土的工程分类的目的工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第
17、28页，共103页。一、土的工程分类概述一、土的工程分类概述以成因、地质年代为基础的原则以成因、地质年代为基础的原则 因为土是自然历史的产物，土的性质受土的成因（包括形成环境）与形成年代因为土是自然历史的产物，土的性质受土的成因（包括形成环境）与形成年代控制。控制。是工程特性差异的原则是工程特性差异的原则 土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同特性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。特性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。是简明的原则是简明的原则 土的分类体系采用的
18、指标，既要能综合反映土的主要工程性质，又要其测土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质，又要其测定方法简单，且使用方便。定方法简单，且使用方便。n土的分类原则土的分类原则工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第29页，共103页。一、土的工程分类概述一、土的工程分类概述普通分类普通分类 对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的AtterbergAtterberg界限来分类界限来分类 土的成因分类土的成因分类专门分类专门分类 以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个或几个单项指标所提出的分以某一种特定的建筑工程为对象，按某一
19、个或几个单项指标所提出的分类。类。n土的分类体系土的分类体系国家标准国家标准土的分类标准土的分类标准（GBJ145-90GBJ145-90）行业标准行业标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范 （GB 50007GB 500072002)2002)岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB 50021(GB 500212001)2001)工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第30页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）1.工程用土的类别应根据下列土的指标确定工程用土的类别应根据下列土的指标确
20、定:一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限wL塑限塑限wP和塑性指数和塑性指数IP；三土中有机质存在情况；三土中有机质存在情况2.土的粒组划分标准：土颗粒粒径范围土的粒组划分标准：土颗粒粒径范围u 一般规定一般规定工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第31页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）3.土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数Cu和曲率系Cc数确定并应符合下列规定工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第32页，
21、共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）4.细粒土应根据塑性图分类塑性图的横坐标为土的液限纵坐标为塑性指数工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第33页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）u 一般土的分类巨粒土含巨粒的土粗粒土细粒土一般土按其不同粒组的相对含量可划分工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第34页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分
22、类标准（GBJ-90GBJ-90）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组级配所含细粒的塑性高低可划分为16种土类（表7-14，7-15，7-16）；细粒土（试样中细粒组质量多于或等于总质量的的土称细粒土）按塑性图所含粗粒类别以及有机质多寡可划分为16种土类。（表7-17）u 一般土的分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第35页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）表示土类的代号按下列规定构成：a)一个代号即表示土的名称b)由两个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示副成
23、分或土的级配或土的液限。c)由三个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示液限，第三个基本代号表示土中微含的成分。u 一般土的分类CHG含砾高液限粘土含砾高液限粘土工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第36页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）u 地基土的分类碎石土砂土粉土粘性土人工填土建筑地基基础设计规范(GB50007 2002)工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第37页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的
24、分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于整个土体的的含量高于整个土体的重量的重量的 50，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石土又可，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石土又可以进一步细分，见下表。以进一步细分，见下表。u 地基土的分类地基土的分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第38页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（2）砂土即细）砂土即细中粒土，无塑性，由细
25、小岩石及矿物碎片组成。砂粒中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在直径变化在 0.75-2mm 之间，且粒径大于之间，且粒径大于 0.075mm 的土粒含量超过的土粒含量超过 50。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。如下表所示。u 地基土的分类地基土的分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第39页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（3）粒径大于）粒径大于0.07
26、5mm的颗粒不超过全重的颗粒不超过全重50，且塑性指数小于或等，且塑性指数小于或等于于10的土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉土和粘质粉土。的土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉土和粘质粉土。u 地基土的分类地基土的分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第40页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（4）粘性土粘性土：塑性指数大于10的土。根据塑性指数按下表分为粉质粘土和粘土。u 地基土的分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第41页，共103页。
27、二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（4）粘性土粘性土：塑性指数大于10的土。u 地基土的分类Q3及其以前沉积的粘性土；具较高强度和较低压缩性。长江中下游下蜀粘土。Q4沉积的粘性土；分布面积广，工程性质变化大。文化期以来沉积的粘性土；强度低。河漫滩及山前冲洪积扇的表面。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第42页，共103页。二、土的工程分类方案简介二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（5）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、）人工
28、填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。冲填土是水力作用土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。u 地基土的分类工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第43页，共103页。三、我国主要特殊土的基本特性三、我国主要特殊土的基本特性 特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、特殊土是指某些
29、具有特殊物质成分和结构、工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成的，其分布有明显的区域性特征。的，其分布有明显的区域性特征。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第44页，共103页。三、我国主要特殊土的基本特性三、我国主要特殊土的基本特性 在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括：括：n沿海及内陆地区各种成因的沿海及内陆地区各种成因的软土软土：n主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土黄土；n西南亚热带湿热气候区的西南亚热带
30、湿热气候区的红粘土红粘土；n主要分布于南方和中南地区的主要分布于南方和中南地区的膨胀土膨胀土；n高纬度、高海拔地区的高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工填土和污染多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土土等。等。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第45页，共103页。（一）（一）黄土黄土黄土黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。一种松散的特殊土。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第46页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的分布黄土的分布黄土在世界上的分布面积达黄土在世界上的分布
31、面积达13001300万万kmkm2 2，我国的黄土我国的黄土面积是世界上最大的，达面积是世界上最大的，达6464万万kmkm2 2，比法国和瑞士的面积比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土总和还要大。黄土最厚最厚处约处约410410m m左右。在我国，西北、左右。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游河的中游陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚各不相同。陕甘地区多厚100100200200m m，薄处仅几公分。薄处仅几公分。工程地质工程地质 第第7 7
32、章章 岩土分级分类岩土分级分类第47页，共103页。（一）（一）黄土黄土黄土高原的自然景象工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第48页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的分类按成因分：原生黄土和次生黄土按形成年代分：老黄土和新黄土按湿陷性分：湿陷性黄土和非湿陷性黄土工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第49页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的分类按生成年代分类下更新世下更新世 Q Q1 1 （午城午城黄土）黄土）中更新世中更新世 Q Q2 2 （离石离石黄土）黄土）上更新世上更新世 Q Q3 3 （马兰马兰黄土）黄土）全全 新新 世世
33、Q Q4 41 1 老黄土老黄土新黄土新黄土新近堆积的黄土：新近堆积的黄土：全新世全新世 Q Q4 42 2工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第50页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的成分和结构粉粒粉粒约占约占6060 70%70%，其次是砂粒和粘粒。，其次是砂粒和粘粒。黄土的矿物成分以石英、长石、碳酸盐等为主，并黄土的矿物成分以石英、长石、碳酸盐等为主，并含部分粘土矿物。含部分粘土矿物。黄土的粒度成分黄土的粒度成分工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第51页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的成分和结构黄土的结构黄土的结构 黄土黄土
34、结构疏松，发育结构性的孔隙结构疏松，发育结构性的孔隙；孔隙；孔隙大小多少与成因和年代密切相关，一般地层越大小多少与成因和年代密切相关，一般地层越老，孔隙率越高。老，孔隙率越高。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第52页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的特征黄土的特征I.I.颜色为淡黄、褐色或灰黄色颜色为淡黄、褐色或灰黄色；II.II.粒度成分以粉粒为主粒度成分以粉粒为主，约占有约占有60%70%60%70%，一般不含，一般不含0.250.25mmmm的颗粒；的颗粒；III.III.含各种可溶盐含各种可溶盐，富含碳酸盐（，富含碳酸盐（CaCOCaCO3 3），），
35、可形成钙质可形成钙质结核（姜结石）；结核（姜结石）；IV.IV.孔隙多且大，结构疏松孔隙多且大，结构疏松；V.V.无层理，但有垂直节理和柱状节理无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件下能保。天然条件下能保持近于垂直的边坡；持近于垂直的边坡；工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第53页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、孔隙率天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、孔隙率高，含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性较小高，含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性较小 。湿陷性黄土受水浸湿后
36、会产生较大的沉陷湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的共同作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的附加下沉附加下沉，其强，其强度也随着迅速降低度也随着迅速降低。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土（有。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土（有的老黄土不具湿陷性的老黄土不具湿陷性)。地基湿陷引起附加沉降工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第54页，共103页。（一）（一）黄土黄土工程地质
37、工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第55页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的工程特性黄土的工程特性黄土湿陷的原因？黄土湿陷的原因？结构：大孔隙结构：大孔隙 ，骨架颗粒为碳酸盐类；，骨架颗粒为碳酸盐类；矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的6060以以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类。上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类。浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破坏，又因其浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破坏，又因其大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。工程地质
38、工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第56页，共103页。（一）（一）黄土黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征黄土湿陷性的判定方法黄土湿陷性的判定方法 黄土的相对湿陷系数黄土的相对湿陷系数 s s=（h h1 1h h2 2）/h/h0 0 s 0.015 0.015，非非湿陷性黄土湿陷性黄土0.00.015 15 s 0.03 0.03，弱弱湿陷性黄土湿陷性黄土0.03 0.03 s 0.07 0.07，中等中等湿陷性黄土湿陷性黄土 s 0.07 0.07，强烈强烈湿陷性黄土湿陷性黄土工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第57页，共103页。（一）（
39、一）黄土黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征湿陷性黄土分类湿陷性黄土分类 自重湿陷性黄土：自重湿陷性黄土：在自重压力作用下在自重压力作用下,受水浸湿而发生受水浸湿而发生湿陷的黄土。湿陷的黄土。非自重湿陷性黄土非自重湿陷性黄土：在其自重压力与附加压力共同作用在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的黄土。下才发生湿陷的黄土。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第58页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土p 红粘土是指在亚热带湿热气候条件红粘土是指在亚热带湿热气候条件下下，碳酸盐类，碳酸盐类岩石及其间所夹的其他岩石，经红土化作用形成的高塑岩石及其间所夹的其他岩石，经
40、红土化作用形成的高塑性粘土。性粘土。p 红粘土一般呈褐红、棕红等颜色，液限大于红粘土一般呈褐红、棕红等颜色，液限大于5050，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。p 经流水再搬运后仍保留其基本经流水再搬运后仍保留其基本特征特征，液限大于，液限大于4545的坡、洪积粘土，称为次生红粘土，在相同物理指标的坡、洪积粘土，称为次生红粘土，在相同物理指标情况下，其力学性能低于红粘土。情况下，其力学性能低于红粘土。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第59页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土p红粘土的分布特征红粘土的分布特征 红粘土及次生红粘土
41、广泛分布于我国的云贵高原、四川东部、红粘土及次生红粘土广泛分布于我国的云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的广西、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、丘陵地带顶部低山、丘陵地带顶部和和山间盆地、山间盆地、洼地、洼地、缓坡缓坡及坡脚地段及坡脚地段。由于基岩起伏变化及风化深度的不同，造。由于基岩起伏变化及风化深度的不同，造成其厚度变化极不均勾成其厚度变化极不均勾，常见为常见为5 58m8m，最薄为最薄为0 0.5m5m，最厚为，最厚为20m20m。在水平方向常见咫尺之隔，厚度相差达在水平方向常见咫尺之隔，厚度相差达1010m m之巨。上层中常有石芽、之巨。上层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间，
42、给地基勘察、设计工作造成溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造成困难。困难。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第60页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土p红粘土的工程地质特征红粘土的工程地质特征物理力学性质物理力学性质：天然含水天然含水量量和和孔隙孔隙比很大，但其比很大，但其强度高、压缩性低强度高、压缩性低，工程性能良好工程性能良好；各种指标的各种指标的变化幅度很大变化幅度很大。裂隙性和胀缩性裂隙性和胀缩性：红粘土具有较小的吸水膨胀性红粘土具有较小的吸水膨胀性，但具有但具有强烈的失水收缩性强烈的失水收缩性。故裂隙发育也是红粘。故裂隙发育也是红粘土的一大特征。土的
43、一大特征。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第61页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土 虽然天然含水量高，孔隙比很大，但却具有较高的虽然天然含水量高，孔隙比很大，但却具有较高的力学强度和较低的压缩性力学强度和较低的压缩性?p红粘土的工程地质特征红粘土的工程地质特征工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第62页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土小于小于0.002mm0.002mm的胶粒占的胶粒占404070%70%，具，具高分散性高分散性；含水铁铝硅氧化物失水相互凝聚胶结，絮状结构；含水铁铝硅氧化物失水相互凝聚胶结，絮状结构；粘土矿物本身具有非
44、常稳定的结晶格架；粘土矿物本身具有非常稳定的结晶格架；粒间水膜比较薄，多为结合水。粒间水膜比较薄，多为结合水。p红粘土的成分特点红粘土的成分特点工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第63页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土 从各地区已有资料可知从各地区已有资料可知，红粘土本身的物理力学性质指标又有，红粘土本身的物理力学性质指标又有相当大的变化范围，以贵州省的红粘土为例，其天然含水量的变相当大的变化范围，以贵州省的红粘土为例，其天然含水量的变化范围达化范围达25258888，天然孔隙比，天然孔隙比0.70.72.42.4，液限，液限3636l25l25，塑性，塑性指数指
45、数18187575，液性指数，液性指数0.450.451.41.4。内摩擦角。内摩擦角2 23131度，内聚力度，内聚力1010140kPa140kPa，变形模量，变形模量4 436MPa36MPa。其物理力学性质变化如此之大。其物理力学性质变化如此之大，承载力，承载力自然会有显著的差别。貌似均匀的红粘土，其工程性能的变化却十分复自然会有显著的差别。貌似均匀的红粘土，其工程性能的变化却十分复杂，这也是红粘土的一个重要特点。杂，这也是红粘土的一个重要特点。红粘土的物理力学性质变化范围及其规律性红粘土的物理力学性质变化范围及其规律性工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第64页
46、，共103页。（二）（二）红粘土红粘土1)1)呈褐红色呈褐红色,富含铁铝氧化物，黏粒含量很高，具有高度分散性，富含铁铝氧化物，黏粒含量很高，具有高度分散性，颗粒细而均匀，黏土矿物以高岭石为主；颗粒细而均匀，黏土矿物以高岭石为主；2)2)土层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间；土层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间；3)3)地表裂隙发育；地表裂隙发育；4)4)沿深度含水量增大，土质由硬变软；沿深度含水量增大，土质由硬变软；5)5)在水平方向上厚度变化较大，造成地基不均匀性。在水平方向上厚度变化较大，造成地基不均匀性。n红粘土特征红粘土特征工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第65页
47、，共103页。（二）（二）红粘土红粘土1.1.高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。2.2.孔隙比大、低密度、孔隙饱水。孔隙比大、低密度、孔隙饱水。3.3.压缩性低、强度高、地基承载力高。压缩性低、强度高、地基承载力高。4.4.浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。n红粘土工程特性红粘土工程特性工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第66页，共103页。（二）（二）红粘土红粘土n红粘土地基评价红粘土地基评价 红粘土的红粘土的表层表层，为良好地基。可充分利用其作为天然地基持，为良好地基。可充分利用其作为天然地基持力层
48、，基础宜尽量浅埋。力层，基础宜尽量浅埋。红粘土的红粘土的底层底层，接近下卧基岩面附近，尤其在基岩面低洼处，接近下卧基岩面附近，尤其在基岩面低洼处，因地下水积聚，常呈软塑流塑状态，强度低，压缩性高，因地下水积聚，常呈软塑流塑状态，强度低，压缩性高，容易引起地基不均匀沉降。应注意查清基岩面起伏状况，并容易引起地基不均匀沉降。应注意查清基岩面起伏状况，并进行必要的处理。进行必要的处理。对红粘土中的对红粘土中的土洞土洞，应查明其部位与大小，进行填充处理。，应查明其部位与大小，进行填充处理。红粘土中的红粘土中的网状裂隙网状裂隙，对土坡和基础有不良影响，基槽应防止日晒，对土坡和基础有不良影响，基槽应防止日
49、晒雨淋。雨淋。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第67页，共103页。（三）（三）软土软土u软土软土在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高压缩性高，承载力低承载力低，抗剪强度低抗剪强度低的软塑流塑状态的粘性土，如淤的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥等。泥等。u分类分类1 1：当：当e=1.5e=1.5时，称时，称淤泥淤泥；当；当1.51.5e e=1.0=1.0时，称时，称淤泥质土淤泥质土。它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；u分类分类2 2：当土中有机质含量：当土中有机质含量5%5%，1
50、0%10%，称，称有机质土有机质土；当有机质含；当有机质含量（量（10%10%，60%60%时称时称泥炭质土泥炭质土；当有机质含量（；当有机质含量（60%60%，）时，称，）时，称泥泥炭炭。u软土的特征：富含有机质，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于软土的特征：富含有机质，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于或等于1 1。工程地质工程地质 第第7 7章章 岩土分级分类岩土分级分类第68页，共103页。（三）（三）软土软土n 成因类型成因类型沿海沉积型沿海沉积型内陆湖盆沉积型内陆湖盆沉积型河滩沉积型河滩沉积型沼泽沉积型沼泽沉积型滨海相滨海相:泻湖相泻湖相;溺谷相溺谷相:三角洲相三角洲相n 软
