土木工程 地质学 03第三章土

第三章 土(soil)主要内容 第一节 土的形成 第二节 风化作用及其松散堆积物 第三节 地面流水地质作用及其松散堆积层 第四节 其他成因的松散堆积层 第五节 特殊土的工程地质特性1/78

土在工程上的作用：1. 作为建筑物的地基； 2. 作为建筑材料； 3. 作为建筑物周围的介质环境；图 3-1 地基、基础和上部结构示意图 B-基础宽度；D-基础砌置深度

2/78

第一节 土的形成地表岩石破坏

搬运

沉积

3/78

土的成因类型残积土 (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)4/78

第二节 风化作用及其松散堆积物风化作用(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5/78

物理风化 (physical weathering)

温差风化

球状风化图解

6/78

摄于三峡工程工区

7/78

冰劈作用 盐类结晶胀裂作用

物理风化的结果 —— 破坏岩石的完整性

8/78

化学风化

(chemical weathering)

溶解作用：可溶性岩石被水溶解。 水化作用：水分子进入吸水矿物的结晶格架中。 水解作用：矿物与水作用后形成氢氧化物。硅 酸盐矿物主要通过此方式破坏。 碳酸化作用：水中含有co2时使水解作用加剧。 氧化作用：低价化合物变为高价。化学风化的结果 —— 改变岩石的成分，形成次生矿物。9/78

生物风化(biological weathering) 生物物理风化 ---根劈作用

生物化学风化---遗体新陈代谢 产生有机酸

10/78

影响岩石风化的因素： 岩性 地质构造

气候 地形 地下水

11/78

岩石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。

12/78

风化壳垂直剖面岩石风化后的产物在地 表形成的一个不连续的岩土

土壤

残积层

层称为风化壳(crust ofweathering)。半风化 岩石

基岩13/78

岩石风化程度划分：《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001) 和《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)

的划分方案：全、强、中、微、未风化带。岩石风化分带的依据： 颜色与光泽、矿物变异、破碎程度、强度变化 和可钻性。14/78

岩石风化程度划分表《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)

风化程度残积土 全风化 强风化 中等风化 微风化 未风化

特

征

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 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。 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。 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。 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。 岩质新鲜，偶见风化痕迹15/78

花岗岩全、强中风化带摄自三峡工程左岸永久船闸边坡

16/78