一土性质与分类.pptx

第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l 第一章第一章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类 l第一节第一节 岩土的概念与基本特征岩土的概念与基本特征l地球表层的坚硬外壳（地壳）是一切工程建设的场所，地球形成至今约地球表层的坚硬外壳（地壳）是一切工程建设的场所，地球形成至今约6060亿年，亿年，在漫长的地质年代里，地壳在内外力的作用下，经历了一系列的演变过程，形在漫长的地质年代里，地壳在内外力的作用下，经历了一系列的演变过程，形成了各种地质构造、地形地貌构造，地形地貌对建设场地进行稳定性评价，以成了各种地质构造、地形地貌构造，地形地貌对建设场地进行稳定性评价，以及根据岩土工程性质对建筑物地基强度和变形时行评价。及根据岩土工程性质对建筑物地基强度和变形时行评价。l地壳表层的岩石和土是作为建筑物的地基。地壳表层的岩石和土是作为建筑物的地基。l岩石：形成年代较长，颗粒间牢固联结，呈整体或有节理裂缝的岩体，在山区岩石：形成年代较长，颗粒间牢固联结，呈整体或有节理裂缝的岩体，在山区表层及平地深处遇到。表层及平地深处遇到。l土：松散沉积物，是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积形成的形成年代较短（距土：松散沉积物，是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积形成的形成年代较短（距今约今约100100万年），属地质年代中新生代第四纪，因此在地质学中土被称为第四万年），属地质年代中新生代第四纪，因此在地质学中土被称为第四纪沉积物。纪沉积物。第1页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l第二节、第二节、岩石和土的成因类型岩石和土的成因类型 l一、岩石的成因类型一、岩石的成因类型l在岩石中常见的矿物称为造岩矿物在岩石中常见的矿物称为造岩矿物l（一）主要造岩矿物：如石英、长石、辉石、云母、高岭石、（一）主要造岩矿物：如石英、长石、辉石、云母、高岭石、角闪石、方解石等。角闪石、方解石等。l矿物的物理性质主要有：形状、颜色、光泽、硬度、解理、断矿物的物理性质主要有：形状、颜色、光泽、硬度、解理、断口等，口等，l如石英：块状，六方柱状、无色、乳白色，玻璃、油脂等如石英：块状，六方柱状、无色、乳白色，玻璃、油脂等l岩石岩石是矿物的集合体，它是在地壳和上地幔由各种地质作用形是矿物的集合体，它是在地壳和上地幔由各种地质作用形成的，由一种和多种矿物或玻璃质等组成的，具有稳定外形的成的，由一种和多种矿物或玻璃质等组成的，具有稳定外形的固态集合体。固态集合体。第2页/共37页标本标本名称名称1萤石和石英萤石和石英标本标本规格规格10103cm标本标本描述描述标本基底为完整的标本基底为完整的白云母晶体；白云母晶体；表面生长石英表面生长石英和萤石晶体。和萤石晶体。石英晶体位于石英晶体位于标本中部，呈标本中部，呈六方柱和菱面六方柱和菱面体，无色透明。体，无色透明。萤石晶体位于萤石晶体位于石英晶体四周石英晶体四周（大者可达（大者可达1.51.51.5cm），呈完整立），呈完整立方体形态，淡方体形态，淡紫色。紫色。第3页/共37页标本标本名称名称2白钨矿和绿柱白钨矿和绿柱石石标本标本规格规格16128cm标本标本描述描述标本基底为片标本基底为片状白云母；状白云母；表面生长表面生长有白钨矿有白钨矿和绿柱石和绿柱石晶体。晶体。蜜黄色白蜜黄色白钨矿晶体钨矿晶体（54cm）位于标）位于标本中部，本中部，形态完整，形态完整，呈类八面呈类八面体。体。无色透明无色透明白钨矿晶白钨矿晶体两侧长体两侧长有绿柱石有绿柱石（大者达（大者达69cm），），呈板状，呈板状，形态完整，形态完整，晶面花纹晶面花纹丰富。丰富。第4页/共37页标本名称 3白钨矿白钨矿标本规格 14127cm标本描述 标本基底为片状标本基底为片状白云母。标本中白云母。标本中部为多块蜜黄色部为多块蜜黄色白钨矿晶体（大白钨矿晶体（大者达者达66cm），），都呈类八面体，都呈类八面体，单晶形态完整，单晶形态完整，第5页/共37页标本名称 4绿柱石和锡石绿柱石和锡石标本规格 21157cm标本描述 标本基底为片状标本基底为片状白云母，绿白云母，绿柱石晶体和柱石晶体和锡石晶体居锡石晶体居于其中。锡于其中。锡石石（67cm），），黑色，为膝黑色，为膝状双晶。绿状双晶。绿柱石柱石（77cm）位于锡石右位于锡石右下方，淡绿下方，淡绿色，呈六方色，呈六方板状。板状。第6页/共37页标本名称 5石英和绿帘石石英和绿帘石标本规格 1095cm标本描述 标本基地为土状标本基地为土状白色长石。白色长石。石英呈团簇石英呈团簇状（大单晶状（大单晶直径达直径达1.6cm）,晶晶形完整。石形完整。石英单晶间点英单晶间点缀有黄绿色缀有黄绿色绿帘石晶体，绿帘石晶体，多呈板状，多呈板状，晶体完好晶体完好第7页/共37页标本名称 6方解石方解石标本规格 755cm标本描述 褐色方解石褐色方解石晶体呈六晶体呈六方柱放射方柱放射生长，形生长，形成球状。成球状。单晶大者单晶大者可达可达0.80.8cm。第8页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l（二）岩石的成因类型（二）岩石的成因类型 l1 1、岩浆岩：由岩浆浸入地壳或喷出地表后形成。也称火成岩、岩浆岩：由岩浆浸入地壳或喷出地表后形成。也称火成岩l可分为：浸入岩和喷出岩可分为：浸入岩和喷出岩l（l l）花岗岩）花岗岩 l该岩石颜色较浅，一般浅肉红色、灰白色，中粗粒半自形粒状结构（又称花岗该岩石颜色较浅，一般浅肉红色、灰白色，中粗粒半自形粒状结构（又称花岗结构），少数似斑状结构，块状构造为主。主要矿物为石英（大于结构），少数似斑状结构，块状构造为主。主要矿物为石英（大于2020）、碱）、碱性长石（含量一般占长石总量性长石（含量一般占长石总量2 23 3及以上）、中酸性斜长石；次要矿物有黑云及以上）、中酸性斜长石；次要矿物有黑云母、角闪石等，含量一般小于母、角闪石等，含量一般小于5 5；副矿物有锆石、磷灰石、榍石等。该类岩；副矿物有锆石、磷灰石、榍石等。该类岩石在福建沿海广布，属酸性侵人岩。石在福建沿海广布，属酸性侵人岩。第9页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l（2 2）流纹岩）流纹岩 l该岩石颜色多为浅色，如浅灰、灰红、粉红、黄白色等，少数为深灰或砖红色；该岩石颜色多为浅色，如浅灰、灰红、粉红、黄白色等，少数为深灰或砖红色；斑状结构、隐晶质结构或玻璃质结构，流纹构造、块状构造或气孔构造。新鲜斑状结构、隐晶质结构或玻璃质结构，流纹构造、块状构造或气孔构造。新鲜的流纹岩常具瓷状断口或贝壳状断口。它属于酸性喷出岩。除流纹岩外，其它的流纹岩常具瓷状断口或贝壳状断口。它属于酸性喷出岩。除流纹岩外，其它酸性喷出岩还有英安岩、黑曜岩、珍珠岩、松脂岩等常见。酸性喷出岩还有英安岩、黑曜岩、珍珠岩、松脂岩等常见。第10页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l玄武岩玄武岩l该岩石颜色总体上较深，以黑、绿、灰绿、暗紫色等为主，矿物成分同该岩石颜色总体上较深，以黑、绿、灰绿、暗紫色等为主，矿物成分同辉长岩，以辉石和基性斜长石为主。其结构以斑状结构或无斑隐晶结辉长岩，以辉石和基性斜长石为主。其结构以斑状结构或无斑隐晶结构为主，也有半晶质和玻璃质结构（较少），常见的斑晶为橄榄石构为主，也有半晶质和玻璃质结构（较少），常见的斑晶为橄榄石（常蚀变变成伊丁石）、斜长石、辉石等，基质多为隐晶质；气孔构（常蚀变变成伊丁石）、斜长石、辉石等，基质多为隐晶质；气孔构造及杏仁构造普遍发育，有时枕状构造、块状构造，有的厚层状玄武造及杏仁构造普遍发育，有时枕状构造、块状构造，有的厚层状玄武岩还有十分发育的柱状节理岩还有十分发育的柱状节理 第11页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l2 2、沉积岩、沉积岩是在地表或地表以下不太深的部位形成的地质体。它是在常是在地表或地表以下不太深的部位形成的地质体。它是在常温常压下，由母岩的风化产物或由生物作用和某些火山作用所形成的温常压下，由母岩的风化产物或由生物作用和某些火山作用所形成的物质，经过搬运、沉积、沉积成岩等地质作用而形成的层状岩石。如物质，经过搬运、沉积、沉积成岩等地质作用而形成的层状岩石。如砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩等都是常见的沉积岩。砂岩、粉砂岩、泥岩、石灰岩等都是常见的沉积岩。l（1）砾岩）砾岩l（2）砂岩）砂岩第12页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l（3 3）粘土岩）粘土岩l（4 4）石灰岩）石灰岩第13页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l3、变质岩、变质岩l变质岩是由变质作用形成的岩石。它是地壳中已形成的岩石，在特定的变质岩是由变质作用形成的岩石。它是地壳中已形成的岩石，在特定的物理化学条件下，其矿物成分和结构构造发生转变而形成新的岩石类物理化学条件下，其矿物成分和结构构造发生转变而形成新的岩石类型。这种由地球内力作用引起的，原岩产生变化和再造的地质作用，型。这种由地球内力作用引起的，原岩产生变化和再造的地质作用，称为称为变质作用变质作用。l变质作用不同于岩浆作用，因为变质作用形成过程一般是在温度和压力变质作用不同于岩浆作用，因为变质作用形成过程一般是在温度和压力升高的条件下进行的，岩石的一切变化和再造基本上是在固态下进行升高的条件下进行的，岩石的一切变化和再造基本上是在固态下进行的；而岩浆作用则是由硅酸盐高温熔融体经冷凝或结晶转变成固态岩的；而岩浆作用则是由硅酸盐高温熔融体经冷凝或结晶转变成固态岩石的过程。石的过程。l变质作用也不同于风化作用，因为风化作用发生于地表或近地表的环境，变质作用也不同于风化作用，因为风化作用发生于地表或近地表的环境，以及在常温、常压的条件下的一种外力地质作用，而变质作用则是在以及在常温、常压的条件下的一种外力地质作用，而变质作用则是在地表以下较深的地带，通常是在高温高压等条件下进行的，而且它不地表以下较深的地带，通常是在高温高压等条件下进行的，而且它不包括成岩阶段中岩石的一切变化。包括成岩阶段中岩石的一切变化。第14页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l 1、角岩l2、大理岩 第15页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l3、石英岩 l4、板岩 l5、千枚岩 l6、片岩 l7、片麻岩 第16页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l 二、土的成因类型二、土的成因类型 l土：各种岩石矿物颗粒组成的松散集合体土：各种岩石矿物颗粒组成的松散集合体.l土体：由一定的土体材料组成土体：由一定的土体材料组成,具一定的土体结具一定的土体结构构,赋存于一定地质环境中的地质体。赋存于一定地质环境中的地质体。l土在工程上的作用土在工程上的作用l作为建筑物的地基；作为建筑物的地基；l作为建筑材料；作为建筑材料；l作为建筑物周围的介质或环境作为建筑物周围的介质或环境 第17页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l1土的形成土的形成l地表岩石破坏地表岩石破坏搬运搬运沉积沉积 第18页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l土的成因类型：按土形成原因不现可将土分类为土的成因类型：按土形成原因不现可将土分类为l 残积土残积土l坡积土坡积土l洪积土洪积土l冲积土冲积土l湖积土湖积土l海积土海积土l冰积土冰积土l风积土风积土 第19页/共37页1、残积土（物）、残积土（物）：岩石经岩石经风化后风化后未被搬运而未被搬运而残留于原地残留于原地的碎屑物质组的碎屑物质组成，处于岩石成，处于岩石风化壳的上风化壳的上部部。粒度成分和矿物成分受气粒度成分和矿物成分受气候和母岩岩性控制。发育候和母岩岩性控制。发育情况和地形有关。情况和地形有关。分布：宽广的分水岭上、分布：宽广的分水岭上、山头和较平缓的山坡或低山头和较平缓的山坡或低洼地带洼地带第20页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l残积土的工程性质：残积土的工程性质：l（1）矿物成分与下卧）矿物成分与下卧基岩基本一致基岩基本一致l（2）未经搬运，其颗粒）未经搬运，其颗粒大小未分选和磨圆，厚度大小未分选和磨圆，厚度变化较大，均质性差，物变化较大，均质性差，物理性质各处不一理性质各处不一l（3）工程中注意残积土地）工程中注意残积土地基的不均匀性，易引起不基的不均匀性，易引起不均匀沉降均匀沉降l（4）一般认为地基条件为）一般认为地基条件为不良，但有时有特殊情况，不良，但有时有特殊情况，如：石灰岩风化形成的残积如：石灰岩风化形成的残积红粘土：孔隙大，含水量高，红粘土：孔隙大，含水量高，但结构性强，承载力高，但结构性强，承载力高，第21页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l 2、坡积土坡积土l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。脚处。l分布：山区坡腰或坡脚处，上部与残积土相接。分布：山区坡腰或坡脚处，上部与残积土相接。第22页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l坡积土的性质坡积土的性质l（1 1）坡积土随斜坡自上而下逐渐变缓，呈现由粗到细的分选）坡积土随斜坡自上而下逐渐变缓，呈现由粗到细的分选作用（但不明显。作用（但不明显。l（2 2）层理不明显，基矿物成分与下卧基岩没有直接关系）层理不明显，基矿物成分与下卧基岩没有直接关系l（3 3）坡积土的底部的倾斜度取决于下卧基岩面的倾斜度，表）坡积土的底部的倾斜度取决于下卧基岩面的倾斜度，表面倾斜度与生成时间有关。面倾斜度与生成时间有关。l（4 4）工程性质：）工程性质：结构疏松，压缩性大，强度低。不均匀沉降、结构疏松，压缩性大，强度低。不均匀沉降、地基稳定性和边坡稳定性问题地基稳定性和边坡稳定性问题第23页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l3 3、洪积土：、洪积土：l由暴雨等暂由暴雨等暂 时时性山洪急流，将大量的性山洪急流，将大量的 基岩风化产物或基岩剥蚀基岩风化产物或基岩剥蚀 搬运，堆积于山谷冲沟出搬运，堆积于山谷冲沟出 口或山前倾斜平面形成。口或山前倾斜平面形成。l性质性质l（1 1）呈现颗粒分选作用，）呈现颗粒分选作用，但磨圆度仍然不佳，但磨圆度仍然不佳，l（2 2）因山洪大小交替和分）因山洪大小交替和分 选选作用，常呈现不规律交错作用，常呈现不规律交错 层理层理构造，并有夹层透镜体。构造，并有夹层透镜体。l（3 3）工程性质：）工程性质：第24页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l离山前较近：颗粒粗，压缩性低，承载力高，工民建的良好地基；离山前较近：颗粒粗，压缩性低，承载力高，工民建的良好地基；l离山较远处：多为粉土地、粘土颗粒，由于形成过程上受干旱，周周期离山较远处：多为粉土地、粘土颗粒，由于形成过程上受干旱，周周期性影响，土体被析出的可溶盐类胶结而坚硬密实，承载力较高。性影响，土体被析出的可溶盐类胶结而坚硬密实，承载力较高。l中间过渡地段：出于地下水溢出的表面造成宽广的沼泽地，土质较弱面中间过渡地段：出于地下水溢出的表面造成宽广的沼泽地，土质较弱面承载力低。承载力低。第25页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l4 4、冲积土：、冲积土：由河流的流水作用将碎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屑物质搬运到河谷坡降平缓的地带堆积而成。堆积而成。l特点：具有明显的层理构造，特点：具有明显的层理构造，碎屑颗粒磨圆度好，随河水流速从碎屑颗粒磨圆度好，随河水流速从上游到上游到下游逐渐变小，具有明显下游逐渐变小，具有明显的分选现象的分选现象 第26页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l（1 1）平原河谷冲积土）平原河谷冲积土 ：有河床沉积土、河漫滩沉积土、河有河床沉积土、河漫滩沉积土、河流阶地沉积土、流阶地沉积土、牛轭湖相冲积土牛轭湖相冲积土第27页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类牛轭湖相冲积土：颗粒很细，常含大量有机质，有时形成泥炭。牛轭湖相冲积土：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，不宜作建筑物的天然地基。压缩性很高，承载力很低，不宜作建筑物的天然地基。第28页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l 第29页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l（2 2）山区河谷冲积土：）山区河谷冲积土：第30页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l（3 3）三角洲冲积土：出河流所搬运的物质在或入湖的地方沉）三角洲冲积土：出河流所搬运的物质在或入湖的地方沉积而成积而成l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。的天然地基。但表层硬壳层，有时可用作低层建筑物的地基。第31页/共37页第32页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类5、湖积土、湖积土：l湖边沉积物：近岸带多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带湖边沉积物：近岸带多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗粒的砂土和粘性土。则是细颗粒的砂土和粘性土。l湖心沉积物：主要是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土湖心沉积物：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。的压缩性高，强度低。l沼泽土：由半腐烂的植物残体泥炭组成，含水量极高，承载沼泽土：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。力极低，不宜作天然地基。第33页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类6、海积土、海积土：l滨海沉积物：主要为卵石、圆砾和砂，承载力较高。滨海沉积物：主要为卵石、圆砾和砂，承载力较高。l浅海沉积物：主要为细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积浅海沉积物：主要为细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物，有层理构造，较疏松，含水量高，压缩性大而强度低。物，有层理构造，较疏松，含水量高，压缩性大而强度低。l深海沉积物：主要是有机质软泥。深海沉积物：主要是有机质软泥。第34页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类风积土风积土:风的地质作用，最常见风成砂和风成黄土。风的地质作用，最常见风成砂和风成黄土。第35页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类第36页/共37页第一章土的物理性质与工程分类第一章土的物理性质与工程分类l中国绿色时报中国绿色时报8月月1日报道日报道l“1964年春天，一场大风刮来了这座大沙丘。年春天，一场大风刮来了这座大沙丘。”河南河南省新乡市延津县郭庄村民崔贤指着横亘在村庄中间的省新乡市延津县郭庄村民崔贤指着横亘在村庄中间的一座大沙丘对记者说，一座大沙丘对记者说，“大风过后，郭庄便被沙丘分大风过后，郭庄便被沙丘分成了两半。成了两半。”沙压胙城、沙压吴起城、郑庄因风沙沙压胙城、沙压吴起城、郑庄因风沙24次迁址、次迁址、秦庄曾被风沙一夜之间隔成秦庄曾被风沙一夜之间隔成3处处在新乡市采访，记者听到了许多沙逼人退的真实在新乡市采访，记者听到了许多沙逼人退的真实故事。故事。第37页/共37页