第021章情境二地质地形构造图的识读.pptx

土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积搬运、沉积形成过程形成过程形成条件形成条件物理力学物理力学性质性质 风化风化岩石岩石地球土土地球影响影响生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化量变量变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物质变质变粘性土粘性土次生矿物次生矿物动植物的活动动植物的活动风化风化有有 机机 质质岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎过程中因碰撞和摩擦而破碎母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物新的矿物（2）地质年代地质年代n土产生于新生代第四土产生于新生代第四纪更新世纪更新世(距今距今0.012百万年百万年1百万年百万年)n更新世又分为：更新世又分为：早更新世早更新世(Q1)中更新世中更新世(Q2)晚更新世晚更新世(Q3)全新世全新世(Q4)。（3）地质构造地质构造 褶皱构造褶皱构造 断裂构造断裂构造 a.节理节理 b.断层断层（4）第四纪沉积物第四纪沉积物 残积物残积物 坡积物坡积物 洪积物洪积物 冲积物冲积物 其他沉积物其他沉积物土的生成土的生成土土是是指指覆覆盖盖在在地地球球上上大大部部分分陆陆地地表表面面和和部部分分海海底底的的碎碎散散岩岩石石的的堆堆积积物物（沉沉积积物物），是是岩岩石石风化后的产物。风化后的产物。土的成因土的成因 土土的的生生成成过过程程为为：由由岩岩石石经经风风化、剥蚀、搬运、沉积而成。化、剥蚀、搬运、沉积而成。搬运与沉积搬运与沉积残积土无搬运土土质质较较好好残积土残积土强风化强风化弱风化弱风化微风化微风化母岩体母岩体颗粒表面粗糙颗粒表面粗糙多棱角多棱角粗细不均粗细不均无层理无层理母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物运积土分类风：风：风积土风积土重力重力:坡积土坡积土 流水流水:洪积土洪积土冲积土冲积土湖泊沼泽沉积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物海相沉积物冰川冰川:冰积土冰积土土粒粗细不同，性质不均匀土粒粗细不同，性质不均匀有分选性，近粗远细有分选性，近粗远细浑圆度分选性明显，土层交迭浑圆度分选性明显，土层交迭含有机物淤泥，土性差含有机物淤泥，土性差颗粒细，表层松软，土性差颗粒细，表层松软，土性差土粒粗细变化较大，性质不均匀土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理颗粒均匀，层厚而不具层理运积土有搬运风化所形成的土颗粒，受自然力的作用风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物坡积层坡积层雨雪搬运；不远；逐雨雪搬运；不远；逐步变细；厚度不均步变细；厚度不均洪积层洪积层洪水搬运；山谷出口；洪水搬运；山谷出口；山前平原；山前平原；冲积层冲积层冲击平原；面积冲击平原；面积有时较大有时较大海相沉积层海相沉积层滨海沉积物滨海沉积物:卵石、圆砾石、细沙，如海边卵石、圆砾石、细沙，如海边大陆架浅海沉积物大陆架浅海沉积物:深小于深小于200m，宽，宽100200m 细砂、粘性土、淤泥、生物化学沉积物细砂、粘性土、淤泥、生物化学沉积物陆坡沉积物陆坡沉积物:深深2001000m,宽宽100200km，有机，有机 质软泥质软泥深海沉积物深海沉积物:深大于深大于1000m，深海，有机质软泥，深海，有机质软泥湖沼沉积层湖沼沉积层湖相沉积物：湖相沉积物：湖边粗粒，湖心淤泥等湖边粗粒，湖心淤泥等沼泽沉积物：沼泽沉积物：半腐烂植物，沉积不宜做地基半腐烂植物，沉积不宜做地基原生矿物原生矿物 石英石英、长石长石、云母云母等次生矿物次生矿物 主要是主要是粘土矿物，包括三种类型粘土矿物，包括三种类型 高岭石高岭石、伊里石伊里石、蒙脱石蒙脱石粘土矿物粘土矿物:由硅片和铝片构成的晶包所组合而成由硅片和铝片构成的晶包所组合而成（5）不良地质作用不良地质作用 岩溶岩溶 滑坡滑坡 崩塌崩塌 泥石流泥石流 采空区采空区 地面沉降地面沉降 地震地震崩塌崩塌 rock land sliding(bedrock landslide)岩层滑坡顺层滑坡切层滑坡滑动面滑动面（1）地下水及其埋藏条件地下水及其埋藏条件 上层滞水上层滞水 潜水潜水 承压水承压水2.水文地质水文地质上层滞水：地表水下渗，积聚在局部透水性小的黏性土隔水层上层滞水：地表水下渗，积聚在局部透水性小的黏性土隔水层上的水为上层滞水。它为雨水补给，有季节性。上的水为上层滞水。它为雨水补给，有季节性。潜水：埋藏在地表以下第一个连续分布的稳定隔水层以上，具潜水：埋藏在地表以下第一个连续分布的稳定隔水层以上，具有自由水面的重力水为潜水。有自由水面的重力水为潜水。承压水：埋藏在两个连续分布的隔水层之间，完全充满的有压承压水：埋藏在两个连续分布的隔水层之间，完全充满的有压地下水为承压水。地下水为承压水。n 地下水中硫酸离子地下水中硫酸离子SO42-含量过多时，将与水泥硬化后含量过多时，将与水泥硬化后生成的生成的Ca(OH)2起作用，生成石膏结晶起作用，生成石膏结晶CaSO42H2O。石膏再与混凝土中的铝酸四钙石膏再与混凝土中的铝酸四钙4CaOAl2O3起作用，生起作用，生成铝和钙的复硫酸盐成铝和钙的复硫酸盐3CaOA12O3CaSO43H2O。这一。这一化合物的体积比化合前膨胀化合物的体积比化合前膨胀2.5倍，能破坏混凝土结构。倍，能破坏混凝土结构。n 氢离子浓度氢离子浓度(负对数值负对数值)pH0.075 mm)水分法水分法：适用于细粒土：适用于细粒土 (0.075 mm)各粒组的相对含量，用质量百分数来表示各粒组的相对含量，用质量百分数来表示表述方法表述方法 粒径级配累积曲线粒径级配累积曲线密度计法移液管法 土中各个粒组的相对含量（各粒组含量土中各个粒组的相对含量（各粒组含量占土粒总质量的百分数）。占土粒总质量的百分数）。含义：筛下的土粒质量占总质量的筛下的土粒质量占总质量的百分比。百分比。205.02.01.00.50.250.075200g101618242238721009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)P%958778665536土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线水分法水分法粒径粒径(mm)(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)P(%)2613.5101009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.33 0.005 0.063662.41特征粒径特征粒径:d60:控制控制粒径粒径d10:有效有效粒径粒径d30;不均匀程度不均匀程度：Cu=d60/d10 连续程度连续程度:Cc=d302/(d60 d10)曲率系数曲率系数 不均匀系数不均匀系数Cu 5,级配不均匀级配不均匀粗细程度粗细程度：用用d50 表示 1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d10d30曲线d60d10d30CuCcL0.33 0.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率斜率:某粒径范围内颗粒的含量某粒径范围内颗粒的含量 陡陡相应粒组质量集中相应粒组质量集中 缓缓-相应粒组含量少相应粒组含量少 平台平台-相应粒组缺乏相应粒组缺乏连续程度连续程度:Cc=d302/(d60 d10)曲率系数曲率系数较大颗粒缺少较大颗粒缺少Cc 减小减小较小颗粒缺少较小颗粒缺少Cc 增大增大C c =1 3,级配连续性好级配连续性好粒径级配粒径级配累积曲线及指标的用途粒径级配累积曲线及指标的用途：1）粒组含量用于土的分类定名粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：用于判定土的不均匀程度：Cu 5,不均匀土不均匀土；Cu 3 或 Cc 1,级配不连续土级配不连续土4）不均匀系数不均匀系数Cu和和曲率系数曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：用于判定土的级配优劣：如果如果 Cu 5且且 C c =1 3，级配级配 良好的土良好的土；如果如果 Cu 3 或或 Cc 1,级配级配 不良的土不良的土学习情境二：地质勘查报告识读子情境子情境2.3 土的压缩实验土的压缩实验1.土的三相简图土的三相简图2.三相指标的定义三相指标的定义3.三相指标的换算三相指标的换算4.无粘性土密实度分析无粘性土密实度分析2.3 2.3 土的压缩实验土的压缩实验1.三相草图三相草图WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土的物理性质指标认识土的物理性质指标认识 V土的总体积；土的总体积；Va土中气体所占的体积土中气体所占的体积 Vw土中水所占的体积；土中水所占的体积；Vs土中颗粒所占的体积；土中颗粒所占的体积；VV土中孔隙所占的体积；土中孔隙所占的体积；VV=Vw+Va m 土的总质量土的总质量 mW 土中水的质量；土中水的质量；ms土中颗粒的质量。土中颗粒的质量。三相草图三相草图WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积已知关系五个已知关系五个:共有九个参数共有九个参数:V Vv Vs Va V/ms m ma m剩下三个独立变量剩下三个独立变量三相草图法三相草图法物性指标是比例关系物性指标是比例关系:可假设任一参数为可假设任一参数为1对于饱和土对于饱和土,Va=0剩下两个独立变量实验室测定实验室测定其它指标其它指标是一种简单而实用的方法是一种简单而实用的方法2 土粒比重（相对密度）Soil Mechanics2 2 土的物性与分类土的物性与分类3 3 土的其他物理指标土的其他物理指标:土的含水量土的含水量w w、密度、密度和土粒的相对密度和土粒的相对密度d ds s可直接可直接用试验方法测定（试验方法见有关土工试验操作规用试验方法测定（试验方法见有关土工试验操作规程），它们是每种土必须测定的基本指标，根据这程），它们是每种土必须测定的基本指标，根据这三个指标，又可导出如下几个物理性质指标。三个指标，又可导出如下几个物理性质指标。土的干密度和干重度土的干密度和干重度土的饱和密度和饱和重度土的饱和密度和饱和重度土的土的有效重度有效重度土的空隙逼和孔隙率土的空隙逼和孔隙率饱和度饱和度2 2 土的物性与分类土的物性与分类1 干土密度与干土重度干土密度与干土重度2 饱和土密度饱和土重度饱和土密度饱和土重度2 2 土的物性与分类土的物性与分类单位体积土体中土颗粒的质量称为干土密度单位体积土体中土颗粒的质量称为干土密度dd，即：，即：单位体积土颗粒所受到的重力称为干土重度，又称为于土单位体积土颗粒所受到的重力称为干土重度，又称为于土重力密度，其值等于干土密度乘以重力加速度。即：重力密度，其值等于干土密度乘以重力加速度。即：饱和土密度是指土孔隙充满水时，单位体积土的质量。饱和土密度是指土孔隙充满水时，单位体积土的质量。在地下水位以下，土受到水的浮力作用，单在地下水位以下，土受到水的浮力作用，单位体积土中，土颗粒所受的重力扣除浮力后位体积土中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为浮重度，又称有效重度。的重度称为浮重度，又称有效重度。3 土的有效重度2 2 土的物性与分类土的物性与分类n土的孔隙率是指土中孔隙体积与土总体积之比的百分土的孔隙率是指土中孔隙体积与土总体积之比的百分率率n土中孔隙体积与土颗粒体积之比值称为孔隙比土中孔隙体积与土颗粒体积之比值称为孔隙比4 土的空隙比和空隙率n土的孔隙率和孔隙比是反映土体密实程度的重要物理性质指土的孔隙率和孔隙比是反映土体密实程度的重要物理性质指标。在一般情况，标。在一般情况，n n或或e e愈大，土愈疏松。反之土愈密实，一愈大，土愈疏松。反之土愈密实，一般粘性土般粘性土e e在在0.40.41.21.2之间，砂土之间，砂土e e在在0.30.30 09 9之间，淤泥孔之间，淤泥孔隙比大于隙比大于1.51.52 2 土的物性与分类土的物性与分类 土中水的体积与孔隙体积之比值称为土的饱和度，土中水的体积与孔隙体积之比值称为土的饱和度，即即 土的饱和度是反映水填充土孔隙的程度，即反映土的饱和度是反映水填充土孔隙的程度，即反映土潮湿程度的物理性质指标。当土潮湿程度的物理性质指标。当StSt小于小于0.50.5时为稍湿时为稍湿的，在的，在0.50.50.80.8之间时为很湿的，大于之间时为很湿的，大于0.80.8时为饱和时为饱和的，如的，如St=1.0St=1.0时，则土处于完全饱和状态。时，则土处于完全饱和状态。5 土的饱和度2 2 土的物性与分类土的物性与分类3 基本指标和其他指标的关系2 2 土的物性与分类土的物性与分类2 2 土的物性与分类土的物性与分类