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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第四章岩石及特殊土的工程性质第一节岩石的物理性质一、 密度和重度 :密度 : 单位体积的质量( r) 。 ( g/cm3)天然密度M V干密度Ms/V饱和密度重度 : 单位体积的重量 ( ) 。 ( N/cm 3)g1N 1kg m/s 2二、 颗粒密度和比重 ( 相对密度 )M s颗粒密度 : 单位体积固位颗粒的质量 ( s ) 。( g/cm 3)sV比重 ( 相对密度 ) : 单位体积固体颗粒的重力与4时同体积水的重力sd s之比 ( ds) 。w三、 孔隙度和孔隙比:nVn100%V孔隙度 : 孔隙体积与岩石总体积之比 (
2、n) 。Vn孔隙比 : 孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比e( e) 。 Vs第二节岩石的水理性质一、 吸水性 : 指岩石吸收水的性能。其吸水程度用吸水率表示。w1Gw1100%吸水率 : ( 常压条件下 ) 吸入水量与干燥岩石质量之比。Gs饱水率 : ( 150 个大气压下或真空) 吸入水量与干燥岩石质量之比。Gw 2W2100%资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。K wW1W2( K w 0.5 0.9 )饱水系数 : 岩石吸水率与饱水率之比。二、 透水性 : 指岩石能透过水的能力。用渗透系数K 表示。 ( m/s)QK dh F达西层流定律 :dlK I F渗透系
3、数 :QVKIFI三、 软化性 : 指岩石浸水后强度降低的性质。用软化系数K R 表示。Rc饱和单轴抗压强度。K R软化系数 :R干燥单轴抗压强度。一般软化系数K R0.75 的岩石具软化性。四、 抗冻性 : 指岩石抵抗冻融破坏的能力。冻融前后强度差Rl强度损失率 :冻融前的强度不抗冻的岩石RL25冻融前后重量差G L重量损失率 :冻融前的重量GL 2K W 0.7五、 可溶性 : 指岩石被水溶解的性能。六、 膨胀性 : 指岩石吸水后体积增大的性能。七、 崩解性 : 岩石 ( 干燥 ) 泡水后 , 因内部结构破坏而崩解的性能。第三节岩石的力学性质一、变形 : 岩石受力后发生形状改变的现象。主要
4、变形模量和泊松比表示。变形模量 E0弹性模量 ETt1、变形：塑性模量 Ess割线模量 E5050502、 泊松比 : 指横向应变与纵向应变11 之比。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。dUd11h11h二、 强度 : 指岩石受力破坏时承受的最大应力。1、 抗压强度 : ( 烘干、垂直结构面受压、单轴 )P试样尺寸： 5 55cm3R510cm3A2、 抗拉强度 : ( 一般用劈裂法 )2PRta23、 抗剪强度P sin/ AP cos / Atgc岩石内摩擦角C 岩石粘聚力4、 点荷载强度 :PI s2D第四节风化作用一、 定义 : 地表及地下一定深度的岩石 ,
5、 在自然因素作用下 , 发生机械破碎和成分改变的过程。二、 风化作用类型 :1、 物理风化 : 指岩石在自然因素作用下以机械破碎为主 , 无明显成分改变的过程。( 1) 热胀冷缩作用 : 主要发生在昼夜温差变化大的地区。( 2) 冰劈作用 : 主要发生在雪线附近。( 水结冰时 , 体积增加1 11, 对两壁岩石产生96Mpa 的压力 )( 3) 盐类结晶作用 : 主要发生在强烈蒸发的干旱地区。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。( 明矾结晶 , 体积膨胀50 , 压力达 40kg/cm 2)2、 化学风化 : 指岩石在自然因素作用下以化学成分改变为主, 无明显机械破碎
6、的过程。( 1)溶解作用 :CaCO3H 2OCO2Ca( HCO 3 )2 Ca22HCO 3( 2)水化作用 :CaSOHOCaSO2HO 体积增大倍)4242 (1.5( 3)氧化作用 : 4FS215O211H 2O2Fe2 O33H 2 O8H 2 SO4( 4)碳酸化作用 : 2KAISi 3O23H 2OK 2CO34SiO2H 2OAl 2 Si2 O5 (OH )43、 生物风化 : 指由生物活动过程引起的岩石风化。( 1) 生物物理风化 : 根劈作用( 2) 生物化学风化 : 有机酸侵蚀( 三) 影响风化的内部因素:成因：岩石形成环境与 目前环境差异越大，越 易风化。成分：
7、热敏感矿物（暗 色矿物）易风化；复矿 物易风化。颗粒大小：颗粒越粗越易风化；斑状结构易风 化。1、岩石性质：结构：颗粒形态：针、柱、片状矿物易风化。结晶程度：结晶越好越 易风化。构造：构造越复杂（如：气孔、层理、片理等），越易风化。节理越复杂（指节理组 数和密度），越易风化。2、地质构造：岩石越破碎，越易风化 。寒冷干燥物理风化为主3、气候：温暖潮湿化学风化为主陡峻：物理风化为主4、地形：平缓：化学风化为主( 四) 岩石风化程度分级:1、 分级依据 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。矿物颜色：与新鲜岩石相比，颜色越暗淡，风化越严重。矿物成分：次生矿物越多（如次生粘
8、土、褐铁矿等），风化越严重。岩石破碎程度：风化裂隙越多，风化越严重。岩石力学性质：与新鲜岩石相比，力学强度越低，风化越严重。岩体结构：岩体结构越差，风化程度越高。2、 分级 : ( 共五级 )未风化微风化弱风化强风化全风化灌浆堵塞裂隙。喷浆护坡和封闭基坑。（五）风化防治措施：清除强风化和全风化层。排除地下水。工程加固。第五节岩石、土的工程分类一、 按岩石坚硬程度划分:坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩Rc: 60MPa60-30MPa30-15MPa15-5MPa5MPa二、 岩土按施工工程分级: ( 铁路部门 )VIVIVIIIIII松土普通土硬土软石次坚石坚石三、 土的分类( 一) 土的颗粒分
9、组及按颗粒级配分类漂石、块石：200mm卵石、碎石：20200mm圆砾、角砾：220mm1、颗粒分组又叫（粒组）：砂：0.075 2mm粉砂：0.005 0.075mm粘粒：0.005mm2、 按颗粒级配 ( 不同粒级的含量) 分类资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。漂石土、块石土：200mm的颗粒 50碎石类土卵石土、碎石土：20mm的颗粒 50圆砾土、角砾土：2mm的颗粒 50砾砂：2mm的颗粒占 2550粗砂：0.5mm的颗粒 50砂类土：中砂：0.25mm的颗粒 50细砂：0.075mm的颗粒 85粉砂：0.075mm的颗粒 50粉土：0.075mm的颗粒 5
10、0，塑性指数 I P10粉质粘土：10I P17粘土：粘土： I P17备注 : 液限 : 土从流动状态变为可塑状态的界限含水量。W L塑限 : 土从可塑状态变为半固体状态的界限含水量。( 当前用搓条法确定塑限 ) 。W P塑性指数 : 是液限和塑限的差值。表示土处在可塑状态的含水量变化范围。残积土坡积和崩积土洪积土（二）土的成因分类：冲积土瘀积土风积土( 三) 特殊土分类1、 定义 : 指按区域性分布的, 具有某种特殊性质的土。黄土膨胀土软土2、分类：冻土红粘土盐渍土填土资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第六节特殊土的工程性质特殊土 : 主要按区域分布, 具有某种
11、特殊性质的土。一、 黄土 :1、 定义 : 在干旱气候条件下形成的一种淡黄色或褐黄色的特殊土。2、 成因和分布 : 沙漠下风处 , 即秦岭以北11 个省市 , 面积 64 万 km2。主要在甘肃中部和东部、宁夏南部、陕西北部、山西北部 , 共 41.2 万km2, 厚 100200m。3、 特征 :( 1) 颗粒粒度 : 以粉砂为主 , 占 6070, 其次为粘土。( 2) 易溶盐含量高 , 碳酸盐类占1030 , 其次为氯化物和硫化物。( 3) 质地均一 , 结构松散 , 孔隙大 , 孔隙度为3364。( 4) 垂直节理发育。( 5) 具湿陷性。4、 分类 :原生黄生（风成）（1）按成因分类次生黄土（流水改造）（黄土状土）残积黄土坡积黄土洪积黄土冲积黄土全新世黄土Q4 （1万年）马兰黄土Q3（10万年）（2）按形成年代分类Q2 （100万年）离石黄土午城黄土Q1（300万年）湿陷性黄土Q 4、 Q3自重湿陷性黄土非自重湿陷性黄土（3）按失陷性分类非湿陷性黄土Q2、 Q15、 主要工程地质问题( 1) 黄土的湿陷性 : 地表局部汇水 ? 溶解潜蚀 ? 碟形洼地( 2) 黄土陷穴 : 地下水潜蚀 ? 地下洞穴 ? 塌陷 ( 形成于地下水水力梯度