工程岩土学电子课件.docx

0绪论

0.1工程岩土学的概念及研究意义

工程地质学与工程岩土学

工程地质学是研究工程建筑物和地质环境相互作用、相互影响而产生的工程地质问题的学科，是和工程建筑密切联系着的一门实用地质学。主要分支学科有：工程岩土学、工程地质分析原理、工程地质勘察等。

工程岩土学是以工程地质学的观点，研究岩土体的工程地质性质及其在自然和人为因素影响下形成和开展变化规律以及如何改善这些性质的学科，是工程地质学的分支学科之一，也是工程地质学的重要根底理论局部。

1.工程地质条件

工程地质条件是指与工程建筑有关的地质因素的综合。这些因素包括：

〔1〕地形和地貌条件：地形是指地表上下起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等；地貌那么说明地形形成的原因、过程和时代。

〔2〕岩土体类型及其工程地质性质：是最根本的工程地质因素，包括它们的成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等；

〔3〕地质结构：也是工程地质工作研究的根本对象，包括褶皱、断层、节理等构造的分布和特征；

〔4〕水文地质条件：是重要的工程地质因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等；

〔5〕自然地质作用及岩土体地应力状态〔不良地质现象〕：主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等。对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大；

〔6〕天然建筑材料：如土料，砂料，石料等。

2.工程地质问题

工程地质问题是指与工程建筑有关的地质问题。建筑物修建后，地质环境中的应力状态、水文地质条件和岩土性质将有所改变，因而产生一些地质问题，如地基变形和失稳、斜坡滑动、坝基渗漏和渗透变形、水库渗漏和淤积、水库诱发地震等。

工程岩土学的研究意义

世界上任何工程建筑物都是修建在地壳表层的岩土体之中或之上，并以岩土体作为建筑地基、建筑介质或建筑材料，任何工程地质问题都是在地壳表层岩土体中产生和演化。因此，岩土体的性质是决定工程活动与地质环境相互制约的形式和规模的根本条件。岩土体研究是工程地质学的最重要的任务。

0.2工程岩土学的研究对象、研究内容和研究方法

研究对象

作为建筑环境、建筑介质或建筑材料的地壳表层岩土体。

研究内容

〔1〕研究岩土体工程地质性质，包括：物理性质——岩土体所处的物理状态〔密度和干湿状态，空隙和裂隙的特征〕以及岩土体和水相互作用所表现的性质〔可塑性、胀缩性、吸水性、软化性〕；力学性质——岩土体在外力作用下表现出的强度和变形特性；

〔2〕研究岩土体的工程地质性质的形成和分布规律，岩土体的物质组成和结构特征及其对岩土体工程地质性质的影响；

〔3〕研究岩土体的工程地质性质指标的测试方法和测试技术；

〔4〕研究岩土和岩土体的工程地质分类；

〔5〕研究岩土体工程地质性质在人为和自然的因素下变化趋势和变化规律，并预测这种变化对各种建筑物的危害；

〔6〕研究改进岩土体性质的原那么和方法。

研究原那么

〔1〕小范围内近似看成均质的各向同性介质。

〔2〕大范围考虑岩土体的形成过程，内外地质作用形成的不连续结构面，赋存的地质环境和有关因素〔地应力，温度，地下水〕的影响。

研究方法

〔1〕一般地质学方法——自然历史分析法。定性的研究岩土体的形成和变化过程及其物质组成和结构，正确的认识岩土体地质性质形成的原因和演变历史，目前状况及今后的变化趋势。是岩土体工程地质研究的根底；

〔2〕专门实验法——室内实验和现场原位测试〔室内实验精确程度受到试样的代表性、取样质量、仪器性能和试验技术等因素影响，精确度不如现场原位测试高〕。定量研究岩土体工程地质性质和评价有关的工程地质问题，是一般地质学方法的深入和继续。

工程地质研究只有将两种方法结合才能正确的得出岩土体性质及其变化，以及对各种工程地质问题的正确评价。

1土的物质组成

土的概念：土是由固体相〔岩屑或矿物颗粒及有机物质〕、液体相〔液态水〕和气体相三相物质组成的。土的三相根本组成相互联系，相互作用，共同形成土的工程地质性质，是构成土的工程地质性质的根底。固体颗粒是土的主要的物质成分，也是最稳定、变化最小的成分，构成了土的骨架主体，在三相之间相互作用过程中居主导地位。

土体的概念：土体是由一定的土体材料组成，具有一定的土体结构，赋存于一定地质环境中的地质体。土是土体的组成成分。

土的组成：土颗粒、水和气体。

土的三相物质间的关系：由于三相物质组成的自身特性，它们之间的相比照例关系和相互作用，是决定土的工程地质性质的最本质的因素。

研究土的工程地质性质通过以下三个方面：一是土的粒度成分，二是土的矿物成分，三是土的化学成分。

土中水的类型：强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。

1.1土的粒度成分、矿物成份及化学成分

土的粒度成分

1.粒组及其划分

〔1〕相关概念

粒度成分：土