土木工程地质_白志勇_第四章岩石及特殊土的工程性质
第4章 岩石及特殊土的工程性质
n e n 1
e n 1 e
孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e）
Vn e Vs
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4.2 岩石的水理性质
——岩石与水作用时所表现的性质。 吸水性 透水性 溶解性 软化性
膨胀性
崩解性
抗冻性
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• 4.2.1 吸水性
——指岩石吸收水的性能。 1. 吸水率：（常压下）岩石的吸水能力，以吸 入水量与干燥岩石重力之比表示。
风化。
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2. 地质构造
节理越复杂（节理组数和密度），越易风化。 岩石越破碎，越易风化。
3. 气候
寒冷干燥 物理风化为主 温暖潮湿 化学风化为主
4.地形
陡峻 物理风化为主 平缓 化学风化为主
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二、风化程度分带
1. 分级依据：
与新鲜岩石相比，颜色越暗淡，风化越严重。 矿 物 颜 色： 次生矿物越多，风化越严重。 矿 物 成 分：
ห้องสมุดไป่ตู้的工程性质
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4.1 岩石的物理性质
岩石的重力性质
岩石的空隙性
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• 4.1.1 岩石的重力性质
1. 颗粒密度
单位体积固位颗粒的质量（ρs）
Ms s Vs
2. 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
之比（ds）
s ds w
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3. 重度
单位体积的重量（γ ）（N/cm3）
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2. 化学风化
——在自然界水和空气的作用下，地表岩石发生化学 成分改变，从而导致岩石破坏。 （1）溶解作用： 水或水溶液直接溶解岩石中矿物的作用。
2 CaCO3 H2O CO2 Ca( HCO3 )2 Ca 2HCO3
第四章各类土的工程地质特征
三、红土
红土:在热带或亚热带湿热条件下， 红土 在热带或亚热带湿热条件下，经过红 在热带或亚热带湿热条件下 土化作用形成的含有较多粘粒，富含铁铝 土化作用形成的含有较多粘粒，富含铁铝 氧化物胶结的红色粘性土 胶结的红色粘性土。 氧化物胶结的红色粘性土。 红土化作用：母岩经过强烈的风化后， 红土化作用：母岩经过强烈的风化后，硅 和岩基（ 和岩基（钾、钠、钙、镁）大量流失而使 铁铝富集的作用。 铁铝富集的作用。
二、黄土类土
（二）黄土的成分、结构 黄土的成分、
1.粒度成分以粉土颗粒（0.05~0.005mm）为主，约 粒度成分以粉土颗粒（ 粒度成分以粉土颗粒 ）为主， ％，颗粒细小均匀 占60％，颗粒细小均匀； ％，颗粒细小均匀； 2.矿物成分以碎屑矿物为主，其中石英含量超过一半， 矿物成分以碎屑矿物为主，其中石英含量超过一半， 矿物成分以碎屑矿物为主 长石30%~40%，碳酸钙较多（8%~17%），少量粘 ），少量粘 长石 ，碳酸钙较多（ ）， 土矿物（水云母为主），少量有机质，含易溶、 ），少量有机质 土矿物（水云母为主），少量有机质，含易溶、中 溶盐，矿物亲水性差； 溶盐，矿物亲水性差； 3.典型黄土是粒状架空点接触结构，疏松多孔，未经 典型黄土是粒状架空点接触结构， 典型黄土是粒状架空点接触结构 疏松多孔， 很好压实，胶结连结和粘粒吸附的结合水连结， 很好压实，胶结连结和粘粒吸附的结合水连结，连 结强，遇水结果遭破坏； 结强，遇水结果遭破坏；
粘性土
二、一般土的工程地质特征
（一）砾类土（G）的工程地质性质 砾类土（ ） 颗粒粗大，矿物成分以岩屑、原生长石、石英、 颗粒粗大，矿物成分以岩屑、原生长石、石英、云母 为主；单粒结构，孔隙大，无连结，透水性极强，压 为主；单粒结构，孔隙大，无连结，透水性极强，
工程地质-岩石及岩体的工程地质性质
•
膨胀试验仪器
岩石的主要物理性质指标
2、岩石的主要力学性质指标
• • • • • • • • （1）岩石的变形性质 岩石变形有弹性变形、塑性变形和黏性变形三种。 1）弹性变形 岩石在外力作用下发生变形，当外力撤去后又恢复其原 有的形状及体积的变形称为弹性变形。 2）塑性变形 岩石在超过其屈服极限外力作用下发生变形，当外力撤 去后不能完全恢复其原有的形状及体积的变形称为塑性 变形。 3）黏性变形 岩石在外力作用下变形不能在瞬间完成，并且应变速率 d/dt是应力的函数，即，应力随着应变速率d/dt的增 大而增大，当外力撤去后不能恢复其原有形状及体积的 变形称为黏性变形。
• （4）岩石的含水率
• 岩石的含水率（w，%）是试件在105～110℃下烘干至 恒量时所失去的水的质量（m0-ms,g）与试件干质量（ms， 岩石在一定的条件下吸收水分的能力称为岩石的吸水 性。表征岩石吸水性的指标有吸水率、饱和吸水率和 饱水系数。 • 岩石吸水率（wa，%）是试件在大气压力和室温条件下 吸入水的质量（ m0-ms,g ）与试件固体质量（ms，g） 的比值，以百分数表示；--与孔隙度大小、孔隙张开 程度有关；吸水率大，则水对岩石颗粒间结合物的浸 湿、软化作用就强，岩石强度和稳定性受水影响显著。 • 岩石饱和吸水率（wsa，%）是试件在强制状态下的最 大吸水量（mpms，g）与试件固体质量（ms，g）的比 值，以百分数表示。 • 岩石饱水系数kw是指岩石吸水率与饱水率的比值，以 百分数表示。 • 一般岩石的饱水系数 kw 介于0.5～0.8之间。饱水 系数对于判别岩石的抗冻性具有重要意义。
岩石的力学性质指标
MTS815.03伺服试验系统图
试件及传感器图
拉伸破坏后的试件
单轴压缩试验破坏后的部分岩石试件
第四章 土的工程性质与分类
压实或堆填时间较长的素填土可以作为一般建筑物的天然地基
五、填土
填土的工程分类： 2、杂填土
含有大量杂物的填土。
以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土 一般不宜作为建筑物地基，以建筑垃圾或一般工业肥料 主要组成的杂填土，适当措施处理后可作为一般建筑物 地基。
地质评价：在山坡的残积物分布地段，修筑建筑物注意不均匀 沉降和土坡稳定性问题。
坡积土
经雨雪水的细水片流缓慢洗刷、剥蚀， 及土粒在自重作用下顺着山坡逐渐移动形 成的堆积物。
它一般分布在平缓的坡腰上或破脚下，与残积土相接
坡积土
特征：
●颗粒、粒度成分有明显 分选性，颗粒从坡顶向坡脚逐 渐变细。 ●厚度变化较大，土质不 均匀（上下不均一）。斜坡较 陡地段厚度薄，坡脚地段较厚 。（结构疏松）孔隙大，压缩 性高。
洪积物以碎屑为主，洪积扇的不同部位组成的 差异：
A 地下水深埋带 ◆地下水位深 ◆颗粒较大（砾石或粗砂） ◆低压缩和高承载力，良好地基 ◆ 磨圆度低 B 地下水溢出带 ◆砂性土和黏性土交错分布，透水性不同 ◆地下水埋藏浅，不利于工程 C 周期性干湿循环带 ◆多分布黏性土 ◆成分均匀，厚度大，良好地基
湖泊沉积物
湖边沉积物
湖心沉积物
湖边沉积物
湖积土
湖心沉积物
湖边沉积物：是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边
沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗颗粒的卵石、圆砾 和砂土，远岸带则是细颗粒的砂土和黏性土。具有明显 的斜层理构造，近岸带土的承载力高，远岸则带差些。
湖心沉积物：是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心
A
B
C
工程地质第4章01
一般来说，隐晶质结构的岩石抗风化能力 强，其次细粒显晶结构比粗粒结构岩石抗 风化能力强，等粒结构比斑状结构抗风化 能力强。从构造上看，致密块状构造的岩 石比层理、片理发育的岩石抗风化能力强。
岩石中的矿物成分不同，其结晶格架和化 学活泼性也不同。 常见造岩矿物的抗风化能力由强到弱的顺 序是石英、正长石、酸性斜长石、角闪石、 辉石、基性斜长石、黑云母、黄铁矿。 从矿物颜色来看，深色矿物风化快，浅色 矿物风化慢。 对碎屑岩和粘土岩来说，抗风化能力主要 还取决于胶结物，硅质胶结、钙质胶结、 泥质胶结的抗风化能力依次降低。
二、化学风化作用 在自然界水和空气的作用下，地表岩石发生化 学成分改变，从而导致岩石破坏，称为化学风 化作用。常见的化学风化作用有:
溶解作用——水或水溶液直接溶解岩石中矿物
的作用称为溶解作用石灰岩和二氧化碳和水反应
水化作用——岩石中的某些矿物与水化合
形成新的矿物，称为水化作用。 硬石膏（CaS04）吸水后形成石膏（CaS04·2H2O），体积膨胀1.5倍
4.4.2 影响岩石风化的因素
及风化程度的分带
成因 矿物成分 岩性 结构构造
影 响 因 素
地质构造 气候 地形
岩石的成因反映了它生成时的 环境和条件。如果岩石的生成 环境和条件与目前地表接近， 则岩石抗风化能力强，相反就 容易风化。 如岩浆岩中喷出岩、浅成岩、 深成岩抗风化能力依次减弱， 一般情况下沉积岩比岩浆岩和 变质岩抗风化能力强。
4.3.1 岩石的强度指标
抗压强度 抗拉强度 抗剪强度
一、抗压强度 是岩石在单向压力作用下，抵抗压碎破坏的能力
二、抗剪强度 是岩石抵抗剪切破坏的能力，以岩石被剪破时的极限 应力表示。根据试验形式不同，岩石拐剪强度可分为 ： 抗剪断强度 抗剪强度 抗切强度
第4章 岩石与土的工程性质
2.岩石的结构
岩石的结构是影响岩石工程地质性质的重要因素。岩石的结构分为两类： 结晶联结的岩石，如大部分的岩浆岩、变质岩和一部分沉积岩；胶结联结的 岩石，如沉积岩中的碎屑岩等。 结晶联结的岩石由于矿物的结晶颗粒靠直接接触产生的力牢固地固结在 一起，结合力强，孔隙度小，结构致密、容重大、吸水率变化范围小，比胶 结联结的岩石具有较高的强度和稳定性。但就结晶联结来讲，结晶颗粒的大 小则对岩石的强度有明显的影响。就矿物成份和结构类型相同的岩石来说， 小颗粒结晶岩石的强度大于大颗粒结晶岩石。
4.1.2.2 岩石水理性质 岩石水理性质指岩石与水相互作用时所表现的性质。通常包括岩石吸水性、 透水性、软化性和抗冻性。
1.岩石吸水性
岩石的吸水性，反映岩石在一定条件下的吸水能力。一般用吸水 率表示。 岩石的吸水率，是指岩石在通常大气压下的吸水能力。在数值上 等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比。用百分数表示。 岩石的吸水率，与岩石孔隙度的大小、孔隙张开程度等因素有关。 岩石的吸水率大，则水对岩石颗粒间结合物的浸湿、软化作用就 强。岩石强度和稳定性受水作用的影响也就越显著。 2.岩石透水性 岩石能被水透过的性能称岩石透水性，水只沿连通空隙渗透。岩石透水性 大小可用渗透系数衡量，它主要决定于岩石空隙的大小、数量、方向及其 相互连通情况。
岩石的重度是指岩石单位体积的重量，也成容重。
岩石重度的大小决定于岩石中矿物的比重，岩石的孔隙性及其含水的情况。 岩石孔隙中完全没有水存在的重度称为干重度，岩石中的孔隙全部被水充满时 的重度，称为岩石的饱和重度。对于同一种岩石，若重度有差异，则重度大的 结构致密、孔隙性小，强度和稳定性相对较高。
2.岩石空隙性 岩石空隙性是岩石孔隙性和裂隙性的统称。岩石空隙性常用空隙率表 示，也可以用孔隙率和裂隙率表示。 空隙率：岩石空隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。可以根据 空隙类型区分为总空隙率、大开空隙率、总开空隙率、比空隙率等。 岩石的孔隙率的大小，主要决定于岩石的结构构造，同时也受风化作 用、岩浆作用、构造运动和变质作用的影响。。 3.岩石热学性 在岩石的热学性质指标中，最主要的是岩石的比热容。岩石的比热容 是指1g岩石物质的温度上升1℃所需要的热量，用以表示岩石储藏热量的 能力。
工程地质与水文地质总结之岩石及特殊土的工程性质
岩石及特殊土的工程性质一. 岩石的工程性质1. 物理性质：重力性质、孔隙性质密度（ρ）和重度（γ）r 、rsat 、rd （γ、 γsat 、γ d ）等颗粒密度（ρs ）和比重（ds ）ds=ρs /ρw孔隙比（e ）与孔隙度（n ）裂隙率（KT ）注：ρ、ρs ↑，n 、e ↓，岩石的工程性质↑孔隙度多用于松散土、石，而裂隙率多用于结晶连接的坚硬岩石。
2. 水理性质：吸水性、透水性、软化性、抗冻性(1) 吸水性 岩石在浸水过程中具有的吸水性能岩石的吸水性取决于本身所含裂隙、孔隙的数量、大小、开闭程度及分布情况。
(2) 透水性 岩石容许水透过的能力，用渗透系数(3) 软化性 岩石浸水后强度降低的性能软化性用软化系数来表示，它是指岩石饱和状态下与天然风干状态下单轴抗压强度之比，即： 软化性取决于岩石中的矿物成分和孔隙性。
(4) 抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的性能(5) 可溶性 岩石被水溶解的性能(6) 膨胀性 岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的性能(7) 崩解性 岩石被水浸泡，内部结构遭到完全破坏呈碎块状崩开散落的性能3. 力学性质：(1) 强度性质 岩石在外力作用下发生破坏时所能承受的最大应力(2) 变形性质OA 段：裂隙压密阶段AB 段：弹性变形阶段BC 段：塑性变形、裂隙扩展阶段岩石变形性质的指标：变形模量 E0=s/e弹性模量 E50=s50/eDRR K cR =泊松比n= e 横/e纵4. 影响岩石工程性质的主要因素⏹岩石性质：成因、矿物成分、结构、构造⏹地质构造；⏹风化作用（风化的程度）；⏹水的作用①天然的溶剂；②天然的润滑剂。
二.岩石、土的工程分类1.特殊土的分类特殊土:是具有特殊的成分、状态、结构特征，而且具有特殊工程性质的土。
包括黄土、膨胀土、软土、冻土、红粘土、盐渍土、填土等三.特殊土的工程性质1、黄土：黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。
(1)黄土的特征⏹颜色为淡黄、褐色或灰黄色；⏹粒度成分以粉土为主，约占有60%~70%，一般不含＞0.25mm的颗粒；⏹含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）；⏹孔隙多且大，结构疏松；⏹无层理，但有垂直节理和柱状节理。
《工程地质》课件 第四章 岩土的工程性质与分类
1〕残积土 残积土是指岩石经风化后未经自然力 搬运而残留在原地的岩石碎屑组成的土， 如图4-7所示。残积土主要分布在岩石出露 的地表，经受强烈风化作用的山区、丘陵 地带与剥蚀平原。由于残积土未受搬运的 磨损和分选作用，故其颗粒外表粗糙、多 棱角、孔隙大、无层理构造且均匀性差。 残积土用作建筑物地基时易引起不均匀沉 降。
图4-7 残积土示意图
01 坡积土 02 风积土 03 洪积土 04 冲积土
2〕运积土分类
05 海相沉积土 06 湖湘沉积土 07 沼泽沉积土 08 冰川沉积土
01 原生矿物
02 次生矿物
03 可溶盐类及易 分散矿物
04 有机质
1〕单粒结构 单粒结构是砂、砾等粗粒土在沉积过程中形成的代表性结构。由于砂、砾的颗粒较粗大，其 比外表积小，在沉积过程中粒间力的影响与其重力相比可以忽略不计，即土粒在沉积过程中主要受 重力控制。当土粒在重力作用下下沉时，一旦与已沉稳的土粒相接触，就滚落到平衡位置形成单粒 结构，如图4-14〔a〕所示。 2〕蜂窝结构 蜂窝结构是由粉粒或细砂组成的土的结构形式。据研究，粒径为～0.075 mm的土粒在水中沉 积时，根本上是以单个土粒下沉，当碰上已沉积的土粒时，由于它们之间的相互引力大于其下降的 力，土粒会停留在接触点上不再下沉，逐渐形成土粒链。土粒链组成弓架结构，进而形成具有很大 孔隙的蜂窝状结构，如图4-14〔b〕所示。虽然具有蜂窝状结构的土有很大孔隙，但由于弓架作用 和一定程度的粒间联结，它可以承担一般应力水平的静力荷载；然而，当承受高应力水平的静力荷 载或动力荷载时，其结构将被破坏，并可导致严重的地基变形。
层状和交错层状构造是砂质土的特有构造。在砂土和黏土交替沉积层中以层状构造为主。层 状构造又有两种类型，一类为具有交错层的较厚砂层夹薄层黏土层，如冲积物、冰水沉积物、浅海 沉积物等；另一类为水平的厚层黏土夹薄砂层，如三角洲沉积物等。交错层状构造常见于风成砂和 冰成扇形堆积物中。
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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（ρ）。
（g/cm 3）⎪⎩⎪⎨⎧饱和密度干密度／天然密度Ms/VV M重度：单位体积的重量（γ）。
（N/cm 3） 2m /s 1kg 1N ⋅=⋅=g ργ二、颗粒密度和比重（相对密度）颗粒密度：单位体积固位颗粒的质量（s ρ）。
（g/cm 3） V M ss =ρ比重（相对密度）：单位体积固体颗粒的重力与4℃时同体积水的重力之比（d s ）。
w s s d ρρ=三、孔隙度和孔隙比：孔隙度：孔隙体积与岩石总体积之比（n ）。
%100⨯=V V n n孔隙比：孔隙体积与岩石中固体颗粒体积之比（e ）。
s nV V e = 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。
吸水率：（常压条件下）吸入水量与干燥岩石质量之比。
%10011⨯=s w G G w 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。
%10022⨯=s w G G W饱水系数：岩石吸水率与饱水率之比。
21W W K w = （9.0~5.0=w K ）二、透水性：指岩石能透过水的能力。
用渗透系数K 表示。
（m/s ）达西层流定律：F I K F dldh K Q ⋅⋅=⋅⋅= 渗透系数：I V F I Q K =⋅=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。
软化系数：干燥单轴抗压强度。
饱和单轴抗压强度。
→→=R R K c R一般软化系数75.0＜R K 的岩石具软化性。
四、抗冻性：指岩石抵抗冻融破坏的能力。
强度损失率：冻融前的强度冻融前后强度差=l R 不抗冻的岩石 R L ＞25％ 重量损失率：冻融前的重量冻融前后重量差=L G G L ＞2％ K W ＞ 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。
主要变形模量和泊松比表示。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧===50505001εσεσεσεσ＝割线模量塑性模量弹性模量变形模量、变形：E E E E s s t T 2、泊松比：指横向应变⊥ε与纵向应变11ε之比。
h h d d U ∆=∆==⊥⊥1111εεεε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）A P R =⎪⎩⎪⎨⎧⨯⨯⨯33105555cm cm φ试样尺寸： 2、抗拉强度：（一般用劈裂法）22a PR t π=3、抗剪强度⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====+=岩石粘聚力岩石内摩擦角C A P A P c tg ϕθτθσϕστ/cos /sin4、点荷载强度：2D PI s =第四节 风化作用一、定义：地表及地下一定深度的岩石，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。
（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，无明显机械破碎的过程。
（1）溶解作用：-++→→++32232232)(HCO C HCO Ca CO O H CaCO a（2）水化作用：)5.1(22424倍体积增大O H CaSO O H CaSO ⋅→+（3）氧化作用：4223222283211154SO H O H O Fe O H O FS +⋅→++（4）碳酸化作用：45222232223)(432OH O Si Al O H SiO CO K O H O KAISi +⋅+→+ 3、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：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧），越易风化。
：气孔、层理、片理等构造：构造越复杂（如易风化。
结晶程度：结晶越好越状矿物易风化。
颗粒形态：针、柱、片化。
易风化；斑状结构易风颗粒大小：颗粒越粗越结构：物易风化。
色矿物）易风化；复矿成分：热敏感矿物（暗易风化。
目前环境差异越大，越成因：岩石形成环境与、岩石性质：1⎩⎨⎧。
岩石越破碎，越易风化。
数和密度），越易风化节理越复杂（指节理组、地质构造：2⎩⎨⎧→→化学风化为主温暖潮湿物理风化为主寒冷干燥、气候：3⎩⎨⎧→→化学风化为主平缓：物理风化为主陡峻：、地形：4 （四）岩石风化程度分级：1、分级依据：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧差，风化程度越高。
岩体结构：岩体结构越低，风化越严重。
岩石相比，力学强度越岩石力学性质：与新鲜隙越多，风化越严重。
岩石破碎程度：风化裂矿等），风化越严重。
多（如次生粘土、褐铁矿物成分：次生矿物越化越严重。
相比，颜色越暗淡，风矿物颜色：与新鲜岩石2、分级：（共五级）未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧→工程加固。
排除地下水。
清除强风化和全风化层喷浆护坡和封闭基坑。
堵塞裂隙。
灌浆（五）风化防治措施：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 ：＞60MPa 60-30MPa 30-15MPa 15-5MPa <5MPa二、岩土按施工工程分级：（铁路部门）三、土的分类（一）土的颗粒分组及按颗粒级配分类⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-=-=-=mm mm mmmm mmmm 005.0075.0005.02075.0202200202001＜粘粒：粉砂：砂：圆砾、角砾：－＝卵石、碎石：＞漂石、块石：）：、颗粒分组又叫（粒组φφφφφφ2、按颗粒级配（不同粒级的含量）分类⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧≤≤⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧1717101050075.050075.085075.05025.0505.050252502502050200＞粘土：＜粉质粘土：粘土：％，塑性指数的颗粒＜＞粉土：％的颗粒＞＞粉砂：％的颗粒＞＞细砂：％的颗粒＞＞中砂：％的颗粒＞＞粗砂：％－的颗粒占＞砾砂：砂类土：％的颗粒＞＞圆砾土、角砾土：％的颗粒＞＞卵石土、碎石土：％的颗粒＞＞漂石土、块石土：碎石类土P P P I I I mm mm mm mm mm mm mm mm mm φφφφφφφφφ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。
（目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。
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧风积土瘀积土冲积土洪积土坡积和崩积土残积土（二）土的成因分类：（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。
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧填土盐渍土红粘土冻土软土膨胀土黄土、分类：2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km 2。
主要在甘肃中部和东部、宁夏南部、陕西北部、山西北部，共万km 2，厚100－200m 。
3、特征：（1）颗粒粒度：以粉砂为主，占60~70％，其次为粘土。
（2）易溶盐含量高，碳酸盐类占10~30％，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33~64％。
（4）垂直节理发育。
（5）具湿陷性。
4、分类：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧冲积黄土洪积黄土坡积黄土残积黄土（黄土状土）次生黄土（流水改造）原生黄生（风成））按成因分类（1⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧万年）（午城黄土万年）（离石黄土万年）（马兰黄土万年）（全新世黄土）按形成年代分类（300 10010 1 21234Q Q Q Q⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧1234 Q 3Q Q Q 、非湿陷性黄土非自重湿陷性黄土自重湿陷性黄土、湿陷性黄土）按失陷性分类（5、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大的地方）。
6. 湿陷性黄土的土质改良(1) 重锤表层夯实：一般采用～的重锤，落距～4.5m，可消除地下～1.75m黄土层的湿陷性。
(2) 强夯：一般采用8～40t的重锤（最重达200t），落距10～20（最大达40m)的高度自由下落，击实土层。
(3) 土垫层：先将处理范围内的黄土挖出，然后用素土或灰土在最佳含水量下回填夯实。
可消除地表下1～3m的黄土层的湿陷性。
(4) 挤密桩：先在土内成孔，然后在孔中分层填入素土或灰土并夯实。
在成孔和填土夯实过程中，桩周的土被挤压密实，从而消除湿陷性。
(5) 化学灌浆加固：通过注浆管，将化学浆液注入土层中，使溶液本身起化学反应，或溶液与土体起化学反应，生成凝胶物质或结晶物质，将土胶结成整体，从而消除湿陷性。
二、膨胀土1、定义：由强亲水粘土矿物组成的，具有膨胀结构，以及强胀缩性，多裂隙性，强度衰减性的高塑性粘土。
2、成因和分布：风化的粘土矿物被流水带到东南部河流中下游沉积。
当为蒙脱石、伊犁石时为膨胀土。
主要分布在太行山——秦岭——四川盆地西缘——云南下关这一线的东南边。
3、特征：（1）颗粒粒度：以粘土矿物为主，占35~50％以上，其次为粉砂。
（2）矿物成分：以蒙脱石、伊犁石为主。
⎪⎩⎪⎨⎧水分子联接，联接力弱，可进矿物晶格间为形成结合水膜子粘土矿物表面吸附水分分子结构单元，孔隙中进水片状矿物叠置成各类型）具膨胀结构：（－2,3O⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧％以上收缩：失水收缩率达％以上量为干燥状况下，吸水膨胀％以上量为天然状况下，吸水膨胀膨胀）强烈胀缩性：（50402344、主要工程地质问题（1）边坡膨胀和滑塌→吸水后粘聚力为O ，内摩擦角只有几度。
（2）基床翻浆冒泥。
（3）地基不均匀沉降。
膨胀土防治⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧→→⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧胶结土壤形成吸收周围水分子形成灌石灰水换填土地基土质改良远）距建筑物直隔水层，合理绿化（防止水流失：水平和垂地表隔水层沟天沟、侧沟、吊沟、盲防止水进入防水保湿、地基防治32)(151CaCO OH Ca m⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧墙支挡措施：抗滑桩、挡拱形护坡骨架护坡：片石护坡、坡面加固：植被防护地表防护：排水沟、边坡防治23．加大基础埋深，增大基础侧面摩擦力，或增加附加压力克服土的膨胀。