岩土工程1岩体和土体的工程性质及评价PPT课件
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第二章岩石与岩体的工程地质性质-课件
地基的变形、强度和稳定问题。 ➢铁路、道路工程常遇到的有路基边坡、隧洞
围岩和桥墩桥台的稳定问题、道路的冻胀 问题； ➢地下建筑工程常遇到的是围岩稳定、涌水
及影响建筑施工的高地应力、高地热和 有害气体问题、岩爆问题；
➢海港工程常遇到的是码头地基、岸坡的稳 定、海浪侵蚀及回淤问题；
➢矿山工程常遇到的是露天矿边帮及地下巷 道的稳定及涌水、采矿引起地面塌陷问 题；
精品jing
第二章岩石与岩体的工程地质性质
一、 工程地质的相关概念
1.地质学
是对地球的起源、物质组成、 内部构造、外部特征、各层圈之间 的相互作用和演变历史进行研究的学科。
2.工程地质学
研究与工程建筑活动有关的地质问题的学科，就是 研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处 理与正确地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质 问题。
（4）环境工程地质的研究：
合理开发和保护地质环境。
工程地质通过考察来为工程建设服务， 因此勘察工作首当其冲有以下主要任务：
1、查明工程建筑所在地区的工程地质条件， 并对可能存在的工程地质问题进行定性和定量的评 价；
2、根据工程地质条件选择优良的建筑场地，并 对建筑物类型、规模和施工方法提出合理建议.保 证其正常施工；
工程地质问题。
工程地质学的学科、研究内容和研究方法
学
工程地质学
科
工 程 岩 土 学
工
程
学
动 力
地
质
区工 域程 工地 程质 地勘 质察 学
研究内容 工程岩土学是研究岩体和土体的工程地质 性质及其形成和变化规律以及改善这些性质 的科学。
工程动力地质学或称为工程地质问题 分析，主要研究各种工程地质问题产生的地 质条件、力学机制和发展演化规律；结合工 程规划、设计、施工的要求进行正确评价， 并提出防治措施。
围岩和桥墩桥台的稳定问题、道路的冻胀 问题； ➢地下建筑工程常遇到的是围岩稳定、涌水
及影响建筑施工的高地应力、高地热和 有害气体问题、岩爆问题；
➢海港工程常遇到的是码头地基、岸坡的稳 定、海浪侵蚀及回淤问题；
➢矿山工程常遇到的是露天矿边帮及地下巷 道的稳定及涌水、采矿引起地面塌陷问 题；
精品jing
第二章岩石与岩体的工程地质性质
一、 工程地质的相关概念
1.地质学
是对地球的起源、物质组成、 内部构造、外部特征、各层圈之间 的相互作用和演变历史进行研究的学科。
2.工程地质学
研究与工程建筑活动有关的地质问题的学科，就是 研究在工程建筑设计、施工和运营的实施过程中合理地处 理与正确地使用自然地质条件和改造不良地质条件等地质 问题。
（4）环境工程地质的研究：
合理开发和保护地质环境。
工程地质通过考察来为工程建设服务， 因此勘察工作首当其冲有以下主要任务：
1、查明工程建筑所在地区的工程地质条件， 并对可能存在的工程地质问题进行定性和定量的评 价；
2、根据工程地质条件选择优良的建筑场地，并 对建筑物类型、规模和施工方法提出合理建议.保 证其正常施工；
工程地质问题。
工程地质学的学科、研究内容和研究方法
学
工程地质学
科
工 程 岩 土 学
工
程
学
动 力
地
质
区工 域程 工地 程质 地勘 质察 学
研究内容 工程岩土学是研究岩体和土体的工程地质 性质及其形成和变化规律以及改善这些性质 的科学。
工程动力地质学或称为工程地质问题 分析，主要研究各种工程地质问题产生的地 质条件、力学机制和发展演化规律；结合工 程规划、设计、施工的要求进行正确评价， 并提出防治措施。
岩土工程 课件-PPT课件
要在方案选取、工程措施、细部设计等方面根据工程经验予以弥补。 ２）理论分析往往在定性上是合理的，但在定量上与实际观测结果有一
定的差距，这就要对分析结果做必要的修正。工程实践经验是修正 分析结果的主要依据。 ３）总结工程实践经验是认识土体变形及破坏机制和影响因素等的重要 途径，工程实践经验是改进、完善现行分析方法的重要依据。
1.资料的收集与调查 2.地质勘探 3.现场试验 4.室内试验 5.理论分析 6.工程实践经验的总结
1.5 岩土工程的设计依据及原则
1.岩土工程的设计依据
１)业主要求 ２)基础资料 ３)理论分析的结果 ４)试验研究的结果 ５)工程实践经验 ６)专业规范 ７)施工技术和设备水平
2.岩土工程的设计原则
作为建筑材料 例如：堤、坝是由土填筑成的土工结构
a、土层的分布
具体研究内容：
b、土的成因及分类 c、土的物理性质 d、土的力学性质
e、土体的变形及稳定性 f、土体加固技术及其应用 g、土中水及其运动规律 h、土体与结构相互作用
2.岩土工程的重要性
表现如下： １）为工程设计提供不可缺少的基础资料； ２）岩土体是保持自身和其上或与其相邻结构稳定性的主体； ３）经验表明, 工程事故的原因往往与岩土工程有关； ４）岩土工程的费用在总建筑投资中所占比例很高； ５）岩土工程的工期在总建筑工期中所占比例很高； ６）岩土工程由于其隐蔽性，一旦发生事故后果严重、处理困难、工期长、
1) 试验设备：探头：外径51 mm，内径35 mm，长700 mm;
2)
落锤：锤重63.5 kg，落距76 cm
2) 试验方法：在钻孔中先将探头打入土中15 cm，然后记录继续将探头
3)
打入30 cm所需的锤击数N。
定的差距，这就要对分析结果做必要的修正。工程实践经验是修正 分析结果的主要依据。 ３）总结工程实践经验是认识土体变形及破坏机制和影响因素等的重要 途径，工程实践经验是改进、完善现行分析方法的重要依据。
1.资料的收集与调查 2.地质勘探 3.现场试验 4.室内试验 5.理论分析 6.工程实践经验的总结
1.5 岩土工程的设计依据及原则
1.岩土工程的设计依据
１)业主要求 ２)基础资料 ３)理论分析的结果 ４)试验研究的结果 ５)工程实践经验 ６)专业规范 ７)施工技术和设备水平
2.岩土工程的设计原则
作为建筑材料 例如：堤、坝是由土填筑成的土工结构
a、土层的分布
具体研究内容：
b、土的成因及分类 c、土的物理性质 d、土的力学性质
e、土体的变形及稳定性 f、土体加固技术及其应用 g、土中水及其运动规律 h、土体与结构相互作用
2.岩土工程的重要性
表现如下： １）为工程设计提供不可缺少的基础资料； ２）岩土体是保持自身和其上或与其相邻结构稳定性的主体； ３）经验表明, 工程事故的原因往往与岩土工程有关； ４）岩土工程的费用在总建筑投资中所占比例很高； ５）岩土工程的工期在总建筑工期中所占比例很高； ６）岩土工程由于其隐蔽性，一旦发生事故后果严重、处理困难、工期长、
1) 试验设备：探头：外径51 mm，内径35 mm，长700 mm;
2)
落锤：锤重63.5 kg，落距76 cm
2) 试验方法：在钻孔中先将探头打入土中15 cm，然后记录继续将探头
3)
打入30 cm所需的锤击数N。
工程地质学第1章 岩石及其工程地质性质PPT
• 〔5〕岩石的抗冻性
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
• 岩石空隙中有水存在时，水一结冰，体积 膨胀，就产生巨大的膨胀力，使岩石的构 造和联结受到破坏，假设岩石经反复循环 冻融，那么会导致其强度降低。岩石抵抗 冻融破坏的性能称为岩石的抗冻性。
• 一些常见岩石的物理性质的主要指标，见 表1.3。
• 〔1〕岩石的变形特性
应力-应变曲线
• 1.2 岩石的类型及其特征
• 〔1〕岩浆岩的矿物成分 • 〔2〕岩浆岩的构造与构造 • ①岩浆岩的构造 • 按结晶程度，岩浆岩的构造可分为： • a.全晶质构造〔crystalline〕 • b.非晶质构造〔glassy〕 • c.半晶质构造〔subcrystalline〕
• 按矿物颗粒大小，岩浆岩的构造可分为： • a．等粒构造〔equigranular〕
• 〔1〕变质岩的矿物成分 • 〔2〕变质岩的构造与构造 • ①变质岩的构造 • a.变晶构造〔crystalloblastic〕 • b.变余构造〔palimpsest〕 • ②变质岩的构造 • a.板状构造〔platy〕 • b.千枚状构造〔phyllitic〕 • c.片状构造〔schistose〕 • d.片麻状构造〔gneissic〕
• 可将岩石变形过程划分为4个阶段： • ①微裂隙压密阶段（图中的Oa段）
• ab段〕
• bc段〕
• c点以后〕
• 〔2〕岩石的强度
• 岩石抵抗外力破坏的能力，称为岩石的强 度〔strength〕。岩石的强度单位用Pa表示。 岩石的强度和应变形式有很大关系。岩石 受力作用破坏，有压碎、拉断和剪断等形 式，所以其强度可分为抗压强度、抗拉强 度和抗剪强度等。
• ①珍珠光泽 • ②丝绢光泽
• ③油脂光泽 • ④蜡状光泽 • ⑤土状光泽 • 〔4〕矿物的解理与断口 • 矿物受力后沿一定方向规那么裂开的性质称
最新岩土工程PPT课件
3．生产方式停留在手工劳动阶段，施工消耗巨大的人力物力，施工周期长，效率低下。著名的历史遗址，如埃及金字塔、中国长城等，每项工程都历时几十年，动用数以万计的劳动力，耗资巨大。 4．建筑材料以天然材料为主，石灰和砖瓦在当时已是最好的人工材料，材料限制了建筑物的高度与体量，对地基承载力的要求一般不高。
第一历史时期 我国夏代大禹治水，分土地为九个等级，从疏导入手，换来九州平安，这是在4 200余年前的一项非凡的防治水患的岩土工程。 约旦西部边境的耶利哥城是世界上现存最古老的城市，已有9 000年的历史；在河南新密市古城寨村发现一座保存相当完好的4 000多年前的古城址，据推测，很可能是黄帝的故都。该城址东南部原为低洼地带，筑城时大面积填土夯实以筑墙基，其最深处达10m之深，墙基宽度大多在60m至100m之间。 由于城市的兴建，道路和桥梁渐渐为人类生活、生产和战争所必需，于是形成了与岩土工程密切相关的又一重要领域。 距今1 300多年的隋朝石匠李春主持修建的赵州石拱桥，是世界桥梁史上一座杰出的名桥，至今保存完好，仍在使用。其桥台设置于密实粗砂层上，若不是当时处理地基得当，何能至今仍在使用。 在河南南阳发现的大规模古石城是战国时代楚国长城的遗址，应是我国最早的长城。在江南，浙江临海保存着始建于东晋(距今1 600余年)的古城墙墙基，长达4 671m，并有7道城门，8座敌台，17座平台，其形态、功能与八达岭长城十分相似。
岩土工程这一术语之所以被我国接受，俞调梅教授认为，“这可能是由于在50年代初期，学习了苏联的文献资料，把通常说的土(砂土、粘土)称之为疏松岩石或疏松土，因此曾经用岩土力学这一名词来代替土力学，而岩土工程这一名词就可能由此产生的”。从上述历史回顾中可以看出，岩土工程是以土力学与基础工程为基本内容逐步发展起来的，同时讲到了要重视工程地质学，也说到了岩石力学的出现与发展。俞词梅教授对从1773年至1982年漫长的200多年岩土工程学科形成的这一回顾言简意赅，阐述了组成岩土工程的三个基本学科的历史关系。
《岩土工程学》课件
• 分类3-1 • 分类3-2 • 分类3-3
岩土力学基础
土壤力学
研究土壤的物理和力学性质， 包括土壤的排水性、强度特性 和变形特性等。
岩石力学
研究岩石的力学性质，包括岩 石的强度、变形行为和断裂特 性等。
试验方法
介绍岩土试验的常用方法和设 备，包括室内试验和现场试验。
岩土材料的物理力学性质
1
密实度
可持续发展
合理利用地质资源，保护 生态环境，促进社会经济 可持续发展。
岩土工程的分类
岩土工程分类1
在地质环境、工程用途等方 面进行分类。
• 分类1-1 • 分类1-2 • 分类1-3
岩土工程分类2
按照工程涉及的材料进行分 类。
• 分类2-1 •模和复杂程度进 行分类。
介绍岩土材料的密实度和其对工程性能的影响。
2
孔隙水压力
解释孔隙水的产生原因和岩土材料中的水分运移特性。
3
剪切强度
探讨岩土材料的剪切强度和岩土体的稳定性问题。
典型工程案例
地基处理
介绍地基处理的方法和技术， 包括加固柔性地基和挖掘软基 处理。
岩土勘察
挡土墙施工
解析岩土工程勘察的过程和方 法，包括现场测试和样品分析。
《岩土工程学》PPT课件
岩土工程学是一门重要的学科，本课程将深入探讨岩土工程的各个方面。通 过本课程，您将了解岩土工程的定义、分类、力学基础、材料性质等内容， 同时还将通过典型工程案例来加深理解。
课程目标
通过学习《岩土工程学》课程，您将达到以下目标：
1 全面了解岩土工程
明确岩土工程的定义、 重要性和发展趋势。
2 掌握岩土力学原理
掌握岩土力学的基本原 理和应用，为工程实践 提供理论支持。
岩土力学基础
土壤力学
研究土壤的物理和力学性质， 包括土壤的排水性、强度特性 和变形特性等。
岩石力学
研究岩石的力学性质，包括岩 石的强度、变形行为和断裂特 性等。
试验方法
介绍岩土试验的常用方法和设 备，包括室内试验和现场试验。
岩土材料的物理力学性质
1
密实度
可持续发展
合理利用地质资源，保护 生态环境，促进社会经济 可持续发展。
岩土工程的分类
岩土工程分类1
在地质环境、工程用途等方 面进行分类。
• 分类1-1 • 分类1-2 • 分类1-3
岩土工程分类2
按照工程涉及的材料进行分 类。
• 分类2-1 •模和复杂程度进 行分类。
介绍岩土材料的密实度和其对工程性能的影响。
2
孔隙水压力
解释孔隙水的产生原因和岩土材料中的水分运移特性。
3
剪切强度
探讨岩土材料的剪切强度和岩土体的稳定性问题。
典型工程案例
地基处理
介绍地基处理的方法和技术， 包括加固柔性地基和挖掘软基 处理。
岩土勘察
挡土墙施工
解析岩土工程勘察的过程和方 法，包括现场测试和样品分析。
《岩土工程学》PPT课件
岩土工程学是一门重要的学科，本课程将深入探讨岩土工程的各个方面。通 过本课程，您将了解岩土工程的定义、分类、力学基础、材料性质等内容， 同时还将通过典型工程案例来加深理解。
课程目标
通过学习《岩土工程学》课程，您将达到以下目标：
1 全面了解岩土工程
明确岩土工程的定义、 重要性和发展趋势。
2 掌握岩土力学原理
掌握岩土力学的基本原 理和应用，为工程实践 提供理论支持。
工程地质-岩石及岩体的工程地质性质幻灯片课件
岩石受水作用后，强度和稳定性发生变化的性 质称为岩石的软化性。软化学性主要决定于岩 石的矿物成分、结构和构造特征。黏土矿物含 量高、孔隙度大 、吸水率高的岩石，与水作 用容易软化而丧失其强度和稳定性。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
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
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
• 软化性指标是软化系数(softening coefficient)： 在数值上，等于岩石在饱和状态下的极限抗压 强度和在风干状态下的极限抗压强度的比，用 小数表示。其值越小，表示岩石在水作用下的 强度和稳定性越差。软化系数小于0.75的岩石， 认为是软化性强的岩石，工程性质比较差。
• 1）第一变形阶段为图中OA段曲线，属于微裂隙压密阶段， 岩石中微裂隙在压力作用下逐渐被压密，岩石的应力—应 变曲线呈上凹形。
• 2）第二变形阶段为图中AB段曲线，属于弹性变形阶段， 岩石中微裂隙进一步闭合及压密，孔隙被压缩，因而岩石 的应力—应变曲线为曲型的直线形式。曲线上B点所对应
的应力e为弹性极限强度或比例极限。
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
包括孔隙)部分单位体积的重量。在数值上，等于岩石固体颗 粒的重量与同体积的水在4℃时重量的比。其大小，决定于岩
石中矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
• （2）重度(容重, unit weight）：指岩石单位体积的重
量，在数值上等于岩石试件的总重量(包括孔隙中的水重)与 其总体积(包括孔隙体积)之比。其大小，决定于岩石中矿物 的比重，岩石的孔隙性及其含水情况。
岩土工程分类与分级课件
工程极为不利，但可作隔水层和防渗层。 • 化学岩和生物化学岩具不同程度的可溶性，易渗漏。
•岩土工程分类与分级
•9
• 变质岩 工程性质与其原岩密切相关。
• 动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 • 片理构造使岩石具有各向异性特征。
•岩土工程分类与分级
•10
二、 岩体及岩体结构
• 岩石（Rock）:
•岩土工程分类与分级
•3
• 力学性质
强度指标： – 抗压强度(compressive strength)： – 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 – 抗拉强度(tensile strength)： 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。 – 抗剪强度(shear strength)： 岩石抵抗剪切破坏的能力。
面因素：
（1）岩石材料的质量（强度指标）。
（2）岩体的完整性，结构面产状、密度、声波等。 （3）水理状态（软化、冲蚀、弱化） （4）地应力 （5）其它因素（自稳时间、位移率）
其中：岩性是最重要因素 返回
•岩土工程分类与分级
•23
4、几种代表性的分类方案
《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)
5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
•岩土工程分类与分级
•43
工程特性：
•含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。 •透水性低，水平向渗透系数较大。 •压缩性大，强度低，欠压密状态。 •显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。
•岩土工程分类与分级
•4
抗剪强度可分为以下三种强度： ( a ) 抗剪断强度：在垂直压力作用下的岩石剪切强度。 ( b ) 抗剪强度：沿着已有的破裂面发生剪切时的强度。 ( c ) 抗切强度：压应力等于零时的剪切强度。
•岩土工程分类与分级
•9
• 变质岩 工程性质与其原岩密切相关。
• 动力变质岩的力学强度和抗水性均较差。 • 片理构造使岩石具有各向异性特征。
•岩土工程分类与分级
•10
二、 岩体及岩体结构
• 岩石（Rock）:
•岩土工程分类与分级
•3
• 力学性质
强度指标： – 抗压强度(compressive strength)： – 岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 – 抗拉强度(tensile strength)： 岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。 – 抗剪强度(shear strength)： 岩石抵抗剪切破坏的能力。
面因素：
（1）岩石材料的质量（强度指标）。
（2）岩体的完整性，结构面产状、密度、声波等。 （3）水理状态（软化、冲蚀、弱化） （4）地应力 （5）其它因素（自稳时间、位移率）
其中：岩性是最重要因素 返回
•岩土工程分类与分级
•23
4、几种代表性的分类方案
《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)
5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
•岩土工程分类与分级
•43
工程特性：
•含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。 •透水性低，水平向渗透系数较大。 •压缩性大，强度低，欠压密状态。 •显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。
•岩土工程分类与分级
•4
抗剪强度可分为以下三种强度： ( a ) 抗剪断强度：在垂直压力作用下的岩石剪切强度。 ( b ) 抗剪强度：沿着已有的破裂面发生剪切时的强度。 ( c ) 抗切强度：压应力等于零时的剪切强度。
岩石及特殊土的工程性质PPT教学课件
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
变形性质
第10页/共87页
强度性质
抗 压 强 度 (R) 抗 拉 强 度 (Rt)
干燥试样抗压强度 饱和试样抗压强度 冻融试样抗压强度
抗 剪 强 度(τ) t sn tgj+c
点荷载强度（Is） 回 弹 强 度（N）
Is
P D2
第11页/共87页
第55页/共87页
② 建筑物布置和基础设计措施 选择地形平坦地段，避免引起湿度变化； 增加基础附加荷载克服土的膨胀； 加大基础的埋深； 加强结构刚度及增设沉降缝等。
③ 地基处理措施 设置土垫层； 采用支墩板基础或桩基等； 石灰加固法
第56页/共87页
3 软土
软土：是在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力 低，抗剪强度低的软塑－流塑状态的粘性土，如淤泥等。
第45页/共87页
黄土陷穴
天然洞穴 人工洞穴
这些洞穴使上覆土层陷落
黄土陷穴的防治措施有：
① 开挖回填、夯实、灌浆；
② 做好地表排水工程。
防止水流渗漏是保证建筑物稳定的措施之一。
第46页/共87页
2 膨胀土
膨胀土：是一种粘性土，含有较多的亲水 性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化， 失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显 的胀缩性的土称为膨胀土。
天然含水量低的黄土 湿陷性较强
一般认为：天然含水量>25%时，无湿陷性。
第34页/共87页
黄土的透水性
黄土的透水性比一般粘性土大。
黄土的压缩性
黄土的压缩性中等。
黄土的抗剪强度
黄土的抗剪强度中等。
一般c=30～40kPa， j =15˚～25˚，我国北部黄 土的j可达 27˚～28˚。
变形性质
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强度性质
抗 压 强 度 (R) 抗 拉 强 度 (Rt)
干燥试样抗压强度 饱和试样抗压强度 冻融试样抗压强度
抗 剪 强 度(τ) t sn tgj+c
点荷载强度（Is） 回 弹 强 度（N）
Is
P D2
第11页/共87页
第55页/共87页
② 建筑物布置和基础设计措施 选择地形平坦地段，避免引起湿度变化； 增加基础附加荷载克服土的膨胀； 加大基础的埋深； 加强结构刚度及增设沉降缝等。
③ 地基处理措施 设置土垫层； 采用支墩板基础或桩基等； 石灰加固法
第56页/共87页
3 软土
软土：是在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力 低，抗剪强度低的软塑－流塑状态的粘性土，如淤泥等。
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黄土陷穴
天然洞穴 人工洞穴
这些洞穴使上覆土层陷落
黄土陷穴的防治措施有：
① 开挖回填、夯实、灌浆；
② 做好地表排水工程。
防止水流渗漏是保证建筑物稳定的措施之一。
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2 膨胀土
膨胀土：是一种粘性土，含有较多的亲水 性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化， 失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显 的胀缩性的土称为膨胀土。
天然含水量低的黄土 湿陷性较强
一般认为：天然含水量>25%时，无湿陷性。
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黄土的透水性
黄土的透水性比一般粘性土大。
黄土的压缩性
黄土的压缩性中等。
黄土的抗剪强度
黄土的抗剪强度中等。
一般c=30～40kPa， j =15˚～25˚，我国北部黄 土的j可达 27˚～28˚。
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1.1.1.2回弹再压缩指数
➢ 试样回弹不是沿初始压 缩曲线，说明土体的变 形是由可恢复的弹性变 形和不可恢复的塑性变 形组成
➢ 回滞环＝》非完全弹性 ➢ 回弹和再压缩曲线比初
始曲线平缓，说明在回 弹和再压缩范围内土的 压缩性降低 ➢ 超过b点，再压缩曲线趋 于初始压缩曲线的延长 线
1 岩体和土体的工程性质及评价
作为建筑物地基的岩土体是保证建筑物安全稳定、 正常运行的基本要素。
因此，充分了解岩土体的工程性质及其评价原则是 非常必要的。
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1
1.1 工程土体主要设计参数的确定
➢ 土体的主要设计参数主要包括：
压缩性参数；渗透性参数；强度参数。
➢ 1.1.1压缩性参数 ➢ 压缩：
土在压力作用下，体积将缩小。这种现象称为压 缩。 ➢ 固结： 土的压缩随时间增长的过程称为固结
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2
➢ 目前我们在研究土的压缩性，均认为土的 压缩完全是由于孔隙中水和气体向外排出 而引起的。
饱和砂土
透水性强，在压力作用下，固结很快完成
饱和粘土
透水性弱，在压力作用下，固结需要很长时间完成
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室内固结试验
现场原位试验（荷载试验、旁压试验）
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室内固结试验与压缩曲线
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10
室内固结试验与压缩曲线
固结仪
➢ 用环刀切取扁园柱体，一般高2厘 米，直径应大于高度2．5倍，面积 为30cm2或50 cm2,试样连同环刀一 起装入护环内，上下有透水石以便 试样在压力作用下排水。
➢ 在透水石顶部放一加压上盖，所加 压力通过加压支架作用在上盖，同 时安装一只百分表用来量测试样的 压缩。
3
建筑物的总沉降由以下三部分组成：
瞬时沉降
次固结沉降
主固结沉降
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4
➢ 瞬时沉降指在加荷后立即发生的沉降
➢ 饱和粘土 在很短的时间内，孔隙中的水来不及排出， 加之土体中的土粒和水是不可压缩的，因 而瞬时沉降是在没有体积变形的条件下发 生的，它主要是由于土体的侧向变形引起 的
➢ 瞬时沉降一般不予考虑
CV
k(1 e)
w
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➢ （1）时间对数法（logt法）
CV
(TV )0.5 H2 t0.5
➢ （2）时间平方根法（ t ）
CV
(TV )0.9 H2 t0.9
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➢ 1.1.1.4次固结系数Ca
Ca
e1e2 logt2 logt1
e logt2
t1
➢ 经验公式：
Ca 0.0180
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回弹再压缩指数
cs
ei ei1 logpi1logpi
e logpi1
pi
Cs=(0.1~0.2)Cc
回弹再压缩土的压缩性减小
➢ 土体如果承受到比现 在大的压力，其压缩 性将降低，也就是说 土的应力历史对压缩 性有很大影响
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软土地基加固
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其它压缩性指标
➢ 压缩模量：
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➢ 对于控制要求较高的 建筑物，瞬时沉降可 用弹性理论估算。对 于饱和粘土在局部均 布荷载作用下，地基 地瞬时沉降可用下式 计算
影响系数
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6
➢ 主固结与主固结沉降
在荷载作用下饱和土体中孔隙水的排除导致土体 体积随时间逐渐减小，有效应力逐渐增加，这一 过程称为主固结。
随着时间的增加，孔隙水应力逐渐消散，有效应 力逐渐增加并最终达到一个稳定值，此时孔隙水 应力消散为零，主固结沉降完成，这一过程所产 生的沉降为固结沉降。
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7
➢ 次固结沉降 土体在主固结成将完成之后有效应力不变 的情况下还会随时间的增长进一步产生沉 降，称为次固结沉降
➢ 次固结沉降对某些土如软粘土是比较重要 的，对于坚硬土或超固结土，这一分量相 对较小。
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1.1.1.1压缩曲线和压缩性指标
➢ 为了研究土的压缩特性，通常需要进行试 验
p2 p1
我国《建筑地基基础设计规范》规定
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压缩指数
压缩指数
➢ 在较高的压力范围内，压 缩曲线近似为一直线，很 明显，该直线越陡，意味 着土的压缩性越高。
e-logp曲线
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压缩指数
➢ Cc与土的压缩性的关系
e~lgp曲线越陡， Cc就越大，土的压缩性越高
e~lgp曲线越平缓， Cc就越小，土的压缩性越低
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压缩系数
➢ a是表征土压缩性的重要指标之一
e~p曲线越陡， a就越大，土的压缩性越高 e~p曲线越平缓， a就越小，土的压缩性越低
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15
压缩系数
➢ 压缩曲线不是直线，即使是同一种土，其压缩系 数也不是常量。
➢ 工程上为了便于统一比较，习惯采用 100kpa~200kpa范围的压缩系数来衡量土的压 缩性的高低 e1 e2 1000
➢ 次固结对大多数土可不考虑， 但对软弱土不能忽略。
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次固结
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1.1.2 渗透性参数
➢ 土是具有连续孔 隙的介质。当土 作为建筑物的地 基和直接用作建 筑材料时，水就 会在水位差的作 用下，从水位较 高的一侧透过土 的孔隙流向水位 较低的一侧。
➢ 由于试样不可能产生侧向变形而只 有竖向压缩。于是，我们把这种条 件下的压缩试验称为单向压缩试验 或侧限压缩试验。
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室内固结试验与压缩曲线
e-logp曲线
e-p曲线
➢ 假定试样土粒本身体 积不变，土的压缩仅 由于孔隙体积的减小， 因此土的压缩变形常 用孔隙比e的变化来表 示。
➢ 压力p与相应的稳定孔 隙比的关系曲线称为 压缩曲线
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室内固结试验与压缩曲线
➢ a图：压力与加荷历时 关系
➢ b图：各级压力下，试 样孔隙比随时间的变 化过程
➢ 压缩快＝》压缩稳定， 稳定的快慢和土的性 质有关
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e-p曲线
压缩系数 压缩系数
e1 e2 1000
p2 p1
➢ 用单位压力增量所引 起的孔隙比的改变， 即压缩曲线的割线坡 度表征土的压缩性的 高低
土体在无侧向变形条件下，竖直应力与 竖向应变之比。其大小反映了土体在单 向压缩条件下对压缩变形的抵抗能力。
ES
z z
1e1
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其它压缩性指标
➢ 体积压缩系数mv 单位应力作用下单位体积的体积变化
mV
1 ES
1e1
初始孔隙比
Байду номын сангаасCHENLI
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➢ 1.1.1.3固结系数Cv
定义：土的压缩随时间而增长的过程叫固结。 固结系数Cv： 表征土固结速率的一个特征系数。