岩土工程地质分级及分类(1)
岩土工程分类与分级
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岩土工程分类与分级
水理性质
•吸水率：常压条件下，岩石吸入水分的质量与干 燥岩石质量之比。
•饱水率：高压或真空条件下，岩石吸入水分的质 量与干燥岩石质量之比。
•饱水系数：岩石的吸水率与饱水率的比值。其值 越大，岩石的抗冻性越差。
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岩土工程分类与分级
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。
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岩土工程分类与分级
•二、 岩体及岩体结构
岩石（Rock）: 具一定结构构造的矿物集合体。
岩体（Rock mass）：
包含各种结构面的地质体。岩体的工程性质 首先取决于结构面的性质,其次才是组成岩体的 岩石性质。
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岩土工程分类与分级
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。
•强度特性
•最主要是抗剪强度
•c
m
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•
图 7—12 岩体抗剪强度包络线
•1－结构面强度线；2－岩块强度线；3－岩体强度包络线变化范围 岩土工程分类与分级
•四、岩石和岩体的工程分类
1、分类的目的
（1）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编 制定额提供必要的基本依据。 （2）便于施工方法的总结,交流,推广。 （3）为便于行业内技术改革和管理。
岩土工程勘察分级
岩土工程勘察分级1、根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为三个工程重要性等级：（1）一级工程：重要工程，后果很严重；（2）二级工程：一般工程，后果严重；（3）三级工程：次要工程，后果不严重。
2、根据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：（1）符合下列条件之一者为一级场地(复杂场地)：1)对建筑抗震危险的地段；2)不良地质作用强烈发育；3)地质环境已经或可能受到强烈破坏；4)地形地貌复杂；5)有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。
（2）符合下列条件之一者为二级场地(中等复杂场地)：1)对建筑抗震不利的地段；2)不良地质作用一般发育；3)地质环境已经或可能受到一般破坏；4)地形地貌较复杂；5)基础位于地下水位以下的场地。
（3）符合下列条件者为三级场地(简单场地)：1)抗震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利的地段；2)不良地质作用不发育；3)地质环境基本未受破坏；4)地形地貌简单；5)地下水对工程无影响。
3、根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：（1）符合下列条件之一者为一级地基(复杂地基)：1)岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；2)严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。
（2）符合下列条件之一者为二级地基(中等复杂地基)：1)岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；2)除本条第1款规定以外的特殊性岩土。
（3）符合下列条件者为三级地基(简单地基)：1)岩土种类单一，均匀，性质变化不大；2)无特殊性岩土。
4、根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，可按下列条件划分岩土工程勘察等级。
1）甲级在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；2）乙级除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；3）丙级工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。
工程地质岩石分类及鉴定
工程地质岩石分类及鉴定中国•宜昌2016年5月4日目录1.工民建工程 (3)2.公路工程 (5)3.港口工程 (10)4.铁路工程 (13)5.工程岩体分级标准 (18)1 工民建工程1.1、岩石坚硬程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：1 当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，科用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行；2 当岩体完整程度极为破碎时，可不进行坚硬程度分类。
1.2、岩石坚硬程度等级定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.3、岩体完整程度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
1.4-1、岩石完整程度的定性分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.4-2、岩体完整程度划分《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）注：1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比;2 风化系数K f为岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比;3 花岗岩类岩石，可采用标准贯入试验划分，N≥50为强风化；50＞N≥30为全风化；N＜30为残积土。
4 泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。
1.6、岩体基本质量等级分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.7、岩石按质量指标RQD分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.8、岩层厚度分类《岩土工程勘察规范》GB50021—20011.9、岩石按在水中软化系数分类《岩土工程勘察规范》GB50021—2001注：软化系数（K）等于饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。
2 公路工程2.1、岩石坚硬程度分级《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注：岩石饱和单轴抗压强度试验要点，见本规范附录B。
2.2、岩体完整程度划分《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）注: 完整性指数为岩体压缩波速与岩块压缩波速之比的平方。
岩土施工工程和隧道围岩分级
Ⅱ
V
Ⅰ
Ⅵ
Ⅱ
V
Ⅱ
V
Ⅲ
V
Ⅳ
Ⅳ
V
Ⅲ
V
Ⅱ
较硬岩
较坚硬，裂隙发育，岩芯破 碎，岩芯呈碎块状、块状为
主，少量短柱状
中粒结构，块状构造，矿物成
9、<9H>、 岩石微风化带
<9Z>、<9C-2>
坚硬岩
分为长石、石英、少量黑云母 等。岩芯以短柱状为主，部分
长柱状或块状，岩质坚硬
表 6.1
岩土施工工 隧道围岩
程分级
基本分级
Ⅰ
Ⅵ
Ⅱ
Ⅵ
Ⅰ
Ⅵ
Ⅱ
Ⅵ
Ⅰ
Ⅵ
Ⅱ
Ⅵ
Ⅱ
Ⅵ
岩土施工工程和隧道围岩分级
岩土施工工程分级 按照《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-2012）附录 F，结合本 场地各岩土层的状态、特征和性状等特点，将本线路段土、石工程分级分为 I～ Ⅵ个级别，如下： Ⅰ级松土：机械能全部直接铲挖满载； Ⅱ级普通土：机械须部分刨松方能用铲挖满载，或可直接铲挖但不能满载； Ⅲ级硬土：机械须用普遍刨松或部分爆破方能铲挖满载； Ⅳ级软石：部分用橇棍或十字镐及大锤开挖，部分爆破方法开挖； Ⅴ级次坚石：用爆破方法开挖； Ⅵ级坚石：用爆破方法开挖。 隧道围岩分级 按照《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-2012）附录 E，结合场 地主要工程地质特征、结构特征和完整状态等特性，对本场地各岩土层进行隧道 围岩分级，划分如下： Ⅰ级：围岩稳定，无坍塌，可能产生岩爆； Ⅱ级：暴露时间长可能会出现局部小坍塌，侧壁稳定，层间结合差的平缓岩 层顶板易塌落； Ⅲ级：拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌； Ⅳ级：拱部无支护时可能产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定； Ⅴ级：围岩易坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉或坍塌至地表； Ⅵ级：围岩极易坍塌变形，有水时土、砂常与水一起涌出，浅埋时易坍塌至 地表。 此外，围岩级别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ遇有地下水时，可根据具体情况和施工条件适 当降低围岩分级。最终的隧道围岩分级应根据围岩基本分级，受地下水、断裂、 环境条件等影响的综合确定。
岩土工程勘察分级土石鉴定与分类
类别
亚类
硬度/MPa
代表性岩石
硬质岩石 软质岩石
极硬岩石 次硬岩石 次软岩石 软质岩石
> 60 30～60 5～30
<5
花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、石 灰岩、石英砂岩、石英岩、大理岩、硅质砾岩等
黏土岩、页岩、千枚岩、绿泥石片岩、云母 片岩等
注：强度指新鲜岩块的饱和单轴极限抗压强度。当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，可用点荷载强度换算， 换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB 50218）执行。
② 无特殊性岩土。 地基等级确定亦按照场地等级原则确定。
1.1.4 岩土工程勘察等级
地基岩土工程勘察等级的划分应符合表 1.2 规定。
表 1.2 岩土工程勘察等级划分表
勘察等级
工程重要性等级
确定勘察等级的条件 场地等级
地基等级
甲级
一级 二级
任意 一级 任意
任意 任意 一级
乙级
二级 三级
二级 三级 一级 二级
表 1.4 岩石按风化程度分类
风化程度
野外特征
风化程度参数指标 波速比 Kv 风化系数 Kf
未风化
岩质新鲜，偶见风化痕迹
0.9～1.0
0.9～1.0
微风化 中等风化
强风化 全风化 残积土
结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风 0.8～0.9
化痕迹
结构部分破坏，沿节理面有次生矿物、风化裂隙发育， 0.6～0.8
（1）符合下列条件之一者为一级地基（复杂地基）： ① 岩土种类多、很不均匀、性质变化大（地下水对工程影响大），且需特殊处理。 ② 多年冻土，湿陷、膨胀、盐渍及污染严重的特殊性岩土，以及其他复杂情况需要专门
岩层编号及分级
Ⅲ级硬土：机械须用普遍刨松或部分爆破方能铲挖满载；
Ⅳ级软石：部分用橇棍或十字镐及大锤开挖，部分爆破方法开挖；
Ⅴ级次坚石：用爆破方法开挖；
Ⅵ级坚石：用爆破方法开挖。
隧道围岩分级
按照《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307-2012）附录 E，结合场地主要
工程地质特征、结构特征和完整状态等特性，对本场地各岩土层进行隧道围岩分级，划
Ⅳ
Ⅳ
风化裂隙发育。
中粗粒结构，块状构造，岩质
8、<8H>、<8Z>、 <8C-2>
岩石中风化带
较硬岩
较坚硬，裂隙发育，岩芯破碎， 岩芯呈碎块状、块状为主，少
V
Ⅲ
量短柱状
中粒结构，块状构造，矿物成
9、<9H>、<9Z>、 <9C-2>
岩石微风化带
坚硬岩
分为长石、石英、少量黑云母 等。岩芯以短柱状为主，部分
Ⅵ级：围岩极易坍塌变形，有水时土、砂常与水一起涌出，浅埋时易坍塌至地表。
此外，围岩级别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ遇有地下水时，可根据具体情况和施工条件适当降低
围岩分级。最终的隧道围岩分级应根据围岩基本分级，受地下水、断裂、环境条件等影
响的综合确定。
1. 分级结果
岩土施工工程和隧道围岩建议值表
层序
岩土 名称
状态
主要工程地质特征
<4-3>
<4-2A>、<4-2B>
<5F-1>、 <5F-2>、<5N-1>
岩土 名称 淤泥质粉细 砂、中粗砂
粉质粘土
冲洪积砂层
粉质粘土层
粉质粘土层
工程施工岩土分类
工程施工岩土分类一、岩土的性质岩土是由多种矿物组成的固体材料，常见的有砂土、黏土、粉土、砂质土、粉砂土、淤泥等。
岩土的性质受到原材料的成分、粒度分布、压实度和水分含量等因素的影响。
1. 粒度分布：岩土中的颗粒大小以及颗粒之间的排列方式对其性质有着重要影响。
通常，岩土可以通过粒径大小将其分为砾石、砂、泥、壤四种。
其中，砾石颗粒大于2mm，砂颗粒在0.05-2mm之间，泥颗粒小于0.002mm，壤在砂与泥之间。
不同颗粒的含量比例不同，会对岩土的工程性质产生影响。
2. 压实度：岩土的压实度是指岩土颗粒之间的紧密程度，影响了岩土的强度和稳定性。
一般来说，压实度越高，岩土的强度也越大。
3. 液塑性指数：岩土的液塑性指数反映了其在水分作用下的变形性能，是评价岩土水泥性能的重要参数之一。
液性降低，代表岩土在吸水过程中产生变形的能力减弱，而塑性增加，代表岩土在被水湿润后可塑性增加。
4. 岩土含水量：岩土的含水量会影响其强度和变形性能。
过多的水分使得岩土变得疏松，导致容易发生流失和液化等现象；而过少的水分，则使得岩土变得干硬，容易发生开裂等问题。
二、岩土的分类根据岩土的物理性质和工程性质，可以将岩土分为不同的分类，为施工提供依据。
常见的分类有以下几种：1. 按颗粒大小分类：（1）粗颗粒土：包括砂、砾石等，颗粒较大，不透水性能好。
（2）细颗粒土：包括粉土、黏土等，颗粒较小，透水性能差。
2. 按松实度分类：（1）密实土：颗粒间排列整齐，密度大，强度高。
（2）疏松土：颗粒间排列松散，密度小，强度低。
3. 按液塑性指数分类：（1）非塑土：液塑性指数小于0.075，可塑性较差。
（2）塑土：液塑性指数大于0.075，可塑性较好。
4. 按原材料分类：（1）天然土：岩土的组成主要来自于自然形成的土壤或矿石。
（2）填土：岩土的组成主要来自于人工填充的土壤或砂石料。
每种类型的岩土都有其独特的性质和特点，在工程施工中都需要根据实际情况进行分类和处理，以确保工程的顺利进行和安全稳定。
土岩的分类——精选推荐
⼟岩的分类⼟分类⼀类⼟（松⼟）能⽤锹、出头挖掘⼆类⼟（普通⼟）能⽤锹、出头挖掘，少许⽤镐翻松三类⼟（坚⼟）主要⽤镐，少许⽤锹，锄头挖掘，部分⽤撬棍四类⼟（砂砾坚⼟）整个⽤镐撬棍，然后⽤锹挖掘，部分⽤楔和锤五类⼟（软⼟）⽤镐或撬棍、⼤锤挖掘，部分⽤爆破⽅法六类⼟（次坚⽯）⽤爆破⽅法开挖，部分⽤风镐七类⼟（坚⽯）⽤爆破⽅法开挖⼋类⼟（特坚⽯）⽤爆破⽅法开挖摘⾃中国⼯程爆破协会⽹协会副理事长周家汉的（《全国统⼀爆破⼯程消耗量定额》编制⼯作会议上的讲话）岩体类别在编写原则中，关于岩⼟爆破⼯程的⼟壤及岩⽯分类仍按建设部《全国统⼀建筑⼯程基础定额》中的⼟壤及岩⽯（普⽒）分类表执⾏。
在露天、地下、硐室、⽔下等⽯⽅爆破⼯程中，都有岩体分类问题。
在过去的爆破定额中，均采⽤前苏联的⼟壤及岩⽯分类表（普⽒岩⽯强度系数）把⼟壤和岩⽯共划分为五级：Ⅰ-Ⅳ为⼟壤类；Ⅴ为松⽯（软⽯）；Ⅵ-Ⅷ为次坚⽯；Ⅸ- X为普坚⽯；Ⅺ-ⅩⅥ为特坚⽯，每⼀级都有⼟壤岩⽯名称和物理⼒学性质指标。
在爆破⼯程的预算定额中过去均采⽤后四段，即松⽯、次坚⽯、普坚⽯和特坚⽯，⽽且已往已有较多的定额参考资料。
2003年颁布实施的国家标准《建设⼯程⼯程量清单计价规范》GB50500-2003规定采⽤的就是上述《⼟壤及岩⽯分类表》，1988年《全国统⼀城镇控制爆破⼯程、硐宝⼤爆破⼯程预算定额》也是采⽤此分类表。
因此，编制全国统⼀爆破⼯程消耗量定额也决定采⽤该分类表。
该表已为国内建筑⼯程与爆破界所公认，不仅可以确定⼯程所在岩⽯的开挖⽅法、判断岩⽯爆破的难易程度，⽽且可以作为计算承包⼯程单价、编制招投标的依据。
建国以来，我国科技⼯作者对岩⽯在分类分级进⾏过⼤量⼯作。
如东北⼯学院，科学院⼯程地质研究所等。
东北⼤学进⾏了岩⽯可爆性与稳定性的研究，提出了分级⽅法。
其中岩⽯的可爆性分级是以能量平衡为准则，根据标准条件下爆破漏中体积、⼤块率、⼩块率、平均合格率试验数据以及岩⽯波阻抗，计算出岩⽯可爆性指数，提出分级表。
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作为建筑物地基的土
1)碎石土:碎石土是指粒径大于2 mm的颗粒含量超过总质量的50％的
土
2)砂土:粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50％、粒径大于
0.075mm的颗粒超过全重50％的土。
3)粉土:粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50％、塑性指数小
于或等于10的土。
4)粘性土:塑性指数大于10的土
岩石质量指标RQD（rock quality designation）:用直 径为75mm的金刚钻头，双 层岩芯管在岩石中钻进， 连续取芯。长度大于10cm 的岩芯总长度与钻进总进 尺的比值，以百分数表示。
RQD
LP
( 10cm的岩芯断块长度) Lt (岩芯进尺总长度)
100%
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CH7- 12
7.4 土的工程分类
将用于工程建设目的的各种自然土，按其 工程地质性质的差异划分为类或组。
分类：
←普通分类：《土的分类标准》 ←专门分类：《建筑地基基础设计规 范》、《岩土工程勘察规范》
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CH7- 13
地基土的分类：GBJ 50007-2002
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CH7- 4
影响岩石工程性质的因素
内部因素（岩石的地质特征）
• 矿物成分 • 结构 • 构造
外部因素
• 水的作用 • 风化作用
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CH7- 5
Ch7.2 岩体的工程性质
一、几个基本概念
岩石（Rock）矿物的集合体。
岩体（Rockmass）是指地质历史过程中形成的， 由岩块和结构面网络组成的，具有一定的结构并 赋存于一定的天然应力状态和地下水等地质环境 中的地质体。
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岩体结构 指岩体中 结构面与结构体的 排列组合关系。 结构体 指岩体中被 结构面切割围限的 岩石块体。它不同 于岩块的概念。
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岩芯采取率（core extraction）:钻孔中取得的岩芯长 度与钻探进尺的比值，用百分数表示。
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CH7 岩土工程地质分级 与分类
Ch7.1 岩石的工程性质
物理性质 重度（密度） 比重(相对密度) 水理性质 力学性质
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水理性质
软化性：指岩石在水的作用下强度降低的性质。软化系数 (softening coefficient)为岩石在饱水状态下的极限抗压强度 与风干状态下强度之比。<0.75是强软化的岩石，工程性质 较差。 渗透性(permeability)：指岩石允许水透过的能力。 溶解性(dissolubility)：指岩石溶解于水的性质。 抗冻性(frost resistance)：指岩石抵抗冰劈作用的能力.抗压 强度降低率<(20％～25％)的岩石是抗冻的。 崩解性(disintegration)：指黏土质岩石吸水膨胀的性质。
←室内单轴抗强度指标
2.岩体的完整性：软弱面(带)及充填
←用地质、试验和施工等定性定量指标
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3.水的影响：
1)使岩石物理力学性质劣化；
2)渗流影响岩体稳定性
用软化系数指标：→岩石浸水饱和前后的 单轴干、湿抗压强度之比。
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5)人工填土: 特殊土
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我国的主要特殊土
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、 工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成 的，其分布有明显的区域性特征。
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特殊性土的种类有：
沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土 西南亚热带湿热气候条件下的红黏土 西北、华北干旱气候区的黄土 西北、华北干旱气候区的盐渍土 高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土
岩体中存在着复杂的天然应力状态和地下水，这 是岩体与其他材料的根本区别之一
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结构面（Structural Plane） 指地质历史 发展过程中，在岩 体内形成的具有一 定的延伸方向和长 度，厚度相对较小 的地质界面或带。
岩块（Rock block 或 Rock）指不含显 著结构面的岩石块 体，是构成岩体的 最小岩石单元体。
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淤泥类黏土
淤泥类黏土( mucky soil)：
是在静水或水流缓慢的环 境中沉积，并有微生物的参 与，含有较多有机质的疏松 软弱黏性土。 分布:
沿海地区滨海相、泻湖相、 三角洲相；
内陆平原或山区的湖相和 冲积洪积沼泽相。
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力学性质
强度指标： 抗压强度：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。 抗拉强度：岩石单向受拉时抵抗破坏的能力。 抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的能力。
变形指标 弹性模量：应力与弹性应变的比值。 变形模量：应力与总应变的比值。 泊松比： 是横向应变与纵向应变比值。
工程特性：具明显的胀缩性。
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因外墙基土收缩、基础向外扭 转，墙体呈水平裂缝
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二、岩体结构类型及工程性质
整体块状结构：整体强度高。 层状结构：强度和变形特性具各向异性特点。 碎裂结构：岩体完整性破坏大。 散体结构：工程性质差。
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三、影响岩体工程性质的主要因素：
←岩石强度、岩体完整性、风化程度、 水的影响等。
1.岩石质量：岩石的强度和变形
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工程特性：含水量高，透水性低，压缩性大，强度低。 CHONGQING UNIVERSITY
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膨胀土(expansive soil)：
膨胀土 是一种富含亲水性
黏土矿物,且随含水量的增减体 积发生显著胀缩变形的硬塑性黏 土。
分布： 全国。云南、广西、贵州、湖 北最具代表性。一般位于山前丘 陵地区或河谷高阶地上。