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超實用的岩土基本知識

根據岩石建造類型、結構麵特征及其組成岩石的岩性和強度等特征,岩體分為岩漿岩、變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩和特殊岩石等5個工程地質岩類。每個岩類再劃分為若幹岩組,共計18個岩組。根據土體的成因類型、物質組成及工程特征,土體劃分為兩類11個組。

 

岩體工程地質特征

1、岩漿岩類

(1)堅硬—軟弱塊—層狀基性噴出岩。

火山熔岩為塊狀,較堅硬—堅硬,幹抗壓強度48.0—193.0兆帕,軟化係數0.64—0.99,岩體穩定性較好;火山碎屑岩為似層狀或層狀,軟弱—較堅硬,幹抗壓強度10.9—56.0兆帕,軟化係數0.43—0.54,岩體穩定性差。力學強度的高低與岩石的節理裂隙發育和風化程度有關。中等風化玄武岩強度為微風化—新鮮的20—50%;火山碎屑岩易受風化,中等風化的錘擊易碎。

(2)堅硬—較堅硬層狀中—酸性噴出岩。

岩石幹抗壓強度多大於108兆帕。流紋岩垂直和水平方向上的力學強度變化較大,在一定條件下可成為岩組中相對軟弱的夾層。使岩體穩定性變差。

(3)堅硬塊狀侵入岩。

岩石以中—粗粒或斑狀結構為主,塊狀構造,新鮮者致密堅硬,裂隙不發育,力學強度普遍較高,尤其是新鮮花崗岩,抗壓強度一般大於98兆帕。

2、變質岩類

(1)軟硬相間薄—中厚層狀變質砂頁岩。

岩層厚薄不等,軟硬相間,岩石的完整性和抗風化能力差異很大,力學強度各向異性。

片岩、千枚岩、板岩等軟弱岩石,節理裂隙較發育,垂直幹抗壓強度12.0—113兆帕;石英岩、變質砂岩、矽質岩等硬質岩石,較堅硬—堅硬,垂直幹抗壓強度43.0—260兆帕,最高達338兆帕。風化岩石幹抗壓強僅40—90兆帕。

(2)堅硬塊狀混合岩類。

岩石呈塊狀,完整性好,堅硬,幹抗壓強度59—196兆帕,強風化者為22兆帕。

(3)軟弱碎裂狀構造岩。

岩石破碎,透水性強,壓碎花崗岩垂直飽和抗壓強度為73兆帕,部分小於20兆帕。

3、碎屑岩

(1)軟弱—較堅硬,中—厚層狀紅色砂泥岩。

岩石呈不等厚互層狀。力學強度因岩性不同而異。砂岩,礫岩等岩石較堅硬,幹抗壓強度多大於50兆帕,風化岩幹抗壓強度一般小於50兆帕。泥岩、粘土岩等垂直幹抗壓強度為11.8—17.0兆帕。

(2)軟硬相間薄—中層狀砂頁岩。

頁岩常夾砂岩或與砂岩互層產出。砂岩幹抗壓強度為100—169兆帕,比片岩高幾倍至十幾倍,而砂岩強度又容易受風化影響,風化者為3.8—27兆帕,半風化者60—70.3兆帕。

(3)堅硬—較堅硬中厚層狀砂礫岩。

岩石致密堅硬,抗水性和抗風化能力強,力學強度高,抗壓強度多大於98兆帕。

(4)軟硬相間層狀碎屑岩夾碳酸鹽岩。

碳酸鹽岩、石英砂岩、粉砂岩等抗壓強度較高,頁岩抗壓強度低。但碳酸鹽岩因岩溶發育,強度有所降低,尤其在斷裂破碎帶。

4、碳酸鹽岩類

該岩類的工程地質特征主要與岩石的岩溶化程度有關。

(1)堅硬—較堅硬中—厚層狀強岩溶化碳酸鹽岩。

包括灰岩、白雲質灰岩、白雲岩,岩溶率8—35%,新鮮岩石抗壓強度一般大於98兆帕。

(2)堅硬—較堅硬中—厚層狀中等岩熔化碳酸鹽岩。

主要為灰岩、白雲岩化灰岩、生物灰岩、白雲岩等,沿斷裂及褶皺軸一般發育有溶隙、溶洞、暗河等。岩溶率一般為1.2—3.3%,岩溶發育深度在100米心內。幹抗強度69.5—107.7兆帕,飽和抗壓強度51.0—75.5兆帕,幹抗剪強度8.0—12.7兆帕。

(3)堅硬—較堅硬中—厚層狀弱岩溶化碳酸鹽岩。

主要岩石為灰岩、泥質灰岩、白雲質灰岩、矽質灰岩、白雲岩等,裂隙和岩溶發育程度差,灰岩抗壓強度為60.7—66.1兆帕。

(4)軟硬相間層狀碳酸鹽岩夾碎屑岩。

主要岩石為灰岩、生物灰岩、白雲岩、泥灰岩夾石英砂岩、頁岩、炭質頁岩等。岩石強度差異大,灰岩抗壓強度可達123.2兆帕,而頁岩抗壓強度一般為11.5—22.8兆帕,且易軟化和泥化。

5、特殊岩石

(1)軟弱—較堅硬薄—中層狀含煤、油頁岩紅色砂泥岩。

新鮮褐煤易氧化成碎塊狀,抗壓強度僅1.82兆帕,凝聚力202千帕;油頁岩頁理發育,抗壓強度1.1—2.8兆帕,凝聚力48—292兆帕;砂礫岩、砂岩、泥岩的工程地質特征與軟弱—較堅硬的紅色砂泥岩組相當。

(2)軟硬相間薄—中層狀含煤砂頁岩。

岩石力學強度高低懸殊,各向異性明顯。泥岩及頁岩易軟化,且裂隙發育,岩石較破碎,其邊坡易崩塌變形。

(3)軟硬相間層狀含石膏、鈣質紅色砂泥岩。

岩石易軟化和溶濁,常形成溶洞、溶孔、溶溝等。粵北坪石、丹霞、梅塘、彭屋盆地的白堊係上統灰質礫岩岩溶較發育,往往成為不均質地基,對工程建築不利。

(4)軟弱—較堅硬層狀珊瑚、貝殼碎屑岩。

岩石膠結程度較差。除現代潮間帶的貝殼砂岩局部強度略大之外,其餘強度多較低。據生物碎屑岩的少量樣品測試,幹抗壓強度為0.9—40.8兆帕,軟化係數0.83—0.91。

 

土體工程地質特征

1、沉積土類

(1)一般粘性土。

土體一般很濕—飽和,軟—可塑,部分流塑或硬塑。軟—流塑者允許承載力一般小於100千帕,可塑或硬塑性土允許承載力一般120千帕。

(2)老粘性土。

土體以硬塑狀為主,中—低壓縮性,含水層以上的老粘性土,允許承載力一般200千帕。但不同成因和不同時代的老粘性土彼此間的工程性能有的差別甚大。

(3)砂性土。

土體具有透水性強、壓密快和內摩擦角較大的特點。其力學強度影響因素較多,一般沉積時間早、埋深大的,強度高,反之則低。密實度以鬆散—中密者多,一般由淺至深從鬆散過渡為密實。當其處於地下水位之下和埋深小於15米時,可能因強震或機械震動而引起砂土液化。

(4)碎石土。

碎石土主要分布於河流中、上遊及支流穀地,沿海一帶也有零星分布。多埋藏於其它土組之下,且常為底礫層。土體具孔隙大、透水性強、抗剪強度大的特點,呈稍密—密實狀(裸露者以鬆散居多),力學強度高,一般可作良好的天然地基。

(5)特殊性土。

特殊性土,主要為淤泥質土和泥炭土。淤泥質土天然含水量高,並大於液限,孔隙比大於1,親水性強,透水性強,呈軟塑—流塑狀,高壓縮性,允許承載力小於90千帕。原狀土抗剪強度平均值為8.4—64千帕。泥炭土多呈牛糞狀,鬆軟而質輕,飽和或過飽和,具大孔隙率、軟—流塑、高壓縮、易觸變、力學強度低和工程性能差等特點。輕型觸探擊數為1—17擊,允許承載力小於100千帕。

此外,尚有矽藻土,其性質為鬆散質輕,高壓縮性。幹時吸水性強,易崩解,強度很低。

2、坡殘積土類

(1)侵入岩坡殘積土。

土體為粘土、亞砂土等,普遍含較多的石英砂礫。天然狀態下呈可塑一硬塑狀,中等壓縮性,壓縮係數平均值0.3—0.46每兆帕,標貫擊數平均8.0—21.5擊。力學強度較高,且隨深度的增加而增大,允許承載力大多達160千帕。

(2)噴出岩坡殘積土。

土體為粘土、亞粘土、亞砂土等,呈可塑—硬塑狀。據梅縣兩個流紋斑岩殘積土試驗成果,液性指數小於零,壓縮係數平均值為0.01每兆帕,壓縮模量16.2兆帕;雷瓊地區基性火山岩殘積土孔隙比一般為0.966—2.548,壓縮係數平均值為0.029—0.289每兆帕,地基允許承載力普遍達200千帕。

(3)碎屑岩坡殘積土。

主要為粘土、亞粘土,可塑—硬塑狀,壓縮係數平均值0.196—0.36每兆帕,標貫平均擊數13.7—60擊,力學強度較高。

(4)碳酸鹽岩坡殘積土。

主要為粘土、礫質粘土、含礫亞粘土、亞砂土,統稱為紅粘土。土體突出的工程地質特征是具有一定的脹縮性,失水時體積劇烈收縮,失水愈嚴重,收縮量就愈大,但吸水膨脹性較弱,脹壓力很低。天然狀態下含水率、孔隙比、可塑性指標等較高,多呈堅硬—硬塑狀。以中等壓縮性為主,壓縮係數平均值為0.008—0.048每兆帕。

(5)變質岩坡殘積土。

主要為粘土、粘土夾碎石、亞砂土等,強度一般較高,允許承載力多達250千帕。

根據岩石建造類型、結構麵特征及其組成岩石的岩性和強度等特征,岩體分為岩漿岩、變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩和特殊岩石等5個工程地質岩類。每個岩類再劃分為若幹岩組,共計18個岩組。根據土體的成因類型、物質組成及工程特征,土體劃分為兩類11個組。

發布時間:2020-08-17
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來源:樁友圈
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