不懂這些巖土基本知識(shí)

根據(jù)巖石建造類型、結(jié)構(gòu)面特征及其組成巖石的巖性和強(qiáng)度等特征,巖體分為巖漿巖、變質(zhì)巖、碎屑巖、碳酸鹽巖和特殊巖石等5個(gè)工程地質(zhì)巖類。每個(gè)巖類再劃分為若干巖組,共計(jì)18個(gè)巖組。根據(jù)土體的成因類型、物質(zhì)組成及工程特征,土體劃分為兩類11個(gè)組。

1巖體工程地質(zhì)特征

1.巖漿巖類

 (1)堅(jiān)硬—軟弱塊—層狀基性噴出巖。火山熔巖為塊狀,較堅(jiān)硬—堅(jiān)硬,干抗壓強(qiáng)度48.0—193.0兆帕,軟化系數(shù)0.64—0.99,巖體穩(wěn)定性較好;火山碎屑巖為似層狀或?qū)訝睿浫?mdash;較堅(jiān)硬,干抗壓強(qiáng)度10.9—56.0兆帕,軟化系數(shù)0.43—0.54,巖體穩(wěn)定性差。力學(xué)強(qiáng)度的高低與巖石的節(jié)理裂隙發(fā)育和風(fēng)化程度有關(guān)。中等風(fēng)化玄武巖強(qiáng)度為微風(fēng)化—新鮮的20—50%;火山碎屑巖易受風(fēng)化,中等風(fēng)化的錘擊易碎。

 (2)堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬層狀中—酸性噴出巖。巖石干抗壓強(qiáng)度多大于108兆帕。流紋巖垂直和水平方向上的力學(xué)強(qiáng)度變化較大,在一定條件下可成為巖組中相對(duì)軟弱的夾層。使巖體穩(wěn)定性變差。

 (3)堅(jiān)硬塊狀侵入巖。巖石以中—粗;虬郀罱Y(jié)構(gòu)為主,塊狀構(gòu)造,新鮮者致密堅(jiān)硬,裂隙不發(fā)育,力學(xué)強(qiáng)度普遍較高,尤其是新鮮花崗巖,抗壓強(qiáng)度一般大于98兆帕。

2.變質(zhì)巖類

 (1)軟硬相間薄—中厚層狀變質(zhì)砂頁巖。巖層厚薄不等,軟硬相間,巖石的完整性和抗風(fēng)化能力差異很大,力學(xué)強(qiáng)度各向異性。片巖、千枚巖、板巖等軟弱巖石,節(jié)理裂隙較發(fā)育,垂直干抗壓強(qiáng)度12.0—113兆帕;石英巖、變質(zhì)砂巖、硅質(zhì)巖等硬質(zhì)巖石,較堅(jiān)硬—堅(jiān)硬,垂直干抗壓強(qiáng)度43.0—260兆帕,最高達(dá)338兆帕。風(fēng)化巖石干抗壓強(qiáng)僅40—90兆帕。

 (2)堅(jiān)硬塊狀混合巖類。巖石呈塊狀,完整性好,堅(jiān)硬,干抗壓強(qiáng)度59—196兆帕,強(qiáng)風(fēng)化者為22兆帕。

 (3)軟弱碎裂狀構(gòu)造巖。巖石破碎,透水性強(qiáng),壓碎花崗巖垂直飽和抗壓強(qiáng)度為73兆帕,部分小于20兆帕。

3.(1)軟弱—較堅(jiān)硬,中—厚層狀紅色砂泥巖。巖石呈不等厚互層狀。力學(xué)強(qiáng)度因巖性不同而異。砂巖,礫巖等巖石較堅(jiān)硬,干抗壓強(qiáng)度多大于50兆帕,風(fēng)化巖干抗壓強(qiáng)度一般小于50兆帕。泥巖、粘土巖等垂直干抗壓強(qiáng)度為11.8—17.0兆帕。

 (2)軟硬相間薄—中層狀砂頁巖。頁巖常夾砂巖或與砂巖互層產(chǎn)出。砂巖干抗壓強(qiáng)度為100—169兆帕,比片巖高幾倍至十幾倍,而砂巖強(qiáng)度又容易受風(fēng)化影響,風(fēng)化者為3.8—27兆帕,半風(fēng)化者60—70.3兆帕。

 (3)堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬中厚層狀砂礫巖。巖石致密堅(jiān)硬,抗水性和抗風(fēng)化能力強(qiáng),力學(xué)強(qiáng)度高,抗壓強(qiáng)度多大于98兆帕。

 (4)軟硬相間層狀碎屑巖夾碳酸鹽巖。碳酸鹽巖、石英砂巖、粉砂巖等抗壓強(qiáng)度較高,頁巖抗壓強(qiáng)度低。但碳酸鹽巖因巖溶發(fā)育,強(qiáng)度有所降低,尤其在斷裂破碎帶。

4.碳酸鹽巖類

該巖類的工程地質(zhì)特征主要與巖石的巖溶化程度有關(guān)。

 (1)堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬中—厚層狀強(qiáng)巖溶化碳酸鹽巖。包括灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖,巖溶率8—35%,新鮮巖石抗壓強(qiáng)度一般大于98兆帕。

 (2)堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬中—厚層狀中等巖熔化碳酸鹽巖。主要為灰?guī)r、白云巖化灰?guī)r、生物灰?guī)r、白云巖等,沿?cái)嗔鸭榜薨欇S一般發(fā)育有溶隙、溶洞、暗河等。巖溶率一般為1.2—3.3%,巖溶發(fā)育深度在100米心內(nèi)。干抗強(qiáng)度69.5—107.7兆帕,飽和抗壓強(qiáng)度51.0—75.5兆帕,干抗剪強(qiáng)度8.0—12.7兆帕。

 (3)堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬中—厚層狀弱巖溶化碳酸鹽巖。主要巖石為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、白云巖等,裂隙和巖溶發(fā)育程度差,灰?guī)r抗壓強(qiáng)度為60.7—66.1兆帕。

 (4)軟硬相間層狀碳酸鹽巖夾碎屑巖。主要巖石為灰?guī)r、生物灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r夾石英砂巖、頁巖、炭質(zhì)頁巖等。巖石強(qiáng)度差異大,灰?guī)r抗壓強(qiáng)度可達(dá)123.2兆帕,而頁巖抗壓強(qiáng)度一般為11.5—22.8兆帕,且易軟化和泥化。

5.(1)軟弱—較堅(jiān)硬薄—中層狀含煤、油頁巖紅色砂泥巖。新鮮褐煤易氧化成碎塊狀,抗壓強(qiáng)度僅1.82兆帕,凝聚力202千帕;油頁巖頁理發(fā)育,抗壓強(qiáng)度1.1—2.8兆帕,凝聚力48—292兆帕;砂礫巖、砂巖、泥巖的工程地質(zhì)特征與軟弱—較堅(jiān)硬的紅色砂泥巖組相當(dāng)。

 (2)軟硬相間薄—中層狀含煤砂頁巖。巖石力學(xué)強(qiáng)度高低懸殊,各向異性明顯。泥巖及頁巖易軟化,且裂隙發(fā)育,巖石較破碎,其邊坡易崩塌變形。

 (3)軟硬相間層狀含石膏、鈣質(zhì)紅色砂泥巖。巖石易軟化和溶濁,常形成溶洞、溶孔、溶溝等;洷逼菏⒌は、梅塘、彭屋盆地的白堊系上統(tǒng)灰質(zhì)礫巖巖溶較發(fā)育,往往成為不均質(zhì)地基,對(duì)工程建筑不利。

 (4)軟弱—較堅(jiān)硬層狀珊瑚、貝殼碎屑巖。巖石膠結(jié)程度較差。除現(xiàn)代潮間帶的貝殼砂巖局部強(qiáng)度略大之外,其余強(qiáng)度多較低。據(jù)生物碎屑巖的少量樣品測(cè)試,干抗壓強(qiáng)度為0.9—40.8兆帕,軟化系數(shù)0.83—0.91。

2土體工程地質(zhì)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于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(shí)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(qiáng)、壓密快和內(nèi)摩擦角較大的特點(diǎn)。其力學(xué)強(qiáng)度影響因素較多,一般沉積時(shí)間早、埋深大的,強(qiáng)度高,反之則低。密實(shí)度以松散—中密者多,一般由淺至深從松散過渡為密實(shí)。當(dāng)其處于地下水位之下和埋深小于15米時(shí),可能因強(qiáng)震或機(jī)械震動(dòng)而引起砂土液化。

 (4)碎石土。碎石土主要分布于河流中、上游及支流谷地,沿海一帶也有零星分布。多埋藏于其它土組之下,且常為底礫層。土體具孔隙大、透水性強(qiáng)、抗剪強(qiáng)度大的特點(diǎn),呈稍密—密實(shí)狀(裸露者以松散居多),力學(xué)強(qiáng)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(zhì)土和泥炭土。淤泥質(zhì)土天然含水量高,并大于液限,孔隙比大于1,親水性強(qiáng),透水性強(qiáng),呈軟塑—流塑狀,高壓縮性,允許承載力小于90千帕。原狀土抗剪強(qiáng)度平均值為8.4—64千帕。泥炭土多呈牛糞狀,松軟而質(zhì)輕,飽和或過飽和,具大孔隙率、軟—流塑、高壓縮、易觸變、力學(xué)強(qiáng)度低和工程性能差等特點(diǎn)。輕型觸探擊數(shù)為1—17擊,允許承載力小于100千帕。

  此外,尚有硅藻土,其性質(zhì)為松散質(zhì)輕,高壓縮性。干時(shí)吸水性強(qiáng),易崩解,強(qiáng)度很低。

2.坡殘積土類

 (1)侵入巖坡殘積土。土體為粘土、亞砂土等,普遍含較多的石英砂礫。天然狀態(tài)下呈可塑一硬塑狀,中等壓縮性,壓縮系數(shù)平均值0.3—0.46每兆帕,標(biāo)貫擊數(shù)平均8.0—21.5擊。力學(xué)強(qiáng)度較高,且隨深度的增加而增大,允許承載力大多達(dá)160千帕。

 (2)噴出巖坡殘積土。土體為粘土、亞粘土、亞砂土等,呈可塑—硬塑狀。據(jù)梅縣兩個(gè)流紋斑巖殘積土試驗(yàn)成果,液性指數(shù)小于零,壓縮系數(shù)平均值為0.01每兆帕,壓縮模量16.2兆帕;雷瓊地區(qū)基性火山巖殘積土孔隙比一般為0.966—2.548,壓縮系數(shù)平均值為0.029—0.289每兆帕,地基允許承載力普遍達(dá)200千帕。

 (3)碎屑巖坡殘積土。主要為粘土、亞粘土,可塑—硬塑狀,壓縮系數(shù)平均值0.196—0.36每兆帕,標(biāo)貫平均擊數(shù)13.7—60擊,力學(xué)強(qiáng)度較高。

 (4)碳酸鹽巖坡殘積土。主要為粘土、礫質(zhì)粘土、含礫亞粘土、亞砂土,統(tǒng)稱為紅粘土。土體突出的工程地質(zhì)特征是具有一定的脹縮性,失水時(shí)體積劇烈收縮,失水愈嚴(yán)重,收縮量就愈大,但吸水膨脹性較弱,脹壓力很低。天然狀態(tài)下含水率、孔隙比、可塑性指標(biāo)等較高,多呈堅(jiān)硬—硬塑狀。以中等壓縮性為主,壓縮系數(shù)平均值為0.008—0.048每兆帕。

 (5)變質(zhì)巖坡殘積土。主要為粘土、粘土夾碎石、亞砂土等,強(qiáng)度一般較高,允許承載力多達(dá)250千帕。