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工程岩土/地质基础知识大全

347 2020-06-05 16:13:41



土的分类及名称


碎石类土颗粒直径d(mm)

漂石(浑圆或圆棱)或块石(尖棱)大d>800, 中800≥d>400, 小400≥d>200 

卵石(„„) 200≥d>60

粗圆砾(„„)60≥d>20

细圆砾(„„)20≥d>2

砂类土

砂粒粗2≥d>0.5 中0.5≥d>0.25 细0.25≥d>0.075

粘性土

粉粒 0.075≥d>0.005 粘粒 d<0.005

砂类土的划分

砾砂粒径大于2mm颗粒的质量占总质量的25-50%。颗粒比高粱米粒大

粗砂粒径大于0.5mm颗粒的质量超过总质量的50%。颗粒比小米粒大

中砂粒径大于0.25mm颗粒的质量超过总质量的50%。颗粒与砂糖近似

细砂粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的85%。颗粒与粗玉米粉近似

粉砂粒径小于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50%。颗粒与小米粉近似

注:定名时应根据粒径分组,由大到小,以最先符合者确定



粘性土的划分塑性指数


粉质粘土 10<Ip≤17 粘土 Ip>17 粘性土塑性状态的划分液性指数IL 标 准贯入锤 数

坚硬 IL≤0.0 N63.5>32

硬塑 0.0<IL<0.5 32≥N63.5>8

软塑 0.5<IL≤1.0 8≥N63.5>2

流塑 IL>1.0 N63.5≤2

塑性状态区分:(铁路勘察)流塑0<N≤2   软塑2<N≤7   硬塑7<N≤35  坚硬N>35

(公路勘察)流塑0<N≤2    软塑2<N≤4    可塑 4<N≤18     硬塑18<N≤32   坚硬N>32

粉土密实程度区分:稍密N≤12   中密12<N≤18   密实N>18



碎石类土砂类土密实程度


应根据结构特征、地貌、自然坡形态、开挖及钻探情况确定。碎石类土密实程度的划分

密实N63.5>20   骨架颗粒交错紧贴连续接触,孔隙填满、密实。天然陡坡稳定,坎下堆积物较少。镐挖掘困难,用撬棍方能松动,坑壁稳定。从坑壁取出大颗粒处,能保持凹面形状。钻进困难,钻探时,钻具跳动剧烈,孔壁较稳定。

中密10<N63.5≤20   骨架颗粒排列疏密不匀,部分颗粒不接触,孔隙填满,但不密实。天然坡不易陡立或陡坎下堆积物较多。天然坡大于粗颗粒的安息角。镐可挖掘,坑壁有掉块现象。充填物为砂类土时,坑壁取出大颗粒处,不易保持凹面形状。钻进较难。钻探时钻具跳动不剧烈,孔壁有坍塌现象。

稍密5<N63.5≤10  多数骨架颗粒不接触,孔隙基本填满,但较松散. 不易形成陡坎,天然坡略大于粗颗粒的安息角。镐较易挖掘。坑壁易掉块,从坑壁取出大颗粒后易塌落。钻进较难。钻探时,钻具有跳动,孔壁较易坍塌。

松散N63.5≤5 骨架颗粒间有较大孔隙,充填物少,且松散。锹可以挖掘。天然坡多为主要颗粒的安息角。坑壁易坍塌。钻进较容易。钻进中孔壁易坍塌。

砂类土的密实程度的划分

密实 Dr≥0.67                    N63.5>30

中密 0.67>Dr≥0.4       30≥N63.5>15

稍密 0.4>Dr≥0.33        15≥N63.5>10

松散 Dr<0.33                     N63.5≤10


岩石和岩体的分类

岩石坚硬程度的定性划分

极硬岩:锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎;浸水后大多无吸水反应未风化或微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、硅质胶结的砂岩或砾岩等

硬岩:锤击声较清脆,有轻微的回弹,稍震手,较难击碎;浸水后有轻微的吸水反应弱风化的极硬岩;未风化或微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、灰岩、钙质胶结的砂岩、结晶颗粒较粗的岩浆岩等。

较软岩:锤击声不清脆,不回弹,较易击碎;吸水明显,浸水后指甲可划出印痕强风化的极硬岩;弱风化的硬岩;未风化或微风化的千枚岩、云母片岩、砂质泥岩、钙泥质胶结的粉砂岩、砾岩、泥灰岩、页岩、凝灰岩等。

软岩:锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎;浸水后手可掰开弱风化-强风化的硬质岩;弱风化的较软岩和未风化或微风化的泥质岩类:泥岩、煤、泥质胶结的砂岩和砾岩等。极软岩:锤击声哑,无回弹,有较深的凹痕,手可掰开;浸水后可捏成团或捻碎全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石。

岩石坚硬程度的定量划分

应采用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)指标, Rc与定性划分岩石坚硬程度的对应关系坚硬程度 Rc(MPa)

极硬岩Rc>60 硬岩60≥Rc>30 较软岩30≥Rc>15 软岩15≥Rc>5 极软岩Rc≤5

岩体节理宽度的分级(mm)

密闭节理 b<1 微张节理 1≤b<3 张开节理 3≤b<5 宽张节理 b≥5


岩体节理发育程度分级

节理不发育:节理1-2组,规则,为构造型,间距在1m以上,多为密闭节理,岩体被切割成巨块状。

节理较发育:节理2-3组,呈X型,较规则,以构造型为主,多数间距大于0.4m,多为密闭节理,部分为微张节理,少有充填物,岩体被切割成大块状。

节理发育:节理3组以上,不规则,呈X型或米字型,以构造型风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分为张开节理,部分有充填物,岩体被切割成块状。

节理很发育:节理3组以上,杂乱,以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m,以张开节理为主,有个别宽张节理,一般均有充填物,岩体被切割成碎裂状。


岩体受构造影响程度的划分

轻微:地质构造变动小,节理不发育。

较重:地质构造变动较大,位于断层或褶曲轴的邻近地段,可有小断层,节理较发育。严重:地质构造变动剧烈,位于褶曲轴部或断层影响带内,软质岩多见扭曲及拖拉现象,节理发育。

很严重:位于断层破碎带内,岩体呈块石、碎石、角砾状,有的甚至呈粉末、泥土状,节理很发育。

岩体完整程度的划分岩体完整性指数Kv 完整:结构面1-2组,以构造型节理或层面为主,密闭型。巨块状整体结构Kv>0.75 较完整:结构面2-3组,以构造型节理、层面为主,裂隙多呈密闭型,部分为微张型,少有充填物。块状结构0.75≥Kv>0.55

较破碎:结构面一般为3组,以节理及风化裂隙为主,在断层附近受构造作用影响较大,裂隙以微张型和张开型为主,多有充填物。层状、块石、碎石状结构0.55≥Kv>0.35

破碎:结构面大于3组,并多以风化型裂隙为主,在断层附近受构造作用影响大,裂隙以张开型为主,多有充填物。碎石角砾状结构

0.35≥Kv>0.15

极破碎:结构面杂乱无序,在断层附近受构造作用影响很大,宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填,充填物厚度大。散体状结构Kv≤0.15

注:岩体完整性指数是岩体弹性纵波速度与岩石弹性纵波速度比值的平方。

岩体按风化程度分类

未风化:岩石、矿物及其胶结物颜色新鲜,保持原有颜色。保持岩体原有结构。除构造裂隙外肉眼见不到其他裂隙,整体性好。除泥质岩可用大锤击碎外,其余岩类不易击开,放炮才能掘进。

微风化:岩石、矿物颜色较暗淡,节理面附近有部分矿物变色。岩体结构未破坏,仅沿节理面有风化现象或有水锈。有少量风化裂隙,裂隙间距多数大于0.4m,整体性仍较好。要用大锤和契子才能剖开,泥质岩用大锤可以击碎,放炮才能掘进。

弱风化:岩石、矿物失去光泽,颜色暗淡,部分易风化矿物已经变色。岩体结构已部分破坏,裂隙可能出现风化夹层,一般呈块状或球状结构。风化裂隙发育,裂隙间距多数为0.2-0.4m,整体性差。可用大锤击碎,用手锤不易击碎,大部分需放炮掘进,岩芯方可钻进。强风化:岩石及大部分矿物变色,形成次生矿物。岩体结构已大部分破坏,形成碎块状或球状结构。风化裂隙很发育,岩体破碎,风化物呈碎石状,裂隙间距小于0.2m,完整性很差。用手锤可击碎,用镐可以掘进,干钻可钻进。

全风化:岩石、矿物已完全变色,除石英外大部分风化成土状。岩体结构已完全破坏,仅外观保持原岩特征。风化破碎呈碎屑状,土状或砂状。用手可捏碎,用锹就可掘进,干钻较易钻进。



  附  录  


粘性土

坚硬 N63.5≥35 拇指压不动硬塑 35>N63.5≥18 拇指压有凹坑可塑 18>N63.5≥4 食指压有凹坑软塑 4>N63.5≥2食指可插入岩芯流塑2>N63.5岩芯可缓慢塑流,成扁圆形

花岗岩

残积土:原岩结构难以辨认,长石已风化成土状,石英颗粒还能保持原岩中形态,岩芯呈土状、具塑性。(N63.5<30)

全风化:原岩结构尚可辨认,斜长石已风化成高岭土,钾长石斑晶风化后内部常有硬核,石英颗粒基本保持原岩中的形态,含白云母碎片,岩芯以土状为主、手易捏碎。(50>N63.5≥30)

强风化:原岩结构清晰,斜长石风化剧烈、钾长石晶体一般完整,用手可捏成砂砾状。颗粒间连结力减弱,岩芯呈半岩半土状,岩块手可折断。(N63.5≥50)

石英与长石的区别

石英常呈六方柱状晶体,柱面上有横纹无解理,贝壳状断口,油脂光泽。

长石晶体呈柱状、板状,二组板面解理完全,具玻璃光泽。断层断裂构造分为:节理、劈理和断层三种基本类型。节理:当岩石发生破裂,沿破裂面两侧的岩石,尚没有产生明显的相对位移或仅有很微小的位移。

劈理:岩石受力后,具有沿一定方向劈开成平行或大致平行的密集的薄层或薄板的一种构造。沿着劈开的这种裂面称劈理面。

☆劈理的识别

1、切穿不同成分、颜色、粒度岩层的面,可能是劈理面;

2、劈理在不同岩性的岩层中分布的频度及层面交角可能不同,甚至出现转折或弯曲;

3、切穿特殊岩层的夹层或透镜体,排列方向密集的破裂面,可能是劈理面;4、单个的劈理面一般延伸不远。岩石受力发生断裂,断裂面两盘沿断裂面有明显的剪切滑动和位移时,称为断层。

断层的规模大小不等,相差悬殊,长度从短于一米到几千公里。断层影响地壳的深度也各不相同,一般来说,长度越大的断层,影响深度也越大。断层面可以是平面的,也可以是波状的或锯齿状的面。

变质岩的常见结构

1、碎裂结构:这是动力变质作用造成的结构。是在定向压力下使矿物发生弯曲、破裂、断开,甚至研磨成细小碎屑或岩粉,称碎裂结构。常见有碎裂结构和糜棱结构。

2、变余结构:由于重结晶作用不彻底,原岩的矿物成份和结构特征被保留下来,称为变余结构。

3、变晶结构:岩石在变质作用过程中重结晶所形成的结构称为变晶结构。按结晶矿物的大小可分为:等粒变晶结构(各矿物的颗粒呈等粒状),如大理岩、石英岩;不等粒变晶结构(各矿物的颗粒大小不等),如片麻岩;斑状变晶结构(在颗粒较小的基质中有较大且结晶较完整的晶体)。按矿物的外形可分为:花岗变晶结构、角岩结构、磷片变晶结构(如千枚岩)和纤维变晶结构。

4、交代结构:岩石原有的矿物,在变质作用过程中被新的矿物所代替,称交代结构。如混合岩中斜长石被钾长石所代替。

变质岩的常见构造

1、块状构造:变质岩中的矿物成分和结构均匀,并不具方向性排列,如大理岩、石英岩等。

2、板状构造:粘土岩或中酸性凝灰岩在温度不高而以压力为主的变质作用下,常出现一组彼此平行的破裂面(称劈理),形似平行排列之板状,故称板状构造。破裂面光滑整齐,其上有微弱的丝绢光泽,原岩的组分基本上未重结晶,此种构造为板岩所特有。板岩是页岩、粉砂质泥岩或部分中酸性凝灰质岩石经区域变质作用形成的浅变质岩石。坚硬致密,沿板理面可剥成薄板,又称瓦板岩。★板岩为变余结构、板状构造。

3、千枚状构造:粘土岩、粉砂岩及中酸性凝灰岩经低级变质作用而产生薄片状构造,重结晶程度不高,仅开始出现定向排列的绢云母或绿泥石等细小磷片状晶体,面上有丝绢光泽,伴有许多小褶皱,这是千枚岩的典型构造。千枚岩与板岩一样同为泥岩、粉砂质泥岩或中酸性凝灰质岩石经轻微变质而成,但变质程度比板岩稍高,出现大量绢云母、绿泥石及石英等,具强的丝绢光泽。空间上常与板岩共生,并互相过度.★千枚岩为磷片变晶结构。

4、片状构造:粘土岩、粉砂岩、凝灰岩或熔岩经区域变质作用,形成新生的云母、绿泥石、角闪石等,它们定向平行排列形成连续的薄层,构成明显的片理构造。片状构造是变质岩中最典型最常见的构造,其特点是岩石中含有大量的片状、柱状矿物如云母、绿泥石、滑石、角闪石等,它们大致呈定向排列而且彼此基本相连而使岩石形成片状。这种构造主要发育在片岩中。

5、片麻状构造:由各种岩石经较深度区域变质作用,原岩全部重结晶形成以粗粒的长石、石英为主和不同数量的云母、角闪石、辉石等不同矿物,分别集结成定向排列的带状集合体,构成不连续的为黑白相间的片麻状构造。如果浅色矿物发育,形似眼球,则称为眼球状构造。片麻状构造与片状构造相似,所不同的是岩石的中片状、柱状矿物数量较少,故彼此不能相连,而中间被一些粒状矿物如石英、长石等所隔开。花岗片麻岩:是指成份与花岗岩相似,即主要由石英、钾长石、黑云母、少量角闪石等组成的片麻岩,呈肉红色,与花岗岩的区别在于暗色矿物呈定向排列,暗色矿物与浅色矿物常交替成薄层状,一般颗粒大小均匀。★花岗片麻岩为花岗变晶结构。

6、条带状构造:是由颜色深浅不同矿物成份的条带相间排列而成,称条带状构造。主要见于混合岩中。

沉积岩之碎屑岩的胶结物

1、硅质胶结:由石英及其它二氧化硅(蛋白石)组成,颜色浅,白色或灰白色,硬度高。

2、铁质胶结:由铁的氧化物或氢氧化物组成(赤铁矿、褐铁矿等),颜色由浅红色到紫红色;坚硬程度次于硅质胶结物。

3、钙质胶结:由碳酸钙一类的物质组成,颜色浅,遇稀盐酸剧烈起泡;坚硬程度次于铁质胶结物。

4、泥质胶结:由粘土类矿物组成,颜色不稳定,胶结松散。

碎屑岩类岩石按颗粒大小分为:

☆砾岩(角砾岩)--直径大于2mm、含量大于50%;

☆砂岩--直径2-0.1mm、含量大于50%;

☆粉砂岩--直径0.1-0.01mm、含量大于50%。

★砂岩按砂屑成份可分为:石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩;

★按砂屑颗粒大小分为:粗粒、中粒、细粒、粗中粒、中细粒等。

粘土岩分类及结构特征

粘土岩是沉积岩中分布最广的一类,粘土岩常按固结程度分为:粘土(未固结)、泥岩、页岩。根据混入成份的不同,可将泥岩和页岩进一步细分为:含粉砂质泥岩(页岩)、粉砂质泥岩(页岩)、钙质泥岩(页岩)、碳质泥岩(页岩)、硅质泥岩(页岩)等。

粘土岩结构

按颗粒大小及相对含量分

1、砂泥质结构:含有5%~25%砂粒时,称含砂泥质结构(如:含砂质泥岩);砂粒达25%~50%时,则称砂泥质结构(如:砂质泥岩)。(以手触摸有明显颗粒感觉,肉眼可见砂粒,断口呈参差状)

2、粉砂泥质结构:含有5%~25%粉砂时,称含粉砂泥质结构(如:含粉砂质泥岩);粉砂含量达25%~50%时,称粉砂泥质结构(如:粉砂质泥岩)。(以手触摸有粗糙感,断口粗糙)

3、泥质结构:几乎全由(或大于90%)0.01mm以下的细微质点组成,岩石均一致密(如:泥岩或页岩)(以手触摸有滑腻感,断口呈贝壳状)

火山碎屑岩

(属沉积岩之碎屑岩类)是沉积岩与熔岩之间的过渡性岩石,是火山喷发时喷出的大量碎屑物质降落堆积硬结而成的岩石。根据火山碎屑的大小分为集块岩、火山角砾岩、凝灰岩三种。

★☆集块岩(砾径大于100mm的碎屑含量在50%以上),

★☆火山角砾岩(砾径2-100mm的碎屑含量在50%以上)它们多分布于火山口附近。

★集块岩为集块结构,火山角砾岩为火山角砾结构。

★集块岩和火山角砾岩的胶结物主要为火山灰。

岩石是地壳发展过程中各种地质作用的自然产物,是组成地壳的主要物质成分。岩石是由一种或多种矿物组成的集合体。

按岩石成因类型可分为三大类:岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩浆岩是岩浆在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。又称火成岩。分为:喷出岩和侵入岩。

★岩浆喷溢出地表后凝固的岩石称喷出岩(火山岩);

★若岩浆上升未达地表而在地壳内一定深处缓慢冷凝固结的岩石,称侵入岩。侵入岩又分为深成岩和浅成岩。岩浆岩常不具层理构造,侵入岩中没有化石。

★岩浆岩最常见的矿物有:橄榄石、辉石、角闪石、云母、长石、石英等,这些矿物又称造岩矿物。由这六种矿物组合构成了绝大多数的岩浆岩。

★侵入岩的产状一般可分为:岩基、岩株、岩床、岩盆、岩盖、岩墙及岩脉;

★岩浆岩构造;块状构造(大部分岩浆岩具此构造);带状构造(主要见于基性、超基性岩中);气孔及杏仁构造(常见于喷出岩中);枕状构造(常见于海底喷出岩中);流面、流线构造(侵入岩体边缘,岩石中片状、板状矿物及扁平状捕虏体等成定向平行排列,称流面。针状、柱状矿物或捕虏体等成定向平行排列,则称流线);流纹状构造(喷出岩中由不同颜色的条纹或拉长的气孔等沿一定方向排列)。


★钻探回次进尺采取率

黏性土粉土1.0~1.5 ≥90﹪砂类土泥浆钻进1.0~1.5 ≥70﹪碎石类土0.5~1.0 ≥50﹪黄土1.0~1.5 ≥90﹪较完整轻微风化基岩1.0~2.5 ≥70﹪完整基岩<3.5 ≥80﹪

★砂类土及碎石类土取样标准

砂样≥1Kg圆砾土角砾土≥3Kg卵石土碎石土≥5Kg

★黏性土及特殊类土取样标准:

黏性土取样直径≥100mm样长≥200mm软土取样直径≥100mm样长≥500mm黄土取样直径≥120mm样长≥150mm☆各类土样每组均为双样(2节)