第1章工程地质基本知识
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第1章工程地质基本知识
•1.5 地下水
•1.5.3 土的渗透 性
•渗流
•土体内部应力状态变化
•土体的局部稳定问题
•管涌、流土等
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•土体的整体稳定问题
•水库塌岸 •岸坡、土坝在水位
•降落时 •引起的滑动
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•1.5 地下水
1.5.3 土的渗透性
•(1)概念:地下水通过土颗粒之间的孔隙流动,土体可被水 透过的性质称为土的透水性。它表明水通过孔隙的难易程度。
•i=h/L —水力坡降。v —渗透速度cm/s。k — 土的渗透系数cm/s
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第1章工程地质基本知识
•1.•51.5地.3下土水的渗透
性
•注意:达西定律中,v 不是某个土孔隙中水的渗流速度, 而是水流通过的整个断面上的平均渗流速度。 • k的物理意义:单位水力坡降(i=1)时的渗透速度。
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2020/11/25
第1章工程地质基本知识
•1.1 概 •述1.2 矿物与岩石 •1.3 第四纪沉积层
•1.4 不良地质条件
•1.5 地下水
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第1章工程地质基本知识
1.1 概述
• 1.1.1、地质作用
•
建筑场地的地形、地貌和组成物质(土与岩石)的成分、
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•1.2 矿物与岩石
• 二、矿物与岩石的概念
• 岩石:一种或多种矿物的集合体。
•
矿物:地壳中天然生成的自然元素或化合物,它具有一定的
物理性质、化学成份和形态.
• (一) 造岩矿物
• 组成岩石的矿物称为造岩矿物。
• 矿物按生成条件可分为原生矿物和次生矿物两大类。
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•1.3 第四纪沉积层
• 4、冲积层
• 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡 积、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。其 特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著,碎屑物质由带棱 角颗粒经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆或圆形颗粒,其搬运距离越长, 则沉积物质越细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物,可分为 平原河谷冲积层、山区河谷冲积层、山前平原冲积洪积层、三角洲 沉积层等。
•粉土 •淤泥
•黄土
•粉质粘 土
•中粗 砂
•粉细 砂
•砾卵石
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•平原河谷横断面
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•山区河谷横断面
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•1.3 第四纪沉积层
• 5、海相沉积层
•
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•1.3 第四纪沉积层
• 6、湖沼沉积层
•湖沼沉积层
•1.残积层
• 残留在原地未被搬运的那一部分 风化产物。颗粒不能被磨圆或分选, 没有层理构造。残积物与基岩之间没 有明显界限,其矿物成分很大程度上 与下卧基岩一致。由于残积物没有层 理构造,均质性很差,颗粒多为棱角 状的粗颗粒土,孔隙度较大,作为建
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第1章工程地质基本知识
•1.3 第四纪沉积层
下表。
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•1.1 概述
•地质年代和地层单位、顺序、名称的对应关系
地质年代 代
纪
世
期
地层单位 界
系
统
阶(层)
•纪(系)
• 通常所说的土: 新生代第四纪更新世(距今约100万年), 更新世又分为早更新世(Q1)、中更新世(Q2)、晚更新世 (Q3),其后为全新世(Q4)。
•应用:工程设计中,计算地基沉降速率,或地下水位以下 施工需计算地下水的涌水量,选择排水措施等均应用渗透 性指标。 •(2)土的渗透性规律
•1、渗透实验与达西定律
• 法国学者达西(Darcy,H. )1856年做砂土的渗透实验,发现 达西定律。
•
Q/t=q=kFh/L=kFi
v=k × i
•q —单位时间内通过砂层渗流出的水量。
• 地表的岩石经风化,剥蚀成岩屑,又经搬运、沉积而成的 沉积物,年代不长,未经压紧硬结成岩石之前,呈松散状态, 称为第四纪沉积层,即土。
• 根据搬运和沉积的情况不同,可分为以下几种类型: •残积层,坡积层,洪积层,冲积层,海相沉积层,湖沼沉积层。 • 不同成因类型的第四纪沉积物,各具有一定的分布规律和 工程地质特性。
•紊流运动:在岩石的裂隙或空洞中流动时,速度较大。其
流线有相互交错的现象。
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第1章工程地质基本知识
•Henry Darcy 1803 年 6 月 10 日 出生于法国第戎 ( Dijon )。 Darcy 少年时期正值国内政局动荡,因 此其学业也不很稳定。 1821 年, 18 岁的 Darcy 进入 巴黎工艺学校( Polytechnic School )学习, 2 年后 入巴黎路桥学校( School of Bridges and Roads ), 该校属法国帝国路桥工兵团,法国许多世界级的科学 家如皮托 (Pitot) 、圣文南( Saint-Venant )、科里奥 利( Coriolis )、纳维叶( Navier )等都出自该校, 其中一些还在该校任教。
• 建筑场地的水文地质条件主要包括地下水的埋藏条件,地下
水位及其动态变化,地下水化学成分及其对混凝土的腐蚀性等。
•地下水对工程的影 •1、响基础埋深:通常设计基础埋深D应小于地下水位深度 hw。
•2、施工排水:当地下水位高,基础埋深D大于地下水位深度时, 基槽开挖与基础施工必须进行排水。中小工程可以采用挖排水 沟与集水井排水;重大工程应采用井点降低地下水位法。
•2.坡积层
• 雨雪水流的地质作用将高 处岩石风化产物缓慢地冲刷剥蚀、 顺着斜坡向下移动、沉积在较平 缓的山坡上而形成的沉积物。自 上而下呈现由粗而细的分选现象。 其矿物成分与下卧基岩没有直接 关系。由于坡积物形成于山坡, 常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动; 还由于组成物质粗细颗粒混杂, 土质不均,厚度变化大。新近堆 积物,土质疏松,压缩性较大。
•6、空心结构物浮起。水池 油罐 •7、承压水冲破基槽。
•承压水地区,基槽开挖的深度要考虑承压水上隔水层的自重 压力大于承压水的压力,否则使承压水造成流土破坏。
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•1.5 地下水
1.5.2、地下水分类
•按埋藏条件不同,分为三类:
•1、上层滞水:地表水下渗积聚在局部透水性小的粘性土隔水 层上的水。为雨水补给,有季节性。
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•1.5 地下水
•3、地下水位升降:
•地下水上升,粘性土软化,增大压缩性;
•地下大幅下降,建筑物下沉或开裂;
•膨胀土遇水时膨胀,可顶起基础; •4、地下室防水。防渗 和倒灌
•5、地下水水质侵蚀性。 • 地下水含有各种化学成分,当某些成分含量过多时, 会腐蚀混凝土、石料及金属管道。
•e、水的动力粘滞系数
•土的渗透系数与水的重度和动力粘滞系数有关,而这两 个数值又取决于水的温度。水的重度随温度的变化不大, 可忽略不计。但动力粘滞系数却会随水温发生明显的变化。 故密度相同的同一种土,在不同温度下将具有不同的渗透 系数。 •层流运动:地下水在土中孔隙或微小裂缝中以不大的速度 连续渗透。
•5.砾石层
理构造,如具有夹层、 尖灭或透镜体等产状。
•6.石灰岩 层
•土 的 层 理 构
•靠近山地或离山较远地段的洪积物造的承载力高,而过度地带
由于地下水溢出地表造成沼泽地带,土质软、承载力低。
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•1.3 第四纪沉积层
•残积层:应注意不均匀沉降和土坡稳定性问题。 •坡积层:应注意不均匀沉降和地基稳定性问题。 •洪积层:应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。
• 分布厚度及特性,取决于地质作用。 • 构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳厚度为 30~80km,它的物质、形态和内部构造是在不断地改造和演 变的。导致地壳成分变化和构造变化的作用,称为地质作用。
可分为内力地质作用和外力地质作用。
•1、内力地质作用:
• 一般认为是,由于地球自转产生的旋转能和放射性元素 蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及地表形 态发生变化的地质作用。eg. 岩浆活动,地壳运动(构造运 动)和变质作用。
崩裂化学变化和机械破碎。动植物和微生物的活动,也可使原
岩不断发生机械破碎和化学变化。这种外力(包括大气、水、
生物)对原岩机械破碎和化学变化的作用,统称为风化作用。
• 外力地质作用过程中的风化、剥蚀、搬运及沉积,是彼此 密切联系的。风化作用为剥蚀作用创造了条件,而风化、剥蚀、 搬运又为沉积作用提供了物质的来源。
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•1.3 第四纪沉积层
•3.洪积层
• 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流,具
有很大的剥蚀、搬运能力。它冲刷地表,挟带着大量碎屑物 质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层。
• 离山渐远,颗粒变细,
分布范围逐渐扩大。其地貌 特征是靠山近处窄而陡,离 山远处宽而缓,形如锥体, 故称为洪积锥(扇)。由相 邻沟谷口的洪积扇组成洪积 扇群。
• 区分矿物可以矿物的形状、颜色、光泽、硬度、解理、比重
等特征为依据。
•
(二)岩石
•
岩石的主要特征包括矿物成分、结构和构造三方面。
•
岩石的结构—岩石中矿物颗粒的结晶程度、大小和形状、及
其彼此之间的组合方式。
•