工程岩土学(唐大雄 、孙愫文 主编 )

工 程 岩 土 学唐大雄 孙愫文 主编

绪 论一、工程岩土学的研究意义由工程建筑活动而产生的地质问题， 由工程建筑活动而产生的地质问题，一般称为工程 地质问题。 地质问题。 工程地质学是和工程建筑密切联系着的一门实用地 质学， 质学，是研究预测和评价与工程建筑有关的工程地质问题 的学科。 的学科 工程岩土学是以工程地质观点， 工程岩土学是以工程地质观点，研究岩土体的工程 地质性质及其在自然和人为因素影响下形成和发展变化的 学科， 学科，以适应各类工程建筑的要求，它也是工程地质学中 的重要基础理论部分。工程岩土学不仅研究岩土体当前的 工程岩土学不仅研究岩土体当前的 性状，也要分析其性质的形成条件，并结合自然条件和建 性状，也要分析其性质的形成条件 筑物修建后对岩土体的影响，分析并预测岩土体性质的可 能变化，提出有关的防治措施。

二、工程岩土学的研究对象和研究内容作为建筑场地、建筑介质或建筑材料的地壳表层岩土体，是工程岩土学 的研究对象。岩土是坚硬岩石和松散土的简称，它们都是地质作用的产物 岩土是坚硬岩石和松散土的简称， 岩土是坚硬岩石和松散土的简称 它们都是地质作用的产物。 岩土体的性质不仅与岩土本身的性质有关， 岩土体的性质不仅与岩土本身的性质有关，更重要的还与岩土体的结构有 关。 根据工程岩土学的研究对象，工程岩土学的研究内容包括以下几个方面: ⑴ 研究岩土体工程地质性质，包括：物理性质——岩土体所处的物理状态， 如密度和干湿状态、孔隙或空隙的特征，以及岩土体与水相互作用表现出来 的可塑性、膨胀性、吸水性、软化性···等性质；力学性质——岩土体在外力作 用下表现出的变形和强度特性； ⑵ 研究岩土体工程地质性质的形成和分布规律，岩土体物质组成和结构特征 对岩土体工程地质性质的影响； ⑶ 研究岩土体工程地质性质指标的测试方法和测试技术； ⑷ 研究岩土和岩土体的工程地质分类； ⑸ 研究岩土体工程地质性质在自然因素或人类工程活动影响下的变化趋势和 变化规律，并预测这种变化对各种建筑物的危害； ⑹ 研究改良岩土体性质的原则和方法。 为开展上述内容的研究，工程岩土学采用的主要方法是一般地质学方法 和专门的试验方法。当然，一般地质学所得的结果往往是定性的，不能满足 工程设计和施工的需要。为了定量说明岩土体工程地质性质，定量评价有关 的工程地质问题，则必须采用专门的试验方法，即取样进行室内试验或现场 原位测试，以获得表征岩土体工程地质性质的各种定量指标

。

三、工程岩土学发展概况及动向《工程岩土学》是上世纪20年代末期才形成一门较完 整的学科。它与《土力学》、《岩石力学》、《岩土工程》 一起，研究的对象是岩土体，解决与工程建筑有关的岩土 体问题，都是为工程建筑服务的。但《土力学》、《岩石 力学》是利用力学的原理对岩土体进行研究和分析，属力 学的分支；《岩土工程》则运用《工程岩土学》、《土力 学》、《岩石力学》的基础理论和评价方法，解决工程建 筑过程中所遇到的与岩土体有关的技术问题，属于工程技 术的范畴；而《工程岩土学》则是《土力学》、《岩石力 学》和《岩土工程》的理论基础，是从地质学的观点研究 岩土体性质及其形成和变化规律。所以，它属于工程地质 学的分支。

第一篇 土和土体的工程地质研究第一章 土的物质组成第一节 土的粒度成分一、粒组及其划分土的粒度成分是指土中各种大小土粒的相对含量。土粒的大 土的粒度成分是指土中各种大小土粒的相对含量 小通常以其平均直径的大小来表示，简称粒径，又称粒度，以 “毫米(mm)”为单位。为了便于研究土中各种大小土粒的相 对含量，及其与土的工程地质性质的关系，有必要将工程地质性 质相似的土粒归并成组，按其粒径的大小分为若干组别。这种大 这种大 小相近、性质相似的组别称为粒组，或称粒级。 小相近、性质相似的组别称为粒组，或称粒级。 目前，我国广泛应用的粒组划分方案一般是按粒径由粗至细 一般是按粒径由粗至细 依次划分为：漂砾组、卵粒组、砾粒组、砂粒组、 依次划分为：漂砾组、卵粒组、砾粒组、砂粒组、粉粒组和粘粒 组六个粒组。 组六个粒组。

二、土的粒度成分的测定方法土的粒度成分，通常以各粒组的质量百分率来表示，说明各粒级的分配情况，也 称颗粒级配。在工程实践中，将土按粒度成分分类，用来大致判别土的工程地质类型。 目前，土的粒度成分测定方法中，对粗粒土一般采用筛分法；而对细粒土，则多采用 静水沉降法。

三、土的粒度成分的表示方法根据实验测得的粒度成分资料，可用多种方法表示，以便找出粒度成分变化的规 律性。常用的表示方法有列表法、累计曲线法及三角图法。 列表法 将粒度分析的成果，用表格的形式表达。本法可以清楚地用数量说明土样 各粒组的含量。但当土样量较大时，不易获得直观概念。 累计曲线法 以粒径d为横坐标，以该粒径的累计百分含量Xd为纵坐标，在此直角 坐标系中两者的关系曲线称累计曲线。累计曲线的坐标系统有两种类型，一种是自然 对数坐标系，另一种是半对数坐

标系。 由累计曲线可求得任一粒径取段的百分含量、任一百分含量的最大粒径、土的有 效粒径d10、土的不均匀系数和曲率系数。在工程地质工作中，往往用累计曲线求得土 的不均匀系数Cu和曲率系数Cc,用以判定土的不均匀性。 Cu=d60/d10 Cc=d30/d10·d60 式中：d60、d30、d10——相应于累计百分含量分别为60%、30%、10%的粒 径，㎜。 当Cu≤5,Cc=1~3时，为级配不良的土，即均粒土。表明土中粒组含量单一， , = ~ 时 为级配不良的土，即均粒土。表明土中粒组含量单一， 颗粒均匀，累计曲线显得陡直；若不能同时满足上述两条件，则为级配良好的土， 颗粒均匀，累计曲线显得陡直；若不能同时满足上述两条件，则为级配良好的土，即 不均粒土，表明土中各粒组含量相差无几，颗粒大小混杂，累计曲线显得平缓。 不均粒土，表明土中各粒组含量相差无几，颗粒大小混杂，累计曲线显得平缓。 d10也称有效粒径，其物理意义是：由一种粒径土组成的理想均粒土，如与另一 也称有效粒径， 也称有效粒径 其物理意义是：由一种粒径土组成的理想均粒土， 非均粒土具有相等的透水性，那么这个均粒土的粒径应与这个非均粒土的d10大致相 非均粒土具有相等的透水性，那么这个均粒土的粒径应与这个非均粒土的 大致相 等。因此认为，d10是土中最具有代表性的粒径。它常用于渗透变性的计算公式中。

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