超实用的岩土基本知识

     根据岩石建造类型、结构面特征及其组成岩石的岩性和强度等特征，岩体分为岩浆岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩和特殊岩石等5个工程地质岩类。每个岩类再划分为若干岩组，共计18个岩组。根据土体的成因类型、物质组成及工程特征，土体划分为两类11个组。

 

岩体工程地质特征

1、岩浆岩类

（1）坚硬—软弱块—层状基性喷出岩。

火山熔岩为块状，较坚硬—坚硬，干抗压强度48.0—193.0兆帕，软化系数0.64—0.99，岩体稳定性较好；火山碎屑岩为似层状或层状，软弱—较坚硬，干抗压强度10.9—56.0兆帕，软化系数0.43—0.54，岩体稳定性差。力学强度的高低与岩石的节理裂隙发育和风化程度有关。中等风化玄武岩强度为微风化—新鲜的20—50%；火山碎屑岩易受风化，中等风化的锤击易碎。

（2）坚硬—较坚硬层状中—酸性喷出岩。

岩石干抗压强度多大于108兆帕。流纹岩垂直和水平方向上的力学强度变化较大，在一定条件下可成为岩组中相对软弱的夹层。使岩体稳定性变差。

（3）坚硬块状侵入岩。

岩石以中—粗粒或斑状结构为主，块状构造，新鲜者致密坚硬，裂隙不发育，力学强度普遍较高，尤其是新鲜花岗岩，抗压强度一般大于98兆帕。

2、变质岩类

（1）软硬相间薄—中厚层状变质砂页岩。

岩层厚薄不等，软硬相间，岩石的完整性和抗风化能力差异很大，力学强度各向异性。

片岩、千枚岩、板岩等软弱岩石，节理裂隙较发育，垂直干抗压强度12.0—113兆帕；石英岩、变质砂岩、硅质岩等硬质岩石，较坚硬—坚硬，垂直干抗压强度43.0—260兆帕，最高达338兆帕。风化岩石干抗压强仅40—90兆帕。

（2）坚硬块状混合岩类。

岩石呈块状，完整性好，坚硬，干抗压强度59—196兆帕，强风化者为22兆帕。

（3）软弱碎裂状构造岩。

岩石破碎，透水性强，压碎花岗岩垂直饱和抗压强度为73兆帕，部分小于20兆帕。

 

3、碎屑岩

（1）软弱—较坚硬，中—厚层状红色砂泥岩。

岩石呈不等厚互层状。力学强度因岩性不同而异。砂岩，砾岩等岩石较坚硬，干抗压强度多大于50兆帕，风化岩干抗压强度一般小于50兆帕。泥岩、粘土岩等垂直干抗压强度为11.8—17.0兆帕。

（2）软硬相间薄—中层状砂页岩。

页岩常夹砂岩或与砂岩互层产出。砂岩干抗压强度为100—169兆帕，比片岩高几倍至十几倍，而砂岩强度又容易受风化影响，风化者为3.8—27兆帕，半风化者60—70.3兆帕。

（3）坚硬—较坚硬中厚层状砂砾岩。

岩石致密坚硬，抗水性和抗风化能力强，力学强度高，抗压强度多大于98兆帕。

（4）软硬相间层状碎屑岩夹碳酸盐岩。

碳酸盐岩、石英砂岩、粉砂岩等抗压强度较高，页岩抗压强度低。但碳酸盐岩因岩溶发育，强度有所降低，尤其在断裂破碎带。

4、碳酸盐岩类

该岩类的工程地质特征主要与岩石的岩溶化程度有关。

（1）坚硬—较坚硬中—厚层状强岩溶化碳酸盐岩。

包括灰岩、白云质灰岩、白云岩，岩溶率8—35%，新鲜岩石抗压强度一般大于98兆帕。

（2）坚硬—较坚硬中—厚层状中等岩熔化碳酸盐岩。

主要为灰岩、白云岩化灰岩、生物灰岩、白云岩等，沿断裂及褶皱轴一般发育有溶隙、溶洞、暗河等。岩溶率一般为1.2—3.3%，岩溶发育深度在100米心内。干抗强度69.5—107.7兆帕，饱和抗压强度51.0—75.5兆帕，干抗剪强度8.0—12.7兆帕。

（3）坚硬—较坚硬中—厚层状弱岩溶化碳酸盐岩。

主要岩石为灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、硅质灰岩、白云岩等，裂隙和岩溶发育程度差，灰岩抗压强度为60.7—66.1兆帕。

（4）软硬相间层状碳酸盐岩夹碎屑岩。

主要岩石为灰岩、生物灰岩、白云岩、泥灰岩夹石英砂岩、页岩、炭质页岩等。岩石强度差异大，灰岩抗压强度可达123.2兆帕，而页岩抗压强度一般为11.5—22.8兆帕，且易软化和泥化。

 

5、特殊岩石

（1）软弱—较坚硬薄—中层状含煤、油页岩红色砂泥岩。

新鲜褐煤易氧化成碎块状，抗压强度仅1.82兆帕，凝聚力202千帕；油页岩页理发育，抗压强度1.1—2.8兆帕，凝聚力48—292兆帕；砂砾岩、砂岩、泥岩的工程地质特征与软弱—较坚硬的红色砂泥岩组相当。

（2）软硬相间薄—中层状含煤砂页岩。

岩石力学强度高低悬殊，各向异性明显。泥岩及页岩易软化，且裂隙发育，岩石较破碎，其边坡易崩塌变形。

（3）软硬相间层状含石膏、钙质红色砂泥岩。

岩石易软化和溶浊，常形成溶洞、溶孔、溶沟等。粤北坪石、丹霞、梅塘、彭屋盆地的白垩系上统灰质砾岩岩溶较发育，往往成为不均质地基，对工程建筑不利。

（4）软弱—较坚硬层状珊瑚、贝壳碎屑岩。

岩石胶结程度较差。除现代潮间带的贝壳砂岩局部强度略大之外，其余强度多较低。据生物碎屑岩的少量样品测试，干抗压强度为0.9—40.8兆帕，软化系数0.83—0.91。

 

土体工程地质特征

1、沉积土类

（1）一般粘性土。

土体一般很湿—饱和，软—可塑，部分流塑或硬塑。软—流塑者允许承载力一般小于100千帕，可塑或硬塑性土允许承载力一般120千帕。

（2）老粘性土。

土体以硬塑状为主，中—低压缩性，含水层以上的老粘性土，允许承载力一般200千帕。但不同成因和不同时代的老粘性土彼此间的工程性能有的差别甚大。

（3）砂性土。

土体具有透水性强、压密快和内摩擦角较大的特点。其力学强度影响因素较多，一般沉积时间早、埋深大的，强度高，反之则低。密实度以松散—中密者多，一般由浅至深从松散过渡为密实。当其处于地下水位之下和埋深小于15米时，可能因强震或机械震动而引起砂土液化。

（4）碎石土。

碎石土主要分布于河流中、上游及支流谷地，沿海一带也有零星分布。多埋藏于其它土组之下，且常为底砾层。土体具孔隙大、透水性强、抗剪强度大的特点，呈稍密—密实状(裸露者以松散居多)，力学强度高，一般可作良好的天然地基。

（5）特殊性土。

特殊性土，主要为淤泥质土和泥炭土。淤泥质土天然含水量高，并大于液限，孔隙比大于1，亲水性强，透水性强，呈软塑—流塑状，高压缩性，允许承载力小于90千帕。原状土抗剪强度平均值为8.4—64千帕。泥炭土多呈牛粪状，松软而质轻，饱和或过饱和，具大孔隙率、软—流塑、高压缩、易触变、力学强度低和工程性能差等特点。轻型触探击数为1—17击，允许承载力小于100千帕。

此外，尚有硅藻土，其性质为松散质轻，高压缩性。干时吸水性强，易崩解，强度很低。

2、坡残积土类

（1）侵入岩坡残积土。

土体为粘土、亚砂土等，普遍含较多的石英砂砾。天然状态下呈可塑一硬塑状，中等压缩性，压缩系数平均值0.3—0.46每兆帕，标贯击数平均8.0—21.5击。力学强度较高，且随深度的增加而增大，允许承载力大多达160千帕。

（2）喷出岩坡残积土。

土体为粘土、亚粘土、亚砂土等，呈可塑—硬塑状。据梅县两个流纹斑岩残积土试验成果，液性指数小于零，压缩系数平均值为0.01每兆帕，压缩模量16.2兆帕；雷琼地区基性火山岩残积土孔隙比一般为0.966—2.548，压缩系数平均值为0.029—0.289每兆帕，地基允许承载力普遍达200千帕。

（3）碎屑岩坡残积土。

主要为粘土、亚粘土，可塑—硬塑状，压缩系数平均值0.196—0.36每兆帕，标贯平均击数13.7—60击，力学强度较高。

（4）碳酸盐岩坡残积土。

主要为粘土、砾质粘土、含砾亚粘土、亚砂土，统称为红粘土。土体突出的工程地质特征是具有一定的胀缩性，失水时体积剧烈收缩，失水愈严重，收缩量就愈大，但吸水膨胀性较弱，胀压力很低。天然状态下含水率、孔隙比、可塑性指标等较高，多呈坚硬—硬塑状。以中等压缩性为主，压缩系数平均值为0.008—0.048每兆帕。

（5）变质岩坡残积土。

主要为粘土、粘土夹碎石、亚砂土等，强度一般较高，允许承载力多达250千帕。

根据岩石建造类型、结构面特征及其组成岩石的岩性和强度等特征，岩体分为岩浆岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩和特殊岩石等5个工程地质岩类。每个岩类再划分为若干岩组，共计18个岩组。根据土体的成因类型、物质组成及工程特征，土体划分为两类11个组。

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