判別工程地質性質

㈠ 　區域環境工程地質評價

4.3.1區域穩定性分析

黃河三角洲是在基底構造甚為破碎、濟陽凹陷的一個次級負向構造單元上發育形成的。由於區內東北部位於北西向的燕山——渤海地震帶及北東向的沂沫斷裂地震帶的交匯部位，因而與新構造運動有關的構造地震異常活躍。據山東省地震局1985年10月布設的東營—墾利、陳家莊—河口的現代形變及牛庄—新刁口的兩次a徑跡測量結果，埕子口斷裂、孤北斷裂、陳南斷裂、勝北斷裂和東營斷裂的現代活動都有顯示，說明區內的區域穩定性較差。區內新生代以來的斷裂活動表現為具有繼承性脈動活動的特點。尤其是5號樁，樁西至海港一帶位於上述兩條活動斷裂地震帶的交匯復合部位，新生代以來斷陷幅度最大，歷史上曾發生過3次7～7.5級地震，區域穩定性差。根據以上的地震預測，影響烈度一般都在Ⅶ度以上，5號樁一帶為Ⅷ度。根據我國建築規范規定，一切建築物都應設防加固，以保安全。

區內飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件。在歷史地震發生時，曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響：土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。

由於黃河三角洲地質體物質組成主要是粉砂，且孔隙度較高，加之形成期堆積速率快，造成地質體中含水量高。隨著時間推移，在上覆沉積物擠壓下，孔隙中水逐漸被擠壓，造成地質體壓縮，導致地面下沉。根據1988年在黃河海港地區實測，該地區壓實下沉速率可達6cm/a，因此由於地面下沉所引起的海面相對上升則更加劇了海岸侵蝕。

另外，近幾十年來的人為活動加劇了本區地面沉降的發展，如：建築地基承載力不足引起的土體壓縮，地下水、石油、鹵水的開采所引起的含水層、儲油層壓縮等。

由此可見，黃河三角洲地區環境工程地質問題頗多，本節將對直接影響東營市經濟發展和規劃的地表下25m土體工程地質類型及其物理力學性質、工程地質性質的區域性變化等進行深入研究。

4.3.2土體的工程地質分類及工程地質特徵

區內小清河以北為黃河三角洲平原，小清河以南多為山前沖洪積平原，基岩埋深在數百米以下，表層均為第四系鬆散沉積物，鑒於一般工業與民用建築物地基持力層一般均在15m以上，一般中高層建築物持力層一般在25m以上的特點，下面僅以0～25m的土體為對象，進行分析和研究（圖4-6）。

圖4-6地表土體類型示意圖

1.土體的岩性與結構特徵

（1）土體岩性分類

區內0～25m深度內的地層多為第四系全新統地層，其沉積環境受黃河和海洋交互或共同影響，形成了以細顆粒為主的地層。所表現出的岩性以粉土最為廣泛，其次為粉質粘土、粉砂、粘土，局部有細砂，其主要岩性特徵見表4-6。

表4-6黃河三角洲0～25m地層岩性分類及主要特徵表

（2）土體結構特點

區內土體結構無單層結構，多為多層結構，（多層結構是指一定深度內由3層或3層以上的地層構成），這也是區內的沉積環境所決定的，該區瀕臨渤海，是河流的最下游段，河道游盪較頻繁，古地貌特點反復變化，攜帶泥、砂的水動力特點也隨之變化，因此，區內一般無巨厚的單層岩性沉積。

2.土體工程地質特徵

（1）山前沖洪積平原區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、洪積（

）物，岩性以土黃—灰黃色粉質粘土、粉土為主，古河道帶有粉砂、細砂分布，湖沼相沉積的灰黑色淤泥、淤泥質土比較少見。土層物理力學性質較好，承載力較高。

（2）古黃河三角洲區土體工程地質特徵該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積、海積、湖沼相沉積（

），上部多以土黃色—褐黃色粉土、粉質粘土為主，古河道帶有粉砂分布；中部多有灰黑色淤泥質粉質粘土分布；局部有粉砂分布，下部以土黃色粉土、粉砂為主。土層的物理力學性質在水平和垂向上均有較大的變化，局部有小片的軟土和高鹽漬土分布。

（3）現代黃河三角洲平原區土體工程地質特徵

該區地面下25m的沉積物為第四系全新統沖積海積物（

），上部多以土黃—灰黃色粉土、粉質粘土；中部為灰黑色粉質粘土或淤泥質土，具腥味；下部多為淺灰色粉砂土層的物理力學性質在水平和垂向上均有較大的變化，軟土分布面積較大，鹽漬土呈片狀分布，為弱—中等鹽漬土。

3.地表下0～25m土體物理力學指標的變化規律

（1）古黃河三角洲區的物理力學性質總體上好於現代黃河三角洲，這正是由於現代黃河三角洲的成陸時間晚於古黃河三角洲，其自重固結的程度差於前者。

（2）無論是古黃河三角洲區還是現代黃河三角洲區各類岩性土層的物理力學指標顯示出一個較明顯的規律，即從地表向下隨深度的增加土層的物理力學指標以較好—較差—好發生變化。一般較差的深度段在5～10m和10～15m。這一變化規律也與區內的沉積環境相吻合，力學指標較差的深度段為1855年黃河改道以前沉積的沖湖積、沖海積相為主的地層。

4.3.3天然地基承載力、飽和砂土液化及軟土與鹽漬土

1.天然地基承載力

黃河三角洲地區基土承載力在不同位置、不同層位均有較大變化，從小於80kPa到大於300kPa。天然地基承載力指自地表算起的第一層或第二層基土（當第一層厚度小於3m，且第二層基土承載力高於第一層時，取第二層承載力數據）的承載力。區內天然地基承載力可分為4個等級（表4-7），其分布與變化規律與地貌單元有較密切的相關關系（圖4-7）。

（1）承載力低區（f_k＜80kPa）的分布

① 呈條帶狀分布於現代黃河三角洲工程地質區內。如利津縣虎灘鄉西南—河口區義和鎮南部、河口東南孤河水庫—渤海農場總場北以及現代黃河入海口北側等地，以上各地帶多為1855年以後成陸，且位於濱海低地或窪地內，排水條件差，自重固結程度低。

表4-7天然地基承載力分區特徵表

② 呈小片狀分布於古黃河三角洲平原區。如東營區勝利鄉南部，利津縣王莊鄉南部等。

（2）承載力較低區（80≤f_k＜100kPa）的分布

① 沿海岸線分布，寬度不一。

② 沿黃河泛流主流帶邊緣、前緣和窪地展布。如利津縣大趙鄉—虎灘—羅鎮—河口區一帶、集賢鄉—渤海農場總場、孤北水庫北部、利津前劉鄉—東營區西城，以及東營區龍居鄉—西范鄉一帶。

（3）承載力中等區（100≤f_k＜120kPa）的分布

① 分布於決口扇的頂部及緩平坡地區。如利津縣南宋—北宋—明集，東營區龍居鄉—油郭鄉—六戶鎮—廣饒縣丁庄鄉以及勝坨鄉—高蓋鄉等地。

② 分布於現代黃河三角洲頂點附近。如寧海鄉—汀河鄉、寧海鄉—傅窩鄉一帶。

③ 分布於現代黃河三角洲北部、東部。如河口區新戶—刁口鄉、孤東水庫—五號樁、墾利縣建林鄉—孤東水庫、建林—西宋鄉。

（4）承載力較高區（f_k＞120kPa）的分布

① 分布於古黃河三角洲的南部。如牛庄—陳官—小清河一帶。

② 分布於小清河以南的山前沖洪積平原區。

③ 零星分布於近代黃河三角洲平原區的地勢較高處。

2.飽和砂土液化

砂土液化是指處於地下水位以下鬆散的飽和砂土，受到震動時有變得更緊密的趨勢。但飽和砂土的孔隙全部為水充填，因此，這種趨於緊密的作用將導致孔隙水壓力驟然上升，而在地震過程的短暫時間內，驟然上升的孔隙水壓力來不及消散，這就使原來由砂粒通過其接觸點所傳遞的壓力（有效壓力）減少，當有效壓力完全消失時，砂層會完全喪失抗剪強度和承載能力，變得像液體一樣的狀態，即通常所說有砂土液化現象。

區內的飽和砂土、飽和粉土具有液化的宏觀條件，在歷史地震發生時，曾有噴水冒砂、地面裂縫等現象發生。其液化程度受以下因素影響：土的顆粒特徵、密度、滲透性、結構、壓密狀態、上覆土層、地下水位埋深、排水條件、應力歷史、地震強度和地震持續時間等。

液化判別就是根據土的物理力學性質及其他工程地質條件，對土層在地震過程中發生液化的可能性的判別。國家標准《建築基礎抗震設計規范》（GBJ11-89）中規定了飽和砂土、飽和粉土的液化判別方法，在對區內飽和砂土、飽和粉土的液化判別時，即依照了前述規范提供的方法，在液化勢宏觀判定的基礎上，採用了原位測試資料——標准貫入試驗進行了液化臨界值和液化指數的計算。根據液化指數對地基液化等級的劃分見表4-8。區內液化砂土的分布規律見圖4-8。

（1）嚴重液化區

① 分布於現代黃河三角洲頂點，向北向東呈扇形展布的黃河泛流主流帶的中上游部位，主要在陳庄鎮—六合鄉、虎灘鄉—義和鎮一帶。

圖4-7天然地基承載力分區示意圖

表4-8地基液化等級表

② 零星分布於廢棄河道帶和決口扇，如下述地帶：東營區永安鄉—廣北水庫一線，呈條帶狀分布，為廢棄河道帶；利津縣店子鄉—前劉鄉，呈片狀分布，為決口扇的中部；東營區史口鄉附近、東營區六戶鎮西側、河口區新戶鄉東北等地。

該區內的飽和粉土、飽和粉砂顆粒均勻，粘粒含量低，沉積厚度較大，形成年代新，固結程度差，因此是最易發生液化的地區。

（2）中等液化區

① 分布於較大的決口扇及決口扇前緣坡地地帶，利津縣城東—明集鄉—大趙鄉、東營區勝利鄉—董集鄉—油郭鄉一帶。

② 分布於黃河泛流主流帶或其邊緣地帶。寧海鄉—墾利縣城；陳庄鎮—傅窩鄉；渤海農場總場東—建林鄉—新安鄉；義和水庫南—河口區。

③ 在濱海低地帶內有零星片狀分布，五號樁及以東地區；刁口碼頭東北—孤北水庫北部；新戶鄉以西及以北的近海地帶。該區一般位於嚴重液化區的外圍及決口扇頂部位或零星分布於小規模的黃河主流帶，飽和粉土、粉砂的粘粒含量較低，固結程度較差，因此是較易發生液化的地區。

（3）輕微液化區

① 分布於古黃河三角洲泛濫平原及決口扇邊緣，如下述地帶：利津縣南宋鄉—北宋鄉；東營區龍居鄉—廣饒縣陳官鄉—丁庄鄉。

② 分布於現代黃河三角洲的非黃河泛流主流帶區，如下述地帶：利津縣王莊鄉—墾利縣勝坨鄉；利津縣集賢鄉—墾利縣城東部；河口區太平鄉—義和水庫。

該區粉土、粉砂的沉積厚度較小，粘粒含量較高，因此液化程度較輕。

（4）非液化區

① 分布於工作區小清河以南的山前沖洪積平原，該區地下水位埋藏深，水位以下的飽和粉土，粉砂密實程度較好，因此不易液化。

② 分布於沿海地帶的濱海低地，該區除河口相沉積外，地層粘粒含量較高或以粘性土為主，因此不易液化。

3.軟土與鹽漬土

（1）軟土

軟土一般是指天然含水量高、壓縮性大、承載力低的一種軟塑到流塑狀態的粘性土。如淤泥、淤泥質土以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土等。黃河三角洲地區地處渤海之濱，具有軟土的沉積環境，鑽探資料亦證明，區內呈片狀分布著軟土。

① 軟土的劃分標准

本次劃分軟土時採用如下方法：當滿足下列條件之一時，並且厚度大於0.50m，將其確定為軟土：承載力標准值f_k＜80kPa；標貫錘擊數N_63.5≤2；靜力觸探錐頭阻力q_c＜0.5MPa；流塑狀態。

② 軟土的空間分布

軟土主要分布於區內的東北部濱海地帶、河口—刁口碼頭一帶。利津縣羅鎮—黃河故道西、墾利縣下鎮鄉東部，另外在利津縣明集鄉—廣南水庫一線呈不連續片狀、碟狀分布。

③ 軟土的成因及主要物理力學性質

區內的軟土具有兩種成因：①爛泥灣相沉積：在歷次河口的兩側，沉積的以細粒成分為主的土層，一直處於飽和狀態，排水固結過程進展緩慢，所以土的力學性質很差。顏色以灰褐色為主，流塑態，土質細膩，岩性以粉質粘土為主，夾粉土和粘土薄層。②濱海湖沼相沉積：顏色以灰—灰黑色為主，有機質含量較高，具腥臭味，為淤泥或淤泥質土。

圖4-8地基砂土液化分區示意圖

表4-9軟土的主要物理力學指標統計表

從表4-9中可以看出：區內軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低的特點，在荷載作用下變形較大，對建築物極為不利。因此，在工程建設規劃時，應盡量避開有軟土分布的地區。在無法避開軟土的建築物，應對區內的軟土有足夠的重視，採取一定的處理措施，對於一般工業民用建築可採取粉噴樁法進行處理，對於高層重型建築物應採取深基礎，如沉管灌注樁等，以避開軟土的不利影響（圖4-9）。

（2）鹽漬土

當土中的易溶鹽含量大於0.5%，且具有吸濕、松脹等特性的土稱為鹽漬土。區內的鹽漬土為濱海鹽漬土，按含鹽性質則大部分屬氯鹽漬土，局部為硫酸鹽漬土，鹽漬土按含鹽量可分為弱鹽漬土（0.5%～1%），中鹽漬土（1%～5%）、強鹽漬土（5%～8%）和超鹽漬土（>8%），區內的鹽漬土主要為弱鹽漬土，局部地段有中鹽漬土（見圖4-10）。

4.3.4工程地基適宜性評價

工程建築地基適宜性受多種因素的影響，為達到評價結果清晰簡潔、合理反映出區內建築適宜性等級的目的，選用了專家聚類法（亦稱總分法）進行評價。評價過程為：首先擬定評價因子，對各評價因子量化、分級並給定各級別的標准分，其次用傅勒三角形法確定各評價因子的權重，然後計算各勘測點單項因子分值和總分值，再按各點的總分值進行分區。最終的評價結果見表4-10、4-11、4-12、4-13。

圖4-9軟土分布示意圖

圖4-10鹽鹼土分布示意圖

表4-10一般工業與民用建築地基適宜性評價方案（評價深度10m）

① 沉降因子

式中：M_i——土層i的厚度；Z_i——土層i的埋深；el_i——土層i的天然孔隙比。

② D_Ⅰ——山前沖洪積平原；D_Ⅱ——古黃河三角洲平原；D_Ⅲ——現代黃河三角洲平原。

表4-11一般工業與民用建築地基適宜性評價分區說明表

表4-12高層重型建築物地基適宜性評價方案（評價深度25～30m）

表4-13高層重型建築物地基適宜性評價分區說明表

一般建築、高層建築物地基適應性評價分區見圖4-11、4-12。

圖4-11一般建築物地基適宜性評價分區示意圖

圖4-12高層建築物地基適宜性評價分區示意圖

㈡ 岩土體的工程地質分類和鑒定

一、岩體

（一）岩體（岩石）的基本概念岩體（岩石）是工程地質學科的重要研究領域。岩石和岩體的內涵是有區別的兩個概念，又是密不可分的工程實體。在《建築岩土工程勘察基本術語標准》（JG J84-92）中給出的岩石定義是：天然產出的具有一定結構構造的單一或多種礦物的集合體。岩石的結構是指岩石組成物質的結晶程度、大小、形態及其相互關系等特徵的總稱。岩石的構造是指岩石組成物質在空間的排列、分布及充填形式等特徵的總稱。所謂岩體，就是地殼表部圈層，經建造和改造而形成的具有一定岩石組分和結構的地質體。當它作為工程建設的對象時，可稱為工程岩體。岩石是岩體內涵的一部分。

岩體（岩石）的工程分類，可以分為基本分類和工程個項分類。基本分類主要是針對岩石而言，根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，用岩石學名稱加風化程度進行分類，如強風化粗粒黑雲母花崗岩、微風化泥質粉砂岩等。岩石的基本分類，在本書第一篇基礎地質中有系統論述。工程個項分類，是針對岩體（岩石）的工程特點，根據岩石物理力學性質和影響岩體穩定性的各種地質條件，將岩體（岩石）個項分成若干類別，以細劃其工程特徵，為岩石工程建設的勘察、設計、施工、監測提供不可缺少的科學依據，使工程師建立起對岩體（岩石）的明確的工程概念。岩石按堅硬程度分類和按風化程度分類即為工程個項分類。

在岩體（岩石）的各項物理力學性質中，岩石的硬度是岩體最典型的工程特性。岩體的構造發育狀況體現了岩體是地質體的基本屬性，岩體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。岩石的硬度和岩體的構造發育狀況是各類岩體工程的共性要點，對各種類型的工程岩體，穩定性都是最重要的，是控制性的。

岩石的風化，不同程度地改變了母岩的基本特徵，一方面使岩體中裂隙增加，完整性進一步被破壞；另一方面使岩石礦物及膠結物發生質的變化，使岩石疏軟以至鬆散，物理力學性質變壞。

（二）岩石按堅硬程度分類

岩石按堅硬程度分類的定量指標是新鮮岩石的單軸飽和（極限）抗壓強度。其具體作法是將加工製成一定規格的進行飽和處理的試樣，放置在試驗機壓板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施壓，直至岩樣破壞，記錄破壞荷載，用下列公式計算岩石單軸飽和抗壓強度：

深圳地質

式中：R為岩石單軸飽和抗壓強度，單位為MPa；p為試樣破壞荷載，單位為N；A為試樣截面積，單位為mm²。

對岩石試樣的幾何尺寸，國家標准《工程岩體試驗方法標准》（GB/T50266-99）有明確的規定，試樣應符合下列要求：①圓柱體直徑宜為48～54mm；②含大顆粒的岩石，試樣的直徑應大於岩石的最大顆粒尺寸的10倍；③試樣高度與直徑之比宜為2.0～2.5。

在此標准發布之前，岩石抗壓強度試驗的試樣尺寸要求如下：極限抗壓強度大於75M Pa時，試樣尺寸為50mm×50mm×50mm立方體；抗壓強度為25～75MPa時，試樣尺寸為70mm×70mm×70mm立方體；抗壓強度小於25MPa時，試樣尺寸為100mm×100mm×100mm立方體。

（G B/T 50266-99）的規定顯然是為了方便取樣，以金剛石鑽頭鑽探，取出的岩心進行簡單的加工，即可成為抗壓試樣。岩樣的尺寸效應對岩石抗壓強度是略有影響的。

岩石按堅硬程度分類，各行業的有關規定，雖然各自表述方式有所區別，但其標準是基本一致的（表2-2-1）。

表2-2-1 岩石堅硬程度分類

除了以單軸飽和抗壓強度這一定量指標確定岩石堅硬程度外，尚可按岩性鑒定進行定性劃分。國標：建築地基基礎設計規范（GB50007-2002）按表2-2-2進行岩石堅硬程度的定性劃分。其他規范的劃分標准大同小異。

表2-2-2 岩石堅硬程度的定性劃分

岩石堅硬程度的劃分，無論是定量的單軸飽和抗壓強度，還是加入了風化程度內容的定性標准，都是用於確定小塊岩石的堅硬程度的。岩石的單軸飽和抗壓強度是計算岩基承載力的重要指標。

（三）岩石按風化程度分類

關於岩石風化程度的劃分及其特徵，國家規范和各行業的有關規范中均有規定，其分類標准基本一致，表述略有差異。表2-2-3至表2-2-10是部分規范給出的分類標准。

表2-2-3《工程岩體分級標准》（GB50218-94）岩石風化程度劃分表

表2-2-4《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）岩石按風化程度分類表

續表

表2-2-5《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTJ024-85）岩石風化程度劃分表

表2-2-6《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）岩體風化帶劃分表

《港口工程地質勘察規范》（JTJ240-97）、《港口工程地基規范》（JTJ250-98）岩體風化程度的劃分按硬質、軟質岩體來劃分，硬質岩石岩體風化程度按表2-2-7劃分。軟質岩石岩體風化程度按表2-2-8劃分。

表2-2-7 硬質岩石岩體風化程度劃分表

表2-2-8 軟質岩石岩體風化程度劃分表

表2-2-9《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB5037-1999）岩石風化程度分類表

續表

表2-2-10 廣東省《建築地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）岩石風化程度劃分表

國家標准《建築地基基礎設計規范》（GB5007-2002）對岩石的風化只有第4.1.3條作如下敘述：岩石的風化程度可分為未風化、微風化、中風化、強風化和全風化。未列表給出風化特徵，但在岩石堅硬程度的定性劃分中（表A.0.1）把不同風化程度的岩石歸類到了岩石堅硬程度的類別中。

深圳市標准：《地基基礎勘察設計規范》（報批稿）關於岩石風化程度的劃分標准，基本採用了《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》GB（50307-1999）的表述形成和內容（表2-2-9），文字略有調整。

縱觀各類規范對岩石風化程度的劃分，可以看出：

1）除個別規范未列出未風化一類外，岩石風化程度的劃分均為未風化、微風化、中等（弱）風化、強風化和全風化。特徵描述簡繁不一，中等風化與弱風化相對應的風化程度略有差別。

2）風化程度的特徵描述，主要是岩石的結構構造變化、節理裂隙發育程度、礦物變化、顏色變化、錘擊反映、可挖（鑽）性等方面來定性劃定。部分規范用波速和波速比及風化系數來定量劃定是對岩石風化程度確定的有力支撐。

3）從新鮮母岩到殘積土的風化過程是連續的，有些規范把殘積土的特徵描述放在岩石風化程度劃分表中，有一定的道理。國際標准：ISO/TC182/SC，亦將風化程度分為五級，並列入了殘積土。從工程角度考慮，殘積土對母岩而言已經發生了全面質的變化，物理力學性質和對它的理論研究已屬松軟土，表中對殘積土特徵的表述對區別殘積土與全風化岩是有現實意義的。

4）國家標准：《工程岩體分級標准》中「岩石風化程度的劃分」（表2-2-3）看似簡單，規范「條文說明」解釋了這一現象，表2-2-3關於岩石風化程度的劃分和特徵的描述，僅是針對小塊岩石，為表2-2-2服務的，它並不代表工程地質中對岩體風化程度的定義和劃分。表2-2-2是把岩體完整程度從整個地質特徵中分離出去之後，專門為描述岩石堅硬程度作的規定，主要考慮岩石結構構造被破壞，礦物蝕變和顏色變化程度，而把裂隙及其發育情況等歸入岩體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。

5）上述列表中可以看出，某些規范把硬質岩石和軟質岩石的風化程度劃分區別開來，而《工程岩體分級標准》中「岩石堅硬程度的定性劃分」表（2.2-2）將風化後的硬質岩劃入軟質岩中。這里有兩個概念不可混淆：一是從工程角度看，硬質岩石風化後其工程性質與軟質岩相近，可等同於軟質岩；二是新鮮岩石中是存在軟質岩的，如深圳的泥質砂岩、泥岩、頁岩等。

6）相鄰等級的風化程度其界線是漸變的、模糊的，有時不一定能劃出5個完整的等級，如碳酸鹽類岩石。在實際工作中要按規范的標准，綜合各類信息，結合當地經驗來判斷岩石的風化等級。

（四）岩體的結構類型

在物理學、化學及其地質學等學科中對「結構」這一術語的概念是明確的，但有各自的含義，如原子結構、分子結構、晶體結構、礦物結構、岩石結構、區域地質結構、地殼結構等等，岩體作為工程地質學的一個主要研究對象，提出「岩體結構」術語的意義是十分明確的。

岩體結構有兩個含義，可以稱之為岩體結構的兩個要素：結構面和結構體。結構面是指層理、節理、裂隙、斷裂、不整合接觸面等等。結構體是岩體被結構面切割而形成的單元岩塊和岩體。結構體的形狀是受結構面的組合所控制的。

事實上，所有與岩石有關的工程，除建築材料外，都是與有較大幾何尺寸的岩體打交道，岩石經過建造成岩（岩漿岩的浸入，火山岩的噴出，沉積岩的層狀成沉積，變質岩的混合與動力變質）及後期的改造（褶皺、斷裂、風化等），使得岩體的完整性遭到了巨大的破壞，成為了存在大量不同性質結構面的現存岩體。為了給工程界一個明朗的技術路線，不妨以建造性結構面和改造性結構面（軟弱結構面）為基礎，從各自側面首先對岩體結構基本類型進行研究，其次將兩方面的成果加以綜合，即可得出關於岩體結構基本類型的完整概念（圖2-2-1）。

（1）以建造性結構面為主的岩體結構基本類型的劃分（表2-2-11）

表2-2-11 建造性結構面的岩體結構分類

（2）以改造性結構面（軟弱結構面）為主的岩體結構類型的劃分（表2-2-12）

表2-2-12 改造結構面為主的岩體結構分類

圖2-2-1 岩體結構示意圖

（3）由建造性結構面和改造性結構面形成的三維岩體

三維岩體表現出了復雜多變的岩體結構特徵，將其綜合歸納，形成了較系統的岩體結構類型（表2-2-13）。

表2-2-13 岩體結構類型及其特徵

表中表述的岩體結構類型及其特徵基本上涵蓋了深圳地區岩體的全部結構類型。

（4）岩體完整程度的劃分

地質岩體在建造和改造的過程中，岩體被風化、被結構面切割，使其完整性受到了不同程度的破壞。岩體完整程度是決定岩體基本質量諸多因素中的一個重要因素。影響岩體完整性的因素很多，從結構面的幾何特徵來看，有結構面的密度，組數、產狀和延展程度，以及各組結構面相互切割關系；從結構面形狀特徵來看，有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、水的賦存等。從工程岩體的穩定性著眼，應抓住影響穩定性的主要方面，使評判劃分易於進行。在國標：《工程岩體分級標准》（GB50218-94）中，規定了用結構面發育程度、主要結構的結合程度和主要結構面類型作為劃分岩體完整程度的依據，以「完整」到「極破碎」的形象詞彙來體現岩體被風化、被切割的劇烈變化完整程度（表2-2-14）。

表2-2-14 岩體完整程度的定性分類表

在1994版的《岩土工程勘察規范》中，未見此表。很明顯，此表在《工程岩體分級標准》中出現後，在2001版修訂後的《岩土工程勘察規范》中得到了確認和使用。

（五）岩體基本質量分級

自然界中不同結構類型的岩體，有著各異的工程性質，岩石的硬度、完整程度是決定岩體基本質量的主要因素。在工程實踐中，系統地認識不同質量的工程岩體，針對其特徵性採取不同的設計思路和施工方法是科學進行岩體工程建設的關鍵。

1994年，國家標准《工程岩體分級標准》（50218-94）給出了岩體基本質量分級的標准（表2-2-15）。在此之前發布的國家標准《岩土工程勘察規范》（GB50021-94），該表是作為洞室圍岩質量分級標準的。在2001年修訂的《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）中，岩體基本質量分級以表2-2-15的形式來分類，岩體基本質量等級按表2-2-16分類。

表2-2-15 岩體基本質量分級

表2-2-16 岩體基本質量等級分類

（六）岩體圍岩分類

地鐵、公路、水電、鐵路以及礦山工程等行業，均有地下洞室和隧道（巷道）開挖，工程勘察均需對工程所處的圍岩進行分類。不同的規范對圍岩的分類方法略有不同。

1.隧道圍岩

《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB50307-1999）和《公路工程地質勘察規范》（JTJ064-98）規定，隧道圍岩分類按表2-2-17劃分。

表2-2-17 隧道圍岩分類

續表

2.圍岩工程地質

《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）規定，在地下洞室勘察時，應進行圍岩工程地質分類。分類應符合表2-2-18規定。

表2-2-18 圍岩工程地質分類

上表中的圍岩總評分T為岩石強度、岩體完整程度、結構面狀態、地下水和主要結構面產狀5項因素之和。各項因素的評分辦法在該規范中均有明確規定。圍岩強度應力比亦有專門的公式計算。

3.鐵路隧道圍岩

《鐵路工程地質勘察規范》（TB10012-2001）規定，隧道工程地質調繪時，應根據地質調繪、勘探、測試成果資料，綜合分析岩性、構造、地下水及環境條件，按表2-2-19分段確定隧道圍岩分級。

表2-2-19 鐵路隧道圍岩的基本分級

續表

該規范還規定，鐵路隧道圍岩分級應根據圍岩基本分級，受地下水，高地應力及環境條件等影響的分級修正，綜合分析後確定。關於岩體完整程度的劃分，地下水影響的修正，高地應力影響的修正及環境條件的影響，規范中都有明確的規定。

4.井巷工程圍岩

礦山工程中的井巷工程，其功能和結構更為多樣，所以井巷工程對圍岩的分類更加詳盡，各種定性和定量指標明顯多於其他標准。《岩土工程勘察技術規范》（YS5202-2004、J300-2004）規定，井巷工程評定圍岩質量等級按表2-2-20劃分圍岩類別。

表2-2-20 井巷工程圍岩分類

續表

續表

5.工程岩體

國家規范：《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2001）從工程岩體支護設計和施工的需要出發，給出圍岩分級表，與表2-2-20相比，僅少了Ⅵ、Ⅶ兩類，主要工程地質特徵少了岩石質量指標RQD和岩體及土體堅固性系數兩欄，其他完全相同。

（七）岩質邊坡的岩體分類

《建築邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）對岩質邊坡的岩體分類方法，見表2-2-21

表2-2-21 岩質邊坡的岩體分類（GB50330-2002）

續表

表2-2-22 岩體完整程度劃分

（八）深圳地區岩體分類、鑒定中存在的問題和改進意見

1）深圳地區的建築工程除大量的房屋建築外，公路（道路）橋梁、水利、地鐵、鐵路等均有大量的投資建設，各行業對岩體質量等級的劃分在執行不同規范的分類標准。在當前情況下，這一狀況將繼續下去。但是，對某一岩體的不同分類標准，僅僅是某一行業的習慣性作法。宏觀上看不同分類標準的具體內容並無原則性的區別。無論採用哪種標准都不應該影響岩體評價的正確性。

2）岩體工程特性的評價中，岩體的結構分類應該受到足夠的重視。尤其是高大邊坡、地質災害評估等岩體結構對岩體穩定起主導作用的工程項目。只有採取多種科學勘察手段和縝密地進行分析，岩體的結構特徵才能弄清楚。

3）岩石風化程度的判斷，現場工作除很具經驗的野外觀察和標准貫入試驗外，應多採用岩體波速測試方法，使之成為常用方法之一。准確的波速測試結果，可能比標貫試驗所得結果更能准確地判斷岩石的風化程度。

4）岩石的風化程度是隨埋藏深度的增加而減弱的，風化岩石的強度則是隨埋藏深度的增加而增加的。為了充分發揮地基承載力，深圳市地基基礎勘察設計規范（送審稿）將厚層花崗岩強風化帶分為上、中、下3個亞帶，其劃分方法見表2-2-23。

表2-2-23 厚層花崗岩強風化帶細分

需要指出的是，花崗岩的風化規律一般是上部風化嚴重，隨深度增加而減弱，但也有個別情況，有時隨深度增加風化程度並無明顯變化，故在劃分風化亞帶時，應視強風化帶的厚度和風化程度改變的深淺，也可以劃分一個亞帶或兩個亞帶，不可強求一律劃分為3個亞帶。

龍崗區的碳酸鹽類岩石——灰岩、白雲岩、大理岩等基本上不存在全風化和強風化層。由於構造的影響或是其他某種原因（如表面溶蝕劇烈），可能岩石的裂隙比較發育，塊度比較小。

二、土體

（一）土體的含義及其工程地質分類

土是泛指還沒有固結硬化成岩石的疏鬆沉積物。土是堅硬岩石經過破壞、搬運和沉積等一系列作用和變化後形成的。土多分布在地殼的最上部。工程地質學把土看作與構成地殼的其他岩石一樣，均是自然歷史的產物。土的形成時間、地點、環境以及形成的方式不同，其工程地質特性也不同。因此在研究土的工程性質時，強調對其成因類型和地質歷史方面的研究具有特殊重要意義。

土的工程地質分類有以下特點：①分類涵蓋自然界絕大多數土體；②同類或同組的土具備相同或相似的外觀和結構特徵，工程性質相近，力學的理論分析和計算基本一致；③獲取土的物理力學指標的試驗方法基本相同；④工程技術人員，從土的類別可以初步了解土的工程性質。

土的工程地質分類是以鬆散粒狀（粗粒土）體系和鬆散分散（細粒土）體系的自然土為對象，以服務於人類工程建築活動為目的的分類。分類的任務是將自然土按其在人類工程建築活動作用下表現出的共性劃分為類或組。

合理的工程地質分類，具有以下實際用途：①根據土的分類，確定土的名稱，它是工程地質各種有關圖件中劃分土類的依據；②根據各類土的工程性質，對土的質量和建築性能提出初步評價；③根據土的類型確定進一步研究的內容、試驗項目和數量、研究的方法和方向；④結合反映土體結構特徵的指標和建築經驗，初步評價地基土體的承載能力和斜坡穩定性，為基礎和邊坡的設計與施工提供依據。

土的工程地質分類有普通的和專門的兩類。普通分類的劃分對象包括人類工程活動可能涉及的自然界中的絕大多數土體，適用於各類工程，分類依據是土的主要工程地質特徵，如碎石土、砂土、黏性土等。專門分類是為滿足某類工程的需要，或者根據土的某一或某幾種性質而制定的分類，這種分類一般比較詳細，比如砂土的密實度分類，黏性土按壓縮性指標分類等等。應當指出的是，普通分類與專門分類是相輔相成的，前者是後者的基礎，後者是前者的補充和深化。

（二）國外土的工程分類概況

近幾十年來，國外在土的工程地質分類研究方面有很大進展，工業和科學技術發達的主要國家，都分別先後制定了各自全國統一的分類標准（表2-2-24）。其中英國、日本、德國的分類均以美國分類為藍本，結合各自國情適當調整、修改而制定的。

表2-2-24 一些國家的土質分類簡況

上述各國的土質分類，都採用了統一分類體系和方法，不僅使各自國內對土質分類有了共同遵循的依據，而且體現了國際統一化的趨勢，以促進國際交流與合作。

下列美國的統一分類法（表2-2-25）作為樣本，以了解國外分類的標准和方法。

表2-2-25 美國的土的統一分類法

續表

（三）國內土的工程分類

1.統一分類法

1990年，國家標准《土的分類標准》（GBJ 145-90）發布，並於1991年8月起執行。在此之前或之後，水利水電、公路交通等行業土的分類標准與GBJ 145-90標准沒有明顯區別。（GBJ 145-90）土的分類如表2-2-26和表2-2-27所示。

表2-2-26 粒組的劃分

表2-2-27 土質分類表

2.建築分類法

國標《建築地基設計規范》（GB50007-2002）土的分類方法（簡稱：建築分類法）如表2-2-28。這是從早期《工業與民用建築地基基礎設計規范》（TJ7-74）（試行）到《建築地基基礎設計規范》（GBJ7-89）一直延續下來的土的分類標准。在TJ7-74規范之前，我國一直沿用前蘇聯規范（HИTY127-55）。建築分類法在房屋建築地基基礎工程或類似的工程中廣泛運用，這在不少行業規范中得以反映，此分類方法也為廣大工程技術人員所熟知。目前深圳除公路、鐵路行業外，大多採用此分類標准，並納入到深圳市的地方標准之中。

表2-2-28 土的分類

（四）土的狀態分類

土的狀態分類屬專門分類。對於某種行業或某類工程，土的狀態標準是有所區別的，現以《岩土工程勘察規范》（50021-2001）中規定的最常用的分類標准，對碎石土、砂土、粉土的密實度和對粉土的濕度及黏性土的狀態進行分類，見表2-2-29至表2-2-34。

表2-2-29 碎石土密實度按M_63.5分類

表2-2-30 碎石土密實度按N₁₂₀分類

表2-2-31 砂土密實度分類

表2-2-32 粉土密實度分類

表2-2-33 粉土濕度分類

表2-2-34 黏性土狀態分類

（五）土的現場鑒別方法

1.碎石土密實度現場鑒別方法（表2-2-35）

表2-2-35 碎石土密實度現場鑒別

2.砂土分類現場鑒別方法（表2-2-36）

表2-2-36 砂土分類現場鑒別

3.砂土密實度現場鑒別方法（表2-2-37）

表2-2-37 砂土密實度現場鑒別

4.砂土濕度的現場鑒別方法（表2-2-38）

表2-2-38 砂土濕度現場鑒別

5.粉土密實度現場鑒別方法（表2-2-39）

表2-2-39 粉土密實度現場鑒別

6.粉土濕度現場鑒別方法（表2-2-40）

表2-2-40 粉土濕度現場鑒別

7.黏性土狀態現場鑒別方法（表2-2-41）

表2-2-41 黏性土狀態現場鑒別

8.有機質土和淤泥質土的分類

土按有機質分類和鑒定方法，《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的分類方法見表2-2-42。深圳市沿海近岸地區存在大量淤泥或淤泥質土，在上更新統（Q₃）的雜色黏土中，有一層泥炭質土，局部有泥炭層發育。

表2-2-42 土按照有機質分類

（六）土的定名和描述

1.統一分類法定名

1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組、級配、所含細粒的塑性高低可劃分為16種土類；細粒土按塑性圖、所含粗粒類別以及有機質多寡劃分16種土類。

2）土的名稱由一個或一組代號組成：一個代號即表示土的名稱，由兩個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示副成分（土的級配或土的液限）；由3個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示液限；第三個代號表示土中微含的成分。

《土的分類標准》（G B J145-90），對特殊土的判別，列出了黃土，膨脹土和紅黏土。對花崗岩殘積土並沒有特別加以說明。根據深圳有關單位的經驗，花崗岩殘積土中的礫質黏性土相當於G B J145-90中的含細粒土礫，代號GF；砂質黏性土相當於細粒土質礫，代號GC-GM；黏性土相當於高液限粉土一低液限粉土，代號M H-M L。對淤泥和淤泥質土，G B J145-90分的不細，從工程需要出發，淤泥和淤泥質土的分類宜按建築行業標准。

2.建築行業定名

建築行業定名依照下列幾個標准：

1）土名前冠以土類的成因和年代。

2）碎石土和砂土按顆粒級配定名。

3）粉土以顆粒級配及塑性指數定名。

4）黏性土以塑性指數定名。

5）對混合土按主要土類定名並冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角礫等。

6）對同一土層中有不同土類呈韻律沉積時，當薄層與厚層的厚度比大於三分之一時，宜定為「互層」；厚度比為十分之一至三分之一時，宜定為「夾層」；厚度比小於十分之一的土層且多次出現時，宜定為「夾薄層」。當土層厚度大於0.5m時，宜單獨分層。

3.土的描述內容

（1）當按統一分類法（GBJ145-90）定名時，應按下列內容描述

1）粗粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；土顆粒形狀（圓、次圓、稜角或次稜角）；土顆粒的礦物成分；土顏色和有機質；所含細粒土成分（黏土或粉土）；土的代號和名稱。

2）細粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；潮濕時土的顏色及有機質；土的濕度（干、濕、很濕或飽和）；土的狀態（流動、軟塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代號和名稱。

（2）當按建築分類法（GB50007-2002）定名時，應按下列內容描述

1）碎石土：名稱、顆粒級配、顆粒排列、渾圓度、母岩成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、膠結性、密實度及其他特徵。

2）砂土：名稱、顏色成分、顆粒級配、包含物成分及其含量、黏粒含量、膠結性、濕度、密實度及其他特徵。

3）粉土：名稱、顏色、包含物成分及其含量、濕度、密實度、搖振反應及其他特徵。

4）黏性土：名稱、顏色、結構特徵、包含物成分及其含量、搖振反應、光澤反應、干強度、韌性、異味及其他特徵。

5）特殊性土：除應描述上述相應土類的內容外，尚應描述其特徵成分和特殊性質，如對淤泥尚需描述臭味、有機質含量；對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和均勻程度等。

6）互層（夾層）土：對具有互層、夾層、夾薄層特徵的土，尚應描述各層的厚度及層理特徵。

㈢ 如何判定土體工程地質條件好壞

土體的工程地質條件好壞，要看它的用途了。比如說要在上邊搞建築，若土體能滿足建築的地基承載力，那麼該土體的工程地質條件就好。若滿足不了就不好

㈣ 如何判定岩石性質

岩石可分三大類:1,岩漿岩{噴出岩}.2,沉積岩.3,變質岩.
岩漿岩主要有:花崗岩,安山岩,閃長岩,流紋岩,玄武岩輝長岩等等.
沉積岩主要有:石英砂岩,石灰礫岩,泥鐵岩,白雲岩,泥岩,石膏等等.
變質岩主要有:片麻岩,綠泥石片岩,千枚岩,大理岩,雲母片岩等等.
雖然岩石的面貌是千變萬化的，但是從它們形成的環境，也就是從成因上來劃分，可以把岩石分為三大類：沉積岩、岩漿岩和變質岩。
1、沉積岩
沉積岩是在地表或近地表不太深的地方形成的一種岩石類型。它是由風化產物、火山物質、有機物質等碎屑物質在常溫常壓下經過搬運、沉積和石化作用，最後形成的岩石。不論那種方式形成的碎屑物質都要經歷搬運過程，然後在合適的環境中沉積下來，經過漫長的壓實作用，石化成堅硬的沉積岩。
沉積岩依照沈積物顆粒的大小又分礫岩、砂岩、頁岩、石灰岩.沉積岩的形成 1.風化侵蝕：在河流上的大石頭，經年累月被侵蝕風化，逐漸崩解成小的沙泥、碎屑。 2.搬運：這些碎屑被水流從上游搬運到下游。 3.堆積：下游流速減緩，搬運力減小，岩石碎屑便沉積下來。 4.壓密：新的沉積物壓在舊的沉積物上，時間久了，底下的沉積物被壓得較緊實。 5.膠結：地下水經過沉積物的孔隙，帶來的礦物質填滿孔隙，使岩石碎屑顆粒緊緊膠結在一起，形成沉積岩。 6.露出：堆積在海底的沉積岩層在板塊運動的推擠下拱出海面，露出地表。

2、岩漿岩

岩漿岩也叫火成岩，是在地殼深處或在上地幔中形成的岩漿，在侵入到地殼上部或者噴出到地表冷卻固結並經過結晶作用而形成的岩石。因為它生成的條件與沉積岩差別很大，因此，它的特點也與沉積岩明顯不同。
岩漿岩又分安山岩、玄武岩、花崗岩。 由地底岩漿冷卻凝固形成，由於岩漿成分和冷卻凝固方式不同，便形成不同的火成岩。岩漿岩的形成: 1.安山岩：岩漿藉由火山口噴發出地面，快速冷卻形成的。 2.玄武岩：岩漿經由緩和噴發漫流而出，逐漸冷凝形成的。 3.花崗岩：岩漿並不噴出地面，而是在地底下慢慢冷卻形成的。
3、變質岩
在地殼形成和發展過程中，早先形成的岩石，包括沉積岩、岩漿岩，由於後來地質環境和物理化學條件的變化，在固態情況下發生了礦物組成調整、結構構造改變甚至化學成分的變化，而形成一種新的岩石，這種岩石被稱為變質岩。變質岩是大陸地殼中最主要的岩石類型之一。
變質岩又分：板岩、片岩、片麻岩、大理岩。 變質岩的形成:1.為變質前的岩層：由於沉積或火山作用，堆積出一層層岩層。 2.擠壓岩層：在強大擠壓和摩擦力之下，產生溫度和壓力，使得深埋在地底下的岩石發生變質作用。 3.變質成新岩石：岩石里零散分布的礦物結晶會呈規矩排列，或生出新礦物來，而變成各種新的變質岩。
山地的中的岩石極為多樣，差別很大，進行工程分類十分必要。《94規范》首先按岩石強度分類，再進行風化分類。按岩石強度分為極硬、次硬、次軟和極軟，列舉了代表性岩石名稱。又以新鮮岩塊的飽和抗壓強度30MPa為分界標准。問題在於，新鮮的末風化的岩塊在現場有時很難取得，難以執行。
岩石的分類可以分為地質分類和工程分類。地質分類主要根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，可以用地質名稱(即岩石學名稱)加風化程度表達，如強風化花崗岩、微風化砂岩等。這對於工程的勘察設計確是十分必要的。工程分類主要根據岩體的工程性狀，使工程師建立起明確的工程特性概念。地質分類是一種基本分類，工程分類應在地質分類的基礎上進行，目的是為了較好地概括其工程性質，便於進行工程評價。
為此，本次修訂除了規定應確定地質名稱和風化程度外，增加了岩塊的「堅硬程度」、岩體的「完整程度」和「岩體基本質量等級」的劃分。並分別提出了定性和定量的劃分標准和方法，可操作性較強。岩石的堅硬程度直接與地基的承載力和變形性質有關，其重要性是無疑的。岩體的完整程度反映了它的裂隙性，而裂隙性是岩體十分重要的特性，破碎岩石的強度和穩定性較完整岩石大大削弱，尤其對邊坡和基坑工程更為突出。
本次修訂將岩石的堅硬程度和岩體的完整程度各分五級，二者綜合又分五個基本質量等級。與國標《工程岩體分級標准》(GB50218-94)和《建築地基基礎設計規范》(GB50007-2002)協調一致。
劃分出極軟岩十分重要，因為這類岩石不僅極軟，而且常有特殊的工程性質，例如某些泥岩具有很高的膨脹性；泥質砂岩、全風化花崗岩等有很強的軟化性(單軸飽和抗壓強度可等於零)；有的第三紀砂岩遇水崩解，有流砂性質。劃分出極破碎岩體也很重要，有時開挖時很硬，暴露後逐漸崩解。片岩各向異性特別顯著，作為邊坡極易失穩。事實上，對於岩石地基，特別注意的主要是軟岩、極軟岩、破碎和極破碎的岩石以及基本質量等級為V級的岩石，

㈤ 土力學判斷題！！！！

2、對
3、對
4、錯
5、錯
6、對
7、對
8、錯
9、對
10、錯
1、對

㈥ 泥質岩的工程地質特性

滇藏鐵路沿線的中新生代泥質岩分布比較廣泛，主要分布在滇西北的大理、鶴慶松桂、麗江拉石海南、德欽奔子欄等以及西藏境內的芒康鹽井、邦達等地。由於泥質岩常具有不良的工程特性且在鐵路沿線分布廣泛，在野外工作期間，對滇藏鐵路沿線典型的中新生界泥質岩進行了系統調查和采樣，並進行了主要工程地質特性的試驗測試，樣品測試結果具有一定的代表性（表12-5）。

表12-5 滇藏鐵路沿線泥質岩工程性質測試結果

一、泥質岩的粒度組成和粘土礦物成分

採用移液管法對滇藏鐵路沿線部分泥質岩的粒度進行了分析，結果表明：各時代的泥質岩粘粒含量普遍較低，＜0.005 mm粘粒含量大多低於20%，僅少量樣品的粘粒含量超過20%；同一時代的泥質岩粒度也有較大差異（表12-5）。

粘土礦物成分對泥質岩性質的影響是相當顯著的。測試結果表明，鐵路沿線泥質岩的粘土礦物成分主要是低活性、非膨脹或低混層比的微膨脹性粘土礦物，而貧單礦物蒙脫石和中-高混層比伊利石/蒙脫石、綠泥石/蒙脫石混層礦物（表12-6，圖12-5）。

表12-6 泥質岩＜2 μm粒組粘土礦物定量測試結果

圖12-5 大理新順磚廠泥岩＜2 μm粒組的X-射線衍射曲線

二、泥質岩的膠結作用和膨脹性判別

泥質岩成岩膠結作用不僅控制和影響岩石的膨脹勢，而且控制和影響岩石的強度和風化耐久性，即隨著膠結程度的升高，強度增大、耐久性增強。為此，我們對所採集的泥質岩樣品進行了膠結程度測試分析，結果表明，滇藏鐵路沿線的泥質岩大多數為中等和強膠結，僅個別為弱膠結（表12-5），因而具有較高的強度和風化耐久性。但是應當看到，泥質岩邊坡開挖後仍表現出較強的風化剝落現象，因此在工程上採取必要的抗風化設計是必要的。

採用有效蒙脫石含量和成岩膠結系數聯合判別的方法對泥質岩的膨脹勢進行判別。大量測試結果表明，中國膨脹性岩土有效蒙脫石含量下限一般為8%～10%（曲永新等，2000）。隨著有效蒙脫石含量的增高，膨脹勢將急劇增大。根據有效蒙脫石含量測試結果，滇藏鐵路沿線的侏羅系、三疊系泥質岩的有效蒙脫石含量整體在4.00%～4.64%之間，低於膨脹岩的下限；結合泥質岩的成岩膠結系數進行判別，滇藏鐵路滇西北段除了個別侏羅系、白堊系泥質岩具有微-弱膨脹性以外，其他時代較老的泥質岩總體上具有較好的工程地質特性。但是，有時由於結構的差異，泥質岩的工程性質差異較大，因此當粘粒含量高或破碎程度較高的泥質岩作為隧道圍岩或邊坡時，必須給以高度重視，工程施工中盡量減少擾動，並採取必要防護措施。

㈦ 工程地質

褶皺上來說是個背斜，斷層應是個東西走向的正斷層，根據褶皺軸向與斷層面走向的關系來說，是個縱斷層。 看出來的就這些，不知對您是否有幫助？

㈧ 紅粘土的工程地質特性

紅粘土是熱帶、亞熱帶地區碳酸鹽岩類和玄武岩強烈化學風化作用的產物，在成因類型上屬於殘坡積粘土，是一種區域性特殊土。滇藏鐵路沿線的紅粘土主要分布於滇西北碳酸鹽岩分布區，是上新世以來古紅土化作用形成的紅色風化殼。在工程上，這些殘存的紅色風化殼可以構成鐵路路基和路塹邊坡，在雨季常產生滑坡、坍塌等地質災害，不僅導致交通中斷、威脅人身安全，而且在工程開挖或植被破壞的條件下，地表水作用往往導致嚴重的水土流失現象，因此常增加巨額的維修費用，鐵路工程建設中對該類問題必須給予足夠的重視。現以滇西北地區由碳酸鹽岩（石灰岩、白雲岩）化學風化而成的紅粘土為例，闡述其一般工程地質特性。

一、滇西北紅粘土的宏觀特徵

滇西北紅粘土主要以殘坡積成因為主，其厚度變化大，通常在地形舒緩地帶較厚。母岩成分以碳酸鹽岩（石灰岩、白雲岩）為主。滇西北紅粘土的宏觀特徵主要表現在以下方面：

（1）一般為紅褐、棕紅色。

（2）表層呈堅硬或硬塑狀態，具有乾燥收縮現象，粘土呈碎裂、碎屑狀。

（3）厚度一般小於7～8 m，個別地段厚度可達10～20 m，土層厚度變化很大，往往一尺之遙，厚度相差數米。在有植被覆蓋的地區，紅粘土通常是連續分布的。

二、紅粘土的物質組成

紅粘土的成因決定了其通常具有極高的分散性，高分散性也是紅粘土高塑性的原因之一。採用移液管全分散法對滇西北紅粘土進行粒度分析，結果表明滇西北紅粘土的主要粒度組成為粘粒，其中d＜5 μm的粘粒含量最低為49.84%，最高為82.08%；d＜2 μm的粘粒含量最低為48.6%，最高為81.52%（表12-11）。粘粒含量多少與紅土化程度有關，強紅土化的紅粘土（如鶴慶北衙、公雞石一帶），因強鐵鋁質膠結作用，粘土含量偏低。

表12-11 滇西北紅粘土的粒度組成測試結果

粘粒是滇西北紅粘土最主要的組成部分，而粘粒中的粘土礦物的成分和含量是影響其工程地質特性的主要因素。利用現代X-射線衍射法對滇西北紅粘土中的粘土礦物進行定量測試發現，紅粘土的粘土礦物組成取決於紅土化程度，即脫硅富鋁化程度。紅土化程度高的紅粘土以高嶺石為主，普遍含較多的蛭石，並伴生伊利石和綠泥石；紅土化程度低的紅粘土以伊/矇混層礦物（I/S）為主，且為中低混層比，伴生高嶺石、伊利石（表12-12，圖12-16）。

表12-12 滇西北紅粘土礦物成分定量測試結果

圖12-16 紅粘土的粘土礦物組成定量測試結果

通常，紅粘土的紅土化程度越低，其I/S混層礦物含量越高，因而其脹縮性越強，工程性質越差。在麗江以南，紅粘土中的粘土礦物主要以K為主，同時V含量也比較高，說明其紅土化程度較高；而麗江以北則以I/S混層礦物為主，說明其紅土化程度較低。這主要是由於麗江以南海拔比北部低、緯度也低，較為濕熱的北亞熱帶氣候環境為紅土化提供了有利的條件。可見，氣候條件是導致紅土化程度不一的主控因素。

值得指出，在紅土化程度高的紅粘土中普遍含有蛭石，這是由於隨著紅土化程度增高，伊利石、伊/矇混層礦物逐漸破壞或轉化，除了形成高嶺石外，還轉化為蛭石。以往認為紅粘土中蛭石是伊利石轉化的認識是不全面的。

三、紅粘土的工程地質特性

（1）物理性質和物理化學活性

室內土工試驗結果表明，滇西北紅粘土的物理和物理化學性質主要表現在以下方面：① 含水量較高，一般為30%～50%（表12-13）。② 乾重度低，一般低於17.6 kN/m³，反映了紅粘土具有高孔隙性。③ 高塑性，液限在69.22%～78.25%之間，塑性指數為33.90～34.78，為典型的高塑性粘土。④ 紅粘土的液性指數范圍位於0.11～0.24之間，含水比位於0.55～0.67，說明滇西北紅粘土在天然狀態下呈堅硬-硬塑態。⑤ 紅粘土的比表面積較大，一般為177.6～235.6 m²/g，與有效蒙脫石含量較高（10%～20%）和高分散性是一致的；紅粘土的pH值為6.53～6.96，屬微酸性。

表12-13 滇西北紅粘土的基本物性指標

（2）紅粘土的膨脹性和收縮性

以往對我國紅粘土膨脹性判別研究發現，有些紅粘土（如雲南蒙自紅粘土）具有顯著的膨脹性，但也確實有不少紅粘土的自由膨脹率小於40%，其主要原因在於粘土礦物組成的不同。滇西北以伊/矇混層礦物為主的紅粘土屬於膨脹性紅粘土，以中甸上吉沙紅粘土為代表，自由膨脹率達48%；以高嶺石為主的紅粘土屬於非膨脹性紅粘土，以麗江北溝羅紅粘土為代表，自由膨脹率為38%。

（3）紅粘土的力學性質

室內採用直剪儀對紅粘土樣品進行了不同狀態的直剪試驗（表12-14），並根據試驗結果得到了不同含水量條件下紅粘土樣品的剪應力τ與位移Δl的關系曲線（圖12-17）。從圖12-17可以看出：隨著含水量的增加，紅粘土的抗剪強度下降，特別是當其含水量超過其液限時，抗剪強度急劇下降，即使圍壓很大，其抗剪強度仍然很弱。

表12-14 滇西北紅粘土在不同狀態下的直剪試驗結果

圖12-17 滇西北紅粘土的剪應力（τ）與位移（Δl）關系曲線

綜上所述，紅粘土的成因決定了其高孔隙性、高塑性，不良工程性質決定其在開挖暴露和裸露環境下將產生強烈的體積收縮變形，相應地出現紅粘土碎裂化現象。在雨季特別是暴雨作用下，常造成地表沖刷、沖溝形成和石漠化現象，成為重要的環境問題。紅粘土的上述工程地質特性也可以充分說明紅粘土邊坡在雨季易於產生滑坡的原因。

㈨ 湖相粘土的工程地質特性

一、洱海軟粘土

近年來，隨著我國沿海和內陸軟土地區工程建設的迅速發展，飽和軟粘土的物理力學特性研究受到了工程地質和岩土工程界的極大關注，並取得了不少進展。滇藏鐵路沿線的軟弱湖相粘土地基主要分布在數個第四紀盆地中，例如洱海盆地、鶴慶盆地、麗江盆地、拉市海盆地、小中甸盆地、中甸盆地、林芝盆地等。由於上述盆地中湖相粘土的形成時代、沉積物形成的古氣候、古環境和物質組成不同，其工程性質是極其復雜的，既有流塑態現代粘土、又有早全新世軟塑態粘土、還有次穩定的晚更新世小中甸粘土及硬塑態鶴慶粘土等。此外，在安久拉山口大熊錯、白衣錯一帶，土壤坡面中發育有暗黑色泥炭層，屬山地沼澤化土；在寬谷江河的水網地帶，如雅魯藏布江和拉薩河谷，也有河漫灘沼澤相軟土發育。因此，滇藏鐵路規劃和建設中必須對上述不同地質時代和不同性質的湖相粘土開展專門的研究，以便進行有效的工程評價和工程設計。現以洱海第四系軟粘土為例，闡述湖相軟粘土工程地質研究的理論和方法。

1.洱海東緣軟粘土的分布特徵

洱海是滇西最大的斷陷湖泊，湖水面積約249.8 km²，湖面海拔1974 m，屬瀾滄江水系。洱海西鄰由寒武系板岩和大理岩構成的點蒼山，東部為上古生界的石灰岩低山丘陵，北側為入口，向南為西洱河，是一個開放的湖泊水系（圖12-18）。

圖12-18 洱海周緣軟土分布示意圖

根據前人研究（吳根耀，1992），洱海盆地自始新世開始斷陷並接受沉積。晚更新世時氣候寒冷，大理冰期來臨，來自西側點蒼山的山嶽冰川產生強烈刨蝕作用，造成河流堵塞。進入早全新世時氣候發生變化、溫度上升，洱海水泛濫，平均水位達海拔2160 m，形成大量河湖相或河湖-沼澤相沉積。全新世中期，全區溫度持續上升，湖水大面積乾涸或范圍縮小，水位下降到海拔2000 m左右（段彥學，1987）。全新世晚期，區內湖泊進一步縮小或乾涸，洱海目前的水位是1974 m。隨著洱海水位不斷下降，湖泊面積逐漸縮小，原湖泊近岸水下的沉積地層出露水面。經孢粉分析和¹⁴C年齡測定，洱海東緣的軟粘土主要是早全新世以來的沉積物。

2.洱海東緣軟粘土的物質組成和物化性質

（1）粒度組成

根據移液管全分散法粒度分析結果（表12-15），洱海東緣軟粘土具有高分散性，砂粒含量極低，主要由粉粒和粘粒組成，d＜5 μm的粘粒含量大部分在35%以上，最高達60.32%。

表12-15 洱海東緣軟粘土物質組成及物理化學活性測試結果

（2）粘土礦物

粘土礦物XRD定量測試結果表明，洱海東緣軟粘土的主要粘土礦物成分為單礦物蒙脫石（S）（圖12-19），占粘土礦物總量的80～81%，次要粘土礦物為高嶺石（K），佔16～17%，伊利石（I）僅佔2～4%（表12-16）。洱海富Mg²⁺的水體環境和周邊大量蒙脫石化蝕變岩的分布是形成大量蒙脫石的原因。

表12-16 洱海東緣軟粘土礦物成分定量測試結果

（3）軟粘土的物理化學活性及孔隙溶液的化學成分

比表面積指標可以較好地反映粘性土的物理化學活性。採用乙二醇乙醚吸附法測定結果表明，洱海軟粘土的比表面積為176.78～448.23 m²/g，平均值299.32 m²/g，巨大的比表面積決定了其物理活性很高。採用土水比1∶5水提取液測得樣品的pH值為6.23～7.9（表12-17），基本屬中性。洱海軟粘土的含鹽量通常小於100 mg/100 g，個別地點因有機質大量聚集，引起局部含鹽量升高（主要為。孔隙溶液的主要陽離子及粘土礦物表面可交換性陽離子都是以Ca²⁺為主，交換性Ca²⁺引起的粘土顆粒絮凝作用和雙電層壓縮明顯，造成粘土結構強度高、粘聚力增大、壓縮性降低。

圖12-19 洱海東緣軟粘土＜2 μm粒組X-射線衍射曲線

表12-17 洱海東緣軟粘土水提取液化學分析結果

3.洱海東緣軟粘土的工程地質特性

根據洱海東緣軟粘土的大量土工試驗結果（表12-18），軟粘土的工程特性主要表現在以下方面：

（1）含水量較高。含水量一般在40%～65%之間，最高可達104%，平均值為57.08%，接近於液限，幾乎處於飽和狀態。

（2）天然孔隙比大。孔隙比一般在0.64～2.63之間，平均值為1.49。

（3）特殊的稠度狀態。稠度即液性指數，是軟粘土判別和分類最重要的指標。在國際上通常將液性指數I_L≥0.75或不排水抗剪強度≤40 kPa的粘性土稱為軟粘土（Brand et al.，1981）。中國軟土的判別一般把天然孔隙比e≥1.0且天然含水量w大於液限w_L的細粒土稱為軟土。測試結果表明，洱海早全新世軟粘土的液性指數I_L介於0.47～1.51之間，平均值為0.79（表12-18，圖12-20）。無論是分布概率還是平均值都說明它們處於軟塑態，液性指數I_L降低還導致壓縮性減少、抗剪強度增大，這一特點與其形成的地質時代有關。

（4）高塑性。液限多在45%以上，最高達101.3%，平均值為58.17%；塑限多大於25%，最高達61%，平均值31.4%；塑性指數的平均值絕大多數大於20%。總體上，洱海早全新世軟粘土屬於高塑性粘土。

（5）壓縮性大。軟粘土壓縮系數為0.23～2.21 MPa^-1，平均值0.88 MPa^-1；壓縮模量一般為1.45～5.63 MPa，平均值3.14 MPa。數據統計表明，有14%的軟粘土為中等壓縮性，86%為高壓縮性，說明洱海軟粘土以高壓縮性為主，同時中壓縮性仍佔有一定比例，說明這部分軟粘土已經發生了一定程度的固結。

（6）強度低：直剪（快剪）試驗測定結果，內摩擦角最低2.1°，最高23.3°，平均一般為11°；粘聚力c值1.7～39.8 kPa，一般值8～16 kPa，表明洱海湖相軟粘土的抗剪強度較低，與一般軟粘土並沒有明顯的差異。

表12-18 洱海東緣軟粘土的工程特性統計結果

（7）固結系數小。該區軟粘土固結系數一般在0.11～4.42 cm²/s之間，平均值為1.08 cm²/s，說明該區軟土完成固結沉降需要較長時間，這對施工工期影響很大。

（8）透水性弱。低滲透性是軟粘土的共同屬性，其滲透性大小隨粘粒含量和塑性指數的增高而降低，洱海軟粘土滲透系數最低0.04×10^-7 cm/s，高者達4.17×10^-7 cm/s，一般為0.30～0.60×10^-7 cm/s，平均值0.39×10^-7 cm/s；表明軟土的排水固結不好，對排水固結不利。

4.洱海東緣軟粘土的固結性分析

洱海東緣軟粘土沉積時間較短、固結程度低，淤泥及淤泥質粘土呈絮狀結構，孔隙發育，因而壓縮性大。鑒別天然粘土沉積是否屬於正常固結的方法有很多種，Skempton（1970）建議採用以下兩種方法：①用Casagrande圖解法從壓縮實驗求得先期固結壓力σ′_vo，即延長e-logσ′_v曲線的原始直線部分與通過原位孔隙比е₀的水平線相交得出下限σ′_vc（min），如果σ′_vo夾在σ′_vc和σ′_vc（min）之間，則粘土是正常固結的。②根據S_u/σ′_vo與深度的關系判斷，S_u是不排水抗剪強度，可根據粘聚力和內摩擦角由公式τ=c+σtanθ計算而得。如果各點近似落在一條直線上，即如果不排水抗剪強度隨著有效覆蓋壓力成比例增加，則認為粘土是正常固結的。

對洱海東緣軟粘土固結性採用上述第二種方法進行分析。根據室內試驗結果，抗剪強度與有效應力之比（S_u/σ′_vo）隨深度出現2種不同的變化規律（圖12-20）。從地表到大致10 m左右的深度，S_u/σ′_vo隨深度呈現對數變化規律，對其進行回歸分析，可以看出有明顯的相關性，相關系數為0.91。相關關系可以表示為：

滇藏鐵路沿線地殼穩定性及重大工程地質問題

根據Skempton建議採用的方法判斷，表明表層軟粘土並非正常固結，而是出現超固結現象。從圖12-20中含水量、容重、不排水抗剪強度隨深度變化情況也可以證明這一點。在表層（約0～10 m）天然含水量隨深度而增大，容重、不排水抗剪強度隨深度而降低。初步分析認為，出現這種現象主要是由於滇西北高原的隆升造成地表抬升，降水量減少、湖水位退縮，早全新世軟粘土上部抬升到湖水位以上，致使上部土層乾燥硬化，孔隙比減小，產生超固結，從而出現並非僅在自身重力作用下的固結作用。地表土經過雨水的淋濾及有機質的氧化分解作用，形成與下部土層呈漸變的硬殼層，這個硬殼層表現出液性指數與含水量小、抗剪強度大的工程特性。

圖12-20 洱海東緣早全新世軟粘土工程特性指標與深度關系曲線圖

5.洱海東緣軟粘土物理力學指標的相關性分析

實際工程中經常建立土體物理力學性質指標之間的相互關系式，從而根據容易測定的物理性質指標估算難以准確測定且費時費力的力學性質指標，以供工程應用參考。統計分析表明，洱海東緣軟粘土的物理力學參數之間具有較好的相關性（圖12-21）。其中，軟粘土含水量w與孔隙比e、塑性指數I_P與液限w_L、孔隙比e與壓縮系數a_v、含水量w與壓縮系數a_v具有顯著正相關性；液性指數I_L與粘聚力c、含水量w與內摩擦角φ、塑性指數I_P與壓縮系數a_v之間存在較明顯的負相關性。

圖12-21 指標參數之間關系散點圖

綜上所述，可以得到以下認識：

（1）洱海東緣早全新世湖相粘土屬於軟塑態的軟粘土，而不屬於現國家標准規定的液性指數I_L≥1.0的流塑態的軟土。按照國際流行的軟土定義，它們仍然屬於軟粘土，並且具有高壓縮性、低強度等不良工程特性，因此路基、橋基等需進行地基處理成採用適宜的樁基基礎。

（2）滇藏鐵路沿線廣泛分布的湖相、湖沼相沉積粘土，因形成的地質時代、物質成分各不相同，因此軟粘土的工程性質及其相關的工程問題也有很大差異，尤其是晚更新世以來形成的湖相粘土，從工程地質角度都屬於性質不良的軟弱地基，對其靜力學和動力學性質都要加以深入研究。

二、小中甸盆地湖相硬粘土

前已敘及，滇西北小中甸盆地是上新世末期以來在青藏高原強烈隆起過程中形成的NNW向第四紀斷陷湖盆地，從深切的小中甸河谷剖面可見盆地上部發育中晚更新世湖相粘土（圖2-11，圖2-12）。規劃中的滇藏鐵路約有50 km的線路沿著小中甸盆地走向建設，作為滇藏鐵路路基、邊坡和填築材料的小中甸湖相粘土，對鐵路工程的設計、施工和安全有重要影響。

1.小中甸粘土的物質組成和物理化學活性

根據移液管全分散法的粒度分析結果，小中甸湖相粘土具有高分散性，砂粒含量極低，主要由粉粒和粘粒組成，d＜5 μm的粘粒含量大部分在40%以上，最高達69.54%，小中甸湖相粘土中所夾粉質粘土層的粘粒含量較低，但也在7.88%～47.74%（表12-19）。

表12-19 小中甸湖相粘土物質組成及物理化學活性測試結果

對樣品採用3種方法（天然樣品、乙二醇處理樣品和550℃加熱處理樣品）進行了粘土礦物X-射線衍射定量測試，測試結果表明，湖相粘土的礦物組成為伊利石、伊利石/蒙脫石混層礦物、高嶺石、綠泥石、綠泥石/蒙脫石混層礦物的共生組合，但以伊利石為主（表12-20，圖12-22），其相對含量54%～70%，絕對含量10.82%～32.09%。

表12-20 小中甸湖相粘土礦物成分定量測試結果

由乙二醇乙醚吸附法測得的小中甸粘土比表面積為49.47～112.82 m²/g，平均值為81.27 m²/g（純伊利石表面積67～100 m²/g，高嶺石7～30 m²/g）。活動性系數A介於0.51～0.83之間（表12-19），活性指數綜合反映了土的塑性與粘粒含量和粘土礦物親水性的關系，該套粘土的A＜0.83，表明粘土含水量變化時，土顆粒的體積變化不大。

根據單高地剖面8個樣品土水比1∶5懸浮液測得樣品的pH值為7.01～8.10（表12-19），屬微鹼性。林業局淺表層邊坡剖面樣品pH值變化較大，為6.69～7.77。試驗測得單高地剖面CaCO₃ 含量為8.30%～12.83%，而淺表層林業局剖面CaCO₃ 含量較低，為1.08%～5.23%，用重鉻酸鉀氧化法測得的有機質含量為0.16%～0.85%。5個樣品土水比1∶5水提取液水化學分析結果表明該處粘土水化學類型以HCO^3--Ca²⁺型為主（表12-21），個別青灰色粘土為型，且水提取液含鹽量很低，為53.16～80.22 mg/100 g。表明小中甸粘土沉積時的古湖為濕潤環境下具有弱還原環境和具有一定封閉性的高原深水淡水湖。在這種湖水環境下形成的湖相粘土不但分選良好，顆粒細膩，而且具有較高的結構強度。但是，目前處於淺表層或遭受雨水溶濾改造的湖相粘土pH值和CaCO₃ 含量明顯降低。

圖12-22 小中甸湖相粘土＜2 μm粒組X-射線衍射曲線

表12-21 小中甸盆地單高地粘土水提取液化學分析結果

2.小中甸粘土的物理性質

對分別採集於淺表層的小中甸林業局東北214國道邊坡剖面和單高地村深切溝谷剖面的湖相粘土樣品進行物理和水理性質測試，前者因遭受大氣干濕交替作用、雨水和坡面水流淋溶作用，在物理水理力學性質上與後者有所不同。根據測試結果，林業局邊坡粘土天然含水量24.44%～32.51%，干容重1.43～1.61 g/cm³，孔隙比0.72～0.92，液限46.61%～53.80%，塑限27.15%～29.53%，塑性指數19.46～24.27，液性指數0.12～0.14（表12-22），表明位於淺表層的小中甸粘土具有高塑性硬粘土的特性。單高地深切溝谷小中甸粘土單高地村8個粘土樣品含水量在35.46%～48.49%，平均為41.13%，這是一般硬塑粘土所沒有的，高含水性還表現在天然含水量遠遠大於此粘土的塑限，表明處於潛塑態。臘封法測得的樣品容重為1.71～1.83 g/cm³，平均1.78 g/cm³，其干容重1.19～1.32 g/cm³，平均1.26 g/cm³，孔隙比1.05～1.31，平均1.18。可見，單高地小中甸粘土具有高孔隙性低密度的特點，這與小中甸粘土形成地質時代相對較新、固結程度低、粘土的鈣質和有機質膠結作用較強密切相關，也與深切溝谷兩側粘土遭受後期表生改造輕微有關，可代表小中甸粘土真實物理特性。

表12-22 小中甸湖相粘土基本物性指標測試結果

採用錐式液限儀和搓條法測得的液限為43.11%～63.99%、塑限30.50%～37.84%，塑性指數12.61～30.43，表明小中甸粘土屬於高塑性粘土。8個樣品液性指數0.05～0.55，平均為0.35，按照液性指數的稠度分級，單高地小中甸粘土多數屬可塑態，僅個別為硬塑態。這與天然小中甸粘土的實際狀態表現（野外調查所見為硬塑態）極不相符。分析認為，液限、塑限指標測定是樣品在結構充分擾動水化狀態條件下測定的，而不代表天然結構狀態，二者之間的不一致說明了天然小中甸粘土的結構性，即CaCO₃和有機質對粘土的膠結作用。這一事實表明小中甸粘土在機械擾動結構破壞條件下粘土將發生顯著的塑性變形。

3.工程特性

（1）脹縮性分析

採用國際流行的Williams 和Donadson 粘土膨脹勢判別法，對小中甸粘土進行膨脹勢判別表明，小中甸粘土以中等膨脹-強膨脹為主（圖12-23），相當於國內弱、中等膨脹粘土。小中甸粘土的膨脹性主要與粘粒含量高密切相關，這是與我國中東部地區膨脹土的不同之處。另外，小中甸湖相粘土的天然含水率高，基本上位於40%～50%之間，具有乾燥收縮特性，易導致開挖暴露引起地面開裂、邊坡風化剝落。而野外觀測該粘土表現為外觀性狀好，這與該剖面長期受水浸潤作用有關。

圖12-23 小中甸湖相粘土膨脹勢判別圖

（2）力學強度特性

為了進一步揭示小中甸粘土的強度特性，我們對採集的原狀樣品進行了直剪試驗和三軸壓縮試驗。直剪試驗結果表明，該粘土的粘聚力c值較大，為38.8～50.3 kPa，內摩擦角φ為17.2°～23.0°（表12-23），三軸（UU）抗剪強度值c值為44.0 kPa，φ值為13.1°，較高的粘聚力與粘粒含量高、較高的鈣質和有機質膠結作用有關。在CaCO₃和有機質膠結作用下粘土的工程特性良好，在遭受淋濾後CaCO₃和有機質含量減少，引起c值降低，由此可見小中甸粘土為結構性土。邊坡開挖易引起結構破壞、土體含水量降低引起土體收縮變形，降雨引起φ值降低，在此種情況下該粘土組成的邊坡將發生破壞。

表12-23 小中甸單高地湖相粘土物理力學指標測試結果

綜上所述，可以得到以下認識：① 小中甸盆地湖相粘土粘粒含量高，礦物組成以伊利石為主，伴生有伊利石/蒙脫石混層礦物、高嶺石、綠泥石、綠泥石/蒙脫石混層礦物，形成於高原溫帶濕潤氣候的古氣候環境和較弱的化學風化作用。② 小中甸粘土具有高含水量、高孔隙性和高塑性、顯著結構性等特點，具有較高的結構強度和較高的地基承載力。在干濕交替和淺表部粘土遭受水的淋濾後粘土的力學性質變差。③ 粘土粘聚力較大，與粘粒含量高、CaCO₃膠結作用密切相關，處於淺表層的粘土邊坡在水和人類活動等外部因素的影響下易發生滑坡災害。建議在今後研究中對小中甸湖相粘土的固結程度、變形性質和微觀結構特徵進行專門研究，以進一步揭示在振動荷載作用下該湖相粘土作為地基的結構穩定性和變形量。

㈩ 工程地質讀圖

一、在一切開始之前，你首先得弄明白什麼叫等高線？簡單地講，等高線就是地形上高程相等的點的連線，在連線上的點的高程是相等的。比如圖中的虛線即為等高線，等高線上標注的數據即為該條等高線對應的高程數值。
二、有了等高線，並且理解了它的含義，那我們就可以在腦海中建立起一個空間的立體地形圖，這時你一定要拋開地質內容，否則易受干擾。從你所給的插圖，我們可以看出在圖紙的左、右各有一個小山包。左邊山包比右邊高（左邊的等高線都到了200,而右邊最高為180），140這條等高線沒有從兩個山包中間穿過，表示兩個山包之間的連接部分，即所謂的鞍部，要高於140,那我們就在腦海中建立了一個類似馬鞍狀的空間立體概念。
三、有了這個空間概念，回頭再來看看地質圖內容。這時你會發現，在左側山包處，地質分界線大致與等高線相吻合，這說明在這個地方地層是呈水平層狀的，不知你吃過多層夾心餅沒有，想像一下這個夾層餅足夠厚！如果你把夾心餅平放在案板上，沿四周切成圓台體，這時你會發現，所夾各層的出露情況是與圓台體四周等高度的連線相一致的，假如你將餅掉轉90度，立起來，讓夾心層面向你，這時你再去把夾心餅切成圓台狀，你便會發現，地質界限是與圓台四周等高度的連線相交的，你可以回家自己做個樣本試一試，通過實體實驗有助你建立空間概念；
四、根據上述對水平岩層出露的情況的分析，自然我們便可以很容易判斷奧陶系和寒武系地層不是水平產出的，而是呈傾斜的產狀出現的。其在圖紙的上方與上伏岩層的接觸關系屬於角度不整合，在右側則屬於平行不整合。而造成這種現象的原因是前者應該是斷層形成的，後者應該是褶皺造成的。至於其中的花崗岩則呈不規則的形狀侵入造成的。