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　　巖體的構(gòu)成（三）

　　2.土

　　土是巖石在風(fēng)化作用下形成的大小懸殊的顆粒，在各種自然環(huán)境中形成的堆積物。

　　(1)土的組成。土是由顆粒(固相)、水溶液(液相)和氣(氣相)所組成的三相體系。

　　根據(jù)組成土的固體顆粒礦物成分的性質(zhì)及其對(duì)土的工程性質(zhì)影響不同，組成土的固體顆粒礦物可分為原生礦物、不溶于水的次生礦物、可溶鹽類及易分解的礦物、有機(jī)質(zhì)四種。

　　(2)土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。土的結(jié)構(gòu)是指土顆粒本身的特點(diǎn)和顆粒間相互關(guān)聯(lián)的綜合特征，一般可分為兩大基本類型：

　　1)單粒結(jié)構(gòu)。也稱散粒結(jié)構(gòu)，是碎石(卵石)、礫石類土和砂土等無(wú)黏性土的基本結(jié)構(gòu)形式，其對(duì)土的工程性質(zhì)影響主要在于其松密程度。

　　2)集合體結(jié)構(gòu)。也稱團(tuán)聚結(jié)構(gòu)或絮凝結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)為黏性土所特有。黏性土組成顆粒細(xì)小，表面能大，顆粒帶電，沉積過(guò)程中粒間引力大于重力，并形成結(jié)合水膜連接，使之在水中不能以單個(gè)顆粒沉積下來(lái)，而是凝聚成較復(fù)雜的集合體進(jìn)行沉積。

　　(3)土的分類。

　　1)根據(jù)有機(jī)含量分類。根據(jù)土中有機(jī)質(zhì)含量，分為無(wú)機(jī)土、有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土和泥炭。

　　2)根據(jù)顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)分類。根據(jù)顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。

　　碎石土是粒徑>2mm的顆粒含量超過(guò)全重50%的土;根據(jù)顆粒級(jí)配和顆粒形狀分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫;

　　砂土是粒徑>2mm的顆粒含量不超過(guò)全重50%，且粒徑>0.075mm的顆粒含量超過(guò)全重50%的土;

　　黏性土是塑性指數(shù)>10的土。分為粉質(zhì)黏土和黏土;

　　粉土是粒徑大于0.075的顆粒不超過(guò)全重50%，且塑性指數(shù)≤10的土。

　　3)根據(jù)地質(zhì)成因分類。土可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖擊土、淤積土、冰積土和風(fēng)積土等。

　　4)根據(jù)顆粒大小及含量分類。土可分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土等。如圖1.1.1所示。

　　(5)填土。

　　1)素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一種或幾種材料組成的填土。一般密實(shí)度較差，但若堆積時(shí)間較長(zhǎng)，由于土的自重壓密作用，也能達(dá)到一定密實(shí)度。如堆填時(shí)間超過(guò)10年的黏性土、超過(guò)5年的粉土、超過(guò)2年的砂土，均具有一定的密實(shí)度和強(qiáng)度，可以作為一般建筑物的天然地基。

　　2)雜填土。雜填土是含有大量雜物的填土。試驗(yàn)證明，以生活垃圾和腐蝕性及易變性工業(yè)廢料為主要成分的雜填土，一般不宜作為建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工業(yè)廢料組成的雜填土，采用適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理后可作為一般建筑物地基。

　　3)沖填土。其含水量大，透水性較弱，排水固結(jié)差，一般呈軟塑或流塑狀態(tài)，比同類自然沉積飽和土的強(qiáng)度低、壓縮性高。

　　2.特殊土的工程性質(zhì)

　　(1)軟土。泛指淤泥及淤泥質(zhì)土。天然孔隙比e大于或等于1.0.具有高含水量、高孔隙性、低滲透性、高壓縮性、低抗剪強(qiáng)度、較顯著的觸變性和蠕變性等特性。

　　(2)濕陷性黃土。在天然含水量時(shí)一般呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)，具有較高的強(qiáng)度和低的或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強(qiáng)度迅速降低，有時(shí)即使在其自重作用下也會(huì)發(fā)生劇烈的沉陷。濕陷性黃土受水浸濕后，在其自重壓力下發(fā)生濕陷的，稱為自重濕陷性黃土。而在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷的，稱為非自重濕陷性黃土。在自重濕陷性黃土地區(qū)修筑渠道，初次放水時(shí)就可能產(chǎn)生地面下沉，兩岸出現(xiàn)與渠道平行的裂縫。

　　管道漏水后由于自重濕陷可能導(dǎo)致管道折斷。路基受水后由于自重濕陷而發(fā)生局部嚴(yán)重坍塌。地基土的自重濕陷往往使建筑物發(fā)生很大的裂縫或使磚墻傾斜，甚至使一些很輕的建筑物也受到破壞。

　　(3)紅黏土。天然含水量高、密度小、塑性高，通常呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，不具有濕陷性。由于塑限很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅(jiān)硬或硬可塑狀態(tài)，甚至飽水的紅黏土也是堅(jiān)硬狀態(tài)的。

　　(4)膨脹土。含有大量的強(qiáng)親水性黏土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮，且脹縮變形往復(fù)可逆。在天然條件下一般處于硬塑或堅(jiān)硬狀態(tài)，強(qiáng)度較高，壓縮性較低易被誤認(rèn)為是工程性能較好的土，但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量劇烈增大，或土的原狀結(jié)構(gòu)被擾動(dòng)時(shí)，土體會(huì)驟然強(qiáng)度降低、壓縮性增高。這顯然是由于土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力都相應(yīng)減小及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞的緣故。

　　結(jié)論：

　　塑性指數(shù)愈大，可塑性就愈強(qiáng)。

　　液限指數(shù)愈大，土質(zhì)愈軟。

　　3.結(jié)構(gòu)面

　　結(jié)構(gòu)面是切割巖體的各種地質(zhì)界面的統(tǒng)稱，是一些具有一定方向，延展較廣較薄的二維地質(zhì)界面，如層面、沉積間斷面、節(jié)理、裂隙、裂縫、斷層等，也包括厚度較薄的軟弱夾層。

　　結(jié)構(gòu)面的特征是影響結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度及其他性能的重要因素，一般從方位、間距、延續(xù)性、粗糙度、結(jié)構(gòu)面?zhèn)缺趶?qiáng)度、張開度、充填物、滲流、節(jié)理組數(shù)、塊體大小等方面來(lái)描述結(jié)構(gòu)面的特征。

　　層面、節(jié)理、裂隙、裂縫、斷層等結(jié)構(gòu)面的空間位置定義為結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。

　　結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀由走向、傾向和傾角三個(gè)要素表示，如圖1.1.2所示。層面的產(chǎn)狀還代表所在巖層的產(chǎn)狀，即表示所在巖層的空間位置。

　　(1)結(jié)構(gòu)面走向，即結(jié)構(gòu)面在空間延伸的方向，用結(jié)構(gòu)面與水平面交線即走向線的方位角或方向角表示。走向線兩端延伸方向均是走向，雖相差180°，但是表示的是同一走向。

　　(2)結(jié)構(gòu)面的傾向，即結(jié)構(gòu)面在空間的傾斜方向，用垂直走向順傾斜面向下引出的一條射線對(duì)水平面投影的指向。

　　(3)結(jié)構(gòu)面的傾角，即結(jié)構(gòu)面在空間傾斜角度的大小，用結(jié)構(gòu)面與水平面所夾的銳角表示。

　　節(jié)理組數(shù)的多少?zèng)Q定了巖石的塊體大小及巖體的結(jié)構(gòu)類型，可以根據(jù)節(jié)理組數(shù)劃分結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度。