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　　巖體的構成（三）

　　2.土

　　土是巖石在風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及其對土的工程性質影響不同，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、有機質四種。

　　(2)土的結構和構造。土的結構是指土顆粒本身的特點和顆粒間相互關聯(lián)的綜合特征，一般可分為兩大基本類型：

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

　　2)集合體結構。也稱團聚結構或絮凝結構，這類結構為黏性土所特有。黏性土組成顆粒細小，表面能大，顆粒帶電，沉積過程中粒間引力大于重力，并形成結合水膜連接，使之在水中不能以單個顆粒沉積下來，而是凝聚成較復雜的集合體進行沉積。

　　(3)土的分類。

　　1)根據(jù)有機含量分類。根據(jù)土中有機質含量，分為無機土、有機質土、泥炭質土和泥炭。

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

　　碎石土是粒徑>2mm的顆粒含量超過全重50%的土;根據(jù)顆粒級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的顆粒含量不超過全重50%，且粒徑>0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土;

　　黏性土是塑性指數(shù)>10的土。分為粉質黏土和黏土;

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

　　3)根據(jù)地質成因分類。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。一般密實度較差，但若堆積時間較長，由于土的自重壓密作用，也能達到一定密實度。如堆填時間超過10年的黏性土、超過5年的粉土、超過2年的砂土，均具有一定的密實度和強度，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?shù)拇胧┻M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，排水固結差，一般呈軟塑或流塑狀態(tài)，比同類自然沉積飽和土的強度低、壓縮性高。

　　2.特殊土的工程性質

　　(1)軟土。泛指淤泥及淤泥質土。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。在天然含水量時一般呈堅硬或硬塑狀態(tài)，具有較高的強度和低的或中等偏低的壓縮性，但遇水浸濕后，強度迅速降低，有時即使在其自重作用下也會發(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致管道折斷。路基受水后由于自重濕陷而發(fā)生局部嚴重坍塌。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，一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài)，甚至飽水的紅黏土也是堅硬狀態(tài)的。

　　(4)膨脹土。含有大量的強親水性黏土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮，且脹縮變形往復可逆。在天然條件下一般處于硬塑或堅硬狀態(tài)，強度較高，壓縮性較低易被誤認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，或土的原狀結構被擾動時，土體會驟然強度降低、壓縮性增高。這顯然是由于土的內摩擦角和內聚力都相應減小及結構強度破壞的緣故。

　　結論：

　　塑性指數(shù)愈大，可塑性就愈強。

　　液限指數(shù)愈大，土質愈軟。

　　3.結構面

　　結構面是切割巖體的各種地質界面的統(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。

　　結構面的特征是影響結構面強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、結構面?zhèn)缺趶姸?、張開度、充填物、滲流、節(jié)理組數(shù)、塊體大小等方面來描述結構面的特征。

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

　　結構面的產(chǎn)狀由走向、傾向和傾角三個要素表示，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)結構面走向，即結構面在空間延伸的方向，用結構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)結構面的傾向，即結構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水平面投影的指向。

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

　　節(jié)理組數(shù)的多少決定了巖石的塊體大小及巖體的結構類型，可以根據(jù)節(jié)理組數(shù)劃分結構面發(fā)育程度。