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　　岩体的构成（三）

　　2.土

　　土是岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在各种自然环境中形成的堆积物。

　　(1)土的组成。土是由颗粒(固相)、水溶液(液相)和气(气相)所组成的三相体系。

　　根据组成土的固体颗粒矿物成分的性质及其对土的工程性质影响不同，组成土的固体颗粒矿物可分为原生矿物、不溶于水的次生矿物、可溶盐类及易分解的矿物、有机质四种。

　　(2)土的结构和构造。土的结构是指土颗粒本身的特点和颗粒间相互关联的综合特征，一般可分为两大基本类型：

　　1)单粒结构。也称散粒结构，是碎石(卵石)、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式，其对土的工程性质影响主要在于其松密程度。

　　2)集合体结构。也称团聚结构或絮凝结构，这类结构为黏性土所特有。黏性土组成颗粒细小，表面能大，颗粒带电，沉积过程中粒间引力大于重力，并形成结合水膜连接，使之在水中不能以单个颗粒沉积下来，而是凝聚成较复杂的集合体进行沉积。

　　(3)土的分类。

　　1)根据有机含量分类。根据土中有机质含量，分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭。

　　2)根据颗粒级配和塑性指数分类。根据颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。

　　碎石土是粒径>2mm的颗粒含量超过全重50%的土;根据颗粒级配和颗粒形状分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾;

　　砂土是粒径>2mm的颗粒含量不超过全重50%，且粒径>0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土;

　　黏性土是塑性指数>10的土。分为粉质黏土和黏土;

　　粉土是粒径大于0.075的颗粒不超过全重50%，且塑性指数≤10的土。

　　3)根据地质成因分类。土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。

　　4)根据颗粒大小及含量分类。土可分为巨粒土、粗粒土、细粒土等。如图1.1.1所示。

　　(5)填土。

　　1)素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一种或几种材料组成的填土。一般密实度较差，但若堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定密实度。如堆填时间超过10年的黏性土、超过5年的粉土、超过2年的砂土，均具有一定的密实度和强度，可以作为一般建筑物的天然地基。

　　2)杂填土。杂填土是含有大量杂物的填土。试验证明，以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。

　　3)冲填土。其含水量大，透水性较弱，排水固结差，一般呈软塑或流塑状态，比同类自然沉积饱和土的强度低、压缩性高。

　　2.特殊土的工程性质

　　(1)软土。泛指淤泥及淤泥质土。天然孔隙比e大于或等于1.0.具有高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等特性。

　　(2)湿陷性黄土。在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，但遇水浸湿后，强度迅速降低，有时即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷。湿陷性黄土受水浸湿后，在其自重压力下发生湿陷的，称为自重湿陷性黄土。而在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的，称为非自重湿陷性黄土。在自重湿陷性黄土地区修筑渠道，初次放水时就可能产生地面下沉，两岸出现与渠道平行的裂缝。

　　管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道折断。路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌。地基土的自重湿陷往往使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜，甚至使一些很轻的建筑物也受到破坏。

　　(3)红黏土。天然含水量高、密度小、塑性高，通常呈现较高的强度和较低的压缩性，不具有湿陷性。由于塑限很高，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬可塑状态，甚至饱水的红黏土也是坚硬状态的。

　　(4)膨胀土。含有大量的强亲水性黏土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩，且胀缩变形往复可逆。在天然条件下一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低易被误认为是工程性能较好的土，但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量剧烈增大，或土的原状结构被扰动时，土体会骤然强度降低、压缩性增高。这显然是由于土的内摩擦角和内聚力都相应减小及结构强度破坏的缘故。

　　结论：

　　塑性指数愈大，可塑性就愈强。

　　液限指数愈大，土质愈软。

　　3.结构面

　　结构面是切割岩体的各种地质界面的统称，是一些具有一定方向，延展较广较薄的二维地质界面，如层面、沉积间断面、节理、裂隙、裂缝、断层等，也包括厚度较薄的软弱夹层。

　　结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素，一般从方位、间距、延续性、粗糙度、结构面侧壁强度、张开度、充填物、渗流、节理组数、块体大小等方面来描述结构面的特征。

　　层面、节理、裂隙、裂缝、断层等结构面的空间位置定义为结构面的产状。

　　结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素表示，如图1.1.2所示。层面的产状还代表所在岩层的产状，即表示所在岩层的空间位置。

　　(1)结构面走向，即结构面在空间延伸的方向，用结构面与水平面交线即走向线的方位角或方向角表示。走向线两端延伸方向均是走向，虽相差180°，但是表示的是同一走向。

　　(2)结构面的倾向，即结构面在空间的倾斜方向，用垂直走向顺倾斜面向下引出的一条射线对水平面投影的指向。

　　(3)结构面的倾角，即结构面在空间倾斜角度的大小，用结构面与水平面所夹的锐角表示。

　　节理组数的多少决定了岩石的块体大小及岩体的结构类型，可以根据节理组数划分结构面发育程度。