素土的工程地質性能
『壹』 工程地質問題名詞解釋
工程地質問題是指已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展，構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。由於工程地質條件復雜多變，不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同，所以工程地質問題是多種多樣的。就土木工程而言，主要的工程地質問題包括：
（1）地基穩定性問題：是工業與民用建築工程常遇到的主要工程地質問題，它包括強度和變形兩個方面。此外岩溶、土洞等不良地質作用和現象都會影響地基穩定。鐵路、公路等工程建築則會遇到路基穩定性問題。
（2） 斜坡穩定性問題：自然界的天然斜坡是經受長期地表地質作用達到相對協調平衡的產物，人類工程活動尤其是道路工程需開挖和填築人工邊坡（路塹、路堤、堤壩、基坑等），斜坡穩定對防止地質災害發生及保證地基穩定十分重要。斜坡地層岩性、地質構造特徵是影響其穩定性的物質基礎，風化作用、地應力、地震、地表水、和地下水等對斜坡軟弱結構面作用往往破環斜坡穩定，而地形地貌和氣候條件是影響其穩定的重要因素。
（3） 洞室圍岩穩定性問題：地下洞室被包圍於岩土體介質（圍岩）中，在洞室開挖和建設過程中破壞了地下岩體原始平衡條件，便會出現一系列不穩定現象，常遇到圍岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建設規劃和選址時要進行區域穩定性評價，研究地質體在地質歷史中受力狀況和變形過程，做好山體穩定性評價，研究岩體結構特性，預測岩體變形破壞規律，進行岩體穩定性評價以及考慮建築物和岩體結構的相互作用。這些都是防止工程失誤和事故，保證洞室圍岩穩定所必需的工作。
（4） 區域穩定性問題：震陷和液化以及活斷層對工程穩定性的影響
（5）一般工程施工前，先由勘察設計院對地質進行勘察
『貳』 淺談幾種特殊土地基的工程特性及地基處理論文
以下內容均為引用，成果不歸本人，希望對您的提問有所幫助
軟土地基處理方法概述
杜艷花（中交一公局第五工程有限公司京密項目部）
摘要：本文介紹了軟土及軟土地基的定義及特點，探討了軟土地基在公路工程中造成的危害，並介紹了幾種軟土地基的處理措施，對軟土地基的施工具有一定的指導意義。
關鍵詞：軟土地基 噴粉樁法 土工格柵 換土墊層法
改革開放以來，我國的公路運輸事業經歷了一次前所未有的發展機遇，取得了輝煌的成就。隨著國民經濟的發展，公路對經濟的發展產生了越來越大的影響，也越來越受到國家的重視。雖然東南沿海地區的高速公路建設水平居國內前列，但是軟土路基公路病害也時有發生。尤其橋頭跳車現象嚴重，影響高速公路使用功能。由於橋頭與路堤沉降差異太大，造成行車事故，不得不反復根治，不僅耗費資金，還造成嚴重的社會影響。為了保證道路的安全運行，對軟土路基進行處理就顯得尤為重要。
1 軟土及軟土地基
1.1 軟土
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。
1.2 軟土地基
我國公路行業規范對軟土地基未作定義。日本高等級公路設計規范將其定義為：主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及鬆散砂等土層構成。地下水位高，其上的填方及構造物穩定性差且發生沉降的地基。日本規范還對軟土地基做了分類，提出了類型概略判斷標准。在給出軟土地基定義時指出:軟土地基不能簡單地只按地基條件確定，因填方形狀及施工狀況而異，有必要在充分研究填方及構造物的種類、形式、規模、地基特性的基礎上，判斷是否應按軟土地基處理。
2 軟土地基在公路工程中造成的危害
（1） 勘察設計不詳細或不準確，導致對應該做軟基處理的地段未做處理設計。
（2） 已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩或危及線外建築物。
（3） 雖然做了軟土地基處理，但是措施不力，施工不當造成路堤失穩。
（4） 堆料不當，未按規定分層填築，填土過快，碾壓不當，造成路堤失穩。
（5） 擾動「硬殼層」或填築不當，使「硬殼層」遭受破壞，導致路堤失穩。
3軟土地基的處理方法
地基處理的方法很多，高速公路軟基處理與其它如房建等地基處理相比，有其自身的特點。一般處理路基的地質穩定問題從以下幾個方面進行考慮：
（1）改善剪切特性
路基的剪切破壞以及在土壓力作用下的穩定性取決於路基土的抗剪強度。因為了防止剪切破壞以及減輕土壓力，需要採取一定措施以增加路基土的抗剪度。
（2）改善壓縮特性
需採取措施提高地基土的壓縮模量，以減少地基土的沉降。
（3）改善透水特性
由於是在地下水的運動中所出現的問題，因此，需要採取措施使地基土變成不透水或減輕其水壓力。
（4）改善動力特性
地震時飽和鬆散粉細砂(包括一部分粉土)將會產生液化，因此，需要採取某種措施避免地基土液化，並改善其振動特性以提高地基的抗震性能。
（5）改善特殊土的不良地基的特性
主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等特殊土的不良地基特性。
地基處理的方法可以從不同角度來分類，一般是根據地基處理的原理來進行分類，大致可以分為以下幾種方法。
3.1換土墊層法
當軟弱土地基的承載力或變形滿足不了設計要求，而軟弱土層的厚度又不是很大時，將基礎地面下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除，然後分層換填強度較大的砂或其它性能穩定、無侵蝕性的材料，並壓實至要求的密度為止，這種地基處理方法稱為換土墊層法，簡稱為換填法。它適用於處理淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基。
換填法的加固機理是：將軟弱土層利用人工、.機械或其他方法清除，分層置換強度較高的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能穩定和無侵蝕性的材料，並夯實(或振實)至要求的密實度。對軟土厚度小於3米的情況，一般可採用全部挖除換填的方法。對厚度大於3米的情況，通常只採取部分挖除換填的方法。全部挖除換填從根本上改善了地基，不留後患，效果最佳，是最為徹底的措施。當高速公路路線通過的軟弱土層位於地表、厚度較薄(小於3米)且呈局部分布的軟土或泥沼地段，常宜採用全部挖除換填法處理地基。
此種方法又可以分為：機械換土法、爆破擠淤法、拋石擠淤法、砂墊層法。
3.2強夯法
強夯法是20世紀60年代末、70年代初首先在法國發展起來的，國外稱之為動力固結法，以區別於靜力固結法。它一般是用50噸左右的強夯機，將大噸位(100～400KN)的夯錘起吊到6～40米的高度自由落下，對地基土施加強大的沖擊能，在地基土中形成沖擊波和動應力，使地基土壓密和振密，以加固地基土，達到提高強度、降低壓縮性、改善砂土的抗液化條件、消除濕陷性黃土的濕陷性目的。
強夯法主要適用於加固砂土和碎石土、低飽和度粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。因其加固效果顯著，設備簡單，施工方便、快捷，經濟易行和節省材料，有利於環境保護等特點，很快傳到世界各地
3.3約束法
在路堤兩側坡腳附近打入木樁、鋼筋混凝土樁或者設置片石齒牆等，可限制基底軟土的擠動，從而保證基底的穩定。地基在實行側向約束後，路堤的填築速度可不加控制，且較反壓護道節省土方，少佔耕地，但需耗費一定數量的三材，成本較高。此法適用於軟土層較薄、底部有較硬土層且施工期緊迫的情況，下卧層面具有橫向坡度時尤其適合。
3.4土工織物加固法
通過在土層中埋設強度較大的土工聚合物、拉筋、受力桿件等，使這種人工復合的土體，可承受抗拉、抗壓、抗剪或抗彎作用，以提高地基承載力，減少沉降和增加地基的穩定。它適用於各種軟弱地基。
加固法的基本原理是通過土體與筋體間的摩擦作用，使土體中的拉應力傳遞到筋體上，筋體承受拉力，而筋間土承受壓應力及剪應力，使加筋土中的筋體和土體能較好發揮各自的作用。
常見的土工織物有土工格柵、土工帶及土工格室，其中土工格室除了能夠像土工帶和土工格柵一樣，能延緩或者切斷地基破壞的滑動面，從而使地基承載能力提高。而且，土工格室能對處於格室內的土粒給予三維約束，，使土粒與格室成為一個剛度遠大於地基的整體，它能較好分布施加在它上面的荷載，使地基受力較為均勻，從而提高地基承載力。
3.5粉噴樁法
粉噴樁法，是用特製的設備和機具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送，與地基土強行拌和，使之產生充分的物理、化學反應後，形成一定強度的樁體(簡稱粉噴樁)。這是一種改善土質，提高地基強度的軟土地基加固方法，可以廣泛地適用於淤泥質土，雜填土，軟粘土等地基加固。
粉噴樁處理軟基屬於深層攪拌法中的一種，它是利用壓縮空氣向軟弱土層中輸送石灰、水泥等粉狀加固料，使其與原位軟弱土混合、壓密，通過加固料與軟弱土之間的離子交換作用、凝聚作用、化學結合作用等一系列物理化學作用，使軟弱土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的柱狀加固土，它與原位軟弱土層組成復合地基，提高軟土地基承載力，減少地基沉降量。
3.6高壓噴射注漿法
我國簡稱為高噴法或旋噴法，這種方法是利用鑽機把帶有噴嘴的注漿管鑽到設計深度的土層，將漿液或水從噴嘴中高壓噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層。當能量大、速度快呈脈動狀的射流，其動壓大於土層結構強度時，土顆粒便從土層中剝落下來，一部分細顆粒隨漿液或水冒出，其餘土粒在射流的沖擊力、離心力和重力等力的作用下，與漿液攪拌混合，並按一定的漿土比例和質量大小，有規律的重新排列，漿液凝固後，便在土層中形成一個固結體，可提高地基承載力，減少沉降，還可起到支擋與防滲的作用。它適用於淤泥、淤泥質土、粘性土、黃土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
3.7輕質路基粉煤灰處理法
粉煤灰是一種質輕、多孔隙、顆粒均勻、具有一定水穩性的無粘性材料。由於粉煤灰中含有一定量的CaO，SiO2，MgO等成份，它們在粉煤灰水化過程中體積產生膨脹，可利用這一膨脹率來增加軟基加固效果。其路用性能滿足公路中的技術要求。
Ø 粉煤灰重量輕，最大幹容重1.19/耐左右，比一般土的最大幹容重輕40%左右，在軟土路基上填築粉煤灰時，可有效地減輕路堤重量，減少路基沉降及工後沉降量，從而影響路基處理方案，降低地基處理費用。
Ø 粉煤灰強度高、磨擦系數大，在路面設計時，由於粉煤灰提高了軟土的回
彈模量值，相應減薄路面設計厚度。
Ø 擊實試驗表明，粉煤灰和軟土混合物具有更好的干密度，含水量和最大幹
密度的關系曲線較平緩，更利於在野外的施工
3.8水泥土攪拌法
是通過攪拌機械將水泥或(石灰)等材料與地基的軟土攪拌成樁柱體，這種樁柱體成為水泥粘土樁、石灰粘土樁或某膠結物粘土樁，它具有一定的強度和水穩性。攪拌樁柱體與四周軟土組成復合地基，可以提高地基承載力、提高地基強度、增大地基變形模量。因此，經攪拌法加固的軟弱地基能提高地基承載力，減少地基沉降，阻止水體流動，增強地基的穩定性，還能阻止地下水的滲透。水泥土攪拌法分為深層攪拌法(濕法)和粉體噴攪法。
處理正常固結的淤泥、淤泥質土和含水量較高的粘性土、粉土等軟土地基，用於處理泥炭土或地下水具有侵蝕性時宜通過試驗確定其適用性。
在軟土地基上修築公路和橋梁並不都會發生問題、只要設計和施工措施得當，就可以保證路堤、橋梁的穩定和使用效果。軟土地基上路堤的設計與施工方案，應結合當地工程地質條件、材料供應、投資環境、工期要求和環境保護等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、綜合處治的原則進行充分論證，使設計和施工方案達到技術上先進、經濟上合理。
軟土地基的處理方法很多，總之，軟土地基處理的目的是增加地基穩定性，減少施工後的不均勻沉陷，所以施工的技術人員必須意識到軟土地基的危害性，堅決以數據說話，認真測定基底的承載力，並根據不同的地質情況，不同的投資和工期要求，採用切實可行的處理方案，同時一定要採集橋涵施工後的工後沉降數據，積累經驗，為今後的施工打下堅實的基礎。
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『叄』 什麼叫工程地質條件包括哪些內容
工程地質學中地質因素對土木工程建設有較大影響，因此把這些地質因素綜合稱工程地質條件。
內容包含地區的地形地貌，場地及周圍的岩土類型和性質，地質構造，水文地條件，各種自然地質作用與現象，天然建築材料等
『肆』 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M63.5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。
『伍』 土體地質工程設計問題
1.土體地質工程設計中不確定因素
土體地質工程設計中的困難在於：①地質模型難於准確地給定；②工程地質力學參數難於准確地給定；③粘性土降水很難做到符合設計要求；④施工質量也常常達不到設計要求。以基坑工程來說，目前基坑工程是有風險的。原因在於：
（1）目前對基坑邊坡破壞機制還不都很清楚，這表明目前基坑設計在理論上還不成熟，用什麼理論進行支護設計，還不是很清楚；
（2）目前取得的土體力學參數與實際相差很大，有的說土體強度試驗結果可能比實際低了30%左右；有的說土體的濕度具有控製作用，而土體中的濕度是很難搞清楚的，試驗結果到底是高還是低很難說清；就變形模量來說，目前實驗室測得的變形參數僅為幾十至幾百MPa，而反分析得到的可高達1000～1200MPa。原因可能在於試驗取樣時把土體受的圍壓取消了，這就造成試驗結果與實際不符。目前看來，比較好的辦法是採用變形監測反分析的方法來取得這些參數。
（3）目前對土體中應力（即地應力）還不清楚，現在在設計中都是採用γh來估算土體中應力，實際上並不一定都符合實際。土體中除有自重應力外還有構造應力，著者在北京市航空幹部管理學院主樓基坑下4m深處淤泥層中就見到過「X」節理，這是土體中水平地應力為第一主應力的表現，垂直地應力為第二主應力，這表明土體中確實存在有構造應力。看來需要進行土體中的地應力測量。
（4）土體結構，在土體地質工程建設中土體結構常不被重視，這是土體地質工程建設中出事故的重要原因之一。軟夾層層狀結構更具有特殊意義，這種結構常被誤認為層狀結構，而且軟夾層常不連續，而且厚薄不均，極不穩定，但是它是極為重要的土體結構單元。
（5）地下水也是很難搞清楚的一項土體賦存環境因素：①它具有很大的不確定性；②地下水探測技術還不能把所有的隔水層和含水層都搞清楚，很難給出可靠的地下水模型，這樣一來，就給土體地質工程設計帶來不確定性。
在進行土體地質工程設計時必須考慮到上述因素，不要以確定論觀點看待設計結果。
2.土體力學分析方法問題
（1）土體破壞機制：土體地質工程設計中的一項重要工作是土體力學分析。土體力學分析結果的可靠性主要決定於力學模型。力學模型確定的正確與否則決定於對土體破壞機制的判斷。目前採用的土體力學模型多數是採用庫侖—莫爾模型，實際上是認為土體破壞機制是剪破壞，這不完全符合實際。實際是土體破壞機制受土體結構控制。在土體結構控制下土體有多種破壞機制，也就是說有多種力學模型，詳見「土體結構控制論和土體力學原理」部分。
（2）土體力學介質及土體力學分析方法：目前土體力學分析主要是用單一的連續介質力學方法。這並不符合土體實際，土體實際是具有多種力學介質，應該採用相應的力學方法進行力學分析。在第四章「土體結構控制論與土體力學原理」內談到過，土體至少具有三種力學介質和三種力學分析方法。這是由土體地質特點或者說土體結構特點決定的。
『陸』 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。
『柒』 常見的工程地質問題有哪些
工程地質問題是指已有的工程地質條件在工程建築和運行期間會產生一些新的變化和發展，構成威脅影響工程建築安全的地質問題稱為工程地質問題。由於工程地質條件復雜多變，不同類型的工程對工程地質條件的要求又不盡相同，所以工程地質問題是多種多樣的。就土木工程而言，主要的工程地質問題包括：
（1） 地基穩定性問題：是工業與民用建築工程常遇到的主要工程地質問題，它包括強度和變形兩個方面。此外岩溶、土洞等不良地質作用和現象都會影響地基穩定。鐵路、公路等工程建築則會遇到路基穩定性問題。
（2） 斜坡穩定性問題：自然界的天然斜坡是經受長期地表地質作用達到相對協調平衡的產物，人類工程活動尤其是道路工程需開挖和填築人工邊坡（路塹、路堤、堤壩、基坑等），斜坡穩定對防止地質災害發生及保證地基穩定十分重要。斜坡地層岩性、地質構造特徵是影響其穩定性的物質基礎，風化作用、地應力、地震、地表水、和地下水等對斜坡軟弱結構面作用往往破環斜坡穩定，而地形地貌和氣候條件是影響其穩定的重要因素。
（3） 洞室圍岩穩定性問題：地下洞室被包圍於岩土體介質（圍岩）中，在洞室開挖和建設過程中破壞了地下岩體原始平衡條件，便會出現一系列不穩定現象，常遇到圍岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建設規劃和選址時要進行區域穩定性評價，研究地質體在地質歷史中受力狀況和變形過程，做好山體穩定性評價，研究岩體結構特性，預測岩體變形破壞規律，進行岩體穩定性評價以及考慮建築物和岩體結構的相互作用。這些都是防止工程失誤和事故，保證洞室圍岩穩定所必需的工作。
（4） 區域穩定性問題：地震、震陷和液化以及活斷層對工程穩定性的影響，自1976年唐山地震後越來越引起土木工程界的注意。對於大型水電工程、地下工程以及建築群密布的城市地區，區域穩定性問題應該是需要首先論證的問題。
『捌』 請問誰知道 08級東南大學 土木工程專業學的 《工程地質》 以及《土力學》 是哪個版本的書 我真的不知道
《結構力學》考試大綱
一、 命題范圍與重點
1．平面體系的幾何組成分析
用平面幾何不變體系的基本組成規則分析給定平面體系的幾何構造，判斷其幾何穩定性。
2．靜定結構的內力計算
靜定梁、剛架、桁架、拱和組合結構的內力計算。
直桿彎矩圖的疊加法；直桿彎矩，剪力及荷載間的微分關系及增量關系。
隔離體平衡法：結點法和截面法以及它們的聯合應用。
多跨靜定梁的計算方法。
剛體體系的虛功原理。
3．靜定結構的位移計算
彈性體的虛功原理及平面結構位移計算的一般公式。
靜定平面彈性結構因荷載、支座移動、溫度變化和製造誤差而產生的位移計算（單位荷載法）。
圖乘法；三角形及標准二次拋物線圖形的面積及形心位置。
彈性體系的功的互等定理、反力互等定理和位移互等定理。
4．力法
用力法計算超靜定梁、剛架、桁架、組合結構。
上述超靜定結構因荷載、支座移動、溫度變化和製造誤差而產生的內力和位移的計算。
對稱性的利用。
5．位移法
等截面直桿的轉角位移方程。
用位移法計算剛架和連續梁由於荷載和支座移動產生的內力。
對稱性的利用。
6．力矩分配法
用力矩分配法計算連續梁和無側移剛架
7．影響線
用靜力法和機動法作靜定梁和桁架反力和內力的影響線。
用機動法作超靜定梁的影響線。
用影響線求給定荷載下的影響量。
8．矩陣位移法
單元剛度矩陣的概念。
利用一般單元的剛度矩陣求特殊單元的剛度矩陣。
局部坐標系和整體坐標系中結點力、位移和單元剛度矩陣的轉換。
整體剛度矩陣的概念，和集成方法。
等效結點荷載。結構整體結點荷載的形成。
9．結構動力計算
單自由度體系的自由振動。自振頻率的計算。
單自由度體系在簡諧荷載作用下的受迫振動。
多自由度體系的自由振動。振型和頻率的計算、主振型的正交性。
多自由度體系在簡諧荷載作用下的受迫振動，振型分解法。
10．結構的極限荷載
截面極限彎矩的計算。
靜定梁及剛架極限荷載的計算。
比例載入的定理。
連續梁的極限荷載。
11．結構穩定性計算
臨界荷載的確定。
彈性支承等截面桿的穩定性。
二、 參考書
1．單 建、呂令毅《結構力學》上、下冊，東南大學出版社
2．龍馭球、包世華《結構力學教程》上、下冊，高等教育出版社
《工程結構設計原理》考試大綱
一、命題范圍和基本要求
1、結構設計的基本原則
（1）了解荷載及結構抗力的有關概念，理解作用效應和結構抗力的隨機性；
（2）掌握結構的功能、極限狀態等基本概念，掌握結構可靠度的基本原理；
（3）掌握結構上的作用及作用效應的計算方法，理解荷載的代表值；
（4）理解設計基本表達式，材料強度的標准值，了解荷載、材料強度等分項系數。
2、工程結構材料的物理力學性能
（1）掌握鋼材單軸受力下的工作性能，了解鋼材在單軸反復應力下的工作性能；
（2）了解鋼材在復雜應力下的工作性能，了解鋼材的疲勞性能；
（3）了解影響鋼材性能的一般因素、鋼材的冷加工性能及結構對鋼材的要求；
（4）了解工程結構用鋼材（筋）的分類；
（5）掌握單軸受力混凝土各強度指標及關系，了解復合受力混凝土的強度特點；
（6）掌握單軸受力混凝土的應力--應變關系，理解彈性模量和變形模量等概念；
（7）掌握混凝土徐變、收縮和膨脹等概念，了解其對結構的影響；
（8）了解塊材、砂漿以及砌體的類型和選擇原則；
（9）掌握砌體在壓、拉、彎和剪作用下的破壞特徵及強度。
3、構件的連接
（1）了解結構構件的常用連接形式；
（2）了解焊縫連接的形式及應力特點，掌握焊縫的設計計算方法；
（3） 掌握螺栓連接的受力特點和計算方法；
（4）掌握高強螺栓的計算方法。
4、鋼受彎構件計算原理
（1）掌握鋼受彎構件的受力全過程、破壞特徵；
（2）掌握鋼受彎構件強度計算方法；
（3）掌握鋼受彎構件整體穩定計算方法；
（4）掌握鋼受彎構件局部穩定計算方法。
5、混凝土受彎構件承載力計算原理
（1）掌握砼受彎構件截面正應力分布的特點；
（2）掌握砼受彎構件的受力全過程、破壞特徵；
（3）掌握砼受彎構件正截面計算的基本假設；
（4）掌握砼受彎構件承載力計算方法；
（5）掌握砼彎（剪）構件斜截面應力分布的特點，破壞特徵；
（6）掌握砼彎（剪）構件斜截面計算的基本假設、承載力公式的建立及應用。
6、鋼受壓構件計算原理
（1）掌握軸心和偏心鋼受壓構件截面正應力分布的特點；
（2）掌握軸心鋼受壓構件的強度計算方法；
（3）掌握軸心鋼受壓構件的整體穩定和局部穩定計算方法；
（4）掌握偏心鋼受壓構件強度計算方法；
（5）掌握偏心鋼受壓構件的整體穩定和局部穩定計算方法。
（6）掌握格構式鋼受壓構件的整體穩定和局部穩定計算方法。
7、混凝土受壓構件承載力計算原理
（1）掌握混凝土軸心和偏心受壓構件截面正應力分布的特點；
（2）掌握混凝土軸心和偏心受壓構件的受力全過程和截面破壞特徵；
（3）掌握混凝土軸心受壓構件正截面承載力計算公式的建立和計算方法；
（4）了解螺旋筋砼軸心受壓構件的工作原理、承載力公式的建立和計算方法；
（5）掌握砼偏心受壓構件正截面計算的基本假設和簡化；
（6）掌握砼偏心受壓構件正截面承載力計算公式的建立和計算方法；
（7）掌握砼構件彎矩和軸力相關曲線的概念和應用；
（8）掌握受壓（剪）構件斜截面承載力的計算方法。
8、受拉構件承載力計算原理
（1）掌握軸心和偏心受拉構件截面正應力分布的特點；
（2）掌握鋼結構軸心和偏心受拉構件的受力全過程、破壞特徵和強度計算；
（3）掌握混凝土結構軸心和偏心受拉構件的受力特點、破壞特徵和承載力計算。
9、砌體受壓構件正截面承載力計算原理
（1）掌握影響無筋砌體受壓構件承載力的主要因素；
（2）掌握無筋砌體受壓構件承載力計算公式的建立和計算方法；
（3）熟悉砌體局部受壓批破壞的類型，掌握計算公式的建立和計算方法；
（4）了解網狀配筋砌體和組合砌體受壓構件的受力特點和一般構造；
（5）熟悉網狀配筋砌體和組合砌體受壓構件計算公式的建立和計算方法。
10、構件的變形和裂縫寬度的計算原理
（1）了解混凝土構件裂縫產生和開展的過程和原理；
（2）了解在帶裂縫混凝土構件截面的應力分布規律和截面曲率的變化；
（3）理解混凝土構件裂縫寬度驗算公式的建立，掌握驗算方法；
（4）了解受彎構件截面剛度的影響因素，掌握截面計算剛度的計算；
（5）掌握撓度的計算方法。
11、預應力結構的基本概念
（1）掌握預應力結構的基本概念；
（2）掌握預應力損失的計算方法和組合；
（3）掌握預應力軸心受拉構件的受力全過程和設計計算方法；
（4）掌握預應力受彎構件的受力全過程。
12、梁板結構設計
（1）了解板的類型和受力特點；
（2）掌握連續單向板的彈性分析方法，理解邊支承雙向板的彈性分析方法；
（3）理解超靜定結構塑性內力重分布的概念，掌握連續單向板按調幅法的計算方法，掌握雙向板的塑性鉸線法。
二、 參考書
1、曹雙寅主編. 工程結構設計原理. 東南大學出版社
2、邱洪興主編. 建築結構設計. 東南大學出版社
三、考試形式
考試形式：閉卷
《施工技術》考試大綱
一、課程內容：
1. 緒論：研究對象、任務和學習方法
2. 土方工程
土方工程施工特點；土的工程分類；土的工程性質。
場地設計標高的確定；土方量計算；土方調配。
集水坑降水；流砂的原因與防治；輕型井點降水；管井井點降水；噴射井點降水；基坑開挖與降水對鄰近建築物的影響與措施。
邊坡坡度與邊坡穩定；土壁支護。
主要土方機械的特點與施工方法；土方機械的選擇；土的填築與壓實。
3. 樁基礎工程
樁的預制；沉樁前的准備工作；樁的沉設（錘擊沉樁，振動沉樁，靜力壓樁）。
鑽孔灌注樁；人工挖孔灌注樁；套管成孔灌注樁；爆擴灌注樁。
4. 模板工程
模板工程材料；基本構件的模板構造；模板工程設計；模板工程安裝與拆除。
5. 鋼筋工程
鋼筋檢驗；鋼筋翻樣與配料；鋼筋加工；鋼筋連接；鋼筋安裝與檢查。
6. 混凝土工程
混凝土製備；混凝土運輸；混凝土澆築；混凝土養護；混凝土缺陷修整；混凝土質量檢查；混凝土冬期施工；混凝土特殊施工
7. 預應力混凝土工程
預應力鋼材與錨（夾）具
預應力張拉設備
後張法施工：孔道留設；預應力筋製作；預應力筋張拉；孔道灌漿與端頭封裹；無粘結預應力施工。
先張法施工：張拉台座；預應力筋鋪設；預應力筋張拉；預應力筋放張。
8. 結構安裝工程
桅桿起重機；自行桿式起重機；塔式起重機。
結構安裝前的准備工作；構件安裝工藝；結構安裝方案。
鋼構件的製作；鋼結構安裝工藝。
升板法施工；頂升法施工；滑移法施工。
9. 砌體與腳手架工程
外腳手架；里腳手架；腳手架安全技術。
砌體材料准備與運輸；砌築工藝與質量要求。
砌塊排列；砌塊施工工藝。
10. 防水工程
屋面找平層；保溫隔熱層；卷材防水屋面；塗膜防水屋面；剛性防水屋面。
地下結構的防水方案與施工排水；防水混凝土結構施工；水泥砂漿防水層施工；卷材防水層施工。
11. 裝飾工程
一般抹灰施工；裝飾抹灰施工。
大理石和花崗岩飾面板安裝；飾面磚鑲貼。
塗料工程；裱糊工程。
幕牆工程施工
二、課程重點與命題范圍
2.土方工程
·土的工程性質；場地設計標高的確定；土方量計算。
·流砂的原因與防治；輕型井點降水（含平面與高程設計）；管井井點降水；基坑開挖與降水對鄰近建築物的影響與措施。
·邊坡坡度與邊坡穩定。
·主要土方機械的特點與施工方法；土的填築與壓實。
3.樁基礎工程
·沉樁順序的確定；樁的沉設（錘擊沉樁，振動沉樁，靜力壓樁）。
·鑽孔灌注樁；沉管灌注樁。
4. 模板工程
·鋼模板與膠合板模板；
·基本構件的模板構造；
·模板工程設計計算（含支架）；
·模板工程安裝與拆除。
5. 鋼筋工程
·鋼筋翻樣與配料（含下料計算）；
·鋼筋焊接連接；鋼筋機械連接。
6. 混凝土工程
·混凝土配製（含配料計算）；混凝土攪拌；混凝土運輸；混凝土澆築與振搗；混凝土養護；
·混凝土缺陷修整；混凝土質量檢查；
·混凝土冬期施工。
7. 預應力混凝土工程
·預應力鋼材與錨（夾）具；預應力張拉設備。
·後張法施工：孔道留設；預應力筋製作；預應力筋張拉（含計算）；孔道灌漿與端頭封裹；無粘結預應力施工。
8.結構安裝工程
·桅桿起重機；自行桿式起重機；塔式起重機。
·構件安裝工藝；結構安裝方案（含起重機選擇計算）。
·鋼構件的製作；鋼結構安裝工藝。
9.砌體與腳手架工程
·外腳手架；腳手架安全技術。
·磚砌體砌築工藝與質量要求。
10.防水工程
·卷材防水屋面；塗膜防水屋面；剛性防水屋面。
·地下結構防水方案與施工排水；防水混凝土結構施工；卷材防水層施工。
三、考試形式及題型
1.考試形式：閉卷
2.考試題型及分值：(1)選擇題與名詞解釋（考核基本概念）：約40分
(2)問答與分析題（針對案例背景作定性分析，考核基本知識的應用）：約60分
(3)綜合分析與計算題（考核基本理論與方法的應用能力）：約50分
四、參考書目
1．郭正興等 《土木工程施工》 東南大學出版社 2007.9
2．應惠清等 《土木工程施工》 高等教育出版社 2004.1 .
《地下結構工程》考試大綱
一、 命題范圍及要求
1． 緒論
1)掌握地下結構形式；
2) 掌握地下結構的設計原則。
2．大開挖基坑工程
1)掌握豎直開挖、放坡開挖允許的最大深度計算方法；
2)了解邊坡失效的防止措施；
3)理解地下水處理方法。.
3．深基坑工程
1)了解支護結構類型及適用范圍；
2)掌握懸臂及單層支點支護結構的計算；
3) 理解支撐體系的計算原則；
4)掌握土層錨桿、土釘牆、水泥擋土牆、逆作拱牆設計原則；
5)理解逆作法施工的基本原理。
4． 新奧法
1)理解新奧法的實質與原則；
2)掌握深埋、淺埋隧道圍岩壓力的確定方法；
3)掌握新奧法中支護剛度－圍岩位移相互關系。
5． 淺埋式結構
1)了解淺埋式結構的形式；
2)掌握矩形封閉框架的計算方法；
6．盾構襯砌結構
1) 了解盾構法施工原理；
2)理解盾構襯砌荷載計算方法；
3) 掌握盾構襯砌截面設計的原則。
7．頂管法
1)了解頂管法的工作原理；
2)理解頂管阻力的計算方法；
3)掌握沉井、鋼板樁支護工作井承壓壁後土體的穩定驗算方法。
8．沉井基礎
1)了解沉井構造；
2)理解沉井下沉系數計算原理;
3)掌握沉井井壁計算方法;
4)掌握沉井刃腳驗算。
9．沉管結構
1)了解沉管結構的概念；
2)理解沉管結構接縫與防水處理；
3)了解管段沉設方法與水下連接；
4)理解沉管基礎處理方法。
10．地下工程施工環境影響與保護
1)基坑變形控制環保等級標准；
2)掌握地表沉降和水平位移估算方法；
3理解地下管線的位移分析方法；
4)解地下水位的上升與下降對岩土工程的影響；
5)理解盾構施工時對周邊的影響。
11地基與結構的非線性特徵和共同作用
1)理解土的應力—應變關系；
2)了解土的變形特徵；
3)理解鋼筋混凝土和土體的非線性特徵；
4)了解地基土與基礎結構的非線性共同作用和反演分析理論。
二、 參考書
《地下結構工程》，龔維明主編，東南大學出版社，2002年
《建築結構設計》考試大綱
一、 課程基本要求
本課程是一門綜合性課程，內容包括混凝土結構、鋼結構、砌體結構和鋼—混凝土組合結構。
1.1了解建築結構的組成和常用種類，能進行結構類型的判別。
1.2了解結構設計的一般過程和內容。
1.3了解建築結構的作用，了解可變荷載的隨機特性；掌握荷載標准值、組合值、頻遇值、准永久值等概念；掌握風荷載的計算方法。
1.4了解結構耐火設計的基本知識。
1.5了解建築結構的安全性等級、地基基礎設計等級、設計使用年限、結構重要性系數等概念；熟悉極限狀態設計要求和內容，掌握荷載效應的基本組合、標准組合、頻遇組合和准永久組合的方法和使用場合。
1.6了解抗震設防目標、抗震設防標准及抗震設計基本內容。
2.1了解建築工程中常用的梁板結構種類，熟悉混凝土單向板肋梁樓蓋、混凝土雙向板樓蓋和鋼樓蓋的平面布置方案。
2.2熟悉混凝土樓蓋、鋼樓蓋和鋼—混凝土組合樓蓋中板、次梁、主梁的計算模型，包括計算簡圖和荷載；掌握連續梁、板內力計算的調幅法，各向同性雙向板的塑性鉸線法以及四邊支承組合板內力的彈性計算方法；熟悉變剛度連續梁的內力分布特性和連續梁的撓度計算方法；熟悉計算模型與實際受力的差異以及它的適用性。
2.3掌握混凝土樓蓋板、梁的配筋構造要求，掌握鋼樓蓋次梁與主梁、主梁與柱的連接方式；掌握組合板的承載力、撓度和裂縫寬度計算方法，了解組合板的基本構造要求；掌握組合梁的承載力計算方法，熟悉組合梁撓度和裂縫寬度計算原理，了解組合梁的基本構造要求。
2.4了解樓梯的常用種類，熟悉梁式樓梯和板式樓梯的布置方法和計算要點，了解梁式樓梯和板式樓梯的構造要求。
3.1了解單層廠房的常用結構類型，熟悉混凝土排架結構和鋼門式剛架結構廠房的組成、布置及各部分的作用；
3.2熟悉廠房結構的荷載傳遞路線，掌握荷載計算方法和排架結構、剛架結構內力分析方法；熟悉分析模型選取的合理性、適用范圍和結構的空間作用性能。
3.3掌握排架柱、剛架樑柱控制截面的內力組合方法；理解確定構件計算長度的原理。熟悉混凝土牛腿的設計方法，熟悉剛架樑柱節點和柱腳節點的設計方法。
3.4熟悉柱間支撐的計算模型、腹桿計算長度的確定方法。
3.5了解柱下獨立基礎的破壞形式，掌握獨立基礎的計算方法，熟悉獨立基礎的構造要求。
3.6了解屋架的常用結構類型，熟悉屋架的計算模型，掌握鋼屋架的節點設計方法。了解檁條、隅撐、拉條與撐桿的設計要求。
4.1了解多層現澆混凝土框架結構、裝配整體式框架結構和鋼框架結構的常用節點類型；熟悉框架結構的布置方式以及與樓蓋布置方案的關系；了解框架結構的平面規則性和豎向規則性；熟悉框架樑柱構件截面尺寸的估算方法。
4.2熟悉框架結構內力分析模型選取的合理性和適用范圍；掌握框架結構在豎向和水平荷載下的內力分析方法。理解框架的P—Δ效應，了解二階分析方法。
4.3掌握框架樑柱控制截面的內力組合方法；熟悉混凝土框架樑柱、鋼框架樑柱和型鋼—混凝土框架樑柱構件的設計方法；掌握混凝土框架節點的構造要求；掌握鋼框架節點的設計方法和構造要求，了解型鋼—混凝土框架節點的構造要求。
4.4了解常用的基礎類型、地基分析模型和彈性基礎模型；熟悉常用的剛性基礎模型；掌握條形基礎的設計方法，熟悉十字形基礎和筏型基礎的分析要點。
5.1了解高層結構的基本受力單元和常用的結構體系；熟悉高層結構的規則性；了解高層結構的布置原則和變形縫設置要求。
5.2熟悉無洞口剪力牆的受力性能；掌握有洞口剪力牆的連續化分析方法；理解剪力牆整體性系數α的物理意義，掌握剪力牆的分類判別方法，能根據不同的類型選擇合適的分析模型。
5.3理解剪力牆結構抗側剛度中心的概念，熟悉整體水平荷載在各榀剪力牆之間進行分配的方法；掌握整體小開口剪力牆的材料力學分析方法和壁式框架的D值法。
5.4熟悉框架—剪力牆結構的分析模型，掌握計算方法，理解剛度彈性特徵值λ的物理意義；熟悉框架——剪力牆的共同工作性能。
5.5熟悉豎向桁架的受力性能，了解框架—支撐結構的分析模型。
5.6了解筒體結構的受力特點和內力近似分析方法。
5.7掌握混凝土剪力牆的截面設計方法，了解構造要求；了解型鋼混凝土剪力牆、鋼板剪力牆和配筋砌塊砌體剪力牆的計算要點。
6.1熟悉砌體結構房屋承重體系的類型、特點和使用范圍.。
6.2掌握砌體結構房屋靜力分析模型的確定方法和依據。
6.3掌握牆、柱的設計方法和和房屋構造要求。
6.4熟悉過梁、牆梁和挑梁等砌體房屋水平構件的受力特點，掌握其設計方法和構造要求。
6.5了解砌體房屋地震作用下的內力分析方法和牆體計算方法。
二、 命題范圍
1．結構設計通論
建築結構的類型，結構設計的過程和內容；建築結構的作用（作用的種類，荷載代表值，樓面和屋面可變荷載，風荷載，吊車荷載）；結構的耐火設計（結構構件的耐火性能，耐火設計方法）；結構設計的一般要求（安全等級、設計使用年限與結構重要性系數，極限狀態設計要求及內容，荷載效應組合，抗震設計）。
2．梁板結構
梁板結構種類及布置（梁板結構種類，混凝土樓蓋結構布置，鋼樓蓋結構布置）；梁板結構分析（分析模型，連續梁、板內力計算的調幅法，各向同性板的塑性鉸線法，四邊支承組合板內力的彈性分析方法，連續組合梁內力的計算方法，連續梁的撓度計算方法，分析模型的討論）；梁板結構構件設計（混凝土板、梁的截面設計與構造要求，鋼鋪板、鋼梁的截面設計及連接構造，組合搬、組合梁的截面設計及構造要求）；樓梯（組成與種類，結構布置，內力計算，截面設計與構造要求）。
3．單層廠房結構
單層廠房結構種類與布置（單層廠房結構種類，混凝土排架結構組成與布置，輕型門式剛架結構組成與布置）；單層廠房主體結構分析（排架結構分析，剛架結構分析）；廠房主構件設計（荷載效應組合，構件的計算長度，混凝土排架柱截面設計，剛架樑柱截面設計，剛架連接設計；柱間支撐設計（內力分析，截面計算與連接構造）；柱下獨立基礎設計（獨立基礎的破壞類型，地基計算，受沖切承載力計算，受彎承載力計算，構造要求）；廠房屋蓋設計（概述，屋架，屋蓋其他構件）。
4．多層框架結構
多層框架結構的組成與布置（框架結構種類，框架結構布置，框架結構構件選型與截面尺寸估算）；多層框架結構內力與側移的近似計算方法（框架分析模型，豎向荷載作用下剛架的分層法；水平荷載作用下剛架的反彎點法；水平荷載作用下剛架的D值法，剛架結構側移的近似計算，框架分析模型討論）；框架結構構件設計（設計內力，混凝土構件設計，鋼構件設計，型鋼混凝土構件設計）；框架結構基礎設計（基礎的類型及其選型，基礎分析模型，條形基礎設計，十字形基礎的內力分析，筏形基礎內力分析要點。
5．高層建築結構
高層建築結構體系及布置原則（高層結構體系，高層結構的規則性，高層結構布置原則，結構構件截面尺寸的估算）；單榀剪力牆受力性能（無洞口剪力牆的受力性能，有洞口剪力牆的受力特點，有洞口剪力牆的連續化分析方法，分析模型的討論，剪力牆分類判別及分析模型的選擇）；剪力牆結構分析（單榀剪力牆受到的水平荷載，單榀剪力牆內力和側移的計算方法）；框架—剪力牆結構分析（簡化分析模型，綜合框架——綜合剪力牆模型的基本方程，框架——剪力牆結構的內力與側移計算，框架——剪力牆結構的協同工作性能）；框架——支撐結構分析簡介（支撐的種類，單榀豎向桁架的受力性能，框架——支撐結構的分析方法）；筒體結構分析簡介（筒體的受力特性，筒體結構的簡化分析方法）；剪力牆截面設計（鋼筋混凝土剪力牆截面設計、型鋼混凝土剪力牆截面承載力計算，配筋砌塊砌體剪力牆截面承載力計算，鋼板剪力牆計算）。
6．砌體結構
砌體結構布置（砌體結構種類，砌體結構的組成，砌體結構布置的一般要求）；砌體結構分析（靜力計算模型，剛性方案房屋的內力計算，彈性和剛彈性方案房屋的內力計算，其它多層房屋的內力分析，砌體房屋抗震分析要點）；砌體房屋牆體設計（牆、柱的受壓承載力計算，牆、柱的高厚比驗算，牆體抗震承載力驗算）；砌體房屋水平構件設計（過梁、牆梁、挑梁）；牆體房屋的構造措施（牆體開裂及其防止措施，圈樑的構造要求，牆、柱的一般構造要求）。
三、 題型
1、概念題，包括選擇題、是非題、填空題和問答題
2、簡單計算題
3、綜合分析題
四、 教學參考書
1、邱洪興主編，建築結構設計(第一冊)——基本教程，高等教育出版社，2007.6
2、邱洪興主編，建築結構設計(第三冊)——學習指導，高等教育出版社，2007.12
五、 課程網站：http://jpkc.seu.e.cn/sc8/c/05513060
六、 樣題
1、確定樓板的耐火極限時
(A)以穩定性單一條件作為判別依據
(B)以穩定性和完整性兩個條件作為判別依據
(C)以完整性和絕熱性兩個條件作為判別條件
(D)以穩定性、完整性和絕熱性三個條件作為判別條件
2、某桿件截面由永久荷載標准值產生的彎矩為140kN·m；由可變荷載1標准值產生的彎矩值為80kN·m；由可變荷載2標准值產生的灣矩值為60kN·m；可變荷載的組合值系數為0.7，頻遇值系數為0.5，准永久值系數為0.4；則該截面彎矩的准永久組合值為
(A)280.0kN·m (B) 262.0kN·m (C) 204.0kN·m (D) 196.0kN·m
3、圖示多層剛架，柱的抗彎剛度為EI/2，梁的抗彎剛度相對於柱為無限大，總高度為H。如果改變各層層高，而保持層數、總高度、每層的水平荷載不變，則樓層如何變化，頂點側移達到極限值？
沒有工程地質。
有排斥的，競爭很激烈
『玖』 哪些土的工程地質性最差
哪些土的工程地質性最差，是軟土。
『拾』 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IL≥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wL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IL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IL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Su/σ′vo與深度的關系判斷，Su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（Su/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，Su/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IP與液限wL、孔隙比e與壓縮系數av、含水量w與壓縮系數av具有顯著正相關性；液性指數IL與粘聚力c、含水量w與內摩擦角φ、塑性指數IP與壓縮系數av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IL≥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HCO3--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。