简述红粘土的工程地质性质
1. 红粘土的物理性质
红粘土为碳酸盐岩系出露的岩石经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高专塑性粘土。其裂隙发育，液属限一般大于50，具有明显的收缩性，但压缩性低。经坡、洪积再搬运后仍保留其基本特征，液限大于或等于45但小于50的红粘土为次生红粘土。矿物成分主要为高岭石，并含一定量的蒙脱石和石英颗粒等，含水率为10%左右，孔隙比为0.5～0.7，干容重为16～17 kN/m3，塑性指数为1l～16。但是随隧洞开挖其含水率不断增加，一般为15%～22%，甚至有的洞段土体含水率达到塑限，天然压缩系数a1-2=0.09-0.1 MPa-1，饱和压缩系数a1-2-0.1～0.15 MPa-1，自由膨胀率为5%～20%。
2. 红粘土的生成条件是什么有何物理性质工程性质怎样
红粘土的形成：碳酸盐岩系地区，经红土化作用形成并覆盖于基岩上的棕红、褐黄等颜色的高塑性粘土。其液限大于或等于50%，上硬下软，具明显的失水收缩性，裂隙发育，原生红粘土经再搬运，沉积后仍保留红粘土的基本特征，且液限大于45%的土称为次生红粘土。我国的红粘土以贵州、云南、广西等省区最为发育，分布广.
红粘土成土环境：红粘土的成土母质是第三纪红色粘土，并被埋藏在黄土层下。由于强烈水土流失切割，覆盖于其上的黄土层被侵蚀殆尽，红色古土壤层出露地表。红色粘土层质地粘重，吸水膨胀后水分难以下渗，加之所处地形部位坡度较大，每届降雨形成地表径流，水土流失严重，形成滑坡、泻溜和崩塌等重力侵蚀。年复一年侵蚀循环，致使土壤发育微弱，因形成与黄土母质在形态特征和理化性质上有很大差异的红粘土。
红粘土地区植被稀疏，成土作用微弱。表层仅有较薄而有机质含量低的腐蕴质层，在腐殖质组成中，胡敏酸的绝对含量和相对含量都低，多在0.02-0.098克每千克之间，胡富比多在0.4-0.5之间。红粘土的生物作用微弱，具有红色风化壳的残留特征。第三纪及第四纪红色风化壳土体结构面上往往覆有棕黑色铁锰胶膜，呈中性，或具石灰性反应。
物理性质：
矿物成分主要为高岭石，并含一定量的蒙脱石和石英颗粒等，含水率为10％左右，孔隙比为0.5～0.7，干容重为16～17 kN/m3，塑性指数为1l～16。但是随隧洞开挖其含水率不断增加，一般为15％～22％，甚至有的洞段土体含水率达到塑限，天然压缩系数a1-2=0.09-0.1 MPa-1，饱和压缩系数a1-2-0.1～0.15 MPa-1，自由膨胀率为5％～20％。从上述物理性质指标判别N2红粘土为低至中偏低压缩性、非膨胀性土。
力学及变形特性
对N2红粘土洞段取原状土样进行室内直剪、三轴剪，以及邓肯E-μ模型的变形试验，该土的抗剪强度较高，但是随含水率的增加其抗剪强度降低较明显。
工程性质：
该土种多为荒草地，植被稀疏，水土流失严重，缺水易旱。实行乔、灌、草结合，发展林、牧业生产。对宜垦为农用的要修筑梯田，或修埂筑堰，进行土地深翻，提高土壤的蓄水能力，并实行等高种植耐旱植物，增施有机肥、磷肥，实行粮－豆，粮－肥间作，养用结合，培肥地力。
1、陡坡地红粘土侵蚀严重，应恢复和保护植被；已垦殖的陡坡耕地，应退耕种植林草，控制水土流失。
2、种植绿肥，增施有机肥，秸秆还田，科学施用磷肥，可有效地改善土壤的理化性状。
3、复盐基红粘土的土体深厚，酸碱度适中，盐基饱和，矿质养分较丰富，是浙江沿海岛屿区重要土壤资源之一。利用状况有三种；一是坡耕地，种植大麦、甘薯、玉米和夏类作物。二是林地，主要分布在大、中岛屿上，栽种黑松、毛竹，以黑松为主。黑松较抗风，又耐旱、耐瘠，适应性强。目前黑松占岛屿林种的93%，但宜间套阔叶树，以防病虫危害；三是灌丛草地，处于半荒芜状态，多分布于边远小岛，而部分大、中岛屿近村庄处的山坡地亦有小面积的分布。
3. 简述火成岩的工程地质性质
代表性的是花岗岩和玄武岩,花岗岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、回耐腐蚀、耐磨损、吸水性答低,美丽的色泽还能保存百年以上,是建筑的好材料,但它不耐热.
玄武岩其岩石结构常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构,有时带有大的矿物晶体,未风化的玄武岩主要呈黑色和灰色,也有黑褐色、暗紫色和灰绿色的.耐久性甚高,节理多,且节理面多成六边形（在玄武岩熔岩流中,岩石垂直冷凝面常发育成规则的六方柱状节理）.且具脆性,因而不易采得大块石料,由于气孔和杏仁构造常见,虽玄武岩地表上分布广泛,但可作饰面石材不多.
4. 洪积层各分带的工程地质性质有何特点
洪积层的特征：
(1)洪积层多位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处。从专外貌上看多呈扇形属；
(2)洪积物成分复杂，主要由上游汇水区岩石种类决定；
(3)在平面上，山口处洪积物颗粒粗大，多为砾石、块石；向扇缘方向越来越细，由砂直至粘土。在断面上，越往底部，颗粒越大；
(4)洪积物初具分选性和层理，洪积物有一定的磨圆度；
(5)具有一定的活动性。
5. 红粘土的工程地质特性
红粘土是热带、亚热带地区碳酸盐岩类和玄武岩强烈化学风化作用的产物，在成因类型上属于残坡积粘土，是一种区域性特殊土。滇藏铁路沿线的红粘土主要分布于滇西北碳酸盐岩分布区，是上新世以来古红土化作用形成的红色风化壳。在工程上，这些残存的红色风化壳可以构成铁路路基和路堑边坡，在雨季常产生滑坡、坍塌等地质灾害，不仅导致交通中断、威胁人身安全，而且在工程开挖或植被破坏的条件下，地表水作用往往导致严重的水土流失现象，因此常增加巨额的维修费用，铁路工程建设中对该类问题必须给予足够的重视。现以滇西北地区由碳酸盐岩（石灰岩、白云岩）化学风化而成的红粘土为例，阐述其一般工程地质特性。
一、滇西北红粘土的宏观特征
滇西北红粘土主要以残坡积成因为主，其厚度变化大，通常在地形舒缓地带较厚。母岩成分以碳酸盐岩（石灰岩、白云岩）为主。滇西北红粘土的宏观特征主要表现在以下方面：
（1）一般为红褐、棕红色。
（2）表层呈坚硬或硬塑状态，具有干燥收缩现象，粘土呈碎裂、碎屑状。
（3）厚度一般小于7～8 m，个别地段厚度可达10～20 m，土层厚度变化很大，往往一尺之遥，厚度相差数米。在有植被覆盖的地区，红粘土通常是连续分布的。
二、红粘土的物质组成
红粘土的成因决定了其通常具有极高的分散性，高分散性也是红粘土高塑性的原因之一。采用移液管全分散法对滇西北红粘土进行粒度分析，结果表明滇西北红粘土的主要粒度组成为粘粒，其中d＜5 μm的粘粒含量最低为49.84%，最高为82.08%；d＜2 μm的粘粒含量最低为48.6%，最高为81.52%（表12-11）。粘粒含量多少与红土化程度有关，强红土化的红粘土（如鹤庆北衙、公鸡石一带），因强铁铝质胶结作用，粘土含量偏低。
表12-11 滇西北红粘土的粒度组成测试结果
粘粒是滇西北红粘土最主要的组成部分，而粘粒中的粘土矿物的成分和含量是影响其工程地质特性的主要因素。利用现代X-射线衍射法对滇西北红粘土中的粘土矿物进行定量测试发现，红粘土的粘土矿物组成取决于红土化程度，即脱硅富铝化程度。红土化程度高的红粘土以高岭石为主，普遍含较多的蛭石，并伴生伊利石和绿泥石；红土化程度低的红粘土以伊/蒙混层矿物（I/S）为主，且为中低混层比，伴生高岭石、伊利石（表12-12，图12-16）。
表12-12 滇西北红粘土矿物成分定量测试结果
图12-16 红粘土的粘土矿物组成定量测试结果
通常，红粘土的红土化程度越低，其I/S混层矿物含量越高，因而其胀缩性越强，工程性质越差。在丽江以南，红粘土中的粘土矿物主要以K为主，同时V含量也比较高，说明其红土化程度较高；而丽江以北则以I/S混层矿物为主，说明其红土化程度较低。这主要是由于丽江以南海拔比北部低、纬度也低，较为湿热的北亚热带气候环境为红土化提供了有利的条件。可见，气候条件是导致红土化程度不一的主控因素。
值得指出，在红土化程度高的红粘土中普遍含有蛭石，这是由于随着红土化程度增高，伊利石、伊/蒙混层矿物逐渐破坏或转化，除了形成高岭石外，还转化为蛭石。以往认为红粘土中蛭石是伊利石转化的认识是不全面的。
三、红粘土的工程地质特性
（1）物理性质和物理化学活性
室内土工试验结果表明，滇西北红粘土的物理和物理化学性质主要表现在以下方面：① 含水量较高，一般为30%～50%（表12-13）。② 干重度低，一般低于17.6 kN/m3，反映了红粘土具有高孔隙性。③ 高塑性，液限在69.22%～78.25%之间，塑性指数为33.90～34.78，为典型的高塑性粘土。④ 红粘土的液性指数范围位于0.11～0.24之间，含水比位于0.55～0.67，说明滇西北红粘土在天然状态下呈坚硬-硬塑态。⑤ 红粘土的比表面积较大，一般为177.6～235.6 m2/g，与有效蒙脱石含量较高（10%～20%）和高分散性是一致的；红粘土的pH值为6.53～6.96，属微酸性。
表12-13 滇西北红粘土的基本物性指标
（2）红粘土的膨胀性和收缩性
以往对我国红粘土膨胀性判别研究发现，有些红粘土（如云南蒙自红粘土）具有显著的膨胀性，但也确实有不少红粘土的自由膨胀率小于40%，其主要原因在于粘土矿物组成的不同。滇西北以伊/蒙混层矿物为主的红粘土属于膨胀性红粘土，以中甸上吉沙红粘土为代表，自由膨胀率达48%；以高岭石为主的红粘土属于非膨胀性红粘土，以丽江北沟罗红粘土为代表，自由膨胀率为38%。
（3）红粘土的力学性质
室内采用直剪仪对红粘土样品进行了不同状态的直剪试验（表12-14），并根据试验结果得到了不同含水量条件下红粘土样品的剪应力τ与位移Δl的关系曲线（图12-17）。从图12-17可以看出：随着含水量的增加，红粘土的抗剪强度下降，特别是当其含水量超过其液限时，抗剪强度急剧下降，即使围压很大，其抗剪强度仍然很弱。
表12-14 滇西北红粘土在不同状态下的直剪试验结果
图12-17 滇西北红粘土的剪应力（τ）与位移（Δl）关系曲线
综上所述，红粘土的成因决定了其高孔隙性、高塑性，不良工程性质决定其在开挖暴露和裸露环境下将产生强烈的体积收缩变形，相应地出现红粘土碎裂化现象。在雨季特别是暴雨作用下，常造成地表冲刷、冲沟形成和石漠化现象，成为重要的环境问题。红粘土的上述工程地质特性也可以充分说明红粘土边坡在雨季易于产生滑坡的原因。
6. 工程地质学的主要内容（作者：石证明)
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7. 简述变质岩代表的岩石特征及其工程地质性质
沉积岩（Sedimentary Rock) ：沉积岩，又称为水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
沉积岩来自于岩石和有机物的碎片，叫做沉积物，在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉积岩是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩种类很多，其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说，页岩最多，其次是砂岩，石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如能源、非金属、金属和稀有元素矿产，其次还有化石群。
8. 试简述沉积岩代表性岩石的特征及其工程地质性质
沉积岩（Sedimentary Rock) ：沉积岩，又称为水成岩，是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产，占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩，沉积岩中的化石所受破坏较少，也较易完整保存，因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
沉积岩来自于岩石和有机物的碎片，叫做沉积物，在百万年期间积聚成堆。这些紧密的岩石比火成岩更易弯曲。像沙，盐，粘土，砂岩，炭和石灰石都是例子。
沉积岩是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运、沉积及其沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩种类很多，其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说，页岩最多，其次是砂岩，石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产，如能源、非金属、金属和稀有元素矿产，其次还有化石群。
9. 岩石的工程地质性质有哪些
岩石的工程地质性质包括物理和力学性质两个方面。
岩石的主要物理性质版：
1、重量：用比重（2.4～3.3）和权重度（容重——岩石单位体积的重量）两个指标表示。
岩石重度的大小，决定于岩石中矿物的比重、孔隙性及其含水情况。
2、孔隙性：孔隙的发育程度，用孔隙度来表示（孔隙的总体积与岩石的总体积之比）。其大小决定于结构和构造。
3、吸水性：反映岩石在一定条件下的吸水能力。其大小与岩石孔隙度的大小、孔隙的张开程度有关。
4、软化性：是指岩石遇水后，它的强度和稳定性发生变化的性质。
5、抗冻性：指岩石抵抗因水结冰产生的体积膨胀力的能力。在高寒冰冻区岩石的抗冻性能较为重要。
岩石的主要力学性质
1、岩石的变形：用弹性模量（应力与应变之比）和泊松比（横向应变与纵向应变之比0.2～0.4）两个指标表示。
2、岩石的强度：指岩石抵抗外力破坏的能力，用岩石在达到破坏前所能承受的最大应力来表示。岩石的主要破坏形式有压碎、拉断和剪断。常用的对应的强度指标是抗压、抗剪、抗拉强度。
10. 简述湿陷性黄土的基本工程地质性质
陷性黄土是一复种特殊性质制的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，采取以地基处理为主的综合措施，防止地基湿陷对建筑产生危害