素土的工程地质性能
『壹』 工程地质问题名词解释
工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。由于工程地质条件复杂多变，不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同，所以工程地质问题是多种多样的。就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：
（1）地基稳定性问题：是工业与民用建筑工程常遇到的主要工程地质问题，它包括强度和变形两个方面。此外岩溶、土洞等不良地质作用和现象都会影响地基稳定。铁路、公路等工程建筑则会遇到路基稳定性问题。
（2） 斜坡稳定性问题：自然界的天然斜坡是经受长期地表地质作用达到相对协调平衡的产物，人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡（路堑、路堤、堤坝、基坑等），斜坡稳定对防止地质灾害发生及保证地基稳定十分重要。斜坡地层岩性、地质构造特征是影响其稳定性的物质基础，风化作用、地应力、地震、地表水、和地下水等对斜坡软弱结构面作用往往破环斜坡稳定，而地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因素。
（3） 洞室围岩稳定性问题：地下洞室被包围于岩土体介质（围岩）中，在洞室开挖和建设过程中破坏了地下岩体原始平衡条件，便会出现一系列不稳定现象，常遇到围岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建设规划和选址时要进行区域稳定性评价，研究地质体在地质历史中受力状况和变形过程，做好山体稳定性评价，研究岩体结构特性，预测岩体变形破坏规律，进行岩体稳定性评价以及考虑建筑物和岩体结构的相互作用。这些都是防止工程失误和事故，保证洞室围岩稳定所必需的工作。
（4） 区域稳定性问题：震陷和液化以及活断层对工程稳定性的影响
（5）一般工程施工前，先由勘察设计院对地质进行勘察
『贰』 浅谈几种特殊土地基的工程特性及地基处理论文
以下内容均为引用，成果不归本人，希望对您的提问有所帮助
软土地基处理方法概述
杜艳花（中交一公局第五工程有限公司京密项目部）
摘要：本文介绍了软土及软土地基的定义及特点，探讨了软土地基在公路工程中造成的危害，并介绍了几种软土地基的处理措施，对软土地基的施工具有一定的指导意义。
关键词：软土地基 喷粉桩法 土工格栅 换土垫层法
改革开放以来，我国的公路运输事业经历了一次前所未有的发展机遇，取得了辉煌的成就。随着国民经济的发展，公路对经济的发展产生了越来越大的影响，也越来越受到国家的重视。虽然东南沿海地区的高速公路建设水平居国内前列，但是软土路基公路病害也时有发生。尤其桥头跳车现象严重，影响高速公路使用功能。由于桥头与路堤沉降差异太大，造成行车事故，不得不反复根治，不仅耗费资金，还造成严重的社会影响。为了保证道路的安全运行，对软土路基进行处理就显得尤为重要。
1 软土及软土地基
1.1 软土
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
1.2 软土地基
我国公路行业规范对软土地基未作定义。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。在给出软土地基定义时指出:软土地基不能简单地只按地基条件确定，因填方形状及施工状况而异，有必要在充分研究填方及构造物的种类、形式、规模、地基特性的基础上，判断是否应按软土地基处理。
2 软土地基在公路工程中造成的危害
（1） 勘察设计不详细或不准确，导致对应该做软基处理的地段未做处理设计。
（2） 已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物。
（3） 虽然做了软土地基处理，但是措施不力，施工不当造成路堤失稳。
（4） 堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。
（5） 扰动“硬壳层”或填筑不当，使“硬壳层”遭受破坏，导致路堤失稳。
3软土地基的处理方法
地基处理的方法很多，高速公路软基处理与其它如房建等地基处理相比，有其自身的特点。一般处理路基的地质稳定问题从以下几个方面进行考虑：
（1）改善剪切特性
路基的剪切破坏以及在土压力作用下的稳定性取决于路基土的抗剪强度。因为了防止剪切破坏以及减轻土压力，需要采取一定措施以增加路基土的抗剪度。
（2）改善压缩特性
需采取措施提高地基土的压缩模量，以减少地基土的沉降。
（3）改善透水特性
由于是在地下水的运动中所出现的问题，因此，需要采取措施使地基土变成不透水或减轻其水压力。
（4）改善动力特性
地震时饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)将会产生液化，因此，需要采取某种措施避免地基土液化，并改善其振动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
主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等特殊土的不良地基特性。
地基处理的方法可以从不同角度来分类，一般是根据地基处理的原理来进行分类，大致可以分为以下几种方法。
3.1换土垫层法
当软弱土地基的承载力或变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，将基础地面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法，简称为换填法。它适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。
换填法的加固机理是：将软弱土层利用人工、.机械或其他方法清除，分层置换强度较高的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实(或振实)至要求的密实度。对软土厚度小于3米的情况，一般可采用全部挖除换填的方法。对厚度大于3米的情况，通常只采取部分挖除换填的方法。全部挖除换填从根本上改善了地基，不留后患，效果最佳，是最为彻底的措施。当高速公路路线通过的软弱土层位于地表、厚度较薄(小于3米)且呈局部分布的软土或泥沼地段，常宜采用全部挖除换填法处理地基。
此种方法又可以分为：机械换土法、爆破挤淤法、抛石挤淤法、砂垫层法。
3.2强夯法
强夯法是20世纪60年代末、70年代初首先在法国发展起来的，国外称之为动力固结法，以区别于静力固结法。它一般是用50吨左右的强夯机，将大吨位(100～400KN)的夯锤起吊到6～40米的高度自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基土中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性目的。
强夯法主要适用于加固砂土和碎石土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。因其加固效果显著，设备简单，施工方便、快捷，经济易行和节省材料，有利于环境保护等特点，很快传到世界各地
3.3约束法
在路堤两侧坡脚附近打入木桩、钢筋混凝土桩或者设置片石齿墙等，可限制基底软土的挤动，从而保证基底的稳定。地基在实行侧向约束后，路堤的填筑速度可不加控制，且较反压护道节省土方，少占耕地，但需耗费一定数量的三材，成本较高。此法适用于软土层较薄、底部有较硬土层且施工期紧迫的情况，下卧层面具有横向坡度时尤其适合。
3.4土工织物加固法
通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等，使这种人工复合的土体，可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以提高地基承载力，减少沉降和增加地基的稳定。它适用于各种软弱地基。
加固法的基本原理是通过土体与筋体间的摩擦作用，使土体中的拉应力传递到筋体上，筋体承受拉力，而筋间土承受压应力及剪应力，使加筋土中的筋体和土体能较好发挥各自的作用。
常见的土工织物有土工格栅、土工带及土工格室，其中土工格室除了能够像土工带和土工格栅一样，能延缓或者切断地基破坏的滑动面，从而使地基承载能力提高。而且，土工格室能对处于格室内的土粒给予三维约束，，使土粒与格室成为一个刚度远大于地基的整体，它能较好分布施加在它上面的荷载，使地基受力较为均匀，从而提高地基承载力。
3.5粉喷桩法
粉喷桩法，是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。
粉喷桩处理软基属于深层搅拌法中的一种，它是利用压缩空气向软弱土层中输送石灰、水泥等粉状加固料，使其与原位软弱土混合、压密，通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理化学作用，使软弱土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土，它与原位软弱土层组成复合地基，提高软土地基承载力，减少地基沉降量。
3.6高压喷射注浆法
我国简称为高喷法或旋喷法，这种方法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度的土层，将浆液或水从喷嘴中高压喷射出来，形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流，其动压大于土层结构强度时，土颗粒便从土层中剥落下来，一部分细颗粒随浆液或水冒出，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列，浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体，可提高地基承载力，减少沉降，还可起到支挡与防渗的作用。它适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
3.7轻质路基粉煤灰处理法
粉煤灰是一种质轻、多孔隙、颗粒均匀、具有一定水稳性的无粘性材料。由于粉煤灰中含有一定量的CaO，SiO2，MgO等成份，它们在粉煤灰水化过程中体积产生膨胀，可利用这一膨胀率来增加软基加固效果。其路用性能满足公路中的技术要求。
Ø 粉煤灰重量轻，最大干容重1.19/耐左右，比一般土的最大干容重轻40%左右，在软土路基上填筑粉煤灰时，可有效地减轻路堤重量，减少路基沉降及工后沉降量，从而影响路基处理方案，降低地基处理费用。
Ø 粉煤灰强度高、磨擦系数大，在路面设计时，由于粉煤灰提高了软土的回
弹模量值，相应减薄路面设计厚度。
Ø 击实试验表明，粉煤灰和软土混合物具有更好的干密度，含水量和最大干
密度的关系曲线较平缓，更利于在野外的施工
3.8水泥土搅拌法
是通过搅拌机械将水泥或(石灰)等材料与地基的软土搅拌成桩柱体，这种桩柱体成为水泥粘土桩、石灰粘土桩或某胶结物粘土桩，它具有一定的强度和水稳性。搅拌桩柱体与四周软土组成复合地基，可以提高地基承载力、提高地基强度、增大地基变形模量。因此，经搅拌法加固的软弱地基能提高地基承载力，减少地基沉降，阻止水体流动，增强地基的稳定性，还能阻止地下水的渗透。水泥土搅拌法分为深层搅拌法(湿法)和粉体喷搅法。
处理正常固结的淤泥、淤泥质土和含水量较高的粘性土、粉土等软土地基，用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时宜通过试验确定其适用性。
在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。
软土地基的处理方法很多，总之，软土地基处理的目的是增加地基稳定性，减少施工后的不均匀沉陷，所以施工的技术人员必须意识到软土地基的危害性，坚决以数据说话，认真测定基底的承载力，并根据不同的地质情况，不同的投资和工期要求，采用切实可行的处理方案，同时一定要采集桥涵施工后的工后沉降数据，积累经验，为今后的施工打下坚实的基础。
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『叁』 什么叫工程地质条件包括哪些内容
工程地质学中地质因素对土木工程建设有较大影响，因此把这些地质因素综合称工程地质条件。
内容包含地区的地形地貌，场地及周围的岩土类型和性质，地质构造，水文地条件，各种自然地质作用与现象，天然建筑材料等
『肆』 岩土体的工程地质分类和鉴定
一、岩体
（一）岩体（岩石）的基本概念岩体（岩石）是工程地质学科的重要研究领域。岩石和岩体的内涵是有区别的两个概念，又是密不可分的工程实体。在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》（JG J84-92）中给出的岩石定义是：天然产出的具有一定结构构造的单一或多种矿物的集合体。岩石的结构是指岩石组成物质的结晶程度、大小、形态及其相互关系等特征的总称。岩石的构造是指岩石组成物质在空间的排列、分布及充填形式等特征的总称。所谓岩体，就是地壳表部圈层，经建造和改造而形成的具有一定岩石组分和结构的地质体。当它作为工程建设的对象时，可称为工程岩体。岩石是岩体内涵的一部分。
岩体（岩石）的工程分类，可以分为基本分类和工程个项分类。基本分类主要是针对岩石而言，根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度，用岩石学名称加风化程度进行分类，如强风化粗粒黑云母花岗岩、微风化泥质粉砂岩等。岩石的基本分类，在本书第一篇基础地质中有系统论述。工程个项分类，是针对岩体（岩石）的工程特点，根据岩石物理力学性质和影响岩体稳定性的各种地质条件，将岩体（岩石）个项分成若干类别，以细划其工程特征，为岩石工程建设的勘察、设计、施工、监测提供不可缺少的科学依据，使工程师建立起对岩体（岩石）的明确的工程概念。岩石按坚硬程度分类和按风化程度分类即为工程个项分类。
在岩体（岩石）的各项物理力学性质中，岩石的硬度是岩体最典型的工程特性。岩体的构造发育状况体现了岩体是地质体的基本属性，岩体的不连续性及不完整性是这一属性的集中反映。岩石的硬度和岩体的构造发育状况是各类岩体工程的共性要点，对各种类型的工程岩体，稳定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的风化，不同程度地改变了母岩的基本特征，一方面使岩体中裂隙增加，完整性进一步被破坏；另一方面使岩石矿物及胶结物发生质的变化，使岩石疏软以至松散，物理力学性质变坏。
（二）岩石按坚硬程度分类
岩石按坚硬程度分类的定量指标是新鲜岩石的单轴饱和（极限）抗压强度。其具体作法是将加工制成一定规格的进行饱和处理的试样，放置在试验机压板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施压，直至岩样破坏，记录破坏荷载，用下列公式计算岩石单轴饱和抗压强度：
深圳地质
式中：R为岩石单轴饱和抗压强度，单位为MPa；p为试样破坏荷载，单位为N；A为试样截面积，单位为mm2。
对岩石试样的几何尺寸，国家标准《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）有明确的规定，试样应符合下列要求：①圆柱体直径宜为48～54mm；②含大颗粒的岩石，试样的直径应大于岩石的最大颗粒尺寸的10倍；③试样高度与直径之比宜为2.0～2.5。
在此标准发布之前，岩石抗压强度试验的试样尺寸要求如下：极限抗压强度大于75M Pa时，试样尺寸为50mm×50mm×50mm立方体；抗压强度为25～75MPa时，试样尺寸为70mm×70mm×70mm立方体；抗压强度小于25MPa时，试样尺寸为100mm×100mm×100mm立方体。
（G B/T 50266-99）的规定显然是为了方便取样，以金刚石钻头钻探，取出的岩心进行简单的加工，即可成为抗压试样。岩样的尺寸效应对岩石抗压强度是略有影响的。
岩石按坚硬程度分类，各行业的有关规定，虽然各自表述方式有所区别，但其标准是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石坚硬程度分类
除了以单轴饱和抗压强度这一定量指标确定岩石坚硬程度外，尚可按岩性鉴定进行定性划分。国标：建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）按表2-2-2进行岩石坚硬程度的定性划分。其他规范的划分标准大同小异。
表2-2-2 岩石坚硬程度的定性划分
岩石坚硬程度的划分，无论是定量的单轴饱和抗压强度，还是加入了风化程度内容的定性标准，都是用于确定小块岩石的坚硬程度的。岩石的单轴饱和抗压强度是计算岩基承载力的重要指标。
（三）岩石按风化程度分类
关于岩石风化程度的划分及其特征，国家规范和各行业的有关规范中均有规定，其分类标准基本一致，表述略有差异。表2-2-3至表2-2-10是部分规范给出的分类标准。
表2-2-3《工程岩体分级标准》（GB50218-94）岩石风化程度划分表
表2-2-4《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）岩石按风化程度分类表
续表
表2-2-5《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）岩石风化程度划分表
表2-2-6《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）岩体风化带划分表
《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）、《港口工程地基规范》（JTJ250-98）岩体风化程度的划分按硬质、软质岩体来划分，硬质岩石岩体风化程度按表2-2-7划分。软质岩石岩体风化程度按表2-2-8划分。
表2-2-7 硬质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-8 软质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-9《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB5037-1999）岩石风化程度分类表
续表
表2-2-10 广东省《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）岩石风化程度划分表
国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）对岩石的风化只有第4.1.3条作如下叙述：岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。未列表给出风化特征，但在岩石坚硬程度的定性划分中（表A.0.1）把不同风化程度的岩石归类到了岩石坚硬程度的类别中。
深圳市标准：《地基基础勘察设计规范》（报批稿）关于岩石风化程度的划分标准，基本采用了《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB（50307-1999）的表述形成和内容（表2-2-9），文字略有调整。
纵观各类规范对岩石风化程度的划分，可以看出：
1）除个别规范未列出未风化一类外，岩石风化程度的划分均为未风化、微风化、中等（弱）风化、强风化和全风化。特征描述简繁不一，中等风化与弱风化相对应的风化程度略有差别。
2）风化程度的特征描述，主要是岩石的结构构造变化、节理裂隙发育程度、矿物变化、颜色变化、锤击反映、可挖（钻）性等方面来定性划定。部分规范用波速和波速比及风化系数来定量划定是对岩石风化程度确定的有力支撑。
3）从新鲜母岩到残积土的风化过程是连续的，有些规范把残积土的特征描述放在岩石风化程度划分表中，有一定的道理。国际标准：ISO/TC182/SC，亦将风化程度分为五级，并列入了残积土。从工程角度考虑，残积土对母岩而言已经发生了全面质的变化，物理力学性质和对它的理论研究已属松软土，表中对残积土特征的表述对区别残积土与全风化岩是有现实意义的。
4）国家标准：《工程岩体分级标准》中“岩石风化程度的划分”（表2-2-3）看似简单，规范“条文说明”解释了这一现象，表2-2-3关于岩石风化程度的划分和特征的描述，仅是针对小块岩石，为表2-2-2服务的，它并不代表工程地质中对岩体风化程度的定义和划分。表2-2-2是把岩体完整程度从整个地质特征中分离出去之后，专门为描述岩石坚硬程度作的规定，主要考虑岩石结构构造被破坏，矿物蚀变和颜色变化程度，而把裂隙及其发育情况等归入岩体完整程度这另一个基本质量分级因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些规范把硬质岩石和软质岩石的风化程度划分区别开来，而《工程岩体分级标准》中“岩石坚硬程度的定性划分”表（2.2-2）将风化后的硬质岩划入软质岩中。这里有两个概念不可混淆：一是从工程角度看，硬质岩石风化后其工程性质与软质岩相近，可等同于软质岩；二是新鲜岩石中是存在软质岩的，如深圳的泥质砂岩、泥岩、页岩等。
6）相邻等级的风化程度其界线是渐变的、模糊的，有时不一定能划出5个完整的等级，如碳酸盐类岩石。在实际工作中要按规范的标准，综合各类信息，结合当地经验来判断岩石的风化等级。
（四）岩体的结构类型
在物理学、化学及其地质学等学科中对“结构”这一术语的概念是明确的，但有各自的含义，如原子结构、分子结构、晶体结构、矿物结构、岩石结构、区域地质结构、地壳结构等等，岩体作为工程地质学的一个主要研究对象，提出“岩体结构”术语的意义是十分明确的。
岩体结构有两个含义，可以称之为岩体结构的两个要素：结构面和结构体。结构面是指层理、节理、裂隙、断裂、不整合接触面等等。结构体是岩体被结构面切割而形成的单元岩块和岩体。结构体的形状是受结构面的组合所控制的。
事实上，所有与岩石有关的工程，除建筑材料外，都是与有较大几何尺寸的岩体打交道，岩石经过建造成岩（岩浆岩的浸入，火山岩的喷出，沉积岩的层状成沉积，变质岩的混合与动力变质）及后期的改造（褶皱、断裂、风化等），使得岩体的完整性遭到了巨大的破坏，成为了存在大量不同性质结构面的现存岩体。为了给工程界一个明朗的技术路线，不妨以建造性结构面和改造性结构面（软弱结构面）为基础，从各自侧面首先对岩体结构基本类型进行研究，其次将两方面的成果加以综合，即可得出关于岩体结构基本类型的完整概念（图2-2-1）。
（1）以建造性结构面为主的岩体结构基本类型的划分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性结构面的岩体结构分类
（2）以改造性结构面（软弱结构面）为主的岩体结构类型的划分（表2-2-12）
表2-2-12 改造结构面为主的岩体结构分类
图2-2-1 岩体结构示意图
（3）由建造性结构面和改造性结构面形成的三维岩体
三维岩体表现出了复杂多变的岩体结构特征，将其综合归纳，形成了较系统的岩体结构类型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩体结构类型及其特征
表中表述的岩体结构类型及其特征基本上涵盖了深圳地区岩体的全部结构类型。
（4）岩体完整程度的划分
地质岩体在建造和改造的过程中，岩体被风化、被结构面切割，使其完整性受到了不同程度的破坏。岩体完整程度是决定岩体基本质量诸多因素中的一个重要因素。影响岩体完整性的因素很多，从结构面的几何特征来看，有结构面的密度，组数、产状和延展程度，以及各组结构面相互切割关系；从结构面形状特征来看，有结构面的张开度、粗糙度、起伏度、充填情况、水的赋存等。从工程岩体的稳定性着眼，应抓住影响稳定性的主要方面，使评判划分易于进行。在国标：《工程岩体分级标准》（GB50218-94）中，规定了用结构面发育程度、主要结构的结合程度和主要结构面类型作为划分岩体完整程度的依据，以“完整”到“极破碎”的形象词汇来体现岩体被风化、被切割的剧烈变化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩体完整程度的定性分类表
在1994版的《岩土工程勘察规范》中，未见此表。很明显，此表在《工程岩体分级标准》中出现后，在2001版修订后的《岩土工程勘察规范》中得到了确认和使用。
（五）岩体基本质量分级
自然界中不同结构类型的岩体，有着各异的工程性质，岩石的硬度、完整程度是决定岩体基本质量的主要因素。在工程实践中，系统地认识不同质量的工程岩体，针对其特征性采取不同的设计思路和施工方法是科学进行岩体工程建设的关键。
1994年，国家标准《工程岩体分级标准》（50218-94）给出了岩体基本质量分级的标准（表2-2-15）。在此之前发布的国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-94），该表是作为洞室围岩质量分级标准的。在2001年修订的《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中，岩体基本质量分级以表2-2-15的形式来分类，岩体基本质量等级按表2-2-16分类。
表2-2-15 岩体基本质量分级
表2-2-16 岩体基本质量等级分类
（六）岩体围岩分类
地铁、公路、水电、铁路以及矿山工程等行业，均有地下洞室和隧道（巷道）开挖，工程勘察均需对工程所处的围岩进行分类。不同的规范对围岩的分类方法略有不同。
1.隧道围岩
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）规定，隧道围岩分类按表2-2-17划分。
表2-2-17 隧道围岩分类
续表
2.围岩工程地质
《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）规定，在地下洞室勘察时，应进行围岩工程地质分类。分类应符合表2-2-18规定。
表2-2-18 围岩工程地质分类
上表中的围岩总评分T为岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状5项因素之和。各项因素的评分办法在该规范中均有明确规定。围岩强度应力比亦有专门的公式计算。
3.铁路隧道围岩
《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）规定，隧道工程地质调绘时，应根据地质调绘、勘探、测试成果资料，综合分析岩性、构造、地下水及环境条件，按表2-2-19分段确定隧道围岩分级。
表2-2-19 铁路隧道围岩的基本分级
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该规范还规定，铁路隧道围岩分级应根据围岩基本分级，受地下水，高地应力及环境条件等影响的分级修正，综合分析后确定。关于岩体完整程度的划分，地下水影响的修正，高地应力影响的修正及环境条件的影响，规范中都有明确的规定。
4.井巷工程围岩
矿山工程中的井巷工程，其功能和结构更为多样，所以井巷工程对围岩的分类更加详尽，各种定性和定量指标明显多于其他标准。《岩土工程勘察技术规范》（YS5202-2004、J300-2004）规定，井巷工程评定围岩质量等级按表2-2-20划分围岩类别。
表2-2-20 井巷工程围岩分类
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5.工程岩体
国家规范：《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）从工程岩体支护设计和施工的需要出发，给出围岩分级表，与表2-2-20相比，仅少了Ⅵ、Ⅶ两类，主要工程地质特征少了岩石质量指标RQD和岩体及土体坚固性系数两栏，其他完全相同。
（七）岩质边坡的岩体分类
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）对岩质边坡的岩体分类方法，见表2-2-21
表2-2-21 岩质边坡的岩体分类（GB50330-2002）
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表2-2-22 岩体完整程度划分
（八）深圳地区岩体分类、鉴定中存在的问题和改进意见
1）深圳地区的建筑工程除大量的房屋建筑外，公路（道路）桥梁、水利、地铁、铁路等均有大量的投资建设，各行业对岩体质量等级的划分在执行不同规范的分类标准。在当前情况下，这一状况将继续下去。但是，对某一岩体的不同分类标准，仅仅是某一行业的习惯性作法。宏观上看不同分类标准的具体内容并无原则性的区别。无论采用哪种标准都不应该影响岩体评价的正确性。
2）岩体工程特性的评价中，岩体的结构分类应该受到足够的重视。尤其是高大边坡、地质灾害评估等岩体结构对岩体稳定起主导作用的工程项目。只有采取多种科学勘察手段和缜密地进行分析，岩体的结构特征才能弄清楚。
3）岩石风化程度的判断，现场工作除很具经验的野外观察和标准贯入试验外，应多采用岩体波速测试方法，使之成为常用方法之一。准确的波速测试结果，可能比标贯试验所得结果更能准确地判断岩石的风化程度。
4）岩石的风化程度是随埋藏深度的增加而减弱的，风化岩石的强度则是随埋藏深度的增加而增加的。为了充分发挥地基承载力，深圳市地基基础勘察设计规范（送审稿）将厚层花岗岩强风化带分为上、中、下3个亚带，其划分方法见表2-2-23。
表2-2-23 厚层花岗岩强风化带细分
需要指出的是，花岗岩的风化规律一般是上部风化严重，随深度增加而减弱，但也有个别情况，有时随深度增加风化程度并无明显变化，故在划分风化亚带时，应视强风化带的厚度和风化程度改变的深浅，也可以划分一个亚带或两个亚带，不可强求一律划分为3个亚带。
龙岗区的碳酸盐类岩石——灰岩、白云岩、大理岩等基本上不存在全风化和强风化层。由于构造的影响或是其他某种原因（如表面溶蚀剧烈），可能岩石的裂隙比较发育，块度比较小。
二、土体
（一）土体的含义及其工程地质分类
土是泛指还没有固结硬化成岩石的疏松沉积物。土是坚硬岩石经过破坏、搬运和沉积等一系列作用和变化后形成的。土多分布在地壳的最上部。工程地质学把土看作与构成地壳的其他岩石一样，均是自然历史的产物。土的形成时间、地点、环境以及形成的方式不同，其工程地质特性也不同。因此在研究土的工程性质时，强调对其成因类型和地质历史方面的研究具有特殊重要意义。
土的工程地质分类有以下特点：①分类涵盖自然界绝大多数土体；②同类或同组的土具备相同或相似的外观和结构特征，工程性质相近，力学的理论分析和计算基本一致；③获取土的物理力学指标的试验方法基本相同；④工程技术人员，从土的类别可以初步了解土的工程性质。
土的工程地质分类是以松散粒状（粗粒土）体系和松散分散（细粒土）体系的自然土为对象，以服务于人类工程建筑活动为目的的分类。分类的任务是将自然土按其在人类工程建筑活动作用下表现出的共性划分为类或组。
合理的工程地质分类，具有以下实际用途：①根据土的分类，确定土的名称，它是工程地质各种有关图件中划分土类的依据；②根据各类土的工程性质，对土的质量和建筑性能提出初步评价；③根据土的类型确定进一步研究的内容、试验项目和数量、研究的方法和方向；④结合反映土体结构特征的指标和建筑经验，初步评价地基土体的承载能力和斜坡稳定性，为基础和边坡的设计与施工提供依据。
土的工程地质分类有普通的和专门的两类。普通分类的划分对象包括人类工程活动可能涉及的自然界中的绝大多数土体，适用于各类工程，分类依据是土的主要工程地质特征，如碎石土、砂土、黏性土等。专门分类是为满足某类工程的需要，或者根据土的某一或某几种性质而制定的分类，这种分类一般比较详细，比如砂土的密实度分类，黏性土按压缩性指标分类等等。应当指出的是，普通分类与专门分类是相辅相成的，前者是后者的基础，后者是前者的补充和深化。
（二）国外土的工程分类概况
近几十年来，国外在土的工程地质分类研究方面有很大进展，工业和科学技术发达的主要国家，都分别先后制定了各自全国统一的分类标准（表2-2-24）。其中英国、日本、德国的分类均以美国分类为蓝本，结合各自国情适当调整、修改而制定的。
表2-2-24 一些国家的土质分类简况
上述各国的土质分类，都采用了统一分类体系和方法，不仅使各自国内对土质分类有了共同遵循的依据，而且体现了国际统一化的趋势，以促进国际交流与合作。
下列美国的统一分类法（表2-2-25）作为样本，以了解国外分类的标准和方法。
表2-2-25 美国的土的统一分类法
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（三）国内土的工程分类
1.统一分类法
1990年，国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-90）发布，并于1991年8月起执行。在此之前或之后，水利水电、公路交通等行业土的分类标准与GBJ 145-90标准没有明显区别。（GBJ 145-90）土的分类如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒组的划分
表2-2-27 土质分类表
2.建筑分类法
国标《建筑地基设计规范》（GB50007-2002）土的分类方法（简称：建筑分类法）如表2-2-28。这是从早期《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）（试行）到《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）一直延续下来的土的分类标准。在TJ7-74规范之前，我国一直沿用前苏联规范（HИTY127-55）。建筑分类法在房屋建筑地基基础工程或类似的工程中广泛运用，这在不少行业规范中得以反映，此分类方法也为广大工程技术人员所熟知。目前深圳除公路、铁路行业外，大多采用此分类标准，并纳入到深圳市的地方标准之中。
表2-2-28 土的分类
（四）土的状态分类
土的状态分类属专门分类。对于某种行业或某类工程，土的状态标准是有所区别的，现以《岩土工程勘察规范》（50021-2001）中规定的最常用的分类标准，对碎石土、砂土、粉土的密实度和对粉土的湿度及黏性土的状态进行分类，见表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密实度按M63.5分类
表2-2-30 碎石土密实度按N120分类
表2-2-31 砂土密实度分类
表2-2-32 粉土密实度分类
表2-2-33 粉土湿度分类
表2-2-34 黏性土状态分类
（五）土的现场鉴别方法
1.碎石土密实度现场鉴别方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密实度现场鉴别
2.砂土分类现场鉴别方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分类现场鉴别
3.砂土密实度现场鉴别方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密实度现场鉴别
4.砂土湿度的现场鉴别方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土湿度现场鉴别
5.粉土密实度现场鉴别方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密实度现场鉴别
6.粉土湿度现场鉴别方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土湿度现场鉴别
7.黏性土状态现场鉴别方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土状态现场鉴别
8.有机质土和淤泥质土的分类
土按有机质分类和鉴定方法，《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的分类方法见表2-2-42。深圳市沿海近岸地区存在大量淤泥或淤泥质土，在上更新统（Q3）的杂色黏土中，有一层泥炭质土，局部有泥炭层发育。
表2-2-42 土按照有机质分类
（六）土的定名和描述
1.统一分类法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类；细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡划分16种土类。
2）土的名称由一个或一组代号组成：一个代号即表示土的名称，由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示副成分（土的级配或土的液限）；由3个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示液限；第三个代号表示土中微含的成分。
《土的分类标准》（G B J145-90），对特殊土的判别，列出了黄土，膨胀土和红黏土。对花岗岩残积土并没有特别加以说明。根据深圳有关单位的经验，花岗岩残积土中的砾质黏性土相当于G B J145-90中的含细粒土砾，代号GF；砂质黏性土相当于细粒土质砾，代号GC-GM；黏性土相当于高液限粉土一低液限粉土，代号M H-M L。对淤泥和淤泥质土，G B J145-90分的不细，从工程需要出发，淤泥和淤泥质土的分类宜按建筑行业标准。
2.建筑行业定名
建筑行业定名依照下列几个标准：
1）土名前冠以土类的成因和年代。
2）碎石土和砂土按颗粒级配定名。
3）粉土以颗粒级配及塑性指数定名。
4）黏性土以塑性指数定名。
5）对混合土按主要土类定名并冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角砾等。
6）对同一土层中有不同土类呈韵律沉积时，当薄层与厚层的厚度比大于三分之一时，宜定为“互层”；厚度比为十分之一至三分之一时，宜定为“夹层”；厚度比小于十分之一的土层且多次出现时，宜定为“夹薄层”。当土层厚度大于0.5m时，宜单独分层。
3.土的描述内容
（1）当按统一分类法（GBJ145-90）定名时，应按下列内容描述
1）粗粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；土颗粒形状（圆、次圆、棱角或次棱角）；土颗粒的矿物成分；土颜色和有机质；所含细粒土成分（黏土或粉土）；土的代号和名称。
2）细粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；潮湿时土的颜色及有机质；土的湿度（干、湿、很湿或饱和）；土的状态（流动、软塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代号和名称。
（2）当按建筑分类法（GB50007-2002）定名时，应按下列内容描述
1）碎石土：名称、颗粒级配、颗粒排列、浑圆度、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、胶结性、密实度及其他特征。
2）砂土：名称、颜色成分、颗粒级配、包含物成分及其含量、黏粒含量、胶结性、湿度、密实度及其他特征。
3）粉土：名称、颜色、包含物成分及其含量、湿度、密实度、摇振反应及其他特征。
4）黏性土：名称、颜色、结构特征、包含物成分及其含量、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性、异味及其他特征。
5）特殊性土：除应描述上述相应土类的内容外，尚应描述其特征成分和特殊性质，如对淤泥尚需描述臭味、有机质含量；对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀程度等。
6）互层（夹层）土：对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度及层理特征。
『伍』 土体地质工程设计问题
1.土体地质工程设计中不确定因素
土体地质工程设计中的困难在于：①地质模型难于准确地给定；②工程地质力学参数难于准确地给定；③粘性土降水很难做到符合设计要求；④施工质量也常常达不到设计要求。以基坑工程来说，目前基坑工程是有风险的。原因在于：
（1）目前对基坑边坡破坏机制还不都很清楚，这表明目前基坑设计在理论上还不成熟，用什么理论进行支护设计，还不是很清楚；
（2）目前取得的土体力学参数与实际相差很大，有的说土体强度试验结果可能比实际低了30%左右；有的说土体的湿度具有控制作用，而土体中的湿度是很难搞清楚的，试验结果到底是高还是低很难说清；就变形模量来说，目前实验室测得的变形参数仅为几十至几百MPa，而反分析得到的可高达1000～1200MPa。原因可能在于试验取样时把土体受的围压取消了，这就造成试验结果与实际不符。目前看来，比较好的办法是采用变形监测反分析的方法来取得这些参数。
（3）目前对土体中应力（即地应力）还不清楚，现在在设计中都是采用γh来估算土体中应力，实际上并不一定都符合实际。土体中除有自重应力外还有构造应力，著者在北京市航空干部管理学院主楼基坑下4m深处淤泥层中就见到过“X”节理，这是土体中水平地应力为第一主应力的表现，垂直地应力为第二主应力，这表明土体中确实存在有构造应力。看来需要进行土体中的地应力测量。
（4）土体结构，在土体地质工程建设中土体结构常不被重视，这是土体地质工程建设中出事故的重要原因之一。软夹层层状结构更具有特殊意义，这种结构常被误认为层状结构，而且软夹层常不连续，而且厚薄不均，极不稳定，但是它是极为重要的土体结构单元。
（5）地下水也是很难搞清楚的一项土体赋存环境因素：①它具有很大的不确定性；②地下水探测技术还不能把所有的隔水层和含水层都搞清楚，很难给出可靠的地下水模型，这样一来，就给土体地质工程设计带来不确定性。
在进行土体地质工程设计时必须考虑到上述因素，不要以确定论观点看待设计结果。
2.土体力学分析方法问题
（1）土体破坏机制：土体地质工程设计中的一项重要工作是土体力学分析。土体力学分析结果的可靠性主要决定于力学模型。力学模型确定的正确与否则决定于对土体破坏机制的判断。目前采用的土体力学模型多数是采用库仑—莫尔模型，实际上是认为土体破坏机制是剪破坏，这不完全符合实际。实际是土体破坏机制受土体结构控制。在土体结构控制下土体有多种破坏机制，也就是说有多种力学模型，详见“土体结构控制论和土体力学原理”部分。
（2）土体力学介质及土体力学分析方法：目前土体力学分析主要是用单一的连续介质力学方法。这并不符合土体实际，土体实际是具有多种力学介质，应该采用相应的力学方法进行力学分析。在第四章“土体结构控制论与土体力学原理”内谈到过，土体至少具有三种力学介质和三种力学分析方法。这是由土体地质特点或者说土体结构特点决定的。
『陆』 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。
『柒』 常见的工程地质问题有哪些
工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。由于工程地质条件复杂多变，不同类型的工程对工程地质条件的要求又不尽相同，所以工程地质问题是多种多样的。就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：
（1） 地基稳定性问题：是工业与民用建筑工程常遇到的主要工程地质问题，它包括强度和变形两个方面。此外岩溶、土洞等不良地质作用和现象都会影响地基稳定。铁路、公路等工程建筑则会遇到路基稳定性问题。
（2） 斜坡稳定性问题：自然界的天然斜坡是经受长期地表地质作用达到相对协调平衡的产物，人类工程活动尤其是道路工程需开挖和填筑人工边坡（路堑、路堤、堤坝、基坑等），斜坡稳定对防止地质灾害发生及保证地基稳定十分重要。斜坡地层岩性、地质构造特征是影响其稳定性的物质基础，风化作用、地应力、地震、地表水、和地下水等对斜坡软弱结构面作用往往破环斜坡稳定，而地形地貌和气候条件是影响其稳定的重要因素。
（3） 洞室围岩稳定性问题：地下洞室被包围于岩土体介质（围岩）中，在洞室开挖和建设过程中破坏了地下岩体原始平衡条件，便会出现一系列不稳定现象，常遇到围岩塌方、地下水涌水等。一般在工程建设规划和选址时要进行区域稳定性评价，研究地质体在地质历史中受力状况和变形过程，做好山体稳定性评价，研究岩体结构特性，预测岩体变形破坏规律，进行岩体稳定性评价以及考虑建筑物和岩体结构的相互作用。这些都是防止工程失误和事故，保证洞室围岩稳定所必需的工作。
（4） 区域稳定性问题：地震、震陷和液化以及活断层对工程稳定性的影响，自1976年唐山地震后越来越引起土木工程界的注意。对于大型水电工程、地下工程以及建筑群密布的城市地区，区域稳定性问题应该是需要首先论证的问题。
『捌』 请问谁知道 08级东南大学 土木工程专业学的 《工程地质》 以及《土力学》 是哪个版本的书 我真的不知道
《结构力学》考试大纲
一、 命题范围与重点
1．平面体系的几何组成分析
用平面几何不变体系的基本组成规则分析给定平面体系的几何构造，判断其几何稳定性。
2．静定结构的内力计算
静定梁、刚架、桁架、拱和组合结构的内力计算。
直杆弯矩图的叠加法；直杆弯矩，剪力及荷载间的微分关系及增量关系。
隔离体平衡法：结点法和截面法以及它们的联合应用。
多跨静定梁的计算方法。
刚体体系的虚功原理。
3．静定结构的位移计算
弹性体的虚功原理及平面结构位移计算的一般公式。
静定平面弹性结构因荷载、支座移动、温度变化和制造误差而产生的位移计算（单位荷载法）。
图乘法；三角形及标准二次抛物线图形的面积及形心位置。
弹性体系的功的互等定理、反力互等定理和位移互等定理。
4．力法
用力法计算超静定梁、刚架、桁架、组合结构。
上述超静定结构因荷载、支座移动、温度变化和制造误差而产生的内力和位移的计算。
对称性的利用。
5．位移法
等截面直杆的转角位移方程。
用位移法计算刚架和连续梁由于荷载和支座移动产生的内力。
对称性的利用。
6．力矩分配法
用力矩分配法计算连续梁和无侧移刚架
7．影响线
用静力法和机动法作静定梁和桁架反力和内力的影响线。
用机动法作超静定梁的影响线。
用影响线求给定荷载下的影响量。
8．矩阵位移法
单元刚度矩阵的概念。
利用一般单元的刚度矩阵求特殊单元的刚度矩阵。
局部坐标系和整体坐标系中结点力、位移和单元刚度矩阵的转换。
整体刚度矩阵的概念，和集成方法。
等效结点荷载。结构整体结点荷载的形成。
9．结构动力计算
单自由度体系的自由振动。自振频率的计算。
单自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动。
多自由度体系的自由振动。振型和频率的计算、主振型的正交性。
多自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动，振型分解法。
10．结构的极限荷载
截面极限弯矩的计算。
静定梁及刚架极限荷载的计算。
比例加载的定理。
连续梁的极限荷载。
11．结构稳定性计算
临界荷载的确定。
弹性支承等截面杆的稳定性。
二、 参考书
1．单 建、吕令毅《结构力学》上、下册，东南大学出版社
2．龙驭球、包世华《结构力学教程》上、下册，高等教育出版社
《工程结构设计原理》考试大纲
一、命题范围和基本要求
1、结构设计的基本原则
（1）了解荷载及结构抗力的有关概念，理解作用效应和结构抗力的随机性；
（2）掌握结构的功能、极限状态等基本概念，掌握结构可靠度的基本原理；
（3）掌握结构上的作用及作用效应的计算方法，理解荷载的代表值；
（4）理解设计基本表达式，材料强度的标准值，了解荷载、材料强度等分项系数。
2、工程结构材料的物理力学性能
（1）掌握钢材单轴受力下的工作性能，了解钢材在单轴反复应力下的工作性能；
（2）了解钢材在复杂应力下的工作性能，了解钢材的疲劳性能；
（3）了解影响钢材性能的一般因素、钢材的冷加工性能及结构对钢材的要求；
（4）了解工程结构用钢材（筋）的分类；
（5）掌握单轴受力混凝土各强度指标及关系，了解复合受力混凝土的强度特点；
（6）掌握单轴受力混凝土的应力--应变关系，理解弹性模量和变形模量等概念；
（7）掌握混凝土徐变、收缩和膨胀等概念，了解其对结构的影响；
（8）了解块材、砂浆以及砌体的类型和选择原则；
（9）掌握砌体在压、拉、弯和剪作用下的破坏特征及强度。
3、构件的连接
（1）了解结构构件的常用连接形式；
（2）了解焊缝连接的形式及应力特点，掌握焊缝的设计计算方法；
（3） 掌握螺栓连接的受力特点和计算方法；
（4）掌握高强螺栓的计算方法。
4、钢受弯构件计算原理
（1）掌握钢受弯构件的受力全过程、破坏特征；
（2）掌握钢受弯构件强度计算方法；
（3）掌握钢受弯构件整体稳定计算方法；
（4）掌握钢受弯构件局部稳定计算方法。
5、混凝土受弯构件承载力计算原理
（1）掌握砼受弯构件截面正应力分布的特点；
（2）掌握砼受弯构件的受力全过程、破坏特征；
（3）掌握砼受弯构件正截面计算的基本假设；
（4）掌握砼受弯构件承载力计算方法；
（5）掌握砼弯（剪）构件斜截面应力分布的特点，破坏特征；
（6）掌握砼弯（剪）构件斜截面计算的基本假设、承载力公式的建立及应用。
6、钢受压构件计算原理
（1）掌握轴心和偏心钢受压构件截面正应力分布的特点；
（2）掌握轴心钢受压构件的强度计算方法；
（3）掌握轴心钢受压构件的整体稳定和局部稳定计算方法；
（4）掌握偏心钢受压构件强度计算方法；
（5）掌握偏心钢受压构件的整体稳定和局部稳定计算方法。
（6）掌握格构式钢受压构件的整体稳定和局部稳定计算方法。
7、混凝土受压构件承载力计算原理
（1）掌握混凝土轴心和偏心受压构件截面正应力分布的特点；
（2）掌握混凝土轴心和偏心受压构件的受力全过程和截面破坏特征；
（3）掌握混凝土轴心受压构件正截面承载力计算公式的建立和计算方法；
（4）了解螺旋筋砼轴心受压构件的工作原理、承载力公式的建立和计算方法；
（5）掌握砼偏心受压构件正截面计算的基本假设和简化；
（6）掌握砼偏心受压构件正截面承载力计算公式的建立和计算方法；
（7）掌握砼构件弯矩和轴力相关曲线的概念和应用；
（8）掌握受压（剪）构件斜截面承载力的计算方法。
8、受拉构件承载力计算原理
（1）掌握轴心和偏心受拉构件截面正应力分布的特点；
（2）掌握钢结构轴心和偏心受拉构件的受力全过程、破坏特征和强度计算；
（3）掌握混凝土结构轴心和偏心受拉构件的受力特点、破坏特征和承载力计算。
9、砌体受压构件正截面承载力计算原理
（1）掌握影响无筋砌体受压构件承载力的主要因素；
（2）掌握无筋砌体受压构件承载力计算公式的建立和计算方法；
（3）熟悉砌体局部受压批破坏的类型，掌握计算公式的建立和计算方法；
（4）了解网状配筋砌体和组合砌体受压构件的受力特点和一般构造；
（5）熟悉网状配筋砌体和组合砌体受压构件计算公式的建立和计算方法。
10、构件的变形和裂缝宽度的计算原理
（1）了解混凝土构件裂缝产生和开展的过程和原理；
（2）了解在带裂缝混凝土构件截面的应力分布规律和截面曲率的变化；
（3）理解混凝土构件裂缝宽度验算公式的建立，掌握验算方法；
（4）了解受弯构件截面刚度的影响因素，掌握截面计算刚度的计算；
（5）掌握挠度的计算方法。
11、预应力结构的基本概念
（1）掌握预应力结构的基本概念；
（2）掌握预应力损失的计算方法和组合；
（3）掌握预应力轴心受拉构件的受力全过程和设计计算方法；
（4）掌握预应力受弯构件的受力全过程。
12、梁板结构设计
（1）了解板的类型和受力特点；
（2）掌握连续单向板的弹性分析方法，理解边支承双向板的弹性分析方法；
（3）理解超静定结构塑性内力重分布的概念，掌握连续单向板按调幅法的计算方法，掌握双向板的塑性铰线法。
二、 参考书
1、曹双寅主编. 工程结构设计原理. 东南大学出版社
2、邱洪兴主编. 建筑结构设计. 东南大学出版社
三、考试形式
考试形式：闭卷
《施工技术》考试大纲
一、课程内容：
1. 绪论：研究对象、任务和学习方法
2. 土方工程
土方工程施工特点；土的工程分类；土的工程性质。
场地设计标高的确定；土方量计算；土方调配。
集水坑降水；流砂的原因与防治；轻型井点降水；管井井点降水；喷射井点降水；基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响与措施。
边坡坡度与边坡稳定；土壁支护。
主要土方机械的特点与施工方法；土方机械的选择；土的填筑与压实。
3. 桩基础工程
桩的预制；沉桩前的准备工作；桩的沉设（锤击沉桩，振动沉桩，静力压桩）。
钻孔灌注桩；人工挖孔灌注桩；套管成孔灌注桩；爆扩灌注桩。
4. 模板工程
模板工程材料；基本构件的模板构造；模板工程设计；模板工程安装与拆除。
5. 钢筋工程
钢筋检验；钢筋翻样与配料；钢筋加工；钢筋连接；钢筋安装与检查。
6. 混凝土工程
混凝土制备；混凝土运输；混凝土浇筑；混凝土养护；混凝土缺陷修整；混凝土质量检查；混凝土冬期施工；混凝土特殊施工
7. 预应力混凝土工程
预应力钢材与锚（夹）具
预应力张拉设备
后张法施工：孔道留设；预应力筋制作；预应力筋张拉；孔道灌浆与端头封裹；无粘结预应力施工。
先张法施工：张拉台座；预应力筋铺设；预应力筋张拉；预应力筋放张。
8. 结构安装工程
桅杆起重机；自行杆式起重机；塔式起重机。
结构安装前的准备工作；构件安装工艺；结构安装方案。
钢构件的制作；钢结构安装工艺。
升板法施工；顶升法施工；滑移法施工。
9. 砌体与脚手架工程
外脚手架；里脚手架；脚手架安全技术。
砌体材料准备与运输；砌筑工艺与质量要求。
砌块排列；砌块施工工艺。
10. 防水工程
屋面找平层；保温隔热层；卷材防水屋面；涂膜防水屋面；刚性防水屋面。
地下结构的防水方案与施工排水；防水混凝土结构施工；水泥砂浆防水层施工；卷材防水层施工。
11. 装饰工程
一般抹灰施工；装饰抹灰施工。
大理石和花岗岩饰面板安装；饰面砖镶贴。
涂料工程；裱糊工程。
幕墙工程施工
二、课程重点与命题范围
2.土方工程
·土的工程性质；场地设计标高的确定；土方量计算。
·流砂的原因与防治；轻型井点降水（含平面与高程设计）；管井井点降水；基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响与措施。
·边坡坡度与边坡稳定。
·主要土方机械的特点与施工方法；土的填筑与压实。
3.桩基础工程
·沉桩顺序的确定；桩的沉设（锤击沉桩，振动沉桩，静力压桩）。
·钻孔灌注桩；沉管灌注桩。
4. 模板工程
·钢模板与胶合板模板；
·基本构件的模板构造；
·模板工程设计计算（含支架）；
·模板工程安装与拆除。
5. 钢筋工程
·钢筋翻样与配料（含下料计算）；
·钢筋焊接连接；钢筋机械连接。
6. 混凝土工程
·混凝土配制（含配料计算）；混凝土搅拌；混凝土运输；混凝土浇筑与振捣；混凝土养护；
·混凝土缺陷修整；混凝土质量检查；
·混凝土冬期施工。
7. 预应力混凝土工程
·预应力钢材与锚（夹）具；预应力张拉设备。
·后张法施工：孔道留设；预应力筋制作；预应力筋张拉（含计算）；孔道灌浆与端头封裹；无粘结预应力施工。
8.结构安装工程
·桅杆起重机；自行杆式起重机；塔式起重机。
·构件安装工艺；结构安装方案（含起重机选择计算）。
·钢构件的制作；钢结构安装工艺。
9.砌体与脚手架工程
·外脚手架；脚手架安全技术。
·砖砌体砌筑工艺与质量要求。
10.防水工程
·卷材防水屋面；涂膜防水屋面；刚性防水屋面。
·地下结构防水方案与施工排水；防水混凝土结构施工；卷材防水层施工。
三、考试形式及题型
1.考试形式：闭卷
2.考试题型及分值：(1)选择题与名词解释（考核基本概念）：约40分
(2)问答与分析题（针对案例背景作定性分析，考核基本知识的应用）：约60分
(3)综合分析与计算题（考核基本理论与方法的应用能力）：约50分
四、参考书目
1．郭正兴等 《土木工程施工》 东南大学出版社 2007.9
2．应惠清等 《土木工程施工》 高等教育出版社 2004.1 .
《地下结构工程》考试大纲
一、 命题范围及要求
1． 绪论
1)掌握地下结构形式；
2) 掌握地下结构的设计原则。
2．大开挖基坑工程
1)掌握竖直开挖、放坡开挖允许的最大深度计算方法；
2)了解边坡失效的防止措施；
3)理解地下水处理方法。.
3．深基坑工程
1)了解支护结构类型及适用范围；
2)掌握悬臂及单层支点支护结构的计算；
3) 理解支撑体系的计算原则；
4)掌握土层锚杆、土钉墙、水泥挡土墙、逆作拱墙设计原则；
5)理解逆作法施工的基本原理。
4． 新奥法
1)理解新奥法的实质与原则；
2)掌握深埋、浅埋隧道围岩压力的确定方法；
3)掌握新奥法中支护刚度－围岩位移相互关系。
5． 浅埋式结构
1)了解浅埋式结构的形式；
2)掌握矩形封闭框架的计算方法；
6．盾构衬砌结构
1) 了解盾构法施工原理；
2)理解盾构衬砌荷载计算方法；
3) 掌握盾构衬砌截面设计的原则。
7．顶管法
1)了解顶管法的工作原理；
2)理解顶管阻力的计算方法；
3)掌握沉井、钢板桩支护工作井承压壁后土体的稳定验算方法。
8．沉井基础
1)了解沉井构造；
2)理解沉井下沉系数计算原理;
3)掌握沉井井壁计算方法;
4)掌握沉井刃脚验算。
9．沉管结构
1)了解沉管结构的概念；
2)理解沉管结构接缝与防水处理；
3)了解管段沉设方法与水下连接；
4)理解沉管基础处理方法。
10．地下工程施工环境影响与保护
1)基坑变形控制环保等级标准；
2)掌握地表沉降和水平位移估算方法；
3理解地下管线的位移分析方法；
4)解地下水位的上升与下降对岩土工程的影响；
5)理解盾构施工时对周边的影响。
11地基与结构的非线性特征和共同作用
1)理解土的应力—应变关系；
2)了解土的变形特征；
3)理解钢筋混凝土和土体的非线性特征；
4)了解地基土与基础结构的非线性共同作用和反演分析理论。
二、 参考书
《地下结构工程》，龚维明主编，东南大学出版社，2002年
《建筑结构设计》考试大纲
一、 课程基本要求
本课程是一门综合性课程，内容包括混凝土结构、钢结构、砌体结构和钢—混凝土组合结构。
1.1了解建筑结构的组成和常用种类，能进行结构类型的判别。
1.2了解结构设计的一般过程和内容。
1.3了解建筑结构的作用，了解可变荷载的随机特性；掌握荷载标准值、组合值、频遇值、准永久值等概念；掌握风荷载的计算方法。
1.4了解结构耐火设计的基本知识。
1.5了解建筑结构的安全性等级、地基基础设计等级、设计使用年限、结构重要性系数等概念；熟悉极限状态设计要求和内容，掌握荷载效应的基本组合、标准组合、频遇组合和准永久组合的方法和使用场合。
1.6了解抗震设防目标、抗震设防标准及抗震设计基本内容。
2.1了解建筑工程中常用的梁板结构种类，熟悉混凝土单向板肋梁楼盖、混凝土双向板楼盖和钢楼盖的平面布置方案。
2.2熟悉混凝土楼盖、钢楼盖和钢—混凝土组合楼盖中板、次梁、主梁的计算模型，包括计算简图和荷载；掌握连续梁、板内力计算的调幅法，各向同性双向板的塑性铰线法以及四边支承组合板内力的弹性计算方法；熟悉变刚度连续梁的内力分布特性和连续梁的挠度计算方法；熟悉计算模型与实际受力的差异以及它的适用性。
2.3掌握混凝土楼盖板、梁的配筋构造要求，掌握钢楼盖次梁与主梁、主梁与柱的连接方式；掌握组合板的承载力、挠度和裂缝宽度计算方法，了解组合板的基本构造要求；掌握组合梁的承载力计算方法，熟悉组合梁挠度和裂缝宽度计算原理，了解组合梁的基本构造要求。
2.4了解楼梯的常用种类，熟悉梁式楼梯和板式楼梯的布置方法和计算要点，了解梁式楼梯和板式楼梯的构造要求。
3.1了解单层厂房的常用结构类型，熟悉混凝土排架结构和钢门式刚架结构厂房的组成、布置及各部分的作用；
3.2熟悉厂房结构的荷载传递路线，掌握荷载计算方法和排架结构、刚架结构内力分析方法；熟悉分析模型选取的合理性、适用范围和结构的空间作用性能。
3.3掌握排架柱、刚架梁柱控制截面的内力组合方法；理解确定构件计算长度的原理。熟悉混凝土牛腿的设计方法，熟悉刚架梁柱节点和柱脚节点的设计方法。
3.4熟悉柱间支撑的计算模型、腹杆计算长度的确定方法。
3.5了解柱下独立基础的破坏形式，掌握独立基础的计算方法，熟悉独立基础的构造要求。
3.6了解屋架的常用结构类型，熟悉屋架的计算模型，掌握钢屋架的节点设计方法。了解檩条、隅撑、拉条与撑杆的设计要求。
4.1了解多层现浇混凝土框架结构、装配整体式框架结构和钢框架结构的常用节点类型；熟悉框架结构的布置方式以及与楼盖布置方案的关系；了解框架结构的平面规则性和竖向规则性；熟悉框架梁柱构件截面尺寸的估算方法。
4.2熟悉框架结构内力分析模型选取的合理性和适用范围；掌握框架结构在竖向和水平荷载下的内力分析方法。理解框架的P—Δ效应，了解二阶分析方法。
4.3掌握框架梁柱控制截面的内力组合方法；熟悉混凝土框架梁柱、钢框架梁柱和型钢—混凝土框架梁柱构件的设计方法；掌握混凝土框架节点的构造要求；掌握钢框架节点的设计方法和构造要求，了解型钢—混凝土框架节点的构造要求。
4.4了解常用的基础类型、地基分析模型和弹性基础模型；熟悉常用的刚性基础模型；掌握条形基础的设计方法，熟悉十字形基础和筏型基础的分析要点。
5.1了解高层结构的基本受力单元和常用的结构体系；熟悉高层结构的规则性；了解高层结构的布置原则和变形缝设置要求。
5.2熟悉无洞口剪力墙的受力性能；掌握有洞口剪力墙的连续化分析方法；理解剪力墙整体性系数α的物理意义，掌握剪力墙的分类判别方法，能根据不同的类型选择合适的分析模型。
5.3理解剪力墙结构抗侧刚度中心的概念，熟悉整体水平荷载在各榀剪力墙之间进行分配的方法；掌握整体小开口剪力墙的材料力学分析方法和壁式框架的D值法。
5.4熟悉框架—剪力墙结构的分析模型，掌握计算方法，理解刚度弹性特征值λ的物理意义；熟悉框架——剪力墙的共同工作性能。
5.5熟悉竖向桁架的受力性能，了解框架—支撑结构的分析模型。
5.6了解筒体结构的受力特点和内力近似分析方法。
5.7掌握混凝土剪力墙的截面设计方法，了解构造要求；了解型钢混凝土剪力墙、钢板剪力墙和配筋砌块砌体剪力墙的计算要点。
6.1熟悉砌体结构房屋承重体系的类型、特点和使用范围.。
6.2掌握砌体结构房屋静力分析模型的确定方法和依据。
6.3掌握墙、柱的设计方法和和房屋构造要求。
6.4熟悉过梁、墙梁和挑梁等砌体房屋水平构件的受力特点，掌握其设计方法和构造要求。
6.5了解砌体房屋地震作用下的内力分析方法和墙体计算方法。
二、 命题范围
1．结构设计通论
建筑结构的类型，结构设计的过程和内容；建筑结构的作用（作用的种类，荷载代表值，楼面和屋面可变荷载，风荷载，吊车荷载）；结构的耐火设计（结构构件的耐火性能，耐火设计方法）；结构设计的一般要求（安全等级、设计使用年限与结构重要性系数，极限状态设计要求及内容，荷载效应组合，抗震设计）。
2．梁板结构
梁板结构种类及布置（梁板结构种类，混凝土楼盖结构布置，钢楼盖结构布置）；梁板结构分析（分析模型，连续梁、板内力计算的调幅法，各向同性板的塑性铰线法，四边支承组合板内力的弹性分析方法，连续组合梁内力的计算方法，连续梁的挠度计算方法，分析模型的讨论）；梁板结构构件设计（混凝土板、梁的截面设计与构造要求，钢铺板、钢梁的截面设计及连接构造，组合搬、组合梁的截面设计及构造要求）；楼梯（组成与种类，结构布置，内力计算，截面设计与构造要求）。
3．单层厂房结构
单层厂房结构种类与布置（单层厂房结构种类，混凝土排架结构组成与布置，轻型门式刚架结构组成与布置）；单层厂房主体结构分析（排架结构分析，刚架结构分析）；厂房主构件设计（荷载效应组合，构件的计算长度，混凝土排架柱截面设计，刚架梁柱截面设计，刚架连接设计；柱间支撑设计（内力分析，截面计算与连接构造）；柱下独立基础设计（独立基础的破坏类型，地基计算，受冲切承载力计算，受弯承载力计算，构造要求）；厂房屋盖设计（概述，屋架，屋盖其他构件）。
4．多层框架结构
多层框架结构的组成与布置（框架结构种类，框架结构布置，框架结构构件选型与截面尺寸估算）；多层框架结构内力与侧移的近似计算方法（框架分析模型，竖向荷载作用下刚架的分层法；水平荷载作用下刚架的反弯点法；水平荷载作用下刚架的D值法，刚架结构侧移的近似计算，框架分析模型讨论）；框架结构构件设计（设计内力，混凝土构件设计，钢构件设计，型钢混凝土构件设计）；框架结构基础设计（基础的类型及其选型，基础分析模型，条形基础设计，十字形基础的内力分析，筏形基础内力分析要点。
5．高层建筑结构
高层建筑结构体系及布置原则（高层结构体系，高层结构的规则性，高层结构布置原则，结构构件截面尺寸的估算）；单榀剪力墙受力性能（无洞口剪力墙的受力性能，有洞口剪力墙的受力特点，有洞口剪力墙的连续化分析方法，分析模型的讨论，剪力墙分类判别及分析模型的选择）；剪力墙结构分析（单榀剪力墙受到的水平荷载，单榀剪力墙内力和侧移的计算方法）；框架—剪力墙结构分析（简化分析模型，综合框架——综合剪力墙模型的基本方程，框架——剪力墙结构的内力与侧移计算，框架——剪力墙结构的协同工作性能）；框架——支撑结构分析简介（支撑的种类，单榀竖向桁架的受力性能，框架——支撑结构的分析方法）；筒体结构分析简介（筒体的受力特性，筒体结构的简化分析方法）；剪力墙截面设计（钢筋混凝土剪力墙截面设计、型钢混凝土剪力墙截面承载力计算，配筋砌块砌体剪力墙截面承载力计算，钢板剪力墙计算）。
6．砌体结构
砌体结构布置（砌体结构种类，砌体结构的组成，砌体结构布置的一般要求）；砌体结构分析（静力计算模型，刚性方案房屋的内力计算，弹性和刚弹性方案房屋的内力计算，其它多层房屋的内力分析，砌体房屋抗震分析要点）；砌体房屋墙体设计（墙、柱的受压承载力计算，墙、柱的高厚比验算，墙体抗震承载力验算）；砌体房屋水平构件设计（过梁、墙梁、挑梁）；墙体房屋的构造措施（墙体开裂及其防止措施，圈梁的构造要求，墙、柱的一般构造要求）。
三、 题型
1、概念题，包括选择题、是非题、填空题和问答题
2、简单计算题
3、综合分析题
四、 教学参考书
1、邱洪兴主编，建筑结构设计(第一册)——基本教程，高等教育出版社，2007.6
2、邱洪兴主编，建筑结构设计(第三册)——学习指导，高等教育出版社，2007.12
五、 课程网站：http://jpkc.seu.e.cn/sc8/c/05513060
六、 样题
1、确定楼板的耐火极限时
(A)以稳定性单一条件作为判别依据
(B)以稳定性和完整性两个条件作为判别依据
(C)以完整性和绝热性两个条件作为判别条件
(D)以稳定性、完整性和绝热性三个条件作为判别条件
2、某杆件截面由永久荷载标准值产生的弯矩为140kN·m；由可变荷载1标准值产生的弯矩值为80kN·m；由可变荷载2标准值产生的湾矩值为60kN·m；可变荷载的组合值系数为0.7，频遇值系数为0.5，准永久值系数为0.4；则该截面弯矩的准永久组合值为
(A)280.0kN·m (B) 262.0kN·m (C) 204.0kN·m (D) 196.0kN·m
3、图示多层刚架，柱的抗弯刚度为EI/2，梁的抗弯刚度相对于柱为无限大，总高度为H。如果改变各层层高，而保持层数、总高度、每层的水平荷载不变，则楼层如何变化，顶点侧移达到极限值？
没有工程地质。
有排斥的，竞争很激烈
『玖』 哪些土的工程地质性最差
哪些土的工程地质性最差，是软土。
『拾』 湖相粘土的工程地质特性
一、洱海软粘土
近年来，随着我国沿海和内陆软土地区工程建设的迅速发展，饱和软粘土的物理力学特性研究受到了工程地质和岩土工程界的极大关注，并取得了不少进展。滇藏铁路沿线的软弱湖相粘土地基主要分布在数个第四纪盆地中，例如洱海盆地、鹤庆盆地、丽江盆地、拉市海盆地、小中甸盆地、中甸盆地、林芝盆地等。由于上述盆地中湖相粘土的形成时代、沉积物形成的古气候、古环境和物质组成不同，其工程性质是极其复杂的，既有流塑态现代粘土、又有早全新世软塑态粘土、还有次稳定的晚更新世小中甸粘土及硬塑态鹤庆粘土等。此外，在安久拉山口大熊错、白衣错一带，土壤坡面中发育有暗黑色泥炭层，属山地沼泽化土；在宽谷江河的水网地带，如雅鲁藏布江和拉萨河谷，也有河漫滩沼泽相软土发育。因此，滇藏铁路规划和建设中必须对上述不同地质时代和不同性质的湖相粘土开展专门的研究，以便进行有效的工程评价和工程设计。现以洱海第四系软粘土为例，阐述湖相软粘土工程地质研究的理论和方法。
1.洱海东缘软粘土的分布特征
洱海是滇西最大的断陷湖泊，湖水面积约249.8 km2，湖面海拔1974 m，属澜沧江水系。洱海西邻由寒武系板岩和大理岩构成的点苍山，东部为上古生界的石灰岩低山丘陵，北侧为入口，向南为西洱河，是一个开放的湖泊水系（图12-18）。
图12-18 洱海周缘软土分布示意图
根据前人研究（吴根耀，1992），洱海盆地自始新世开始断陷并接受沉积。晚更新世时气候寒冷，大理冰期来临，来自西侧点苍山的山岳冰川产生强烈刨蚀作用，造成河流堵塞。进入早全新世时气候发生变化、温度上升，洱海水泛滥，平均水位达海拔2160 m，形成大量河湖相或河湖-沼泽相沉积。全新世中期，全区温度持续上升，湖水大面积干涸或范围缩小，水位下降到海拔2000 m左右（段彦学，1987）。全新世晚期，区内湖泊进一步缩小或干涸，洱海目前的水位是1974 m。随着洱海水位不断下降，湖泊面积逐渐缩小，原湖泊近岸水下的沉积地层出露水面。经孢粉分析和14C年龄测定，洱海东缘的软粘土主要是早全新世以来的沉积物。
2.洱海东缘软粘土的物质组成和物化性质
（1）粒度组成
根据移液管全分散法粒度分析结果（表12-15），洱海东缘软粘土具有高分散性，砂粒含量极低，主要由粉粒和粘粒组成，d＜5 μm的粘粒含量大部分在35%以上，最高达60.32%。
表12-15 洱海东缘软粘土物质组成及物理化学活性测试结果
（2）粘土矿物
粘土矿物XRD定量测试结果表明，洱海东缘软粘土的主要粘土矿物成分为单矿物蒙脱石（S）（图12-19），占粘土矿物总量的80～81%，次要粘土矿物为高岭石（K），占16～17%，伊利石（I）仅占2～4%（表12-16）。洱海富Mg2+的水体环境和周边大量蒙脱石化蚀变岩的分布是形成大量蒙脱石的原因。
表12-16 洱海东缘软粘土矿物成分定量测试结果
（3）软粘土的物理化学活性及孔隙溶液的化学成分
比表面积指标可以较好地反映粘性土的物理化学活性。采用乙二醇乙醚吸附法测定结果表明，洱海软粘土的比表面积为176.78～448.23 m2/g，平均值299.32 m2/g，巨大的比表面积决定了其物理活性很高。采用土水比1∶5水提取液测得样品的pH值为6.23～7.9（表12-17），基本属中性。洱海软粘土的含盐量通常小于100 mg/100 g，个别地点因有机质大量聚集，引起局部含盐量升高（主要为。孔隙溶液的主要阳离子及粘土矿物表面可交换性阳离子都是以Ca2+为主，交换性Ca2+引起的粘土颗粒絮凝作用和双电层压缩明显，造成粘土结构强度高、粘聚力增大、压缩性降低。
图12-19 洱海东缘软粘土＜2 μm粒组X-射线衍射曲线
表12-17 洱海东缘软粘土水提取液化学分析结果
3.洱海东缘软粘土的工程地质特性
根据洱海东缘软粘土的大量土工试验结果（表12-18），软粘土的工程特性主要表现在以下方面：
（1）含水量较高。含水量一般在40%～65%之间，最高可达104%，平均值为57.08%，接近于液限，几乎处于饱和状态。
（2）天然孔隙比大。孔隙比一般在0.64～2.63之间，平均值为1.49。
（3）特殊的稠度状态。稠度即液性指数，是软粘土判别和分类最重要的指标。在国际上通常将液性指数IL≥0.75或不排水抗剪强度≤40 kPa的粘性土称为软粘土（Brand et al.，1981）。中国软土的判别一般把天然孔隙比e≥1.0且天然含水量w大于液限wL的细粒土称为软土。测试结果表明，洱海早全新世软粘土的液性指数IL介于0.47～1.51之间，平均值为0.79（表12-18，图12-20）。无论是分布概率还是平均值都说明它们处于软塑态，液性指数IL降低还导致压缩性减少、抗剪强度增大，这一特点与其形成的地质时代有关。
（4）高塑性。液限多在45%以上，最高达101.3%，平均值为58.17%；塑限多大于25%，最高达61%，平均值31.4%；塑性指数的平均值绝大多数大于20%。总体上，洱海早全新世软粘土属于高塑性粘土。
（5）压缩性大。软粘土压缩系数为0.23～2.21 MPa-1，平均值0.88 MPa-1；压缩模量一般为1.45～5.63 MPa，平均值3.14 MPa。数据统计表明，有14%的软粘土为中等压缩性，86%为高压缩性，说明洱海软粘土以高压缩性为主，同时中压缩性仍占有一定比例，说明这部分软粘土已经发生了一定程度的固结。
（6）强度低：直剪（快剪）试验测定结果，内摩擦角最低2.1°，最高23.3°，平均一般为11°；粘聚力c值1.7～39.8 kPa，一般值8～16 kPa，表明洱海湖相软粘土的抗剪强度较低，与一般软粘土并没有明显的差异。
表12-18 洱海东缘软粘土的工程特性统计结果
（7）固结系数小。该区软粘土固结系数一般在0.11～4.42 cm2/s之间，平均值为1.08 cm2/s，说明该区软土完成固结沉降需要较长时间，这对施工工期影响很大。
（8）透水性弱。低渗透性是软粘土的共同属性，其渗透性大小随粘粒含量和塑性指数的增高而降低，洱海软粘土渗透系数最低0.04×10-7 cm/s，高者达4.17×10-7 cm/s，一般为0.30～0.60×10-7 cm/s，平均值0.39×10-7 cm/s；表明软土的排水固结不好，对排水固结不利。
4.洱海东缘软粘土的固结性分析
洱海东缘软粘土沉积时间较短、固结程度低，淤泥及淤泥质粘土呈絮状结构，孔隙发育，因而压缩性大。鉴别天然粘土沉积是否属于正常固结的方法有很多种，Skempton（1970）建议采用以下两种方法：①用Casagrande图解法从压缩实验求得先期固结压力σ′vo，即延长e-logσ′v曲线的原始直线部分与通过原位孔隙比е0的水平线相交得出下限σ′vc（min），如果σ′vo夹在σ′vc和σ′vc（min）之间，则粘土是正常固结的。②根据Su/σ′vo与深度的关系判断，Su是不排水抗剪强度，可根据粘聚力和内摩擦角由公式τ=c+σtanθ计算而得。如果各点近似落在一条直线上，即如果不排水抗剪强度随着有效覆盖压力成比例增加，则认为粘土是正常固结的。
对洱海东缘软粘土固结性采用上述第二种方法进行分析。根据室内试验结果，抗剪强度与有效应力之比（Su/σ′vo）随深度出现2种不同的变化规律（图12-20）。从地表到大致10 m左右的深度，Su/σ′vo随深度呈现对数变化规律，对其进行回归分析，可以看出有明显的相关性，相关系数为0.91。相关关系可以表示为：
滇藏铁路沿线地壳稳定性及重大工程地质问题
根据Skempton建议采用的方法判断，表明表层软粘土并非正常固结，而是出现超固结现象。从图12-20中含水量、容重、不排水抗剪强度随深度变化情况也可以证明这一点。在表层（约0～10 m）天然含水量随深度而增大，容重、不排水抗剪强度随深度而降低。初步分析认为，出现这种现象主要是由于滇西北高原的隆升造成地表抬升，降水量减少、湖水位退缩，早全新世软粘土上部抬升到湖水位以上，致使上部土层干燥硬化，孔隙比减小，产生超固结，从而出现并非仅在自身重力作用下的固结作用。地表土经过雨水的淋滤及有机质的氧化分解作用，形成与下部土层呈渐变的硬壳层，这个硬壳层表现出液性指数与含水量小、抗剪强度大的工程特性。
图12-20 洱海东缘早全新世软粘土工程特性指标与深度关系曲线图
5.洱海东缘软粘土物理力学指标的相关性分析
实际工程中经常建立土体物理力学性质指标之间的相互关系式，从而根据容易测定的物理性质指标估算难以准确测定且费时费力的力学性质指标，以供工程应用参考。统计分析表明，洱海东缘软粘土的物理力学参数之间具有较好的相关性（图12-21）。其中，软粘土含水量w与孔隙比e、塑性指数IP与液限wL、孔隙比e与压缩系数av、含水量w与压缩系数av具有显著正相关性；液性指数IL与粘聚力c、含水量w与内摩擦角φ、塑性指数IP与压缩系数av之间存在较明显的负相关性。
图12-21 指标参数之间关系散点图
综上所述，可以得到以下认识：
（1）洱海东缘早全新世湖相粘土属于软塑态的软粘土，而不属于现国家标准规定的液性指数IL≥1.0的流塑态的软土。按照国际流行的软土定义，它们仍然属于软粘土，并且具有高压缩性、低强度等不良工程特性，因此路基、桥基等需进行地基处理成采用适宜的桩基基础。
（2）滇藏铁路沿线广泛分布的湖相、湖沼相沉积粘土，因形成的地质时代、物质成分各不相同，因此软粘土的工程性质及其相关的工程问题也有很大差异，尤其是晚更新世以来形成的湖相粘土，从工程地质角度都属于性质不良的软弱地基，对其静力学和动力学性质都要加以深入研究。
二、小中甸盆地湖相硬粘土
前已叙及，滇西北小中甸盆地是上新世末期以来在青藏高原强烈隆起过程中形成的NNW向第四纪断陷湖盆地，从深切的小中甸河谷剖面可见盆地上部发育中晚更新世湖相粘土（图2-11，图2-12）。规划中的滇藏铁路约有50 km的线路沿着小中甸盆地走向建设，作为滇藏铁路路基、边坡和填筑材料的小中甸湖相粘土，对铁路工程的设计、施工和安全有重要影响。
1.小中甸粘土的物质组成和物理化学活性
根据移液管全分散法的粒度分析结果，小中甸湖相粘土具有高分散性，砂粒含量极低，主要由粉粒和粘粒组成，d＜5 μm的粘粒含量大部分在40%以上，最高达69.54%，小中甸湖相粘土中所夹粉质粘土层的粘粒含量较低，但也在7.88%～47.74%（表12-19）。
表12-19 小中甸湖相粘土物质组成及物理化学活性测试结果
对样品采用3种方法（天然样品、乙二醇处理样品和550℃加热处理样品）进行了粘土矿物X-射线衍射定量测试，测试结果表明，湖相粘土的矿物组成为伊利石、伊利石/蒙脱石混层矿物、高岭石、绿泥石、绿泥石/蒙脱石混层矿物的共生组合，但以伊利石为主（表12-20，图12-22），其相对含量54%～70%，绝对含量10.82%～32.09%。
表12-20 小中甸湖相粘土矿物成分定量测试结果
由乙二醇乙醚吸附法测得的小中甸粘土比表面积为49.47～112.82 m2/g，平均值为81.27 m2/g（纯伊利石表面积67～100 m2/g，高岭石7～30 m2/g）。活动性系数A介于0.51～0.83之间（表12-19），活性指数综合反映了土的塑性与粘粒含量和粘土矿物亲水性的关系，该套粘土的A＜0.83，表明粘土含水量变化时，土颗粒的体积变化不大。
根据单高地剖面8个样品土水比1∶5悬浮液测得样品的pH值为7.01～8.10（表12-19），属微碱性。林业局浅表层边坡剖面样品pH值变化较大，为6.69～7.77。试验测得单高地剖面CaCO3 含量为8.30%～12.83%，而浅表层林业局剖面CaCO3 含量较低，为1.08%～5.23%，用重铬酸钾氧化法测得的有机质含量为0.16%～0.85%。5个样品土水比1∶5水提取液水化学分析结果表明该处粘土水化学类型以HCO3--Ca2+型为主（表12-21），个别青灰色粘土为型，且水提取液含盐量很低，为53.16～80.22 mg/100 g。表明小中甸粘土沉积时的古湖为湿润环境下具有弱还原环境和具有一定封闭性的高原深水淡水湖。在这种湖水环境下形成的湖相粘土不但分选良好，颗粒细腻，而且具有较高的结构强度。但是，目前处于浅表层或遭受雨水溶滤改造的湖相粘土pH值和CaCO3 含量明显降低。
图12-22 小中甸湖相粘土＜2 μm粒组X-射线衍射曲线
表12-21 小中甸盆地单高地粘土水提取液化学分析结果
2.小中甸粘土的物理性质
对分别采集于浅表层的小中甸林业局东北214国道边坡剖面和单高地村深切沟谷剖面的湖相粘土样品进行物理和水理性质测试，前者因遭受大气干湿交替作用、雨水和坡面水流淋溶作用，在物理水理力学性质上与后者有所不同。根据测试结果，林业局边坡粘土天然含水量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%，塑性指数19.46～24.27，液性指数0.12～0.14（表12-22），表明位于浅表层的小中甸粘土具有高塑性硬粘土的特性。单高地深切沟谷小中甸粘土单高地村8个粘土样品含水量在35.46%～48.49%，平均为41.13%，这是一般硬塑粘土所没有的，高含水性还表现在天然含水量远远大于此粘土的塑限，表明处于潜塑态。腊封法测得的样品容重为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。可见，单高地小中甸粘土具有高孔隙性低密度的特点，这与小中甸粘土形成地质时代相对较新、固结程度低、粘土的钙质和有机质胶结作用较强密切相关，也与深切沟谷两侧粘土遭受后期表生改造轻微有关，可代表小中甸粘土真实物理特性。
表12-22 小中甸湖相粘土基本物性指标测试结果
采用锥式液限仪和搓条法测得的液限为43.11%～63.99%、塑限30.50%～37.84%，塑性指数12.61～30.43，表明小中甸粘土属于高塑性粘土。8个样品液性指数0.05～0.55，平均为0.35，按照液性指数的稠度分级，单高地小中甸粘土多数属可塑态，仅个别为硬塑态。这与天然小中甸粘土的实际状态表现（野外调查所见为硬塑态）极不相符。分析认为，液限、塑限指标测定是样品在结构充分扰动水化状态条件下测定的，而不代表天然结构状态，二者之间的不一致说明了天然小中甸粘土的结构性，即CaCO3和有机质对粘土的胶结作用。这一事实表明小中甸粘土在机械扰动结构破坏条件下粘土将发生显著的塑性变形。
3.工程特性
（1）胀缩性分析
采用国际流行的Williams 和Donadson 粘土膨胀势判别法，对小中甸粘土进行膨胀势判别表明，小中甸粘土以中等膨胀-强膨胀为主（图12-23），相当于国内弱、中等膨胀粘土。小中甸粘土的膨胀性主要与粘粒含量高密切相关，这是与我国中东部地区膨胀土的不同之处。另外，小中甸湖相粘土的天然含水率高，基本上位于40%～50%之间，具有干燥收缩特性，易导致开挖暴露引起地面开裂、边坡风化剥落。而野外观测该粘土表现为外观性状好，这与该剖面长期受水浸润作用有关。
图12-23 小中甸湖相粘土膨胀势判别图
（2）力学强度特性
为了进一步揭示小中甸粘土的强度特性，我们对采集的原状样品进行了直剪试验和三轴压缩试验。直剪试验结果表明，该粘土的粘聚力c值较大，为38.8～50.3 kPa，内摩擦角φ为17.2°～23.0°（表12-23），三轴（UU）抗剪强度值c值为44.0 kPa，φ值为13.1°，较高的粘聚力与粘粒含量高、较高的钙质和有机质胶结作用有关。在CaCO3和有机质胶结作用下粘土的工程特性良好，在遭受淋滤后CaCO3和有机质含量减少，引起c值降低，由此可见小中甸粘土为结构性土。边坡开挖易引起结构破坏、土体含水量降低引起土体收缩变形，降雨引起φ值降低，在此种情况下该粘土组成的边坡将发生破坏。
表12-23 小中甸单高地湖相粘土物理力学指标测试结果
综上所述，可以得到以下认识：① 小中甸盆地湖相粘土粘粒含量高，矿物组成以伊利石为主，伴生有伊利石/蒙脱石混层矿物、高岭石、绿泥石、绿泥石/蒙脱石混层矿物，形成于高原温带湿润气候的古气候环境和较弱的化学风化作用。② 小中甸粘土具有高含水量、高孔隙性和高塑性、显著结构性等特点，具有较高的结构强度和较高的地基承载力。在干湿交替和浅表部粘土遭受水的淋滤后粘土的力学性质变差。③ 粘土粘聚力较大，与粘粒含量高、CaCO3胶结作用密切相关，处于浅表层的粘土边坡在水和人类活动等外部因素的影响下易发生滑坡灾害。建议在今后研究中对小中甸湖相粘土的固结程度、变形性质和微观结构特征进行专门研究，以进一步揭示在振动荷载作用下该湖相粘土作为地基的结构稳定性和变形量。