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造價師土建工程高頻考點：巖石

巖石的主要物理性質

①重量

巖石的重量是巖石最基本的物理性質之一，一般用比重和重度兩個指標表示。

巖石重度的大小決定于巖石中礦物的比重、巖石的孔隙性及其含水情況。

一般來講，組成巖石的礦物比重大，或巖石的孔隙性小，則巖石的重度就大。在相同條件下的同一種巖石，重度大就說明巖石的結構致密、孔隙性小，巖石的強度和穩定性也較高。

②孔隙性

巖石的孔隙性用孔隙度表示，反映巖石中各種孔隙的發育程度。未受風化或構造作用的侵入巖和某些變質巖，其孔隙度一般是很小的，而礫巖、砂巖等一些沉積巖類的巖石，則經常具有較大的孔隙度。

③吸水性

巖石的吸水率與巖石孔隙度的大小、孔隙張開程度等因素有關。巖石的吸水率大，則水對巖石顆粒間結合物的浸潤、軟化作用就強，巖石強度和穩定性受水作用的影響也就越顯著。

④軟化性

巖石的軟化性是指巖石受水作用后，強度和穩定性發生變化的性質，主要取決于巖石的礦物成分、結構和構造特征。黏土礦物含量高、孔隙度大、吸水率高的巖石，與水作用容易軟化而喪失其強度和穩定性。

用軟化系數作為巖石軟化性的指標，在數值上等于巖石飽和狀態下的極限抗壓強度與風干狀態下極限抗壓強度的比。其值越小，表示巖石的強度和穩定性受水作用的影響越大。未受風化作用的巖漿巖和某些變質巖，軟化系數大都接近于1，是弱軟化的巖石，其抗水、抗風化和抗凍性強。軟化系數小于0.75的巖石，是軟化性較強的巖石，工程性質比較差。

⑤抗凍性

抗壓強度降低率小于25%的巖石，認為是抗凍的;大于25%的巖石，認為是非抗凍的。

巖石主要力學性質

①巖石的變形

巖石受力作用會產生變形，在彈性變形范圍內用彈性模量和泊桑(松)比兩個指標表示②巖石的強度

巖石受力作用破壞，表現為壓碎、拉斷和剪切等，故有抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度等。

a.抗壓強度。抗壓強度是巖石在單向壓力作用下抵抗壓碎破壞的能力，是巖石最基本最常用的力學指標。

b.抗拉強度。抗拉強度是巖石抵抗拉伸破壞的能力，在數值上等于巖石單向拉伸破壞時的最大張應力。

c.抗剪強度。抗剪強度是指巖石抵抗剪切破壞的能力，在數值上等于巖石受剪破壞時的極限剪應力。在一定壓應力下巖石剪斷時，剪破面上的最大剪應力，稱為抗剪斷強度，其值一般都比較高。抗剪強度是沿巖石裂隙或軟弱面等發生剪切滑動時的指標，其強度遠遠低于抗剪斷強度。

三項強度中，巖石的抗壓強度最高，抗剪強度居中，抗拉強度最小。抗剪強度約為抗壓強度的10%～40%，抗拉強度僅是抗壓強度的2%～16%.巖石越堅硬，其值相差越大，軟弱巖石的差別較小。巖石的抗壓強度和抗剪強度，是評價巖石(巖體)穩定性的主要指標，是對巖石(巖體)的穩定性進行定量分析的依據之一。

土的主要性能參數

①土的含水量。

②土的飽和度。土的飽和度是土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，飽和度Sr越大，表明土孔隙中充水愈多。Sr<50%是稍濕狀態，Sr在50%～80%之間是很濕狀態，Sr>80%是飽水狀態。

③土的孔隙比。是土中孔隙體積與土粒體積之比，反映天然土層的密實程度，一般孔隙比小于0.6的土是密實的低壓縮性土，大于1.0的土是疏松的高壓縮性土。

④土的孔隙率。

⑤土的塑性指數和液性指數

碎石土和砂土為無黏性土，緊密狀態是判定其工程性質的重要指標。顆粒小于粉砂的是黏性土，黏性土的工程性質受含水量的影響特別大。

黏性土的界限含水量，有縮限、塑限和液限。液限和塑限的差值稱為塑性指數，它表示黏性土處在可塑狀態的含水量變化范圍。塑性指數愈大，可塑性就愈強。黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數之比，稱為液限指數。液限指數愈大，土質愈軟。

土的塑性指數和液性指數

碎石土和砂土為無黏性土，緊密狀態是判定其工程性質的重要指標。顆粒小于粉砂的是黏性土，黏性土的工程性質受含水量的影響特別大。

黏性土的界限含水量，有縮限、塑限和液限。液限和塑限的差值稱為塑性指數，它表示黏性土處在可塑狀態的含水量變化范圍。塑性指數愈大，可塑性就愈強。黏性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數之比，稱為液限指數。液限指數愈大，土質愈軟。

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，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，有的即使在其自重作用下也會發生劇烈的沉陷。濕陷性黃土受水浸濕后，在其自重壓力下發生濕陷的，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生濕陷的，稱為非自重濕陷性黃土。

(3)紅黏土。天然含水量高(一般為40%～60%，最高達90%)、密度小(天然孔隙比一般為1.4～1.7，最高為2.0)、塑性高(塑限一般為40%～60%，最高達90%，塑性指數一般為20～50)，通常呈現較高的強度和較低的壓縮性，不具有濕陷性。由于塑性很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅硬或硬可塑狀態，甚至飽水的紅黏土也是堅硬狀態的。

(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(自由膨脹量一般超過40%，也有超過100%的)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，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。

(5)填土。是在一定的地質、地貌和社會歷史條件下，由于人類活動而堆填的土。根據填土的組成物質和堆填方式形成的工程性質的差異，劃分為以下三類：

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廢料組成的雜填土，采用適當的措施進行處理后可作為一般建筑物地基。

③沖填土。

填土

是在一定的地質、地貌和社會歷史條件下，由于人類活動而堆填的土。根據填土的組成物質和堆填方式形成的工程性質的差異，劃分為以下三類：

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廢料組成的雜填土，采用適當的措施進行處理后可作為一般建筑物地基。

③沖填土。

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