工程巖土 課件 模塊一 認(rèn)識(shí)巖土基本現(xiàn)象

認(rèn)識(shí)工程土

視頻導(dǎo)入

問題提出問題1：什么是土？問題2：什么是土力學(xué)？問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？

問題1：什么是土？甲骨文“土”西安半坡遺址有土臺(tái)和石基

問題1：什么是土？堂高三尺茅茨土階河姆渡遺址木構(gòu)建筑的奇跡

問題1：什么是土？中國古代樁雛形宋代李誡著-《營造法式》記載的古代地基基礎(chǔ)的具體做法

問題1：什么是土？長城金字塔

問題1：什么是土？因地制宜偉大杰作

地球表層的整體巖石在大氣中，經(jīng)受長期的風(fēng)化作用后，形成形狀不同、大小不一的顆粒，這些顆粒在不同的自然環(huán)境條件下堆積，形成土。

土巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積地質(zhì)成巖作用

問題1：什么是土？

土

問題1：什么是土？碎散性：土是非連續(xù)體，受力以后易變形、強(qiáng)度低。多相性：受力后由固、液、氣共同承擔(dān)，相間作用復(fù)雜。自然易變性：形成過程自然條件不同，非均勻性、各向異性。土的工程特性定義：研究土的物理性質(zhì)以及在荷載作用下土體內(nèi)部的應(yīng)力變形和強(qiáng)度規(guī)律，從而解決土體變形和穩(wěn)定等問題的一門學(xué)科。

問題2：什么是土力學(xué)？

為什么土有一門單獨(dú)的力學(xué)，而其他很多的材料卻比較統(tǒng)一地在材料力學(xué)等經(jīng)典力學(xué)范疇中行走呢?

土力學(xué)理論與假設(shè)并存，宏觀與細(xì)觀具察，是有別于傳統(tǒng)經(jīng)典力學(xué)的實(shí)踐力學(xué)。

問題2：什么是土力學(xué)？

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？主要研究和解決三類問題：滲流問題強(qiáng)度問題變形問題

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？滲流問題

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？滲流問題

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？事故簡介：2003年7月1日，上海軌道交通4號(hào)線浦東南路至南浦大橋區(qū)延隧道施工時(shí)出現(xiàn)滲水，瞬時(shí)大量流沙涌入隧道。滲流問題

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？滲流問題

直接原因：

施工單位在用于坑壁凍結(jié)法施工的制冷設(shè)備發(fā)生故障的情況下，低估可能存在的隧道滲流破壞險(xiǎn)情，而未及時(shí)采取有效措施。

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？滲流問題

尺蚓穿堤,能漂一邑

本應(yīng)守士有責(zé)的施工方?jīng)]有真正做到恪盡職守

認(rèn)真對(duì)待施工中出現(xiàn)的滲流問題喪失補(bǔ)救時(shí)機(jī)

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？事故簡介：2014年5月2日阿富汗巴達(dá)赫尚省阿布巴里克村1小時(shí)內(nèi)連續(xù)2次山體滑坡，造成300戶村民的房屋被掩埋，至少2500人失蹤

強(qiáng)度問題

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？主要原因：長時(shí)間的暴雨

強(qiáng)度問題

當(dāng)?shù)卣匾曔吰挛灰频谋O(jiān)控，改善周邊生態(tài)環(huán)境，提升巖體的強(qiáng)度降低滑動(dòng)勢能，這樣的悲劇也許就不會(huì)發(fā)生。

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？

變形問題

1994年施工完成后基座平均厚度為33m的人造島一直在下沉，7厘米/年沉降已超過13m

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？

變形問題

重要原因：大阪灣海底的地質(zhì)條件不佳平均厚度達(dá)22米的壓縮性巨大且難以處理的淤泥層每平方米高達(dá)40噸的巨型堆載對(duì)于只比豆腐硬點(diǎn)的海床軟基而言顯然超過了填筑法施工的極限

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？

變形問題

由于設(shè)計(jì)時(shí)未能合理估計(jì)采取有效控制沉降的措施

問題3：為什么學(xué)習(xí)土力學(xué)？總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

談?wù)剬W(xué)習(xí)土力學(xué)的重要性

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)土的組成相關(guān)資料

認(rèn)識(shí)工程土組成

主講教師：肖霞任務(wù)驅(qū)動(dòng)

島城地鐵第一大動(dòng)脈

試驗(yàn)檢測委托書核心

問題提出土由哪幾部分組成？土的組成一、三相組成二、土中固相三、土中液相四、土中氣相

一、三相組成31

固體顆粒、水和氣體組成的三相分散體系。氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起主體作用重要影響土體次要作用三相

固相+液相

固相+氣相

非飽和土

飽和土

干土一、三相組成固體顆粒的大小和形狀

土粒的礦物成分

土的固體顆粒是由大小不等、形狀不同的礦物顆粒或巖石碎屑按照各種不同的排列方式組合在一起，構(gòu)成土的骨架。

物理狀態(tài)力學(xué)性質(zhì)土中最穩(wěn)定、變化最小的成分

二、土中固相土中固體顆粒特點(diǎn)：原生礦物

石英

長石

云母次生礦物

無定形氧化物膠體可溶鹽粘土礦物具有和原生礦物很不相同的特性對(duì)土性質(zhì)的影響很大二、土中固相礦物質(zhì)有機(jī)質(zhì)土粒礦物成分石英

長石

云母?原生礦物:

顆粒較粗、呈粒狀。有圓、渾圓狀、棱角狀等。特點(diǎn)：礦物成分性質(zhì)穩(wěn)定，由其組成的土無粘性、透水性較大、壓縮性較低二、土中固相光伏半導(dǎo)體玻璃寶石絕緣耐熱化工二、土中固相?次生礦物:顆粒較細(xì)，多呈針狀、片狀、扁平狀。

特點(diǎn):

性質(zhì)較不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的親水性，遇水易膨脹高嶺石

伊利石

蒙脫石可塑性制瓷附著力強(qiáng)無毒化妝品吸水性治腹瀉二、土中固相

特點(diǎn):易分解變質(zhì)，壓縮性大且不均勻，會(huì)導(dǎo)致地基或主壩壩體發(fā)生集中滲流或不均勻沉降。?有機(jī)質(zhì):在潮濕和缺氧環(huán)境中由未充分分解的植物遺體堆積而成，以夾層形式存在于一般粘性土層中。三、土中液相三、土中液相結(jié)合水(吸著水):受顆粒表面電場作用力吸引而包圍在顆粒四周的水。特點(diǎn):不能傳遞靜水和動(dòng)水壓力

較之自由水有更大粘滯性強(qiáng)結(jié)合水:冰點(diǎn)低沸點(diǎn)高弱結(jié)合水:影響塑性、粘性、削弱透水性自由水:不受顆粒電場引力作用的孔隙水。包括毛細(xì)水和重力水

毛細(xì)水:由于土體孔隙的毛細(xì)作用升至自由水面以上的水。承受表面張力和重力的作用

假粘聚力:非化學(xué)粘結(jié)作用

不穩(wěn)定

重力水:自由水面以下孔隙中的自由水，能傳遞水壓力，對(duì)土顆粒作用浮力。

動(dòng)水條件下還能對(duì)土粒施加滲流力

能夠溶蝕或析出水溶鹽，改變土質(zhì)三、土中液相四、土中氣相自由氣體:與大氣相連通的氣體對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體:被土顆粒和水封閉的氣體

封閉氣體的體積與壓力有關(guān)。

會(huì)增加土的彈性;阻塞滲流通道，降低滲透性。溶解在水中的氣體吸附于土顆粒表面的氣體總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

為什么說砂土具有“假粘聚力”？

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)工程土分類相關(guān)資料

認(rèn)識(shí)工程土分類

主講教師：肖霞任務(wù)驅(qū)動(dòng)

島城地鐵第一大動(dòng)脈

試驗(yàn)檢測委托書核心

問題提出工程土有哪幾種類型？一、土的分類原則二、分類方法三、方法應(yīng)用

本節(jié)提綱一、土的分類原則土的分類原則:1.抓住事物本質(zhì)，根據(jù)影響土性狀的主要特質(zhì)區(qū)分出來,即抓大放小;2.能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工程問題所服務(wù)，即對(duì)癥下藥;3.實(shí)際操作中易于理解、相對(duì)便捷即利于推廣。土的分類要將科學(xué)和技術(shù)完美協(xié)調(diào)，將理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。工程分類的意義：

為了能大致地判斷土的基本性質(zhì)，合理地選擇研究內(nèi)容及方法,以及在科學(xué)技術(shù)交流中有共同的語言。二、土的分類方法分類體系：建筑工程系統(tǒng)分類體系

側(cè)重把土作為建筑地基和環(huán)境，研究對(duì)象為原狀土，例如:《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2019）、《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002-2017。工程材料系統(tǒng)分類體系

側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土工程。研究對(duì)象為擾動(dòng)土，例如:《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50145-2007)和《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG3430—2020)。工程實(shí)踐中是按土的主要工程特性進(jìn)行分類，最常用的指標(biāo)是粒度成分和反映塑性的指標(biāo)。劃分細(xì)則粗粒土按粒度成分及級(jí)配特征細(xì)粒土按塑性指數(shù)及液限有機(jī)土和特殊土則分別單列對(duì)定出的土名可給予明確含義文字符號(hào)二、土的分類方法土的基本代號(hào)二、土的分類方法土的工程分類代號(hào)二、土的分類方法土類名稱可以用一個(gè)基本代號(hào)表示，比如說漂石用B表示。當(dāng)由兩個(gè)基本代號(hào)表示時(shí)，第一個(gè)代號(hào)表示土的主成分，第二個(gè)代號(hào)表示副成分（土的液限或土的級(jí)配），比如GP表示級(jí)配不良礫。二、土的分類方法土的工程分類代號(hào)當(dāng)由三個(gè)基本代號(hào)構(gòu)成時(shí)，第一個(gè)代號(hào)表示土的主成分，第二個(gè)代號(hào)表示液限的高低(或級(jí)配的好壞)，第三個(gè)代號(hào)表示土中所含次要成分，比如MLS表示含砂低液限粉土。二、土的分類方法土的工程分類代號(hào)二、土的分類方法粗粒土分類

試樣中巨粒組土粒質(zhì)量少于或等于總質(zhì)量15%，且巨粒組土粒與粗粒組土粒質(zhì)量之和多于總質(zhì)量50%的土稱粗粒土。

粗粒土中礫粒組質(zhì)量多于砂粒組質(zhì)量的土稱礫類土。礫類土的分類二、土的分類方法粗粒土分類粗粒土中礫粒組質(zhì)量少于或等于砂粒組質(zhì)量的土稱砂類土砂類土的分類二、土的分類方法細(xì)粒土分類

土中粒徑小于0.075mm的細(xì)粒含量多于或等于50%，且粗粒含量少于25%的土屬于細(xì)粒土。

根據(jù)粗粒組含量的相對(duì)關(guān)系二、土的分類方法二、土的分類方法塑性圖分類法二、土的分類方法碎石土砂土粉土粘性土特殊性巖土二、土的分類方法1.碎石土粒徑大于2mm顆粒含量超過全重50%的，再根據(jù)顆粒級(jí)配及形狀細(xì)分。二、土的分類方法碎石土的分類2.砂土大于2mm不超過50%、大于0.075mm超過50%的土。砂土的分類

二、土的分類方法3.粉土塑性指數(shù)Ip≤10且粒徑>0.075mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量50%的土。二、土的分類方法土的名稱

粒組含量

塑性指數(shù)

粉土

粒徑大于0.075mm的

Ip≤10

顆粒不超過50%

粘性土

粒徑大于0.075mm的

Ip>10

顆粒不超過50%4.粘性土

Ip>17粘土10<Ip≤17粉質(zhì)粘土

塑性指數(shù)Ip>10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量50%的土。二、土的分類方法5.特殊土具有特殊成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的區(qū)域性地基土。人工填土：由人類活動(dòng)形成的堆積物（1）素填土:由碎石土、砂土、粘土等組成的填土，經(jīng)分層夯實(shí)者統(tǒng)稱壓實(shí)填土。（2）雜填土:含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土。（3）沖填土:由水力沖填泥砂形成的填土。二、土的分類方法軟土、膨脹土、濕陷性黃土、紅粘土、鹽漬土、凍土、人工填土土的級(jí)配關(guān)系

注重顆粒大小、形狀對(duì)細(xì)粒土的分類更精準(zhǔn)

簡單、簡潔明了能體現(xiàn)土在工程中的性狀，

能針對(duì)地基承載力但對(duì)地基承載力服務(wù)能力不足

沒有考慮土的級(jí)配問題

二、土的分類方法

青島地鐵8號(hào)線第一標(biāo)段某地基土土樣的顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果見表，按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》確定該土樣的名稱。三、方法工程應(yīng)用篩分法顆粒分析試驗(yàn)注：取風(fēng)干試驗(yàn)100g進(jìn)行試驗(yàn)。試樣編號(hào)b篩孔直徑(mm)201020.50.250.075<0.075總計(jì)留篩土重(g)10153927117100占全部土重的百分比(%)10153927117100小于某篩孔徑的土重的百分比(%)90898445187三、方法工程應(yīng)用解：大于2mm的顆粒含量為16%<50%，不屬于碎石大于0.075mm的顆粒含量為93%>50%，屬于砂土故定名為粗砂

大于2mm的顆粒含量為16%<25%，不屬于礫砂

大于0.5mm的顆粒含量為55%>50%，屬于粗砂試樣編號(hào)b篩孔直徑(mm)201020.50.250.075<0.075總計(jì)留篩土重(g)10153927117100占全部土重的百分比(%)10153927117100小于某篩孔徑的土重的百分比(%)90898445187總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

砂類土需要做液塑限試驗(yàn)么？

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)地質(zhì)作用相關(guān)資料

認(rèn)識(shí)外力地質(zhì)作用

主講教師：肖霞

本節(jié)提綱一、外力地質(zhì)作用含義二、外力地質(zhì)作用介紹三、工學(xué)的地質(zhì)思維

風(fēng)化作用剝蝕作用搬運(yùn)作用沉積作用成巖作用一、外力地質(zhì)作用含義

外力地質(zhì)作用指以太陽能以及日月引力能為能源并通過大氣，水，生物等因素引起的地質(zhì)作用。

風(fēng)化

作用在溫度變化、氣體、水及生物等因素的綜合影響下，地表巖石發(fā)生破碎、分解的作用剝蝕作用將巖石風(fēng)化作用的產(chǎn)物從原地剝離下來的作用，包括除風(fēng)化作用以外所有的破壞作用，如河流、大氣降水、地下水、海洋、湖泊及風(fēng)等的破壞搬運(yùn)作用巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕破壞后的產(chǎn)物，被流水、風(fēng)、冰川等介質(zhì)搬運(yùn)到其它地方的作用沉積作用被搬運(yùn)的物質(zhì)，由于搬運(yùn)介質(zhì)的搬運(yùn)能力減弱，搬運(yùn)介質(zhì)的物理化學(xué)條件發(fā)生變化，或由于生物的作用，從搬運(yùn)介質(zhì)中分離出來，形成沉積物的過程成巖作用沉積下來的各種松散堆積物，在一定條件下，由于壓力增大、溫度升高以及受到某些化學(xué)溶液的影響，發(fā)生壓密、膠結(jié)及重結(jié)晶等物理化學(xué)過程，固結(jié)成為巖石的作用一、外力地質(zhì)作用含義巖石受氣溫變化、大氣、水、生物等因素影響，發(fā)生機(jī)械崩解或化學(xué)分解，形成松散堆積物或土的過程。1.風(fēng)化作用巖石形成裂隙巖石表面風(fēng)化成碎塊巖石碎塊風(fēng)化成土二、外力地質(zhì)作用介紹花崗巖的球狀風(fēng)化沉積巖的層狀風(fēng)化變質(zhì)巖的碎裂風(fēng)化二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用物理風(fēng)化作用剝離溫差風(fēng)化二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用冰劈—水的凍融二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用物理風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用溶解作用:使礦物發(fā)生部分溶解與分化的作用。碳酸溶蝕石灰?guī)r1.風(fēng)化作用二、外力地質(zhì)作用介紹水化作用—水分子進(jìn)入礦物晶格會(huì)形成含水新礦物，導(dǎo)致體積膨脹，硬度降低二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用水解作用—弱酸強(qiáng)堿鹽或強(qiáng)酸弱堿鹽，遇水會(huì)解離成帶不同電荷的離子。這些離子分別與水中的H+、OH-發(fā)生反應(yīng)，會(huì)形成水或OH-的新礦物。正長石到高嶺石二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用氧化作用——鐵到氧化鐵二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用根劈蘇州花崗巖中松樹的根劈二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用腐蝕氧化二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用

風(fēng)化作用總結(jié)類型影響因素形成氣候條件產(chǎn)物特征物理風(fēng)化溫度、水的凍結(jié)和融化、巖石釋重高寒或干旱顆粒較粗，粘結(jié)性和吸水性較差化學(xué)風(fēng)化空氣中的氧、水溶液炎熱或潮濕顆粒較細(xì)，粘結(jié)性和吸水性較好生物風(fēng)化植物根系、生物新陳代謝物、腐蝕物、分泌物不限不限二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用

研究風(fēng)化作用的意義

巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物在地表形成的一個(gè)不連續(xù)的巖土層稱為風(fēng)化殼。

風(fēng)化殼剖面(周口店花崗閃長巖)特征:

沒有層理、底界起伏、結(jié)構(gòu)松散、有垂直分帶性。二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用土壤殘積層半風(fēng)化巖花崗閃長巖1影響橋梁等工程物的地基承載力2影響公路邊坡的坡度和高度3影響隧道洞室圍巖的穩(wěn)定性地基承載力降低，增設(shè)橋梁基礎(chǔ)二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用研究風(fēng)化作用的意義公路邊坡土體穩(wěn)定性降低，增設(shè)坡面防護(hù)二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用研究風(fēng)化作用的意義1影響橋梁等工程物的地基承載力2影響公路邊坡的坡度和高度3影響隧道洞室圍巖的穩(wěn)定性隧道圍巖穩(wěn)定性降低，增設(shè)錨桿支護(hù)二、外力地質(zhì)作用介紹1.風(fēng)化作用研究風(fēng)化作用的意義1影響橋梁等工程物的地基承載力2影響公路邊坡的坡度和高度3影響隧道洞室圍巖的穩(wěn)定性流水的侵蝕和搬運(yùn)作用風(fēng)的侵蝕和搬運(yùn)作用冰川的侵蝕和搬運(yùn)作用2.侵蝕和搬運(yùn)作用二、外力地質(zhì)作用介紹

流水的沉積作用風(fēng)的沉積作用3.沉積作用二、外力地質(zhì)作用介紹冰川的沉積作用二、外力地質(zhì)作用介紹3.沉積作用沉積作用示意圖固結(jié)作用膠結(jié)作用化學(xué)結(jié)晶作用4.成巖作用二、外力地質(zhì)作用介紹自然界中的沉積巖4.成巖作用二、外力地質(zhì)作用介紹風(fēng)化剝蝕使暴露于地殼表面的巖石破碎剝落搬運(yùn)沉積破碎剝落的巖石碎屑物質(zhì)，被外力作用搬運(yùn)后，在一定的地質(zhì)環(huán)境中沉積下來內(nèi)力作用三大巖石在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，一旦暴露于地殼表面，又會(huì)重新被風(fēng)化剝蝕地質(zhì)循環(huán)二、外力地質(zhì)作用介紹三、工學(xué)的地質(zhì)思維

外力地質(zhì)作用是在風(fēng)化、剝蝕、破壞巖石，通過搬運(yùn)和沉積作用又形成了新的巖石。巖石實(shí)現(xiàn)了重構(gòu)。碎屑在搬運(yùn)過程中，出現(xiàn)了分選和磨圓，這和很多過程都是一致的，結(jié)合所學(xué)專業(yè)，尋找一下這樣的過程?同樣，對(duì)于人生來說也是如此，在環(huán)境影響下，人也會(huì)發(fā)生風(fēng)化、剝蝕，也會(huì)在搬運(yùn)中出現(xiàn)分選和磨圓，人也會(huì)通過磨練獲得再生，結(jié)合你自己成長的歷程，說說你的人生感受?總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

外力地質(zhì)作用在工程中應(yīng)用？

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)礦物巖石相關(guān)資料

認(rèn)識(shí)巖漿作用與火山巖

事故引入意大利維蘇威火山1979年8月24日，數(shù)小時(shí)之內(nèi)，塵土與火山渣掩埋了龐貝城。沒來得及逃離的2000名居民被過熱的氣體窒息而死。事故引入1861年，意大利國王伊曼鈕二世下令大規(guī)模挖掘龐貝古城，正式官方挖掘啟動(dòng)。時(shí)至今日，大體已有4/5的龐貝重見天日。

在發(fā)掘出來的大量建筑、街道、工藝品、生活用品等東西中，最令人難忘和慘不忍睹的是遇難者的身姿，他們用肢體語言簡潔地訴說著各自生命的句號(hào)。事故引入一、火山的基本知識(shí)二、噴出作用與噴出巖三、工學(xué)的地質(zhì)思維本節(jié)提綱一、火山的基本知識(shí)●地殼巖石分為三大類(三大巖)包括:

巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類?！駧r漿巖是三大類巖石的主體?！竦貧ぶ?00至150千米處，有一個(gè)“液態(tài)區(qū)”，區(qū)內(nèi)存在著高溫、高壓下含氣體揮發(fā)成份的熔融狀硅酸鹽物質(zhì)，即巖漿。●它一旦從地殼薄弱的地段沖出地表，就形成了火山。一、火山的基本知識(shí)●火山出現(xiàn)的歷史很悠久。有些火山在人類有史以前就噴發(fā)過，但現(xiàn)在已不再活動(dòng)，這樣的火山稱之為“死火山”。

不過也有的“死火山”隨著地殼的變動(dòng)會(huì)突然噴發(fā)，人們稱之為“休眠火山”●人類有史以來，時(shí)有噴發(fā)的火山，稱為“活火山”。一、火山的基本知識(shí)二、噴出作用與噴出巖●巖漿:地下高溫熔融物質(zhì)。溫度一般在800-1200℃，溫度也有低于650°C或高于1400°C。主要成分是硅酸鹽:其中一部分是硅和部分鋁的氧化物，構(gòu)成巖漿中的絡(luò)陰離子，另一部分是鐵、鎂、鈣、鈉、鉀等金屬離子構(gòu)成的陽離子。巖漿粘性較大，且受溫度影響，巖漿粘度決定了火山噴發(fā)的猛烈程度。巖漿作用:巖漿的發(fā)育、運(yùn)動(dòng)及其冷凝固結(jié)成巖的作用。巖漿作用包括噴出作用和侵入作用。噴出作用:巖漿噴出地表、冷凝固結(jié)的作用一火山作用。二、噴出作用與噴出巖噴出產(chǎn)物(1)氣體噴出物:溶解在巖漿中的揮發(fā)性成分在圍壓降低的條件下就以氣體形式分離出來。氣體噴發(fā)貫穿火山噴發(fā)的始終。主要?dú)怏w是水蒸汽(60%以上)，其次是二氧化碳、硫化物、硫及少量C0、H2、HCI、NH3、NH2CI、HF等。二、噴出作用與噴出巖(2)固體噴出物:火山灰(粒徑<2mm)、火山礫(粒徑-50mm)、火山渣(粒徑幾厘米-幾十厘米)、火山彈(粒徑>50mm)、火山塊(粒徑>50mm)等。二、噴出作用與噴出巖（3）液體噴出物:稱為熔巖，是噴出地面而喪失了氣體的巖漿。二、噴出作用與噴出巖●熔巖流:熔巖沿地面斜坡或山谷流動(dòng)，前端成舌狀?！袢蹘r被:分布面積寬廣的熔巖流。二、噴出作用與噴出巖●火山噴發(fā)物形成的巖石統(tǒng)稱為噴出巖(火山巖)，包括火山碎屑巖和熔巖。二、噴出作用與噴出巖火山的災(zāi)害作用●掩埋作用●沖毀作用●燒毀作用二、噴出作用與噴出巖火山對(duì)氣候影響●火山噴發(fā)能顯著影響氣候。●氣體層遮擋導(dǎo)致氣候寒冷和溫室效應(yīng)。二、噴出作用與噴出巖環(huán)太平洋火山帶地中海一印度尼西亞火山帶洋脊火山帶紅海沿岸與東非火山帶二、噴出作用與噴出巖火山分布范圍

環(huán)太平洋火山帶:位于南、北美洲西岸，直至阿拉斯加半島南岸，經(jīng)阿留申群島、堪察加半島、日本群島、菲律賓群島到新西蘭。這一帶有活火山300多座，占全球活火山數(shù)的60%以上。

環(huán)太平洋火山帶主要噴發(fā)中、酸性巖漿，尤其以噴發(fā)安山巖漿為特征。二、噴出作用與噴出巖地中海一印度尼西亞火山帶:這一帶有活火山70余座，其中地中海沿線有13座，印度尼西亞有60余座?；鹕絿姲l(fā)的巖性從基性到酸性均有。洋脊火山帶:分布于大西洋、太平洋及印度洋。有的火山在水下噴發(fā)，有的火山已露出水面，成為火山島，這一帶有活火山60余座，太平洋上有15座，大西洋上有22座，冰島及揚(yáng)馬延島上有22座，印度洋上有4座。紅海沿岸與東非火山帶:這里有活火山22座。二、噴出作用與噴出巖火山分布范圍我國活火山主要見于臺(tái)灣及東北?；鹕降匦伪Ａ敉旰玫乃阑鹕綇V泛分布于內(nèi)蒙、山西、云南、長江中下游、海南島、廣東等地區(qū)。二、噴出作用與噴出巖三、工學(xué)的地質(zhì)思維總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

從火山作用獲得什么靈感？

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)巖層產(chǎn)狀相關(guān)資料

測量巖層產(chǎn)狀

主講教師：肖霞任務(wù)驅(qū)動(dòng)

本節(jié)提綱一、巖層產(chǎn)狀概述二、巖層產(chǎn)狀測量三、巖層產(chǎn)狀表示一、巖層產(chǎn)狀概述什么是巖層？由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的同一巖性組成的層狀巖石。什么是巖層產(chǎn)狀？巖層在空間的展布狀態(tài)。如何確定巖層產(chǎn)狀？產(chǎn)狀三要素:走向、傾向、傾角。走向：巖層層面與水平面交線的方位角，其表示巖層在空間延伸的方向，有2個(gè)方向。一、巖層產(chǎn)狀概述傾向：

垂直走向順傾斜面向下引出的直線在水平面的投影的方位角，表示巖層在空間的傾斜方向。只有1個(gè)方向，且與走向垂直。一、巖層產(chǎn)狀概述走向=傾向±90°

傾角：

指巖層層面與水平面所夾的銳角(0°~90°變化)，表示巖層在空間傾斜角度的大小。一、巖層產(chǎn)狀概述二、巖層產(chǎn)狀測量

巖層產(chǎn)狀三要素可用地質(zhì)羅盤儀進(jìn)行測量。通過測定巖層產(chǎn)狀的三要素，可以勾畫出巖層經(jīng)過構(gòu)造變動(dòng)后的形態(tài)及其在空間的位置。二、巖層產(chǎn)狀測量

1.地質(zhì)羅盤儀的結(jié)構(gòu)A.磁針

B.水平刻度盤

C.豎直刻度盤

D.水準(zhǔn)器二、巖層產(chǎn)狀測量

巖層傾向測量第一步，將羅盤北端（底盤標(biāo)N的一端）指向巖層向下傾斜方向。第二步，羅盤南端底邊棱緊貼巖層層面。第三步，轉(zhuǎn)動(dòng)羅盤，使圓形水準(zhǔn)器水泡居中。第四步，固定磁針。第五步，讀北針（不繞銅絲的一端）所指刻度即為巖層的傾向。二、巖層產(chǎn)狀測量

巖層傾角測量第一步，將羅盤直立，并以羅盤長邊（底盤標(biāo)有半圓刻度的一側(cè)）平行傾斜線緊貼巖層層面。第二步，轉(zhuǎn)動(dòng)羅盤背面的活動(dòng)扳手，使測斜管狀水準(zhǔn)器中的水泡居中。第三步，讀取底盤標(biāo)有的半圓刻度。二、巖層產(chǎn)狀測量

巖層走向測量第一步，將羅盤長邊的一條棱緊貼巖層層面。第二步，轉(zhuǎn)動(dòng)羅盤，使圓形水準(zhǔn)器的水泡居中。第三步，固定磁針。第四步，讀出指針?biāo)缚潭取?/p>

因?yàn)閹r層的走向可以兩邊延伸，所以南針或北針?biāo)阜较蚓纱碓搸r層的走向。注意：走向?yàn)閮A向±90°所以野外可只需測傾向與傾角。三、巖層產(chǎn)狀表示

方位角表示法:只記傾向和傾角如：SE150°∠25°，前面是傾向的方位角（0~360°），后面是傾角，讀為傾向南東150°、傾角25°。符號(hào)表示法:在地質(zhì)圖上，巖層產(chǎn)狀要素用符號(hào)表示。0°90°270°180°150°25°總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

巖層產(chǎn)狀對(duì)邊坡的影響？

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)資料

認(rèn)識(shí)單斜構(gòu)造

主講教師：肖霞任務(wù)驅(qū)動(dòng)

本節(jié)提綱一、地質(zhì)構(gòu)造概述二、傾斜構(gòu)造三、水平構(gòu)造四、直立構(gòu)造一、地質(zhì)構(gòu)造概述

地質(zhì)構(gòu)造是地殼運(yùn)動(dòng)中巖層和地塊受力后產(chǎn)生的變形和位移的形跡。反映了某種方式的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造應(yīng)力場。地質(zhì)構(gòu)造單斜構(gòu)造褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造一、地質(zhì)構(gòu)造概述單斜構(gòu)造傾斜構(gòu)造水平構(gòu)造直立構(gòu)造二、傾斜構(gòu)造

二、傾斜構(gòu)造

傾斜構(gòu)造：由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使水平巖層發(fā)生傾斜而形成，常常是褶皺的一翼或斷層的一盤。單斜巖層：如果在一定地區(qū)內(nèi)一套巖層的傾斜方向和傾角基本一致，則稱為單斜巖層。褶皺的一翼斷層的一盤1.傾斜構(gòu)造含義

二、傾斜構(gòu)造

2.傾斜構(gòu)造與工程之間的關(guān)系

①單一堅(jiān)硬巖體的傾斜構(gòu)造，圍巖較穩(wěn)定；②多層巖性的傾斜構(gòu)造，傾角大，夾有軟弱層，圍巖不穩(wěn)定。（1）傾斜構(gòu)造與隧道工程的關(guān)系

單一巖體多層巖性二、傾斜構(gòu)造

2.傾斜構(gòu)造與工程之間的關(guān)系

①傾斜構(gòu)造傾向與山坡傾向相反時(shí)，邊坡穩(wěn)定；②傾斜構(gòu)造傾向路基且傾角>10°,走向與路線平行，邊坡不穩(wěn)定；③堆積層下伏基巖坡體較陡且傾向路基，易滑塌。傾向相反走向相同傾向路基（2）傾斜構(gòu)造與路基工程的關(guān)系

二、傾斜構(gòu)造

2.傾斜構(gòu)造與工程之間的關(guān)系

①傾斜構(gòu)造傾向下游時(shí)，影響橋基穩(wěn)定；②兩種不同巖層接觸,接觸面陡，橋基易失穩(wěn)。走向相同（3）傾斜構(gòu)造與橋基工程的關(guān)系

順向河橋基失穩(wěn)三、水平構(gòu)造

原始沉積的巖層，一般是水平或近于水平的。先沉積的在下，后沉積的在上。當(dāng)巖層層面與水平面的交角近于或等于0°（小于5°）時(shí)，稱為水平巖層。1.水平構(gòu)造含義

三、水平構(gòu)造

2.水平構(gòu)造與工程之間的關(guān)系

（1）水平構(gòu)造與隧道工程的關(guān)系

①在巖層厚度比較大的水平構(gòu)造中開挖隧道，圍巖較穩(wěn)定；②松散的薄層巖層中開挖隧道,有順層剝落或坍塌的危險(xiǎn)。三、水平構(gòu)造

2.水平構(gòu)造與工程之間的關(guān)系

（2）水平構(gòu)造與路基、橋基工程的關(guān)系

①橋基建在水平構(gòu)造上，較穩(wěn)定；②堆積物下伏基巖坡體過陡的話,地下水發(fā)育，易滑塌；③水平構(gòu)造開挖路基，利于邊坡穩(wěn)定，若有軟弱夾層，注意防護(hù)。四、直立構(gòu)造

1.直立構(gòu)造含義

當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動(dòng)使原始水平巖層發(fā)生改變，巖層面與水平面的交角近于或等于90°（一般85°~90°）時(shí)，稱直立巖層。四、直立構(gòu)造

2.直立構(gòu)造與工程之間的關(guān)系

①橋基建在豎直構(gòu)造上，較穩(wěn)定；②直立構(gòu)造開挖路基，邊坡穩(wěn)定；③隧道穿過直立的單一巖層，圍巖較穩(wěn)定，

若有軟弱夾層存在，圍巖不穩(wěn)定。隨堂測驗(yàn)判斷以下路基邊坡是否穩(wěn)定？a,b,c邊坡穩(wěn)定；d邊坡不穩(wěn)定隨堂測驗(yàn)判斷以下隧道圍巖是否穩(wěn)定？e,g,i隧道不穩(wěn)定；f,h,j隧道穩(wěn)定；k橋基不穩(wěn)定總結(jié)歸納鞏固提升

任務(wù)一（鞏固）：完成平臺(tái)相關(guān)測試

任務(wù)二（拓展）：參與論壇話題討論

《百年京張“升級(jí)路”》中解決方法？

任務(wù)三（預(yù)習(xí)）：預(yù)習(xí)土的物理性質(zhì)相關(guān)資料

認(rèn)識(shí)褶皺構(gòu)造

主講教師：肖霞任務(wù)驅(qū)動(dòng)

本節(jié)提綱一、褶皺構(gòu)造概述二、褶曲類型三、褶皺構(gòu)造野外識(shí)別四、褶皺構(gòu)造工程評(píng)價(jià)一、褶皺構(gòu)造概述拉普利嶺，狹長的折疊的背斜交替褶皺，波特蘭石灰石，侏羅系一、褶皺構(gòu)造概述1.褶皺構(gòu)造的含義

褶皺構(gòu)造是指巖層受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作用后形成的一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造。簡言之，褶皺就是巖層的彎曲。昆侖山一、褶皺構(gòu)造概述2.褶皺幾何要素

核部：褶曲中心的巖層兩翼：位于核部兩側(cè)向不同方向傾斜的巖層樞紐：組成褶皺的巖層的同一層面上各個(gè)最大彎曲點(diǎn)的連線。軸面：連接各層樞紐構(gòu)成的面軸線：軸面與水平面交線褶曲是褶皺構(gòu)造中的一個(gè)彎曲，是褶皺構(gòu)造的組成單位。二、褶曲類型

1.褶曲基本類型

背斜：巖層向上彎曲，核老翼新向斜：巖層向下彎曲，核新翼老

正地形