第二节 地质岩性
一、岩石矿物特性
造岩矿物：是指构成岩石的矿物
矿物的三项物理特性：指颜色、光泽、硬度。且矿物的物理特性是鉴别矿物的主要依据。
1、矿物的颜色：根据成色原因可以分为①自色②他色③假色
自色：是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义；
他色：是由于混入物引起的颜色；
假色：是由于物理光学所致；
2、矿物的光泽：在矿物遭受风化后，光泽强度就会下降。矿物光泽可以分为四个等级，①金属光泽②半金属光泽③金刚光泽④玻璃光泽
3、矿物的硬度：是指其抵抗刻划、压入和研磨的能力，因此矿物的相对硬度可采取互相刻划来鉴定。矿物的硬度共分为十个等级：滑膏方、莹磷长英、黄刚两玉不抵金刚。指甲硬度约为2～2.5、玻璃硬度约为5.5～6、钢刀的硬度约为6～7。

二、岩石的物理性质和力学性质
（一）岩石的物理性质
1、岩石的重量——有比重和重度（也称容重）两个指标来表示
①岩石的比重：指岩石固体部分（不包括孔隙）单位体积的重量。岩石的比重决定于组成岩石的矿物的比重及其在岩石中的相对含量。
②岩石的重度（也称容重）：指岩石（包括孔隙中的水重）单位体积的重量。数值上等于岩石试件的总重量（包括孔隙中的水重）与其总体积（包括孔隙体积）之比。岩石的重度决定于三项内容——岩石中矿物的比重、岩石的孔隙性及其含水情况。
岩石的干重度：指岩石孔隙中完全没有水存在时的重度。
岩石的饱和重度：指岩石的孔隙全部被水充满时的重度。
2、岩石的孔隙性——用孔隙度这一指标表示
岩石的孔隙度数值上等于岩石中的各种孔隙的总体积与岩石的总体积的比，以百分比计。（与土的孔隙比相区分，见土的工程性质）
岩石的孔隙度的大小，主要取决于岩石的结构和构造，同时也受外力因素的影响。未受风化或构造作用的侵入岩和某此变质岩，其孔隙度一般很小，而砾岩、砂岩等沉积岩，则经常具有较大的孔隙度
3、岩石的吸水性——用吸水率这一指标表示
岩石的吸水率在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比。
岩石的吸水率与岩石的孔隙度的大小、孔隙张开程度有关。岩石的吸水率大，则水对其的浸润、软化作用就强，岩石的强度和稳定性受水作用的影响也就越大。
4、岩石的软化性——用软化系数（用极限抗压强度比来反映）这一指标表示，
岩石的软化系数等于岩石饱和状态下的极限抗压强度与风干状态下极限强度的比。其值越小，表示岩石的强度和稳定性受水作用的影响越大。未受风化作用的岩浆岩和某些变质岩，软化系数大都接近1，是弱软化的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性强。软化系数小于0.75的岩石，是软化性较强的岩石，工程性质较差。
5、岩石的抗冻性——用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。抗压强度降低率小于25%的岩石是抗冻的； 抗压强度降低率大于25%的岩石是非抗冻的。
（二）岩石的力学性质
1、岩石的变形——在弹性变形范围内（这是前提）有弹性模量和泊松比两个指标表示，因岩石不是一个理想的弹性体，因此所提供的弹性模量和泊松比是在一定条件下的平均值。
岩石的弹性模量：是应力与应变之比，在相同受力下，弹性模量越大，则变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越强。
岩石的泊松比：是横向应变与纵向应变的比。泊松比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。
2、岩石的强度——指岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度
①岩石的抗压强度：是指岩石在单向压力作用下抵抗压碎的能力。不同种类岩石的抗压强度相差很大，胶结不良的砾岩和软弱页岩抗压强度小；坚硬岩浆岩的抗压强度大
②岩石的抗拉强度：远小于抗压强度，故当岩层受挤压形成褶皱时，会因抗拉强度低在受拉部位产生张性裂隙
③岩石的抗剪强度：（要区分抗剪断强度和抗剪强度）岩石在被剪断时，剪破面上的最大剪应力是抗剪断强度，该值一般较抗剪强度高；岩石裂隙或软弱面发在剪切滑动时的指标是岩石的抗剪强度。

三、岩石成因类型及其特征 喷出岩：喷出地表形成的岩浆岩
岩浆岩（即：火成岩）
岩石按成因分类 沉积岩（即：水成岩） 侵入岩——又可分为深成岩和浅成岩
变质岩
按表积来看，沉积岩所占陆地积最大；但若按质量计算，则岩浆岩占地壳质量最大。
1、岩浆岩
深成岩和浅成岩以形成深度5Km为界，大于5Km的为深成岩，其常形成岩基等大型侵入体，是理想的建筑基础（如花岗岩；浅成岩多以岩床、岩墙、岩脉等状态出现。
喷出岩和侵入岩的强度比较：侵入岩既然能侵入其他岩体，其强度一定高于喷出岩。因此喷出岩一般呈原生孔隙和节理发育（节理就是指裂隙），其透水性强，抗风化能力差，强度低于侵入岩。
2、沉积岩（有四种结构并对应有四种分类）
由于沉积岩是经风化、搬运、沉积而形成，因此结构可分为：①碎屑结构②泥质结构③晶粒结构④生物结构
对应的岩类可分为①碎屑岩②黏土岩③化学岩④生物化学岩
3、变质岩
由地壳运动和岩浆活动将原来的岩浆岩或沉积岩变化（一般指重新结晶或变质结晶）而形成。根据其变化的彻底程度，其结构可分为三类①变余结构（变化不完全，保留了变化前岩石的结构特征）②变晶结构（变化较彻底）③碎裂结构（受压碎裂后又被胶结在一起）

四、土的工程性质
土由颗粒、水溶液和气所组成。（也可以说土是由固相、液相和气相组成的三相体系）
1、土的孔隙比和含水量
土的孔隙比：是土中孔隙体积与土粒体积之比（而不是与土的总体积比，注意：岩石的孔隙度是孔隙的体积与岩石总体积之比）。土的孔隙比小于0.6的是密实的低压缩性土，大于1.0的土是疏松的高压缩性土。
土的含水量：一般用土的饱和度Sr表示，数值等于土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。Sr越大，表明土中孔隙中充水愈多。Sr＜50％是稍湿状态，Sr在50％～80％之间是很湿状态，Sr＞80％是饱水状态。
碎石土和砂土为无黏性土，紧密状态是判定其工程性质的重要指标。
颗粒小于粉砂的是黏性土（也可称为塑性土），黏性土因含水量变化而表现出的各种不同物理状态，称为土的稠度。黏性土由一种稠度状态转变为另一状态，对应转变点的含水量称为界限含水量，也称为稠度界限，是黏性土的重要特性指标。黏性土的界限含水量有三种①缩限②塑限③液限（这三种界限含水量对应土的四种状态：①固态②半固态③可塑状态④流动状态）。
缩限：指黏性土从半固态随水分蒸发体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界限时的含水量。体积不再随水分蒸发而缩小的状态为固态。
塑限（也称塑性下限）：指黏性土从半固态随含水量增加转到可塑状态的界限含水量叫塑限。
液限：指黏性土由可塑状态转到流塑、流动状态的界限含水量叫液限。
黏性土的塑性指数＝液限－塑限，该值越大，可塑性就愈强。
黏性土的液限指数＝（天然含水量－塑限）/（液限－塑限），该值越大，土质愈软。
2、土的力学性质（主要指土的压缩性和抗剪强度）
①无黏性土和黏性土的压缩性
透水性大的饱和无黏性土，其压缩过程在短时间内就可以结束；黏性土的透水性低，其压缩稳定所需要的时间要比砂土长得多，一般为几年或几十年。
②土对剪切破坏的极限抗力为土的抗剪强度。
3、特殊土的工程性质
根据土的颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。
①淤泥：有明显的触变性和蠕变性。
②湿陷性黄土：在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，但遇水后强度迅速降低。可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。
③红黏土：天然含水量高、密度小、塑性高。通常呈现较高的强度和较低的压缩性，不具湿陷性。由于塑性很高，所以尽管天然含水量高，一般仍牌坚硬或硬可塑状态，甚至饱和水状态下的红黏土仍坚硬
④膨胀土：明显的吸水膨胀，失水收缩，且往复可逆。在天然状态下一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低，易被误认为是工程性能较好的土，但一旦浸水或含水量剧烈增大、或土的原状结构被扰动是地，土体会骤然强度降低、压缩性增高。膨胀土多分布于Ⅱ级以上的河谷阶地或山前丘陵地区，个别处于I级阶地。
素填土：一般密实度较差，具有不均匀性。但若堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定的密实度，如堆填时间超过10年的黏性土、超5年的粉土、超2年的砂土，均具有一定的密实度和强度，可作为一般建筑的天然地基。防止建筑物不均匀沉降是关键
杂填土：一般不宜作建筑物地基。由建筑垃圾和工业废料组成的杂填土采取
⑤填土 措施后可作一般建筑物地基。当应注意其不均匀性、工程地质随堆填时间
变化、含腐殖质及水化物问题
冲填土：由水力冲填泥砂形成的沉积土，其含水量大，透水性较弱，排水固
结差，一般呈软塑或流塑状态，比同类自然沉积饱和土的强度低，压缩性高