中国山区岩土的基本特征
1.4.1岩体的基本特征
岩体按构造类型、结构特征和强度特征可分为以下类型(见《中国主要岩土体类型图》)。
1.4.1.1岩浆岩地层
1)坚硬的块状侵入岩层。
该岩组的主要岩石有花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、辉长岩、橄榄岩等。岩石本身的工程地质性质优良。干抗压强度一般在10×104kPa以上，最高约为26×104kPa。软化系数一般在0.8以上。
2)硬层状中酸性喷出岩地层
岩层以中生代中酸性火山喷发岩为主，主要为火山熔岩和火山碎屑岩。主要有三个分布带:一是大兴安岭-燕山带；二是东北东部山区到山东一带；第三是东南沿海地区。
该岩组岩性坚硬，干抗压强度一般在(12 ~ 22) × 104 kPa之间，软化系数一般在0.8以上，部分在0.8以下。从岩体结构看，一般呈层状或块状。
3)具有孔隙的坚硬块状基本喷出岩层。
主要包括上二叠统峨眉山玄武岩和新生代玄武岩。峨眉山玄武岩广泛分布于四川西部、贵州西部、云南东部，厚度可达数米至1700米。
新生代玄武岩分布在内蒙古至辽西的汉诺坝玄武岩中。云南腾冲和泸西地区中新世杏仁状安山岩玄武岩；中国东北、东南沿海、广东雷琼等地新近纪末沿断裂带溢出玄武岩。吉林白头山地区有中央喷发玄武岩，俗称高玄武岩，覆盖整个长白山地区。新近纪晚期至全新世玄武岩分布于海南北部、雷州半岛、河北黄骅和山东无棣。第四纪以来，台湾省北部和澎湖列岛存在上新世-更新世玄武岩。早、中更新世玄武岩见于河北的雪花山、井陉、山西东部的平定、昔阳，河南的沂山，山东的临朐、山旺、昌乐等地。全新世期间，吉林白头山地区发生了第二次玄武岩喷发，称为低玄武岩。东北德都地区自更新世以来有多次碱性玄武岩喷发，直到1719 ~ 1721现代时期的一次喷发才形成五大连池。钓鱼岛及其周边有第四纪玄武岩。
这组玄武岩岩性较硬，部分具有孔隙结构。干抗压强度一般在120 ~ 180 MPa之间，软化系数一般在0.8 ~ 0.9之间。
4)软硬分层的火山碎屑岩地层
该岩组的岩石以中生代火山碎屑岩为主，机械强度差异很大，常形成软硬相间的结构。主要分布于东北山区、燕山山区、东南沿海及四川的峨边、石棉、米易、元谋、攀枝花、金川等地。其干抗压强度在3×104kPa以下，在(3 ~ 8 )× 104 kPa之间，在8×104kPa以上，最高为(12 ~ 18)×104 kPa。
1.4.1.2碎屑岩地层
1)岩层以硬层状碎屑岩为主。
该岩组包括各种地质年代的碎屑岩，是分布最广的岩组。包括砾岩、砂岩、页岩等。岩性较硬，干抗压强度一般在(8 ~ 18) × 104 kPa之间，甚至更高，软化系数0.8 ~ 0.9。该岩组特点:岩性复杂，大部分岩石强度高，岩组层理发育，部分还夹有薄的软弱夹层，特别是一些软弱夹层遇水易软化，影响岩组稳定性。但大多数情况下，该岩组的工程地质条件是好的。
2)以硬层状碎屑岩为主的岩层。
岩层主要包括中、新生代陆相红色地层，岩性主要为砾岩、砂岩、粘土岩和泥灰岩，主要分布在南部的中、新生代红色盆地。
该岩组的岩石强度主要取决于水泥的成分及其给定状态。水泥成分以泥质和钙质为主，干抗压强度一般在(3 ~ 8) × 104 kPa之间，部分在10×104kPa以上。岩石的软化系数较低，一般在0.6-0.7之间。该岩组岩石强度低，遇水易软化，易风化。
3)以软层状碎屑岩为主的岩层。
该组包括中、新生代陆相碎屑岩，岩性主要为粘土岩、页岩、砂岩和砾岩。分布不广，主要见于中、新生代盆地。岩石强度较低，一般抗压强度为(1 ~ 3) × 104 kPa，软化系数为0.3 ~ 0.4。主要为泥质胶结。所以遇水容易软化，容易风化。
4)碎屑岩夹碳酸盐岩地层
该组包括各地质时代的碎屑岩夹碳酸盐岩，主要分布于四川、云南、贵州、新疆、青海、湖北、湖南、甘肃等省(区)，其他地方有零星分布。碳酸盐岩的比例一般在30%以下。该组砂岩的干抗压强度一般为(1.6 ~ 8) × 104 kPa，软化系数变化较大，为0.14 ~ 0.93。由于岩石的岩性和组合关系不同，工程地质特征变化较大。虽然该岩组总体上属于碎屑岩，但碳酸盐夹层也不容忽视。
1.4.1.3碳酸盐地层
1)岩层以坚硬的层状碳酸盐岩为主。
岩层包括各种地质时代的各类碳酸盐岩，主要分布在我国广东、广西、贵州、云南、湖南、四川、辽宁、河北、山西等省(区)。其他地方比较分散，连续性差。岩石类型主要是石灰岩和白云岩。岩性致密坚硬，厚层至薄层。该岩组以岩溶发育为特征，其分布区的岩溶现象和岩溶地貌也十分发育。岩溶地区工程地质条件复杂。岩石本身强度较高，一般在(8 ~ 15) × 104 kPa之间，软化系数一般为0.5 ~ 0.6。该岩组除岩溶发育外，往往含有软弱层和软弱夹层，影响岩体的稳定性。
2)碳酸盐岩夹碎屑岩地层
该组包括各个地质时代的碳酸盐岩夹碎屑岩，主要分布在广西、云南、贵州、广东、四川、湖南等地，在辽宁、河北、甘肃、新疆也有分布。其他地方虽有零星分布，但连续性较差。该组碳酸盐岩所占比例一般为50% ~ 70%，云南为70% ~ 90%。该组灰岩和白云岩的干抗压强度一般大于10×104kPa，软化系数为0.7 ~ 0.9。由于岩石中常含有泥质或其他杂质，成分不是很纯，还有非碳酸盐岩，所以岩溶发育程度一般中等。一般来说，溶蚀缝洞规模较小，相对均匀；其工程地质特征一般与纯灰岩、白云岩相似，但程度不同。
1.4.1.4变质岩建筑
1)坚硬块状变质岩地层
该岩组的岩石主要是各时代的深变质混合岩和片麻岩。主要分布在辽东山区、山东半岛、燕山山区、太行山、五台山、秦岭等地。岩体呈块状结构，干抗压强度一般在(13 ~ 21)×104 kPa之间。软化系数一般为0.8 ~ 0.9。
山区油气管道地质灾害防治研究
2)岩层以坚硬、脆弱的片状和板状变质岩为主。
该组主要包括不同地质时代的片岩、板岩和千枚岩变质岩。它分布很广。岩体主要为片状结构、板状结构和千片结构。岩石强度变化很大。干抗压强度为(2 ~ 5) × 104 kPa，最高可达15×104kPa以上。软化系数一般为0.5 ~ 0.7。
1.4.2土的工程地质特征
1.4.2.1粗粒土
1)砾石土
砾石土分布广泛，主要分布在大盆地边缘的山前冲积扇、大河床和冰川前缘地带，如松辽平原山前、松花江河床、华北平原山前和青藏高原。从成因上看，主要是洪积、冲洪积和冰水沉积物。
2)沙土
我国的沙土主要分布在塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、内蒙古高原、松辽盆地等沙漠地区，松花江、黄河、长江等大河的阶地，黄淮海平原。
主要成因是风成、冲积、冲积、坡积沉积和少量海相沉积。
我国沙漠地区的砂土中形成各种类型的沙丘，特别是流动沙丘，对工程危害很大。
各种地下水位以下的浅层砂土易形成砂土液化，在工程中应引起重视。
1.4.2.2细粒土
粘性土主要分布在中国东部的主要平原和盆地，沿海地区，河流阶地和五大湖周围。其成因主要是冲积、冲积、湖积、海积和冰川沉积。
粘性土的工程地质性质良好。由于成因条件和埋藏条件的不同，各地粘性土的工程地质性质也不同，因此工程地质问题也不同。在实际工作中，应根据工程类型和具体工程地质条件确定其工程地质性质。
1.4.2.3特殊土
1)软粘性土
是指那些含水量高，承载力低，处于软塑和初塑状态的粘性土，包括粉土和淤泥质土。前两者的有机质含量分别大于8%和5% ~ 8%。
软粘性土在我国也有广泛分布，主要分布在大型湖泊周围，河流入海处和沿海地区。
软粘性土的成因类型主要有:海相沉积(包括海岸相、泻湖相和三角洲相)、湖泊沉积、河滩沉积和沼泽沉积。
2)盐渍土
当土层中平均可溶性盐含量大于0.5%时，一般称为盐渍土。当土壤含盐量大于0.5%时，土壤的物理力学性质会受到盐分的影响而发生变化。当含盐量大于3%时，土的物理力学性质主要受盐分和盐分类型控制，因此应划分土的含盐量和盐分类型。
我国盐渍土主要分布在干旱地区的内陆盆地，如盐湖周边的柴达木盆地、内蒙古高原、青藏高原、松辽平原、华北平原等。其次是沿海地区。
盐渍土可分为:
(1)氯盐盐渍土:这种盐的溶解度几乎相同，吸湿性很大，具有保水能力，结晶时不膨胀。
(2)硫酸盐渍土:硫酸盐最大的特点是结晶时结合了一定量的水分子。比如硫酸钠从溶液中结晶成芒硝(Na2SO4 10H2O)时，与10个水分子结合，所以结晶时体积膨胀，失去水分时体积收缩，所以硫酸盐渍土又叫疏松盐渍土。
(3)碳酸盐盐渍土:一般土壤中碳酸盐含量较少，但碳酸钠水溶液有较大的碱性反应，使粘土颗粒间的胶结分散。
3)膨胀土
膨胀土是指粘土颗粒主要由强亲水性粘土矿物组成，液限wl >: 40%，胀缩性能大的粘性土即使在一定荷载下仍具有胀缩性能，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形的特性。所以也有人称之为胀缩土，一般自由膨胀率为Fs & gt40%，为膨胀土。
膨胀土在我国分布广泛，包括四川、云南、广西、湖北、安徽、河南、河北、陕西、山东、贵州、山西和广东。从地质时代分布上看，主要是新近纪和第四纪的产物，从成因上看，主要是湖泊沉积、冰水沉积、洪水冲积沉积和残坡积沉积。
我国膨胀土中的粘土矿物主要是蒙脱石和伊利石。湖相膨胀土中的粘土矿物主要是蒙脱石-伊利石；冲积和冰水沉积膨胀土中的粘土矿物主要为伊利石，含蒙脱石和少量高岭石，而碳酸盐岩残留红粘土中的粘土矿物主要为水化高岭石。
4)永久冻土
我国多年冻土主要分布在东北大兴安岭和小兴安岭、西部高山和青藏高原，总面积约21.5万平方公里，占陆地总面积的22.3%。各地冻土区见表65，438+0-7。
表1-7中国多年冻土区面积单位:万km2
东北冻土区海拔不高，以丘陵和山地为主，属于高纬度冻土。西部高寒高原多年冻土区，纬度低，地势高，深入内陆，属于低纬度高海拔的高寒高原多年冻土。
根据颗粒组成估计可能的冻胀类型，可分为强冻胀土、中冻胀土和轻度冻胀土。
强冻胀土主要是细粘土形成的冻土。
中度冻胀土是由砂土形成的多年冻土。
轻微冻胀土主要是由含碎石、砾石的粗碎屑土形成的多年冻土。
当然，冻胀与含水量直接相关，在实际工作中可以细分。
5)黄土
中国是世界上黄土最发育的国家，分布广，厚度大，地层完整。
我国黄土主要分布在北纬33° ~ 47°之间，其分布受山脉走向控制。南部以秦岭、伏牛山、大别山为界。中国黄土分布面积为636，5438+0，000 km2，约占国土面积的6.6%。
中国黄土分布区气候干燥，年平均降水量250~500mm。我国黄土一般分布在海拔200 ~ 2200m之间，黄河中游是黄土最发育的地区，构成了著名的黄土高原。
黄河中游黄土厚度最大。六盘山以西，从花家岭-马罕山线以北到兰州附近和白玉山以西，黄土厚度在200-300米之间..六盘山以东到吕梁山以西，黄土厚度在100 ~ 200 m之间，祁连山、天山、阿尔金山北麓，黄土厚度在50m以下。华北平原黄土系与其他冲积层互层，厚度不大。
黄土地区的地貌主要是台地、梁和掩体。河谷阶地的黄土是沿河延伸的台地；丘陵地带是带状的。
中国黄土沉积于早更新世晚期至全新世。
中国的黄土成因众说纷纭。他们大多主张风成说、多成因说和水文成因说。
根据黄土的湿陷性质，我国的黄土可分为两类，一类是湿陷性黄土，另一类是不湿陷性黄土。我国工程界以黄土的湿陷系数为标准，一般以0.02的湿陷系数为标准。大于0.02为湿陷性黄土，小于0.02为非湿陷性黄土。大量资料表明，我国全新世黄土和上更新统黄土普遍具有湿陷性，中更新统和下更新统黄土通常不具有湿陷性，松辽平原的黄土被划分为不湿陷性黄土。
我国湿陷性黄土面积约43万km2，工程地质问题复杂。我国黄土地区除湿陷性外，水土流失严重，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害也较发育。