2013年注冊巖土工程師考試已于9月7、8 日結束，預計2014年巖土工程師考試將于2014年9月6、7日舉行。為了幫助廣大的考生備戰2013年巖土工程師考試，中大網校編輯特地匯總了2013年巖土工程師考試相關輔導資料，希望對您參加本次考試有所幫助，并在此預祝您金榜題名！

地質巖性

一、巖石礦物特性

礦物是存在于地殼中的具有一定物理性質和化學成分的自然元素和化合物。其中構成巖石的礦物，稱為造巖礦物。組成地殼的巖石，都是在一定的地質條件下，由一種或幾種礦物自然組合而成的礦物集合體。礦物的成分、性質及其在各種因素影響下的變化，都會對巖石的強度和穩定性發生影響。

目前，已發現的礦物有3000多種，但造巖礦物僅30余種。由于成分和結構的不同，每種礦物都有自己特有的物理性質，物理性質是鑒別礦物的主要依據。

(1)顏色。顏色是礦物最明顯、最直觀的物理性質。根據成色原因，可分為白色、他色和假色。白色是礦物本身固有的成分、結構所決定的顏色，具有鑒定意義;他色是由于混入物引起的顏色;假色則是由于某種物理光學過程所致。

(2)光澤。光澤是礦物表面的反光能力，用類比方法常分為四個等級：金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤及玻璃光澤。另外，由于礦物表面不平、內部裂紋等，可形成某種獨特的光澤，如絲絹光澤、油脂光澤、蠟狀光澤、珍珠光澤、土狀光澤等。礦物遭受風化后，光澤強度就會有不同程度的降低，如玻璃光澤變為油脂光澤等。

(3)硬度。硬度是礦物抵抗外力刻劃、壓人或研磨等機械作用的能力。鑒定礦物常用一些礦物互相刻劃來測定其相對硬度，一般分為10個標準等級，如表1.2.1礦物硬度表所列。源：中華考試網

在實際工作中常用可刻劃物品來大致測定礦物的相對硬度，如指甲約為2～2.5度，玻璃約為5.5—6度，鋼刀約為6～7度。

二、巖石物理力學性質

(一)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。

巖石的比重是巖石固體(不包括孔隙)部分單位體積的重量，在數值上等于巖石固體顆粒的重量與同體積的水在4℃時重量的比。常見的巖石的比重一般介于2.4～3.3之間。巖石的比重決定于組成巖石的礦物的比重及其在巖石中的相對含量。

巖石的重度也稱容重，是巖石單位體積的重量，在數值上等于巖石試件的總重量(包括孔隙中的水重)與其總體積(包括孔隙體積)之比。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。巖石孔隙中完全沒有水存在時的重度，稱為干重度;孔隙全部被水充滿時的重度，稱為飽和重度。

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。在數值上等于巖石中各種孔隙的總體積與巖石總體積的比，以百分數計。孔隙性對巖石的強度和穩定性產生重要的影響。巖石孔隙度的大小，主要取決于巖石的結構和構造，同時也受外力因素的影響。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

巖石的吸水性一般用吸水率表示，反映巖石在一定條件下(在通常大氣壓下)的吸水能力。在數值上等于巖石的吸水重量與同體積干燥巖石重量的比，也可以百分數計。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，則水對巖石顆粒問結合物的浸潤、軟化作用就強，巖石強度和穩定性受水作用的影響也就越大。

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

巖石孔隙中的水結冰時體積膨脹，會產生巨大的壓力。巖石抵抗這種壓力作用的能力，稱為巖石的抗凍性。在高寒冰凍地區，抗凍性是評價巖石工程性質的一個重要指標。

巖石的抗凍性，有不同的表示方法，一般用巖石在抗凍試驗前后抗壓強度的降低率表示。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。

(二)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松比兩個指標表示。彈性模量是應力與應變之比，以“帕斯卡”為單位，用符號Pa表示。相同受力條件下，巖石的彈性模量越大，變形越小。即彈性模量越大，巖石抵抗變形的能力越強。泊松比是橫向應變與縱向應變的比。泊松比越大，表示巖石受力作用后的橫向變形越大。

巖石并不是理想的彈性體，巖石變形特性的物理量也不是一個常數。通常所提供的彈性模量和泊松比，只是在一定條件下的平均值。

三、巖石成因類型及其特征

地球固體的表層是由巖石組成的硬殼—地殼，組成地殼的巖石按成因可分為巖漿巖(火成巖)、沉積巖(水成巖)和變質巖三大類。它們在地殼中的分布并不均勻。從各類巖石在地殼表面的分布面積看，沉積巖約占陸地面積的75%，變質巖和巖漿巖占25%;按質量百分比計算，沉積巖僅占地殼質量的5%，變質巖占6%，而巖漿巖占89%。不同成因的巖石形成條件、物質成分、結構和構造各不相同，故它們的物理力學性質也不一樣，這些都關系到工程建設的規劃、設計和施工。

1.巖漿巖

巖漿巖又稱火成巖，是巖漿通過地殼運動，沿地殼薄弱地帶上升冷卻凝結后形成的巖石。巖石中礦物的結晶程度、顆粒大小與形狀，以及它們的相互組合關系不同，形成巖漿巖的不同結構。巖石中的礦物在空間的排列、配置和充填方式不同，形成巖漿巖的不同構造。結構和構造特征直接影響巖石的強度等工程性質。根據形成條件，巖漿巖分為噴出巖和侵人巖。侵人巖是侵入到周圍巖層(簡稱圍巖)中形成的巖漿巖。根據形成深度，侵入巖又分為深成巖(形成深度大于5km)和淺成巖(形成深度小于5km)。深成巖常形成巖基等大型侵入體，巖性一般較單一，以中、粗粒結構為主，致密堅硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性強，故其常被選為理想的建筑基礎，如花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖：淺成巖多以巖床、巖墻、巖脈等狀態產㈩，有時相互穿插。顆粒細小，巖石強度高，不易風化，但這些小型侵入體與圍巖的接觸部位，巖性不均一，節理裂隙發育，巖石破碎;風化蝕變嚴重，透水性增大.如花崗斑巖、閃長玢巖、輝綠巖、脈巖。噴㈩巖是指噴出地表形成的巖漿巖，一般呈原生孔隙和節理發育，產狀不規則，厚度變化大，巖性很不均一，比侵入巖強度低，透水性強，抗風能力差，如流紋巖、粗面巖、安山巖、玄武巖、火山碎屑巖。

2.沉積巖

沉積巖是在地殼表層常溫常壓條件下，由風化產物、有機物質和某些火山作用產生的物質，經風化、搬運、沉積和成巖等一系列地質作用而形成的層狀巖石。沉積巖主要有碎屑結構(碎屑物質被膠結物粘結起來而形成的結構)、泥質結構(由粒徑小于0.005mm的黏土顆粒組成的結構)、晶粒結構(由巖石顆粒在水溶液中結晶或呈膠體形態凝結沉淀而成的結構)、生物結構(由生物遺體組成的結構)。沉積巖的構造，是沉積巖各個組成部分的空間分布和排列方式。常見的構造有層理構造、層面構造、結核(與周圍沉積巖不同的、規模不大的團塊體)、生物成因構造(如生物礁體、疊層構造、蟲跡、蟲孔等)。根據沉積巖的組成成分、結構、構造和形成條件，可分為碎屑巖(如礫巖、砂巖、粉砂巖)、黏土巖(如泥巖、頁巖)、化學巖及生物化學巖類(如石灰巖、白云巖、泥灰巖)等。

3.變質巖

變質巖是地殼中原有的巖漿巖或沉積巖，由于地殼運動和巖漿活動等造成物理化學環境的改變，使原來巖石的成分、結構和構造發生一系列變化所形成的新的巖石。變質巖的結構主要有變余結構(重結晶或變質結晶作用不完全使原巖結構特征保留)、變晶結構(巖石發生重結晶或變質結晶所形成的結構)、碎裂結構(巖石受定向壓力作用發生破裂，形成碎塊甚至粉末狀后又被膠結在一起的結構)。變質巖的構造主要有板狀構造(平行、較密集而平坦的破裂面分裂巖石成板狀體)、千枚狀構造(巖石呈薄板狀)、片狀構造(含大量呈平行定向排列的片狀礦物)、片麻狀構造(粒狀變晶礦物間夾鱗片狀、柱狀變晶礦物并呈大致平行的斷續帶狀分布)、塊狀構造(礦物均勻分布、結構均一、無定向排列，如大理巖、石英巖)等。

四、土的工程性質

土是連續、堅固的巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，在原地殘留或經過不同的搬運方式，在各種自然環境中形成的堆積物。土是由顆粒(固相)、水溶液(液相)和氣(氣相)所組成的三相體系。組成土的固體顆粒礦物有原生礦物、不溶于水的次生礦物、可溶鹽類、易分解的礦物以及有機質。各種土的顆粒大小和礦物成分差別很大，土的三相間的數量比例也不盡相同，而且土粒與其孔隙水溶液及環境水之間又有復雜的物理化學作用。

1.土的孔隙比和含水量

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的是密實的低壓縮性土，大于1.0的土是疏松的高壓縮性土。天然土層的含水量變化范圍很大，一般于的粗砂土，其值接近于0，而飽和砂土可達35%;堅硬的黏性土含水量為20%～30%，而飽和狀態的軟黏性土(如淤泥)可達60%以上。一般而言，土的含水量增大時，其強度就降低。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。Sr80%是飽水狀態。

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，黏性土的丁程性質受含水量的影響特別大。當含水量很小時，黏性土比較堅硬，處于固體狀態，具有較大的力學強度。隨著土中含水量的增大，土逐漸變軟，并在外力作用下可任意改變形狀，即土處于可塑狀態。若再繼續增大土的含水量，土變得愈來愈軟弱，甚至不能保持一定的形狀，呈現流塑或流動狀態。黏性土這種因含水量變化而表現出的各種不同物理狀態，稱為土的稠度。黏性土能在一定的含水量范圍內呈現出可塑性，這是黏性土區別于砂土和碎石土的一大特性，據此特點，黏性土也可稱為塑性土。土的可塑性是指土在外力作用下可以形成任意形狀而不裂縫，且當外力解除后仍可保持既得形狀的性能。隨著含水量的變化，黏性土由一種稠度狀態轉變為另一種狀態，對應于轉變點的含水量稱為界限含水量，也稱為稠度界限，是黏性土的重要特性指標，對黏性土的工程性質評價及分類等有重要意義。黏性土的界限含水量，有縮限、塑限和液限。

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（責任編輯：wrr）

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