岩土工程中常见的问题土.docx

《岩土工程中常见的问题土.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《岩土工程中常见的问题土.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、岩土工程中常见的问题土湿陷性黄土地基一、黄土的特征和分布黄土是一种第四纪沉积物，具有一系列内部物质成分和 外部特征，不同于同时期的其它沉积物。黄土具有以下全部特征：1 .颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色；2 .颗粒组成以粉粒(0. 05-0. 005mm)为主，含量一般在60% 以上，几乎没有粒径大于0.25mm的颗粒；3 .孔隙比拟大，一般在1.0左右；4 .富含碳酸钙盐类；5 .垂直节理发育；6 . 一般有肉眼可见的大孔隙。当缺少其中一项或几项特征的称黄土状土。黄土的分类黄土按成因分为原生(或典型)黄土和次生黄土。一般 认为不具层理的风成黄土为原生黄土。原生黄土经过流水冲 刷、搬运重新

2、沉积而形成的具有层理含较多砂粒以至细粒的 黄土称次生黄土黄土的分布黄土分布很广，面积达1300万平方公里，约占陆地总 面积的9. 3%o世界各大洲黄土覆盖面积占总面积的比例为： 欧洲7%,北美5%,南美10%,亚洲3%,此外，在澳大利亚、 北非也有零星分布。我国黄土分布面积635280平方公里，占世界黄土分布 总面积的4. 9%左右，主要分布在北纬33-47度，以34-45度 之间最为发育，属于干旱、半干旱气候类型。我国湿陷性黄土分布面积约占我国黄土分布总面积的 60%左右，为27万平方公里，大局部在黄土中游地区，北起 长城附近，南达秦岭，西自乌鞘岭，东至太行山，即北纬34-41 度，东经10

3、2-114度之间。湿陷性黄土一般都覆盖在下卧的非湿陷性黄土层上，厚 度以六盘山以西地区较大，达30米，六盘山以东地区稍薄， 如汾渭河谷多为几米至十几米，再向东至#西部那么更少，并 且有非湿陷性黄土位于湿陷性黄土层之间。二、黄土湿陷发生的原因和影响因素对黄土湿陷的原因和机理的各种不同论点，可以归纳为 内因和外因两个方面。内因主要是由于土本身的物质成分 （颗粒组成、矿物成分和化学成分）和其构造，外因那么是水 和压力的作用。1 .毛管假说Terzaghi指出当潮湿砂土内的不连续水分积聚在颗粒 接触点时，相邻颗粒孔隙中水和空气交界处的外表张力，使 土粒拉在一起。水浸入土中后，外表张力消失，于是砂土溃

4、散。有的学者曾用这种观点来解释黄土的湿陷，以后遭到反 对。J.G. Dudley认为毛细压力是黄土中形成细粉粒粘结和絮 凝粘粒粘结的重要因素。黄土中的毛细作用是存在的，但将 其作为湿陷的主要原因值得商榷。常宝琦曾用风干的扰动土 样制成试件，虽然破坏了毛细管通道，消除了弯液面作用， 仍然有很大的的湿陷性。2 .溶盐假说黄土中存在大量的可溶盐。当黄土的含水量较少时，易 溶盐处于微晶体状态，附着在颗粒外表，起着一定的胶结作 用。这种胶结作用是黄土加固内聚力的一局部，受水浸湿后， 易溶盐溶解，这局部强度就丧失了，因而产生湿陷。我国湿陷性黄土中的易溶盐含量都较少，不是组成加固 内聚力的主要局部，难溶盐含

5、量虽高，但其溶解很缓慢，因 此，较多的观点认为易溶盐的溶解不是产生湿陷的主要原因。3 .胶体缺陷说认为黄土的湿陷性是含有小于0. 05nmi颗粒含量小于10% 的土所固有的性质，这种土缺少胶体局部；如果有显著数量 的胶体，那么膨胀可防止湿陷的发生。朱海之认为当粘粒含量 大于15-20%时黄土不具有湿陷性，但发现 西盆地北岸二 级阶地上的黄土粘粒含量大于30%,却湿陷性强烈。4 .水膜楔入说低含水量黄土在细颗粒（主要是粘粒）外表上包裹着的 结合水膜一般很薄，溶解在其中的阴、阳离子的静电引力较 强，将外表带负电荷的粘粒连接起来，形成一定的凝聚强度。 当水进入土中时，结合水膜变厚，象楔子一样将牢固连

6、接的 颗粒分开，使土粒外表产生膨胀，体积增大，引力减弱，凝 聚强度降低，因而产生湿陷。水膜楔入说能较好地解释黄土 在水一进入就会立即发生湿陷这一现象；但是，还缺陷以解 释各种复杂的湿陷现象的（如湿陷性的强弱、自重湿陷与非 自重湿陷等）产生。5 .欠压密理论黄土是在干旱或半干旱气候条件下形成的。风成黄土在 沉积过程中，外表受大气降水的影响。在干燥少雨的条件下, 大气降水浸湿带的厚度常少于蒸发影响带的厚度，a-a线以 上土层在降水期，土中含水量较高，处于最优压密条件，但 由于土层薄，自重压力小，未能得到有效压密。随黄土继续 堆积，a-a线提高，在新的a-a线与b-b线之间的土层，大 气降水影响不到

7、，但蒸发过程继续开展。由于水分减少，盐 类析出，胶体凝结产生了加固内聚力。三、湿陷性黄土地基的处理湿陷性黄土地基处理的方法很多，在不同的地区，根据 不同的地基土质和不同的构造物，地基处理应选用不同的处 理方法。在勘察阶段，经过现场取样，以试验数据开展分析， 判定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土，以及湿陷 性黄土层的厚度、湿陷等级、类别后，通过经济分析比拟, 综合考虑工艺环境、工期等诸多方面的因素。最后选择一个 最合适的地基处理方法，经过优化设计后，确保满足处理后 的地基具有足够的承载力和变形条件的要求。膨胀土地基膨胀土也是一种很重要的地区性特殊土类，按照我国膨胀土地区建筑技术规范（GBJ

8、H287）（以下简称膨 胀土规范）中的定义，膨胀土应是土中粘粒成分主要由亲 水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变 形特性的粘性土。众所周知，一般粘性土也都有膨胀、收缩 特性，但其量不大，对工程没有太大的实际意义；而膨胀土 的膨胀一收缩一再膨胀的周期性变形特性非常显著，并常给 工程带来危害，因而工程上将其从一般粘性土中区别出来, 作为特殊土对待。膨胀土在我国分布范围很广，据现有的资料，#、#、 #、#、#、#、#等20多个省、自治区、市均有膨胀土。 国外也一样，如美国，50个州中有膨胀土的占40个州，此 外在印度、澳大利亚、南美洲、非洲和中东广阔地区，也都 有不同程度的分布。目前

9、膨胀土的工程问题，已成为世界性 的研究课题。一、膨胀士的判别和膨胀土地基的胀缩等级a、影响膨胀土胀缩特性的主要因素影响膨胀土胀缩性质的内在机制，主要是指矿物成分及 微观构造两方面。实验证明，膨胀土含大量的活性粘土矿物, 如蒙脱石和伊利石，尤其是蒙脱石，在低含水量时对水有巨 大的吸力，土中蒙脱石含量的多寡直接决定着土的胀缩性质 的大小。除了矿物成分因素外，这些矿物成分在空间上的联 结状态也影响其胀缩性质。经对大量不同地点的膨胀土扫描 电镜分析得知，面一面连接的叠聚体是膨胀土的一种普遍的 构造形式，这种构造比团粒构造具有更大的吸水膨胀和失水 吸缩的能力。影响膨胀土胀缩性质的最大外界因素是水对膨胀土

10、的 作用，或者更确切地说，水分的迁移是控制土胀、缩特性的 关键外在因素。因为只有土中存在着可能产生水分迁移的梯 度和开展水分迁移的途径，才有可能引起土的膨胀或收缩。 尽管某一种粘土具有潜在的较高的膨胀势，但如果它的含水 量保持不变，那么不会有体积变化发生；相反，含水量的轻微 变化，哪怕只是122%的量值，实践证明就足以引起有害的 膨胀。因此，判断膨胀土的胀缩性指标都是反映含水量变化 时膨胀土的胀缩量及膨胀力大小的。b、膨胀土的胀缩性指标1 .自由膨胀率def将人工制备的磨细烘干土样，经无颈漏斗注入量杯，量 其体积，然后倒入盛水的量筒中，经充分吸水膨胀稳定后, 再测其体积。增加的体积与原体积的比

11、值def称为自由膨胀 率。2 .膨胀率dep与膨胀力Pe膨胀率表示原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，浸 水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。以各级压力下的膨胀率dep为纵坐标，压力p为横坐标, 将试验结果绘制成p-dep关系曲线，该曲线与横坐标的交点 Pe称为试样的膨胀力，膨胀力表示原状土样，在体积不变时, 由于浸水膨胀产生的最大内应力。膨胀力在选择根底型式及 基底压力时，是个很有用的指标。在设计上如果希望减少膨 胀变形，应使基底压力接近于膨胀力。二、膨胀士的判别根据我国十余年来的实践经验，判别膨胀士的主要依据 是工程地质特征与自由膨胀率。因此膨胀土规范中规定， 凡具有以下工程地质特征的场地，且自由膨胀率def40% 的士应判定为膨胀土。1 .裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰 白、灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；2 .多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵 地带，地形平缓，无明显自然陡坎；3 ,常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生 坍塌等；4 .建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。