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1、特殊土地基一、特殊土概述一、特殊土概述n n1 1、定义：、定义：、定义：、定义：特殊土是指具有某些特殊成分、结构及特殊土是指具有某些特殊成分、结构及工程地质性质的土的总称。工程地质性质的土的总称。n n2 2、类型：、类型：、类型：、类型：由于成土环境的不同，会造成具有不同由于成土环境的不同，会造成具有不同特性的土，常见的特殊土种类有：黄土、红粘土、特性的土，常见的特殊土种类有：黄土、红粘土、膨胀土、软土、盐渍土、冻土和填土等。膨胀土、软土、盐渍土、冻土和填土等。我国常见特殊土的种类、分布、成土环境及工程地质特性我国常见特殊土的种类、分布、成土环境及工程地质特性 种类种类种类种类 分布分布分

2、布分布 成土环境成土环境成土环境成土环境 工程特性工程特性工程特性工程特性 黄土黄土 西北内陆地区，青海、甘肃、西北内陆地区，青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南等宁夏、陕西、山西、河南等 干旱，半干旱气候环境，降雨干旱，半干旱气候环境，降雨量少，蒸发量大，年降雨量小量少，蒸发量大，年降雨量小于于500mm500mm。风积。风积 湿陷性湿陷性 红粘土红粘土 华南地区，云南、四川、贵州、华南地区，云南、四川、贵州、广西、鄂西、湘西等广西、鄂西、湘西等 碳酸盐岩系北纬碳酸盐岩系北纬3333以南，温暖以南，温暖湿润气候，以残坡积为主湿润气候，以残坡积为主 裂隙发育，不裂隙发育，不均匀性均匀性 软土软土

3、 东南沿海，天津、上海、宁波、东南沿海，天津、上海、宁波、福州等，此外内陆湖泊地区也福州等，此外内陆湖泊地区也有局部分布有局部分布 滨海、三角洲沉积；湖泊沉积，滨海、三角洲沉积；湖泊沉积，地下水水位高，由水流搬运沉地下水水位高，由水流搬运沉积而成积而成 强度低，压缩强度低，压缩性高，渗透性性高，渗透性小小 膨胀土膨胀土 云南、贵州、广西、四川、安云南、贵州、广西、四川、安徽、河南等徽、河南等 温暖湿润，雨量充沛，年降雨温暖湿润，雨量充沛，年降雨量量7007001700mm1700mm，具有良好化，具有良好化学风化条件学风化条件 遇水膨胀，失遇水膨胀，失水收缩水收缩 盐渍土盐渍土 新疆、青海、西

4、藏、甘肃、宁新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古等内陆地区，此外夏、内蒙古等内陆地区，此外尚有滨海部分地区尚有滨海部分地区荒漠半荒漠地区，年降雨量小荒漠半荒漠地区，年降雨量小于于100mm100mm，蒸发量高达，蒸发量高达3000mm3000mm以上的地区，沿海受海水浸渍以上的地区，沿海受海水浸渍或海退的影响或海退的影响盐胀性、溶陷盐胀性、溶陷性和腐蚀性性和腐蚀性 冻土冻土 青藏高原和大小兴安岭，东西青藏高原和大小兴安岭，东西部一些高山顶部部一些高山顶部 高纬度寒冷地区高纬度寒冷地区 冻胀性、融陷冻胀性、融陷性性 3 3、学习本课程的重要性：、学习本课程的重要性：特殊土在我国分布很广，特殊土在

5、我国分布很广，特殊土在我国分布很广，特殊土在我国分布很广，比如黄土主要分布在我国的西北部，红粘土主要分比如黄土主要分布在我国的西北部，红粘土主要分比如黄土主要分布在我国的西北部，红粘土主要分比如黄土主要分布在我国的西北部，红粘土主要分布在南方，冻土主要分布在北方等，有很多建筑物布在南方，冻土主要分布在北方等，有很多建筑物布在南方，冻土主要分布在北方等，有很多建筑物布在南方，冻土主要分布在北方等，有很多建筑物修建在特殊土地基上。由于特殊土具有特殊的工程修建在特殊土地基上。由于特殊土具有特殊的工程修建在特殊土地基上。由于特殊土具有特殊的工程修建在特殊土地基上。由于特殊土具有特殊的工程地质性质，因此

6、常给建筑物的安全和正常使用造成地质性质，因此常给建筑物的安全和正常使用造成地质性质，因此常给建筑物的安全和正常使用造成地质性质，因此常给建筑物的安全和正常使用造成严重威胁。研究特殊土的形成条件、分布特征和工严重威胁。研究特殊土的形成条件、分布特征和工严重威胁。研究特殊土的形成条件、分布特征和工严重威胁。研究特殊土的形成条件、分布特征和工程地质特性具有十分重要的意义。程地质特性具有十分重要的意义。程地质特性具有十分重要的意义。程地质特性具有十分重要的意义。小小 节节 第一节第一节 黄黄 土土第二节第二节 红粘土红粘土第三节第三节 膨胀土膨胀土第四节第四节 淤泥质软土淤泥质软土第五节第五节 盐渍土

7、盐渍土第六节第六节 冻土冻土第七节第七节 填填 土土第一节 黄 土n n1 1 1 1、定义：、定义：、定义：、定义：黄土是一种特殊的第四纪大陆疏松堆积物。黄土是一种特殊的第四纪大陆疏松堆积物。黄土可分为黄土可分为典型黄土和黄土状土典型黄土和黄土状土。典典型型黄黄土土具具有有下下列列特特征征：、颜颜色色为为黄黄褐褐色色、灰灰黄黄色色或或淡淡黄黄色色；、以以粉粉粒粒成成分分为为主主；、结结构构均均匀匀无无层层理理；、性性疏疏松松并并具具大大孔孔隙隙；、垂垂直直节节理理发发育育；、富含碳酸盐；、富含碳酸盐；、具湿陷性。、具湿陷性。黄黄土土状状土土与与典典型型黄黄土土类类似似，但但有有些些特特征征不

8、不明明显显，与与典典型型黄黄土土的的区区别别在在于于：、层层理理明明显显；、成成分分复复杂，常常含有砂、砾石、粘土等夹层或包体。杂，常常含有砂、砾石、粘土等夹层或包体。n n2 2、分布：、分布：、分布：、分布：我国黄土主要分布在西北、华北及东北我国黄土主要分布在西北、华北及东北地区，以黄河中游最为发育。各地区黄土厚度不地区，以黄河中游最为发育。各地区黄土厚度不等，一般来说陕甘高原最厚，厚度可达等，一般来说陕甘高原最厚，厚度可达100100200m200m。n n3 3、黄土的物质组成和结构特征、黄土的物质组成和结构特征、黄土的物质组成和结构特征、黄土的物质组成和结构特征 黄土在干燥时具有较高

9、的强度，而遇水后表黄土在干燥时具有较高的强度，而遇水后表现出明显的湿陷性，这是由黄土的特殊成分和结现出明显的湿陷性，这是由黄土的特殊成分和结构决定的。构决定的。（1 1）、黄土的物质组成）、黄土的物质组成 、黄土的粒度成分：、黄土的粒度成分：黄土中的粉粒成分占绝对黄土中的粉粒成分占绝对优势，约占优势，约占6060以上，粘粒含量较少，一般只占以上，粘粒含量较少，一般只占10102525。我国黄土的粒度成分明显表现为自西。我国黄土的粒度成分明显表现为自西北向东南，由粗到细的变化规律。北向东南，由粗到细的变化规律。、黄黄土土的的矿矿物物成成分分：可可分分为为两两大大类类，碎碎屑屑矿矿物物和和粘粘土土

10、矿矿物物。其其中中碎碎屑屑矿矿物物占占7575以以上上，主主要要是是石石英英、长长石石、碳碳酸酸盐盐矿矿物物及及云云母母；粘粘土土矿矿物物以以伊伊利利石石和和石石英为主。英为主。、黄黄土土的的化化学学成成分分：黄黄土土中中含含量量最最多多的的是是SiO2SiO2、Al2O3Al2O3和和CaOCaO，这这与与黄黄土土的的主主要要矿矿物物为为石石英英、长长石石、云母的情况相一致。云母的情况相一致。（2 2）、黄土的结构特征）、黄土的结构特征 黄黄土土主主要要结结构构特特征征是是具具有有明明显显的的大大孔孔性性，结结构构疏疏松松，孔隙度大，一般为孔隙度大，一般为33336464，并常有虫孔、根孔。

11、，并常有虫孔、根孔。n n4 4、黄土的物理力学性质、黄土的物理力学性质、黄土的物理力学性质、黄土的物理力学性质 （1 1）、黄土的物理性质指标：）、黄土的物理性质指标：比重、天然容重、干容比重、天然容重、干容重、孔隙度、孔隙比、含水量、饱和度、液塑限等。重、孔隙度、孔隙比、含水量、饱和度、液塑限等。、黄黄土土的的干干容容重重（dd）：干干容容重重与与土土的的孔孔隙隙度度有有关关，土土的的孔孔隙隙度度越越大大，则则干干容容重重越越小小。我我国国黄黄土土的的干干容容重重一一般般为为1.311.311.60g/cm31.60g/cm3。干干容容重重是是评评价价黄黄土土湿湿陷陷性性的的一一个个综综合

12、合性性指指标标，通通常常认认为为干干容容重重越越大大，其其湿湿陷陷性性越越小小。干干容容重重大大于于1.50g/cm31.50g/cm3时时为为非非湿湿陷陷性性黄黄土土，小小于于1.50g/cm31.50g/cm3时为湿陷性黄土。时为湿陷性黄土。、黄土的孔隙比（、黄土的孔隙比（e e）：）：黄土的孔隙比较大，平均黄土的孔隙比较大，平均在在0.870.871.101.10之间。之间。、黄土的天然含水量（、黄土的天然含水量（）：）：黄土的天然含水量低，黄土的天然含水量低，一般为一般为1 138.6%38.6%，有些干燥区为，有些干燥区为1 112%12%。天然含水。天然含水量低的黄土常为湿陷性较强

13、的黄土。量低的黄土常为湿陷性较强的黄土。（2 2）、黄土的力学性质指标）、黄土的力学性质指标 、黄黄土土的的压压缩缩性性：黄黄土土的的压压缩缩系系数数（）一一般般在在0.010.010.040.04之间，属中等压缩性土。之间，属中等压缩性土。、抗抗剪剪强强度度：黄黄土土的的抗抗剪剪强强度度c c、值值与与黄黄土土的的湿湿度度、结结构构关关系系密密切切。其其内内摩摩擦擦角角（）为为553131，内聚力（内聚力（c c）为）为0 00.42105Pa0.42105Pa。黄黄土土的的压压缩缩性性及及抗抗剪剪强强度度受受黄黄土土的的成成因因、结结构构、组组成成及及气气候候环环境境等等因因素素的的影影响

14、响，所所以以不不同同地地区区的的黄黄土其压缩性及抗剪强度有所差别。土其压缩性及抗剪强度有所差别。n n5 5 5 5、黄土湿陷性评价、黄土湿陷性评价、黄土湿陷性评价、黄土湿陷性评价 （1 1）、黄土的湿陷性）、黄土的湿陷性 所谓黄土湿陷，就是天然黄土在一定压力作用所谓黄土湿陷，就是天然黄土在一定压力作用下，当浸水后结构迅速破坏，而发生突然下沉的现下，当浸水后结构迅速破坏，而发生突然下沉的现象。具有这种特性的黄土称为湿陷性黄土，不具有象。具有这种特性的黄土称为湿陷性黄土，不具有这种特性的黄土称为非湿陷性黄土。这种特性的黄土称为非湿陷性黄土。湿陷性黄土又可分为湿陷性黄土又可分为自重湿陷性黄土和非自

15、重自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土湿陷性黄土。自重湿陷性黄土即浸水后在土层自重。自重湿陷性黄土即浸水后在土层自重压力下即可发生湿陷；非自重湿陷性黄土浸水后在压力下即可发生湿陷；非自重湿陷性黄土浸水后在土自重和建筑物荷载共同作用下才会发生湿陷。土自重和建筑物荷载共同作用下才会发生湿陷。（2 2）、湿陷系数）、湿陷系数 、湿陷系数的确定、湿陷系数的确定 湿湿陷陷系系数数是是判判定定黄黄土土是是否否具具有有湿湿陷陷性性，以以及及湿湿陷陷性性的的强强弱弱程程度度的的数数值值指指标标，以以 s s表表示示。该该指指标标是是通通过过室室内内试试验验内内的的浸浸水水试试验验求求出出的的，土土样样在在某某压压

16、力下的湿陷系数力下的湿陷系数 s s用下式表示：用下式表示：n n式中：式中：h hp p保持天然的湿度和结构的土样，加压至保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度一定压力时，下沉稳定后的高度(mm)(mm)；n nh hp p上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度稳定后的高度(mm)(mm)；n nh h0 0土样的原始高度土样的原始高度(mm)(mm)；根根据据试试验验得得出出的的湿湿陷陷系系数数值值可可判判定定黄黄土土的的湿湿陷陷性性，当当 s s 0.0150.015时时，为为非非湿湿陷陷性性黄黄土土，当当 s

17、 s 0.0150.015时，为湿陷性黄土。时，为湿陷性黄土。、湿陷程度的确定、湿陷程度的确定 湿陷性黄土的湿陷程度，可根据湿陷系数值湿陷性黄土的湿陷程度，可根据湿陷系数值的大小分为下列三种：的大小分为下列三种：n na a、当、当0.015 0.015 s s 0.03 0.03时，湿陷性轻微；时，湿陷性轻微；n nb b、当、当0.030.03 s s 0.07 0.07时，湿陷性中等；时，湿陷性中等；n nc c、当、当 s s 0.070.07时，湿陷性强烈。时，湿陷性强烈。（3 3）黄土的自重湿陷性的判定）黄土的自重湿陷性的判定 、自重湿陷系数、自重湿陷系数 zszs 自重湿陷系数自

18、重湿陷系数 zszs值可按下式计算：值可按下式计算：n n式中：式中：h hz z保持天然的湿度和结构的土样，加压至保持天然的湿度和结构的土样，加压至土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度(mm)(mm)；n nh hz z上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度稳定后的高度(mm)(mm)；n nh h0 0土样的原始高度土样的原始高度(mm)(mm)；、自重湿陷量、自重湿陷量zszs(mm)(mm)自重湿陷量自重湿陷量zszs(mm)(mm)应按下式计算：应按下式计算：式中：式中：zsizsi第第i i层

19、土的自重湿陷系数；层土的自重湿陷系数；n nh hi i第第i i层土的厚度层土的厚度(mm)(mm)；n n 0 0因土质地区而异的修正系数。对陇西地区可取因土质地区而异的修正系数。对陇西地区可取1.51.5，对陇东陕北地区可取，对陇东陕北地区可取1.21.2，对关中地区可取，对关中地区可取0.90.9，对其它地区可取，对其它地区可取0.50.5。、湿陷性黄土的湿陷类型的判定、湿陷性黄土的湿陷类型的判定 湿湿陷陷性性黄黄土土的的湿湿陷陷类类型型，应应按按自自重重湿湿陷陷量量的的实实测测值或计算值判定，应符合下列要求：值或计算值判定，应符合下列要求：n na a、当当自自重重湿湿陷陷量量的的实

20、实测测值值 zszs或或计计算算值值zszs小小于于或或等等于于70mm70mm时，应定为非自重湿陷性黄土场地；时，应定为非自重湿陷性黄土场地；n nb b、当当自自重重湿湿陷陷量量的的实实测测值值 zszs或或计计算算值值zszs大大于于70mm70mm时，应定为自重湿陷性黄土场地；时，应定为自重湿陷性黄土场地；n nc c、当当自自重重湿湿陷陷量量的的实实测测值值 zszs或或计计算算值值zszs出出现现矛矛盾盾时，应按自重湿陷量的实测值判定时，应按自重湿陷量的实测值判定 。（4 4）黄土地基的湿陷等级的划分）黄土地基的湿陷等级的划分 、湿陷量、湿陷量s s(mm)(mm)湿湿陷陷性性黄黄

21、土土地地基基，受受水水浸浸湿湿饱饱和和至至下下沉沉稳稳定定为为止止的湿陷量的湿陷量s s(mm)(mm)应按下式计算：应按下式计算：n n式中：式中：si si第第i i层土的湿陷系数；层土的湿陷系数；n nh hi i第第i i层土的厚度层土的厚度(mm)(mm)；n n考考虑虑地地基基土土的的受受水水浸浸湿湿可可能能性性和和侧侧向向挤挤出出等等因因素素的的修修正正系系数数，在在缺缺乏乏实实测测资资料料时时，可可按按下下列列规规定定取取值值：基基底底下下0 05m5m深深度度内内，取取 1.51.5；基基底底下下5m5m10m10m深深度度内内，取取 1 1；基基底底下下10m10m以以下下

22、至至非非湿湿陷陷性性黄黄土土层层顶顶面面，在在自自重重湿湿陷陷性性黄黄土土场场地地，可可取取工工程程所所在在地地区区的的 0 0值。值。湿陷性黄土地基的湿陷等级的确定湿陷性黄土地基的湿陷等级的确定 湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据湿陷量的计湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据湿陷量的计算值和自重湿陷量的计算值来判定。算值和自重湿陷量的计算值来判定。湿陷性黄土地基的湿陷等级湿陷性黄土地基的湿陷等级湿陷性黄土地基的湿陷等级湿陷性黄土地基的湿陷等级 zszs(mm)(mm)s s(mm)(mm)非自重湿陷性场地非自重湿陷性场地 自重湿陷性场地自重湿陷性场地 zszs70707070zszs350350z

23、szs350350s s300300（轻微）（轻微）（中等）（中等）300300 s s 700 700（中等）（中等）或或（严重）（严重）s s 700700（中等）（中等）（严重）（严重）（很严重）（很严重）注：当湿陷量的计算值注：当湿陷量的计算值s s 600mm600mm、自重湿陷量的计算值、自重湿陷量的计算值zszs300300时，时，可判为可判为级，其他情况可判为级，其他情况可判为级。级。n n6 6、黄土地基的工程措施、黄土地基的工程措施、黄土地基的工程措施、黄土地基的工程措施n n湿陷性黄土地基的设计和施工，除了必须遵循一湿陷性黄土地基的设计和施工，除了必须遵循一般的设计和施工

24、原则外，还应针对湿陷性特点，般的设计和施工原则外，还应针对湿陷性特点，采用适当的工程措施，包括以下三个方面：采用适当的工程措施，包括以下三个方面：地地基处理，以消除产生湿陷性的内在原因；基处理，以消除产生湿陷性的内在原因；防水防水和排水，以防止产生引起湿陷的边界条件；和排水，以防止产生引起湿陷的边界条件；采采取结构措施，以改善建筑物对不均匀沉降的适应取结构措施，以改善建筑物对不均匀沉降的适应性和抵抗的能力。性和抵抗的能力。n n（1 1）地基处理）地基处理n n湿陷性黄土地基处理的原理，主要是破坏湿陷性湿陷性黄土地基处理的原理，主要是破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿黄土的大

25、孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性，目前对于湿陷性黄土常用的地基处理方法陷性，目前对于湿陷性黄土常用的地基处理方法详见下表：详见下表：湿陷性黄土常用的地基处理方法湿陷性黄土常用的地基处理方法湿陷性黄土常用的地基处理方法湿陷性黄土常用的地基处理方法 序号序号处理方法处理方法 适用范围适用范围 处理厚度（处理厚度（mm）1 1垫层法垫层法 地下水位以上局部或整片处理地下水位以上局部或整片处理 1 13 3 2 2强夯法强夯法 SrSr60%60%的湿陷性土的湿陷性土 3 36 6 3 3挤密法挤密法 地下水位以上局部或整块处理地下水位以上局部或整块处理 5 515 15 4 4桩基桩基 基础荷

26、载大，有可靠持力层基础荷载大，有可靠持力层 不限不限 5 5预浸水法预浸水法 湿陷程度很严重的自重湿陷性湿陷程度很严重的自重湿陷性黄土黄土 可消除地面一下可消除地面一下6m6m以内深部土的湿陷以内深部土的湿陷性，上部尚需采用性，上部尚需采用垫层法处理垫层法处理 6 6碱液加固碱液加固法法 一般用于加固地下水位以上的一般用于加固地下水位以上的已有建筑物地基已有建筑物地基1010 n n（2 2）防水措施）防水措施n n防水措施包括以下三个方面：防水措施包括以下三个方面：n n、场地防水措施：、场地防水措施：尽量选择具有排水畅通或利尽量选择具有排水畅通或利于场地排水的地形条件，避开受洪水或水库等可

27、于场地排水的地形条件，避开受洪水或水库等可能引起地下水位上升的地段，确保管道和储水构能引起地下水位上升的地段，确保管道和储水构筑物不漏水，场地内应设排水沟等。筑物不漏水，场地内应设排水沟等。n n、单体建筑物的防水措施：、单体建筑物的防水措施：建筑物周围必须设建筑物周围必须设置具有一定宽度的混凝土散水，以便排泄屋面水。置具有一定宽度的混凝土散水，以便排泄屋面水。确保建筑物地面严密不漏水。室内的给水、排水确保建筑物地面严密不漏水。室内的给水、排水管道尽量明装，室外管道布置应尽量远离建筑物，管道尽量明装，室外管道布置应尽量远离建筑物，检漏管沟应做好防水处理。检漏管沟应做好防水处理。n n、施施工工

28、阶阶段段的的防防水水：施施工工场场地地应应平平整整，做做好好临临时时防防洪洪、排排水水措措施施。大大型型基基坑坑开开挖挖时时应应防防止止地地面面水水流流入入，坑坑底底应应保保持持一一定定坡坡度度便便于于集集水水和和排排水水。尽量缩短基坑暴露时间。尽量缩短基坑暴露时间。n n（3 3）结构措施）结构措施n n、加强建筑物的整体性和空间刚度；、加强建筑物的整体性和空间刚度；n n、选择适宜的结构和基础形式；、选择适宜的结构和基础形式；n n、加强砌体和构件的刚度。、加强砌体和构件的刚度。n n在湿陷性黄土地基的设计中，应根据建筑物的类在湿陷性黄土地基的设计中，应根据建筑物的类别和场地湿陷类型，结合

29、当地的建筑经验、施工别和场地湿陷类型，结合当地的建筑经验、施工与维护管理等条件综合确定。与维护管理等条件综合确定。第二节第二节 红粘土红粘土 n n1 1、红粘土的定义、形成条件及分布规律、红粘土的定义、形成条件及分布规律、红粘土的定义、形成条件及分布规律、红粘土的定义、形成条件及分布规律 （1 1）定定义义：碳碳酸酸盐盐岩岩系系出出露露区区的的岩岩石石，经经红红土土化化作作用用形形成成的的棕棕红红、褐褐黄黄等等色色的的高高塑塑性性粘粘土土称称为为红红粘粘土土。其其液液限限一一般般大大于于5050，上上硬硬下下软软，具具有有明明显的收缩性，并裂隙发育。显的收缩性，并裂隙发育。次生红粘土：次生红

30、粘土：原生红粘土经搬运、沉积后仍原生红粘土经搬运、沉积后仍保留其基本特征，且其液限大于保留其基本特征，且其液限大于4545的粘土。的粘土。n n（2 2）红粘土的形成条件：）红粘土的形成条件：气候和岩性气候和岩性 气候条件：气候条件：气候变化大，年降水量大于蒸发量。因气候变化大，年降水量大于蒸发量。因而气候潮湿，有利于岩石的机械风化和化学风化。而气候潮湿，有利于岩石的机械风化和化学风化。岩性条件：岩性条件：主要是碳酸盐类岩石，石灰岩、白云岩主要是碳酸盐类岩石，石灰岩、白云岩等，当岩层褶皱发育，岩石破碎，易于风化时，更易等，当岩层褶皱发育，岩石破碎，易于风化时，更易形成红粘土。形成红粘土。n n

31、（3 3）红粘土的分布规律）红粘土的分布规律 红粘土主要为残积、坡积类型，因而其分布多在红粘土主要为残积、坡积类型，因而其分布多在山区或丘陵地带，并且受气候影响，主要发育南方潮山区或丘陵地带，并且受气候影响，主要发育南方潮湿的热带和亚热带地区的一种区域性特殊土。以贵州、湿的热带和亚热带地区的一种区域性特殊土。以贵州、云南、广西最为普遍，其次江西、川东和两湖两广的云南、广西最为普遍，其次江西、川东和两湖两广的部分地区也有分布。部分地区也有分布。n n2 2、红粘土的工程地质特征、红粘土的工程地质特征、红粘土的工程地质特征、红粘土的工程地质特征n n（1 1）红粘土的土层特征）红粘土的土层特征 、

32、由硬变软的现象：、由硬变软的现象：红粘土从地表向下由硬变红粘土从地表向下由硬变软，随深度的增加，红粘土的天然含水量、孔隙软，随深度的增加，红粘土的天然含水量、孔隙比有较大的增加，土的状态由坚硬、硬塑状态变比有较大的增加，土的状态由坚硬、硬塑状态变为可塑、软塑状态，相应地，土的强度也逐渐降为可塑、软塑状态，相应地，土的强度也逐渐降低，压缩性也逐渐增大。低，压缩性也逐渐增大。、厚厚度度变变化化大大：红红粘粘土土在在垂垂直直方方向向分分布布变变化化很很大大，这这与与所所处处的的地地貌貌、基基岩岩的的岩岩性性与与岩岩溶溶的的发发育育程程度度有有关关，分分布布在在盆盆地地或或洼洼地地中中的的红红粘粘土土

33、，其其厚厚度度大大体体是是边边缘缘薄薄，中中间间厚厚；下下覆覆基基岩岩有有溶溶沟沟、溶溶槽槽、石石芽芽发发育育时时，其其上上覆覆的的红红粘粘土土的的厚厚度度变变化化极极大大。在在其其它它因因素素相相近近的的条条件件下下，碳碳酸酸盐盐类类岩岩体体的的岩岩性性决决定定着着岩岩溶溶发发展展程程度度的的差差异异，石石灰灰岩岩、白白云云岩岩易易于于溶溶化化，岩岩体体表表面面起起伏伏剧剧烈烈，导导致致其其上上覆覆的的红红粘粘土土厚厚度度变变化化很很大大，泥泥灰灰岩岩、泥泥质质灰灰岩岩的的岩岩溶溶化化较较弱弱，岩岩体体表表面面较较平平整整，上覆红粘土层的厚度变化较小。上覆红粘土层的厚度变化较小。红红粘粘土土

34、的的裂裂隙隙性性：在在坚坚硬硬和和硬硬塑塑状状态态下下的的红红粘粘土土层层由由于于胀胀缩缩作作用用形形成成了了大大量量裂裂隙隙。裂裂隙隙发发育育深深度度一一般般为为3 34m4m，裂裂隙隙面面光光滑滑，裂裂隙隙的的发发生生和和发发展展速速度度极极快快，在在干干旱旱气气候候条条件件下下，新新挖挖坡坡面面数数日日内内便便可可被被收收缩缩裂裂隙隙切切割割得得支支离离破破碎碎，使使土土层层的的结结构构破破坏坏，透透水水性性增增大大，土土层层强强度度降降低低，对对浅浅埋埋基基础或边坡的稳定性都有较大的影响。础或边坡的稳定性都有较大的影响。n n（2 2）红粘土的成分和结构特征）红粘土的成分和结构特征n

35、n红粘土的矿物成分，红粘土的矿物成分，主要为高岭石、伊利石和绿主要为高岭石、伊利石和绿泥石等粘土矿物，碎屑矿物较少，主要为石英，泥石等粘土矿物，碎屑矿物较少，主要为石英，由于长期淋滤的结果，水溶盐、有机质含量较低。由于长期淋滤的结果，水溶盐、有机质含量较低。n n粘土矿物具有稳定的粘土矿物具有稳定的结晶格架结晶格架、细粒组结成稳固、细粒组结成稳固的的团粒结构团粒结构，土体近于两项体，且土中水又多为，土体近于两项体，且土中水又多为结合水，这三者是构成红粘土具有良好力学性能结合水，这三者是构成红粘土具有良好力学性能的基本因素。红粘土层中也常有结核和土洞的存的基本因素。红粘土层中也常有结核和土洞的存

36、在，对地基产生不利的影响。在，对地基产生不利的影响。n n（3 3）红粘土的物理力学性质）红粘土的物理力学性质n n、高塑性和分散性。、高塑性和分散性。颗粒细而均匀，粘粒含量颗粒细而均匀，粘粒含量很高，一般在很高，一般在50507070之间，所以，塑限、液限之间，所以，塑限、液限和塑性指数都很大，液限一般为和塑性指数都很大，液限一般为50508080，塑限，塑限一般为一般为30306060，塑性指数，塑性指数20205050。n n、高含水率，低密度。、高含水率，低密度。天然含水量一般为天然含水量一般为30306060；饱和度在；饱和度在8585以上；密实度低，大孔隙明以上；密实度低，大孔隙明

37、显，孔隙比很大，一般都超过显，孔隙比很大，一般都超过1.01.0，但液性指数都，但液性指数都一般小于一般小于0.40.4，多数处于坚硬或硬塑状态。，多数处于坚硬或硬塑状态。n n强强度度较较高高，压压缩缩性性较较低低。固固结结快快剪剪 值值为为881818，c c值值可可达达0.040.040.09MPa0.09MPa；多多属属于于中中压压缩缩性性土土或低压缩性土，压缩模量或低压缩性土，压缩模量E E为为5 515MPa15MPa。n n不不具具湿湿陷陷性性，但但有有明明显显的的收收缩缩性性。红红粘粘土土浸浸水水后后，多多数数有有轻轻微微膨膨胀胀性性，膨膨胀胀率率小小于于2 2，但但失失水水收

38、收缩缩很很强强烈烈，原原状状土土体体收收缩缩率率可可达达2525，扰扰动动土土可达可达40405050。3 3、红粘土地基评价、红粘土地基评价n n（1 1）地基的不均匀及其处理）地基的不均匀及其处理n n、红粘土地基不均匀主要表现在以下两方面：、红粘土地基不均匀主要表现在以下两方面：a a、母母岩岩岩岩性性和和成成土土特特性性决决定定了了红红粘粘土土厚厚度度不不大大。尤尤其其在在高高原原山山区区，分分布布零零星星，由由于于石石灰灰岩岩和和白白云云岩岩岩岩溶溶化化强强烈烈，岩岩面面起起伏伏大大，形形成成许许多多石石笋笋石石芽芽，导导致致红红粘粘土土厚厚度度水水平平方方向向上上变变 化化大大。常

39、常见见水水平平相相距距1 1 mm，土土层层厚度可相差厚度可相差5m5m或更多。或更多。b b、下下伏伏碳碳酸酸盐盐岩岩系系地地层层中中的的岩岩溶溶发发育育，在在地地表表水水和和地地下下岩岩溶溶水水的的单单独独或或联联合合作作用用下下，由由于于水水的的冲冲蚀蚀、吸吸蚀蚀等等作作用用，在在红红粘粘土土地地层层中中可可形形成成洞洞穴穴，称称为为土土洞洞。只只要要冲冲蚀蚀、吸吸蚀蚀作作用用不不停停止止，土土洞洞可可迅迅速速发发展展扩扩大大。由由于于这这些些洞洞体体埋埋藏藏浅浅，在在自自重重或或外外荷荷作作用用下下，可可演演变变为地表塌陷。为地表塌陷。n n、不均匀地基处理、不均匀地基处理n na a

40、、当下卧岩层单向倾斜较大时，可调整基础的深当下卧岩层单向倾斜较大时，可调整基础的深度、宽度或采用桩基等进行处理，也可将基础沿度、宽度或采用桩基等进行处理，也可将基础沿基岩的倾斜方向分段做成阶梯形，从而使地基变基岩的倾斜方向分段做成阶梯形，从而使地基变形趋于一致。形趋于一致。n n b b、对于大块孤石石芽、石笋或局部岩层出露等对于大块孤石石芽、石笋或局部岩层出露等情况，宜在基础与岩石接触的部位，将情况，宜在基础与岩石接触的部位，将 岩石露头岩石露头削低，做厚度不小于削低，做厚度不小于50 cm50 cm的垫层，然后再根据土的垫层，然后再根据土质情况，结合结构措施进行综合处理。质情况，结合结构措

41、施进行综合处理。n n（2 2）土中裂缝的问题）土中裂缝的问题n n、土土中中裂裂缝缝的的特特征征：自自然然状状态态下下的的红红粘粘土土呈呈致致密密状状态态，无无层层理理，表表面面受受大大气气影影响响呈呈坚坚硬硬或或硬硬塑塑状状态态。当当失失水水后后土土体体发发生生收收缩缩，土土体体中中出出现现裂裂缝缝，接接近近地地表表的的裂裂缝缝呈呈竖竖向向开开口口状状，往往深深处处逐逐渐渐 减减弱弱，呈呈网网状状微微裂裂隙隙且且闭闭合合。土土中中裂裂隙隙发发育育深深度度一一般般为为2 24m4m，有有些些可可达达7 78m8m。由由于于裂裂隙隙的的存存在在，土土体体整整体体性性遭遭到到破破坏坏，总总体体强

42、强度度大大为为减减弱弱，此此外外，裂裂隙隙又又促促使使深深部部失失水水，有有些些裂裂隙隙发发展展成成为为地地裂裂。在在这这类类地地层层内内开开挖挖，开开挖挖面面暴暴露露后后受受气气候候的的影影响响，裂裂隙隙的的发发生生和和发发展展迅迅速速，可可将将开开挖挖面面切切割割得得支支离离破破碎，从而影响到边坡的稳定性。碎，从而影响到边坡的稳定性。n n、土中裂缝的处理：、土中裂缝的处理：a a、土中出现的细微网状裂缝可使拉剪强度降低土中出现的细微网状裂缝可使拉剪强度降低 5050以上，主要影响土体的稳定性，所以上，主要影响土体的稳定性，所 以，当土以，当土体承受较大水平荷载或外侧地面倾斜、有临空面体承

43、受较大水平荷载或外侧地面倾斜、有临空面等情况时，应验算其稳定性，对于仅受竖向荷载等情况时，应验算其稳定性，对于仅受竖向荷载时，应适当折减地基承载力。时，应适当折减地基承载力。b b、土中深长的地裂缝对工程危害极大，地裂缝可土中深长的地裂缝对工程危害极大，地裂缝可长达数公里，深可达长达数公里，深可达8 89m9m，在其上的建筑物无一，在其上的建筑物无一不损坏，这不是一般工程措施可治理的，所以原不损坏，这不是一般工程措施可治理的，所以原则上应避免地裂缝地区。则上应避免地裂缝地区。n n（3 3）土的胀缩性问题）土的胀缩性问题n n红粘土的收缩性能引起建筑物的损坏，特别是对红粘土的收缩性能引起建筑物

44、的损坏，特别是对一些低层建筑物影响较大，所以应采取有效的防一些低层建筑物影响较大，所以应采取有效的防水措施。水措施。第三节第三节 膨胀土膨胀土n n1 1、膨胀土的定义及分布、膨胀土的定义及分布、膨胀土的定义及分布、膨胀土的定义及分布n n（1 1）定定义义：具具有有遇遇水水膨膨胀胀，失失水水收收缩缩的的特特征征的的土土，称为膨胀土。称为膨胀土。膨膨胀胀土土的的特特点点是是土土体体中中含含有有大大量量的的亲亲水水性性粘粘土土矿矿物物成成分分，比比如如伊伊利利石石、蒙蒙脱脱石石，在在环环境境湿湿度度变化影响下可产生强烈的胀缩变形。变化影响下可产生强烈的胀缩变形。n n（2 2）分分布布：膨膨胀胀

45、土土在在我我国国分分布布很很广广，云云南南、广广西西、贵贵州州、河河北北邯邯郸郸、河河南南平平顶顶山山等等地地均均有有分分布布，山山西西、陕陕西西、安安徽徽、四四川川、山山东东等等省省也也有有不不同同程程度度的分布。的分布。n n（3 3）在膨胀土地区进行工程建设时，要通过勘察在膨胀土地区进行工程建设时，要通过勘察试验工作，对膨胀土作出的判断和评价，以便采试验工作，对膨胀土作出的判断和评价，以便采取相应的设计和施工措施，防止由于膨胀土的胀取相应的设计和施工措施，防止由于膨胀土的胀缩作用而使建筑破坏。缩作用而使建筑破坏。n n2 2、膨胀土的工程地质特征及分类、膨胀土的工程地质特征及分类、膨胀土

46、的工程地质特征及分类、膨胀土的工程地质特征及分类n n（1 1）膨胀土的鉴定特征（野外怎样识别膨胀土）膨胀土的鉴定特征（野外怎样识别膨胀土）膨胀土的鉴定特征（野外怎样识别膨胀土）膨胀土的鉴定特征（野外怎样识别膨胀土）n n、在自然条件下，土体多呈硬塑或坚硬状态，在自然条件下，土体多呈硬塑或坚硬状态，在自然条件下，土体多呈硬塑或坚硬状态，在自然条件下，土体多呈硬塑或坚硬状态，具黄、红、灰白等颜色，裂隙较发育，常见光滑具黄、红、灰白等颜色，裂隙较发育，常见光滑具黄、红、灰白等颜色，裂隙较发育，常见光滑具黄、红、灰白等颜色，裂隙较发育，常见光滑面和擦痕。面和擦痕。面和擦痕。面和擦痕。n n、多出露于

47、二级及二级以上阶地、山前丘陵和多出露于二级及二级以上阶地、山前丘陵和多出露于二级及二级以上阶地、山前丘陵和多出露于二级及二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘地形较平缓的地区，其成因复杂，有残盆地边缘地形较平缓的地区，其成因复杂，有残盆地边缘地形较平缓的地区，其成因复杂，有残盆地边缘地形较平缓的地区，其成因复杂，有残积、冲积、冲洪积、湖积、残坡积等。积、冲积、冲洪积、湖积、残坡积等。积、冲积、冲洪积、湖积、残坡积等。积、冲积、冲洪积、湖积、残坡积等。n n具有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特具有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特点，在季节性干湿气候条件下，常可导致低层砖点，在季节性干湿气候条件

48、下，常可导致低层砖石结构的建筑物成群干裂损坏。石结构的建筑物成群干裂损坏。n n凡具有上述特征、且自由膨胀率凡具有上述特征、且自由膨胀率 ef ef4040者，者，应判定为膨胀土。应判定为膨胀土。n n自由膨胀率按下式计算：自由膨胀率按下式计算：n n式中：式中：V Vwewe试样在水中膨胀后的体积；试样在水中膨胀后的体积；n n V V0 0试样原体积。试样原体积。n n（2 2）膨胀土的物理性质特征）膨胀土的物理性质特征n n、粘粒含量高，、粘粒含量高，一般超过一般超过3535，且大部分为亲，且大部分为亲水性很强的蒙脱石和伊利石等矿物，由于蒙脱石水性很强的蒙脱石和伊利石等矿物，由于蒙脱石和

49、伊利石具有活动晶格，吸水膨胀明显，失水收和伊利石具有活动晶格，吸水膨胀明显，失水收缩强烈，因此决定了膨胀土具有较大的胀缩性。缩强烈，因此决定了膨胀土具有较大的胀缩性。n n、液限一般大于、液限一般大于4040，塑限大于，塑限大于2020，塑性指，塑性指数大于数大于1717。n n、天然容重和干容重大，孔隙比和含水量较小。、天然容重和干容重大，孔隙比和含水量较小。说明膨胀土在天然状态下结构紧密，常处于硬塑说明膨胀土在天然状态下结构紧密，常处于硬塑或坚硬状态，强度较大，属中低压缩性土，因此或坚硬状态，强度较大，属中低压缩性土，因此常被误认为可作为良好地基，但遇水膨胀或失水常被误认为可作为良好地基，

50、但遇水膨胀或失水收缩后，使土层的原有结构破坏，其强度迅速降收缩后，使土层的原有结构破坏，其强度迅速降低。低。n n、膨胀量的大小与粘土矿物成分及天然含水量、膨胀量的大小与粘土矿物成分及天然含水量的多少有关。的多少有关。一般说，亲水性强的蒙脱石、水云一般说，亲水性强的蒙脱石、水云母含量愈大，膨胀性和收缩性愈大。母含量愈大，膨胀性和收缩性愈大。n n（3 3）膨胀土的工程地质分类）膨胀土的工程地质分类 目目前前在在我我国国按按膨膨胀胀土土的的成成因因及及特特征征分分为为三三个个基本类型：基本类型：n n、为为湖湖相相沉沉积积及及其其风风化化层层，粘粘土土矿矿物物成成分分以以蒙蒙脱石为主，土的胀缩性