软土介绍
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软土
一般而言,软土是指近代水下沉积的饱和粘性土,是淤泥、淤泥质粘土、泥质粉土、泥炭、泥炭质土等一类土体的简称,广泛分布在我国沿海内陆平原或间盆地。不同地域软土的成因、结构和形态各不相同,但都具有基本相同的物理力学特征:天然含水量高、天然孔隙比大、渗透系数小、压缩性高、强度低,可呈灵敏性结构。软土作为工程建筑特的地基,由于其承载力低、往往会产生不同程度的坍滑或沉降陷。
具体该如何定义软土,各行业部门如建筑、铁路、公路、港工等,根据行业特点和习惯,给出的定义或判定条件不尽相同。
文献[1]认为软弱土是指淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土。其中淤泥是在静水或缓慢流水环境中沉积并经生物化学作用而形成,为天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土;天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5、但大于或等于1.0的粘性土或粉土称为淤泥质土。
文献[2]中将软土解释为天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状的粘性土,如淤泥、淤泥质土,以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。淤泥和淤泥质土的特征解释为,在静水或缓慢流水环境中沉积,经生物化学作用而形成的饱和粘性土,含有机质,天然含水量大于液限。当孔隙比大于1.5时称为淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土。当土的烧失量大于5%时,称有机质土;大于60%时称为泥炭。
文献[3]中将软土定义为,含有大量亲水的胶体颗粒,具有海绵状结构的松散体,其性质为天然孔隙比大、含水量高、透水性小、强度低、压缩性大。
文献[4]中对软土给出的定义为:在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成的饱和软弱粘性土。对软土的主要特征描述为:天然含水量高(接近或大于液限),孔隙比大(一般大于1.0),压缩性高,强度低,渗透系数小。
文献[5]中定义软土为滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土,天然含水量≧35%,天然孔隙比≧1.0,十字板剪切强度<35Pka或静力触探总贯入阻力小于75kPa。
文献[6]中将软土定义为天然孔隙比大于或等于 1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭土等,其压缩系数大于0.5MPa-1,不排水强度小于30kPa。
关于软土定义,除以上所述外还有一些,但大同小异,在此不一一叙述。概而言之,工程界通常口语称呼的软土指天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的土。
我国软土的类型、特征及其分布
我国软土分布广阔,地域差距大,形成的因素复杂,下表1-2简要的概括了我国软土的分布、类型及其特征。
软土的工程性质
软土无论按成因还是按土质划分,种类很多。但它们都具有以下几个方面的共同工程性质:
(1)颜色以深色为主,颗粒成分以细粒土为主,有机含量较高;
(2)天然含水量较高,容重小,天然含水量大于液限,超过30%;相对含水量大于1.0;软土的饱和度高达100%,甚至更大,天然容重为1.5~
19kN/m3;
(3)天然孔隙比小,一般大于1.0;
(4)渗透系数小,一般小于10-6㎝/s数量级,沉降速度慢,固结完成所需时间较长;
(5)粘粒含量高,塑性指数大;
(6)高压缩性,压缩系数大,基础沉降量大,一般压缩系数大于0.5MPa-1;
(7)强度指标小,软土快剪凝聚力小于10kPa,快剪力内摩擦角小于5°;
固结快剪的强度指标略高,凝聚力小于15kPa,内摩擦角小于10°;
(8)软土的灵敏性较高,灵敏度一般在2~10之间,有时大于10,具有显著的流动特征。
软土地基路基病害类型
在公路工程建设中,不可避免地会遇到软土地基问题。软土地基具有含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、渗透性小、抗剪强度低、固结系数小等不利的工程性质,导致地基承载力往往不能满足工程设计的要求,因此,需要对地基进行人工加固处理。处理软土地基有多种方法,如果处理不当,就会直接造成路基失稳或过量沉降,出现路基纵、横向断裂等病害。例如:软土地基上填筑路堤时,如果软土层滑动,路基就会失稳,将造成重大损失;在填土荷载的作用下,地基产生的不均匀沉降将导致路面结构和功能损坏,致使路面使用品质下降,在与桥涵等结构物连接处产生差异沉降,不仅会直接影响结构物的安全,而且车辆的激烈跳动严重影响行车的平顺性和乘客的舒适性,甚至引起车祸。