特殊土的工程地质性质-软土 PPT
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土的成因类型特征及特殊土软土优秀课件
土的成因类型特征及特殊土软 土优秀课件
工程特征 1）一般呈棱角状，无层理构造，孔隙度大； 2）存在基岩风化层（带），土的成分和结构呈过渡变化。
石灰岩残积物
工程地质问题
（1）建筑物地基不均匀沉降，原因土层厚度、组成成分、结构及 物理力学性质变化大，均匀性差，孔隙度较大； （2）建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，原因原始 地形变化大，岩层风化程度不一。
工程地质问题
1）建筑物不均匀沉降； 2）沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。
3. 洪积土（Qpl）
形成原因：碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性 山洪急流挟带在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土 体。山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后，因水流流速骤减而 呈扇形沉积体，称洪积扇。
5.湖泊沉积物（Ql）
形成原因：分湖边沉积物和湖心沉积物两类，湖边沉积物由湖浪 冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的，近岸带多为粗颗粒 的卵石、圆砾和砂土，远岸带为细颗粒的砂土和粘性土；湖心沉积 物由河流和湖流挟带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成的，主要 是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层。
工程特征
2）粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60％~70％
3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的 粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定 量的有机质，可高达8％ ~ 9％
4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙 比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低的主要原因 之一
冰积土和冰水沉积土是分别由冰川和冰川融化的冰下水进行搬 运堆积而成，其颗粒以巨大块石、碎石、砂、粉土及粘性土混合组 成。一般分选性极差，无层理，但冰水沉积常具斜层理。颗粒呈棱 角状，巨大块石上常有冰川擦痕。
工程特征 1）一般呈棱角状，无层理构造，孔隙度大； 2）存在基岩风化层（带），土的成分和结构呈过渡变化。
石灰岩残积物
工程地质问题
（1）建筑物地基不均匀沉降，原因土层厚度、组成成分、结构及 物理力学性质变化大，均匀性差，孔隙度较大； （2）建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，原因原始 地形变化大，岩层风化程度不一。
工程地质问题
1）建筑物不均匀沉降； 2）沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。
3. 洪积土（Qpl）
形成原因：碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性 山洪急流挟带在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土 体。山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后，因水流流速骤减而 呈扇形沉积体，称洪积扇。
5.湖泊沉积物（Ql）
形成原因：分湖边沉积物和湖心沉积物两类，湖边沉积物由湖浪 冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的，近岸带多为粗颗粒 的卵石、圆砾和砂土，远岸带为细颗粒的砂土和粘性土；湖心沉积 物由河流和湖流挟带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成的，主要 是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层。
工程特征
2）粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60％~70％
3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的 粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定 量的有机质，可高达8％ ~ 9％
4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙 比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低的主要原因 之一
冰积土和冰水沉积土是分别由冰川和冰川融化的冰下水进行搬 运堆积而成，其颗粒以巨大块石、碎石、砂、粉土及粘性土混合组 成。一般分选性极差，无层理，但冰水沉积常具斜层理。颗粒呈棱 角状，巨大块石上常有冰川擦痕。
特殊土及其工程地质特性
黏粒含量高，且为亲水性很强的蒙脱石等黏
土矿物，土中可溶盐及有机质含量较低，常
含铁锰或钙质结核，结构致密；
3)
表面有大量网状裂隙，裂面有腊状光泽的挤
压面。
工程特性：
1. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态； 2. 孔隙比小，密度大；
3. 高塑性，含黏粒及粉粒为主；
4. 具膨胀力,自由膨胀量>40%； 5. 天然状态下压缩性低，承载力高，但由于干 缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时, 强度骤然降低。
第五节 特殊土的工程地质特性
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、 工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成
的，其分布有明显的区域性特征。
特殊性土的种类有：
沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土
西南亚热带湿热气候条件下的红黏土
西北、华北干旱气候区的黄土
西北、华北干旱气候区的盐渍土
工程特性：
1.含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。
2.透水性低，水平向渗透系数较大。 3.压缩性大，强度低，欠压密状态。 4.显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。 蠕变(creep)：在一定荷载下，土的剪切变形随时 间增长的特性。 触变(thixotropy)：土受扰动后强度降低，但随时 间增长强度能部分恢复的性能。
高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土
淤泥类黏土( mucky soil)：
是在静水或水流缓慢的 环境中沉积，并有微生物的 参与，含有较多有机质的疏 松软弱黏性土。
分布: 沿海地区滨海相、泻湖 相、三角洲相； 内陆平原或山区的湖相 和冲积洪积沼泽相。
分类： 孔隙比e >1.5时,称淤泥; 1.5>e>1.0 时,称淤泥质土; 5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
土矿物，土中可溶盐及有机质含量较低，常
含铁锰或钙质结核，结构致密；
3)
表面有大量网状裂隙，裂面有腊状光泽的挤
压面。
工程特性：
1. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态； 2. 孔隙比小，密度大；
3. 高塑性，含黏粒及粉粒为主；
4. 具膨胀力,自由膨胀量>40%； 5. 天然状态下压缩性低，承载力高，但由于干 缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时, 强度骤然降低。
第五节 特殊土的工程地质特性
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、 工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成
的，其分布有明显的区域性特征。
特殊性土的种类有：
沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土
西南亚热带湿热气候条件下的红黏土
西北、华北干旱气候区的黄土
西北、华北干旱气候区的盐渍土
工程特性：
1.含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。
2.透水性低，水平向渗透系数较大。 3.压缩性大，强度低，欠压密状态。 4.显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。 蠕变(creep)：在一定荷载下，土的剪切变形随时 间增长的特性。 触变(thixotropy)：土受扰动后强度降低，但随时 间增长强度能部分恢复的性能。
高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土
淤泥类黏土( mucky soil)：
是在静水或水流缓慢的 环境中沉积，并有微生物的 参与，含有较多有机质的疏 松软弱黏性土。
分布: 沿海地区滨海相、泻湖 相、三角洲相； 内陆平原或山区的湖相 和冲积洪积沼泽相。
分类： 孔隙比e >1.5时,称淤泥; 1.5>e>1.0 时,称淤泥质土; 5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
第七章 特殊土地基ppt课件
精选
99
二、 影响黄土地基湿陷性的主要因素
影响因素： •
✓ 黏粒含量 ✓ ✓ 孔隙比大小 ✓ ✓ 含水量大小 ✓ 外加压力
精选
1010
三、 湿陷性黄土地基的评价
湿陷性评价的意义和标准 ✓ 意义：
• 查明黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性 • 判别场地的湿陷类型 • 判定黄土地基的湿陷等级 ✓ 标准： • 我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（ GBJ50025-2004 ）
结物; 4大孔隙
88
✓ 黄土的物质成分
✓水的浸湿
•
• 黄土中胶结物的多寡和 成分，以及颗粒的组成 和分布，对于黄土的结 构特点和湿陷性的强弱 有着重要的影响。
• • 胶结物含量 • • 黄土中的盐类
• 黄土受水浸湿时，结合水 膜增厚楔入颗粒之间。于 是，结合水联结消失，盐 类溶于水中，骨架强度随 着降低，土体在上覆土层 的自重应力或在附加应力 与自重应力综合作用下， 其结构迅速破坏，土粒滑 向大孔，粒间孔隙减少。 这就是黄土湿陷现象的内 在过程。
精选
1111
黄土湿陷性的判别
✓ 湿陷系数：单位厚度的土层，由于浸 水在规定压力下产生的湿陷量，它表 示了土样所代表黄土层的湿陷程度。
✓ 湿陷性判别：我国《湿陷性黄土地区 建筑规范》按照国内各地经验采用 s=0.015作为湿陷性黄土的界限值， s≥0.015定为湿陷性黄土，否则为 非湿陷性黄土。
s
hp
h
' p
h0
12
精选
12
湿陷系数的测定压力
✓ 试验时测定湿陷系数的压力p应采用黄土地基的实际压
力。
初勘阶段，建筑物的平面位置、基础尺寸和埋深等尚未 确定，即实际压力大小难以预估。 《黄土规范》规定：自 基础底面（初勘时，自地面下1.5 m）算起，10 m以上的土 层应用200 kPa；10 m以下至非湿陷性土层顶面，应用其上 覆土的饱和自重应力（当大于300 kPa时，仍应用300 kPa ）；基底压力大于300kPa时，宜用实际压力判别黄土的湿 陷性 。
岩土的物理性质—特殊土的特性与处治(工程岩土课件)
第十三讲 软土的特性与处治
学习内容
一 软土的特征 二 软土的处治方法
一、软土的特征
1、软土的概念 软土主要是静水或缓慢流水环境中沉积的以细颗粒为主的第四纪沉 积物。通常在软土形成过程中有生物化学作用参与。
2、软土的特征
（1）软土的颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质 含量高时有腥臭味。 （2）软土的颗粒成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量达60％一70％。 （3）软土的矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母、伊利石、高岭 石。此外软土中常有一定量的有机质，可高达8％一9％。 （4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，其孔隙比大，含水量高， 透水性小，压缩性大。是软土强度低的重要原因。 （5）软土具层理构造，软土和薄层粉砂、泥炭层等相互交替沉积，或 呈透镜体相间沉积，形成性质复杂的土体。
软土塌陷
• 1、强夯法 • 2、浅层换填法 • 3、砂砾垫层法 • 4、抛石挤淤法 • 5、反压护道法 • 6、深层挤密法 • 7、袋装砂井法 • 8、土工织物法 • 9、化学加固法
1、强夯法
强夯法采用10-20 t重锤，从10-40 m高处自由落下，夯实土 层，强夯法产生很大的冲击能，使软土迅速排水固结，加固深度 可达11-12m。适用于小于12m的软土层。
2、膨胀土的工程性质
（1）膨胀土多为灰白、棕黄、棕红、褐色等，颗粒成分以粘粒为主， 含量在35％-50％以上，粉粒次之，砂粒很少。粘粒的矿构成分多为蒙 脱石和伊利石，这些粘土颗粒比表面积大，有较强的表面能，呈现强亲 水性。二者吸水后强烈膨胀，失水后收缩，长期反复多次胀缩，强度衰 减，可能导致工程建筑物开裂、下沉、失稳破坏。
红色黄土 早更新期 Q1
冲积黄土
主要分布在大河的阶地上，如黄河及其支流的阶地上。阶地越高，黄土厚 度越大，具有明显层理，常夹有粉砂、粘土、砂卵石等，大河阶地下部常
学习内容
一 软土的特征 二 软土的处治方法
一、软土的特征
1、软土的概念 软土主要是静水或缓慢流水环境中沉积的以细颗粒为主的第四纪沉 积物。通常在软土形成过程中有生物化学作用参与。
2、软土的特征
（1）软土的颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质 含量高时有腥臭味。 （2）软土的颗粒成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量达60％一70％。 （3）软土的矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母、伊利石、高岭 石。此外软土中常有一定量的有机质，可高达8％一9％。 （4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，其孔隙比大，含水量高， 透水性小，压缩性大。是软土强度低的重要原因。 （5）软土具层理构造，软土和薄层粉砂、泥炭层等相互交替沉积，或 呈透镜体相间沉积，形成性质复杂的土体。
软土塌陷
• 1、强夯法 • 2、浅层换填法 • 3、砂砾垫层法 • 4、抛石挤淤法 • 5、反压护道法 • 6、深层挤密法 • 7、袋装砂井法 • 8、土工织物法 • 9、化学加固法
1、强夯法
强夯法采用10-20 t重锤，从10-40 m高处自由落下，夯实土 层，强夯法产生很大的冲击能，使软土迅速排水固结，加固深度 可达11-12m。适用于小于12m的软土层。
2、膨胀土的工程性质
（1）膨胀土多为灰白、棕黄、棕红、褐色等，颗粒成分以粘粒为主， 含量在35％-50％以上，粉粒次之，砂粒很少。粘粒的矿构成分多为蒙 脱石和伊利石，这些粘土颗粒比表面积大，有较强的表面能，呈现强亲 水性。二者吸水后强烈膨胀，失水后收缩，长期反复多次胀缩，强度衰 减，可能导致工程建筑物开裂、下沉、失稳破坏。
红色黄土 早更新期 Q1
冲积黄土
主要分布在大河的阶地上，如黄河及其支流的阶地上。阶地越高，黄土厚 度越大，具有明显层理，常夹有粉砂、粘土、砂卵石等，大河阶地下部常
特殊土的主要工程性质课件(PPT151页)
软土的物理力学特性
3．压缩性高 软土均属高压缩性土，而且压缩
筑荷载作用下的变形特征
1. 变形大而不均匀 2. 变形稳定历时长 3. 抗剪强度低 4. 较显著的触变性和蠕变性
1. 变形大而不均匀
实际资料表明，对于砖墙承重的混合结构， 如以层数来表示地基受荷的大小，则4-6层的民 用房屋其平均沉降量一般可达25-50cm；七层的 则多达60-70cm；对于大型构筑物，如水池、料 仓、油罐等，其沉降量一般都大于50cm，甚至 超过100cm。
4. 较显著的触变性和蠕变性
由于软土的结构性在其强度的形成中占据相当重要的地位，则 触变性也是它的一个突出的性质。关于软土触变性的特点、实 质、评价标准及其工程意义，见4.1.3。我国东南沿海地区的三 角洲相及滨海一泻湖相软土的灵敏度一般在4—10之间，个别 达13-15。
软土的蠕变性是比较明显的。在长期恒定应力作用下，软土将 产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰减。在固结沉降完 成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降。上海等地许 多工程的现场实洲结果表明：当土中孔隙水压力完全消散后， 建筑物还继续沉降。
因此，不仅使之必然具有高孔隙性和高含水量， 而且使淤泥（1）一般呈欠压密状态，以致其孔隙 比和天然含水量随埋藏深度很小变化，因而土质 特别松软。淤泥质土（2）一般则呈稍欠压密或正 常压密状态，其强度随深度有所增大。淤泥和淤 泥质土一般呈软塑状态，但当其结构一经扰动破 坏，就会使其强度剧烈降低甚至呈流动状态。
粒度成分：黄土基本上是由＜0.25毫米的颗粒组成的，尤以 0.1－0.01毫米的颗粒占主要地位。粉粒(0.05－0.005毫米)含 量常超过一半以上，甚至达60－70％，且其中主要是0.05－ 0.01毫米的粗粉粒；砂粒(>0.05毫米)含量较少，一般很少超 过20％，甚至只有百分之几，且其中主要的是0.1－0.05毫米 的微砂；粘粒(＜0.005毫米)含量变化较大，可以从5％到35％， 最常见为15－25％。
第三节 特殊土及其工程地质性质
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
五、红土
碳酸盐岩经红土化作用形成的棕红、 碳酸盐岩经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高 塑性粘土。 塑性粘土。
1、红土的形成与分布
形 成 阶 段 土 红粘土 地 。 。 、 、 、 其分布 分布 化 红土化 粘土化
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
我国黄土堆积时代包括整个第四纪。 km2。我国黄土堆积时代包括整个第四纪。
原生黄土：不具层理的风成黄土 原生黄土：
成因
次生黄土：具有层理， 次生黄土：具有层理，并含有砂砾和细砾
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
3、黄土的工程性质
黄土在一定浸湿，土结构迅速破坏而产 黄土压力与湿陷系数关系曲线 生显著附加下沉的，称为湿陷性黄土 生显著附加下沉的，称为湿陷性黄土 。该性质极易引起工程建筑 物的破坏。 物的破坏。 地
点 湿陷系数δs 地 点 湿陷系数δs
①当湿陷系数δs值小于0.015时，应定为非湿陷性黄土；当湿陷系 当湿陷系数δ 值小于0.015时 应定为非湿陷性黄土； 0.077 0.015 0.030 陕西宝鸡南 甘肃陇西 数δs值等于或大于0.015时，应定为湿陷性黄土。（不同地区湿陷性系 值等于或大于0.015时 0.070 0.015 应定为湿陷性黄土。 0.069 宝鸡县功镇 甘肃榆中
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
一、软土 淤泥 软土及其特征 1、
一般指天然含水量大 压缩性高、承载力低的一种软 天然含水量大、 一般指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软 塑到流塑状态的粘性土。 塑到流塑状态的粘性土。 如淤泥、淤泥质土及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。 如淤泥、淤泥质土及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。 天然孔隙比大： e>1 天然孔隙比大： 天然含水量高： 天然含水量高：w≥wl 抗剪强度低 压缩系数高 渗透系数小 灵敏度高 具有明显的流变性
特殊土及其工程地质性质
22:39
软土的工程性质
1. 软土的天然含水量较高，持水性强，透水 性差（竖向渗透系数小于水平向渗透系数）；
2. 地基承载力很低，抗剪强度也很低，长期 强度更低，这与排水固结程度有密切的关系；
3. 软土孔隙比高，一般在1.0～1.8之间，有 的可高达5.8（滇池淤泥）；
4. 压缩性高，沉降量大； 5. 具有触变性； 6. 流变性。
22:39
黄土高原的自然景象
22:39
黄土的湿陷性
天然黄土在一定压力的作用下，受水浸 湿后土体结构受到破坏而发生的下沉现象， 称为黄土湿陷。
22:39
防治黄土湿陷的措施
①采用物理、化学等方法，提高黄土强度，降 低孔隙度，加强其内部联结；源自Ⅰ 强夯法；Ⅱ 挤密法
②防排水。包括排除地表水和地下水。
③换填法。在湿陷性黄土层不厚(1～3m)，下面 又是硬土层或基岩。换填的土是砂夹卵石，回填厚 度每层15cm，填后浇水再夯实。
冻土病害的防治措施
⑴排水。 拦截和排除地表或地下水；降低 地下水位，防止地下水向地基土中聚集。
⑵保温，使多年冻土上界保持相对稳定。 ⑶改善土的性质。
①粗颗粒土置换地基中的细颗粒冻胀土。 ②物理化学方法
22:39
膨胀土
膨胀土——是一种粘性土，含有较多的 亲水性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软 化，失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较 明显的胀缩性的土称为膨胀土。
修筑路堤，会使上限上升，路堤内形成冻土结核， 发生冻胀，融化后路堤外部沿上限局部 滑塌。
22:39
热融滑塌
② 桥梁、房屋等建筑物地基问题
年平均地温的稳定性
地基评价的根据
冻土三大组成特征 冻土的冻胀性和融沉性
冻土区不良地质现象等
软土的工程性质
1. 软土的天然含水量较高，持水性强，透水 性差（竖向渗透系数小于水平向渗透系数）；
2. 地基承载力很低，抗剪强度也很低，长期 强度更低，这与排水固结程度有密切的关系；
3. 软土孔隙比高，一般在1.0～1.8之间，有 的可高达5.8（滇池淤泥）；
4. 压缩性高，沉降量大； 5. 具有触变性； 6. 流变性。
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黄土高原的自然景象
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黄土的湿陷性
天然黄土在一定压力的作用下，受水浸 湿后土体结构受到破坏而发生的下沉现象， 称为黄土湿陷。
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防治黄土湿陷的措施
①采用物理、化学等方法，提高黄土强度，降 低孔隙度，加强其内部联结；源自Ⅰ 强夯法；Ⅱ 挤密法
②防排水。包括排除地表水和地下水。
③换填法。在湿陷性黄土层不厚(1～3m)，下面 又是硬土层或基岩。换填的土是砂夹卵石，回填厚 度每层15cm，填后浇水再夯实。
冻土病害的防治措施
⑴排水。 拦截和排除地表或地下水；降低 地下水位，防止地下水向地基土中聚集。
⑵保温，使多年冻土上界保持相对稳定。 ⑶改善土的性质。
①粗颗粒土置换地基中的细颗粒冻胀土。 ②物理化学方法
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膨胀土
膨胀土——是一种粘性土，含有较多的 亲水性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软 化，失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较 明显的胀缩性的土称为膨胀土。
修筑路堤，会使上限上升，路堤内形成冻土结核， 发生冻胀，融化后路堤外部沿上限局部 滑塌。
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热融滑塌
② 桥梁、房屋等建筑物地基问题
年平均地温的稳定性
地基评价的根据
冻土三大组成特征 冻土的冻胀性和融沉性
冻土区不良地质现象等
特殊土地基.ppt
3. 膨胀土的工程特性指标
自由膨胀率δef：人工制备的烘干土，经充分吸水膨胀稳定
后，则在水中增加的体积与原来体积之比，称为自由膨
胀率。
ef
Vw V0 V0
膨胀率δep：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。
ep
hw h0 h0
第8章 特殊土地基
膨胀力Ps：原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生
第8章 特殊土地基
2. 防水措施 基本防水措施：要求在建筑布置、场地排水、地面排水、散
水等方面，防止雨水或生产生活用水渗入浸湿地基。
严格防水措施：要求对重要建筑场地和高级别湿陷地基，在
检漏防水措施基础上，对防水地面、排水沟、检漏管沟和井等 设施提高设计标准。
第8章 特殊土地基
3. 结构措施
结构措施是前两项措施的补充手段，它包括建筑平面布置 力求简单，加强建筑上部结构整体刚度，预留沉降净空等来 减小建筑物不均匀沉降或使结构物能适应地基的湿陷变形。
的最大内应力。
线缩率δs：指土的竖向收缩变形与原状土样高度之比。
直线收缩系数λs ：表示原状土土样在直线收缩阶段，含 水量减少1%时的竖向线缩率。
s
s
w
第8章 特殊土地基
4. 膨胀土地基的评价
1）膨胀土的判别δef≥40%，为膨胀土地基 2）膨胀土的膨胀潜势
按自由膨胀率大小划分膨胀潜势强弱，即反映土体 内部积储的膨胀势能大小，来判别胀缩性的高低。
第8章 特殊土地基
8.4 膨胀土地基
1. 膨胀土的一般特征
膨胀土是土中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有 显著的吸水膨胀软化和失水收缩开裂两种变形特性的粘 性土。
特殊土简介软土
第二章 特殊土简介
§2.1 软土 §2.2 §2.3 膨胀土 §2.4 盐渍土 §2.5 §2.6
§2-1 软土
一、什么是软土 二、软土的物理力学特性 三、什么是软土地基 四、软土路基处理方法概 述
什么是软土
软土【soft soil】是淤泥（muck）和淤泥质 土（mucky soil）的总称。主要是由天然含 水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积 物及少量腐殖质所组成的土。软土是指滨海、 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。
软土物理力学特性
• 3、压缩性高 • 软土均属高压缩性土，其压缩系数a0.1～0.2
一般为0.7～1.5MPa-1,最大达4.5MPa－1(例 如渤海海淤)，它随着土的液限和天然含水 量的增大而增高。由于土质本身的因素而言， 该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征： • (1)变形大而不均匀 • (2)变形稳定历时长
砂砾垫层：
要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量 不大于5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于 5cm的天然级配砂砾。 换填法：在软土厚 度不大于2m 时，利用渗水性材料(砂砾或碎 石)进行置换填土，可以降低压缩性，提高 承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善 动力特性，加速土层的排水固结。它的特点 是施工工艺简单，但费用比较高。
抛石挤淤
软土路基处理方法概述
抛石挤淤：
当软土或沼泽土位于水下，更换土施工困难， 且厚度小于3m，表层无硬壳、基底含水量 超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上， 排水比较困难时，采用抛片石(直径一般不 小于 30cm)挤淤的方法。从中部开始抛石， 逐渐向两边延伸，挤出淤泥，提高路基强 度。
软土路基处理方法概述
软土地基引发诸多问题
§2.1 软土 §2.2 §2.3 膨胀土 §2.4 盐渍土 §2.5 §2.6
§2-1 软土
一、什么是软土 二、软土的物理力学特性 三、什么是软土地基 四、软土路基处理方法概 述
什么是软土
软土【soft soil】是淤泥（muck）和淤泥质 土（mucky soil）的总称。主要是由天然含 水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积 物及少量腐殖质所组成的土。软土是指滨海、 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。
软土物理力学特性
• 3、压缩性高 • 软土均属高压缩性土，其压缩系数a0.1～0.2
一般为0.7～1.5MPa-1,最大达4.5MPa－1(例 如渤海海淤)，它随着土的液限和天然含水 量的增大而增高。由于土质本身的因素而言， 该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征： • (1)变形大而不均匀 • (2)变形稳定历时长
砂砾垫层：
要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量 不大于5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于 5cm的天然级配砂砾。 换填法：在软土厚 度不大于2m 时，利用渗水性材料(砂砾或碎 石)进行置换填土，可以降低压缩性，提高 承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善 动力特性，加速土层的排水固结。它的特点 是施工工艺简单，但费用比较高。
抛石挤淤
软土路基处理方法概述
抛石挤淤：
当软土或沼泽土位于水下，更换土施工困难， 且厚度小于3m，表层无硬壳、基底含水量 超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上， 排水比较困难时，采用抛片石(直径一般不 小于 30cm)挤淤的方法。从中部开始抛石， 逐渐向两边延伸，挤出淤泥，提高路基强 度。
软土路基处理方法概述
软土地基引发诸多问题
特殊土工程地质—软土(工程地质课件)
特殊土的工程性质
软土
软土
➢ 1.软土概念 ➢ 2.软土的特征 ➢ 3.软土的形成环境 ➢ 4.软土常见的工程地质问题 ➢ 5.软土地基的处理措施
1.软土概念
➢ 软土一般指静水或缓慢流水环境中 有微生物参与作用下沉积形成的， 含有较多有机质，天然含水量大于 液限，天然孔隙比大于1，结构疏 松软弱，颜色以灰为主的粘性土；
性差，不易排水固结，影响工期和工程 质量；
➢ ④ 软土成分及结构复杂，水平及垂向 分布不均匀，易产生不均匀沉降；
➢ ⑤ 软土受振动时，其海绵状结构易破 坏而丧失强度。
5.软土地基的处理措施
➢ ①控制路堤高度，减轻建筑物自重或加 大承载面积，以减小软土单位面积所受 压力；
➢ ②若软土埋藏不深，厚度较小时，可采 用开挖换填砂卵石，碎石，或抛石排淤 ，爆破排淤的方法，使建筑物基础置于 软土下面的坚实土层上；
3.软土的形成环境
➢ 沿海沉积 ➢ 滨海相、泻湖相、三角洲相和溺
谷相； ➢ 内陆和山区盆地沉积 ➢ 湖相、沼泽相、河漫滩相、牛轭
湖相等； ➢ 山前谷地沉积 ➢ 坡洪积、湖积和冲积等。
4.软土常见的工程地质问题
➢ ① 软土地基承载力很低，抗剪强度也 很低，长期强度更低；
➢ ② 软土压缩性很高，沉降量大； ➢ ③ 软土含水量大，且持水性强，透水
5.软土地基的处理措施
➢ ③排水固结提高软土强度； ➢ ④为防止软土地基塑流，可采用反
压护道法，在软土地基周围打板桩 围墙的方法，有时也可采用电化学 加固法，防止软土被挤出。
小结
➢ 1.理解软土概念； ➢ 2.掌握软土的特性和软土形成环
境的内在联系； ➢ 3.理解软土常见的工程地质问题
和软土地基的处理措施。
软土
软土
➢ 1.软土概念 ➢ 2.软土的特征 ➢ 3.软土的形成环境 ➢ 4.软土常见的工程地质问题 ➢ 5.软土地基的处理措施
1.软土概念
➢ 软土一般指静水或缓慢流水环境中 有微生物参与作用下沉积形成的， 含有较多有机质，天然含水量大于 液限，天然孔隙比大于1，结构疏 松软弱，颜色以灰为主的粘性土；
性差，不易排水固结，影响工期和工程 质量；
➢ ④ 软土成分及结构复杂，水平及垂向 分布不均匀，易产生不均匀沉降；
➢ ⑤ 软土受振动时，其海绵状结构易破 坏而丧失强度。
5.软土地基的处理措施
➢ ①控制路堤高度，减轻建筑物自重或加 大承载面积，以减小软土单位面积所受 压力；
➢ ②若软土埋藏不深，厚度较小时，可采 用开挖换填砂卵石，碎石，或抛石排淤 ，爆破排淤的方法，使建筑物基础置于 软土下面的坚实土层上；
3.软土的形成环境
➢ 沿海沉积 ➢ 滨海相、泻湖相、三角洲相和溺
谷相； ➢ 内陆和山区盆地沉积 ➢ 湖相、沼泽相、河漫滩相、牛轭
湖相等； ➢ 山前谷地沉积 ➢ 坡洪积、湖积和冲积等。
4.软土常见的工程地质问题
➢ ① 软土地基承载力很低，抗剪强度也 很低，长期强度更低；
➢ ② 软土压缩性很高，沉降量大； ➢ ③ 软土含水量大，且持水性强，透水
5.软土地基的处理措施
➢ ③排水固结提高软土强度； ➢ ④为防止软土地基塑流，可采用反
压护道法，在软土地基周围打板桩 围墙的方法，有时也可采用电化学 加固法，防止软土被挤出。
小结
➢ 1.理解软土概念； ➢ 2.掌握软土的特性和软土形成环
境的内在联系； ➢ 3.理解软土常见的工程地质问题
和软土地基的处理措施。
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一、软土－淤泥土
分类
（1）按软土的形成环境分
1）沿海软土
泻湖相沉积、溺谷相沉积、滨海相沉积、三角洲相沉积
2）内陆软土
湖相沉积、河漫滩相沉积、牛轭湖相沉积、山区谷地沉积
（2）按有机质含量分类
有机质含量<5% 无机质
5~10% 有机质土
10~60% 泥炭质土
>60% 泥炭
（3）按天然含水量和孔隙比分
一般地，除要确保新填筑路基的密实度以减少沉 降外，包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳 定，沉降量大致达到总沉降量的80%以上时，才 容许铺路面。
软土地基沉降严重时，不仅增加填方数量，而且 沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵 洞，甚至对四周的住宅、农田以及路线的技术标 准都会产生很大的影响。
特殊性土—— 具有一定分布区域或工程意义 上具有特殊成分、状态和结构特征的土称
根据工程特性
黄土－西北、华北等干旱、半干旱气候区 红粘土－西南亚热带湿热气候区 软土（包括淤泥和淤泥质土） 冻土－ 膨胀土－南方和中南地区 盐渍土 混合土 填土 污染土
一、软土－淤泥土
软土－指在水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用， 富含有机质，天然含水量大，孔隙比、压缩性高，承载 力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。
淤泥
L,e1.5
淤泥质土 L,1.0e1.5
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
一、软土－淤泥土
软土组成及结构特征
1）颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含 量高时，有腥臭味 2）粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60％~70％ 3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的粘 土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定量 的有机质，可高达8％ ~ 9％ 4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙比 大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低主要原因之一 5）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互 交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复杂的土体。
三、软土地基
指压缩层主要由淤泥及淤泥质土、吹填土、杂填 土或其他高压缩性土组成的地基。
软土地基引发诸多问题 ===路堤的失稳、桥头跳车等
在软土地基上修筑路堤，特别是桥头引道，如不 采取有效的加固措施，就会产生不同程度的坍滑 或沉陷，导致公路破坏或不能正常使用即所说的 桥头跳车。
软土地基引发诸多问题
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sc i Hi
i 1
i
ei 1e0iBiblioteka 土路基四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用原位测试方法来确定地基承载力－静载荷试验、
十字板剪切试验、标准贯入试验、旁压试验和扁 铲侧涨试验 优点：减少土的结构扰动、保持原始应力状态
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 建筑地基基础设计规范：由土的抗剪强度指标确定
faM bb M dm d M cck
地基承载 力特征值
与 k 有关
的承载力 系数，查 表
基底 上土 的加 权重 度
基底下1倍 短边宽深 度内土的 粘聚力标 准值
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 按临塑荷载的理论公式确定
pcd
由不排水 剪切试验 确定的粘 聚力
概述
指导思想：
总的说来，特殊土比较宽泛、其性质研究方法多 种多样，没有统一的规律。重点讲1、2种特殊土的 性质和处理方法，不求全。
1、特殊土的基本矿物组成及其特点、岩土结构特 点(深入) 2、特殊土的物理化学性质、力学性质(深入) 3、评价和处理方法 4、学习一种处理方法，计算技能
概述
黏土矿物：
1、蒙脱石的晶体构造，单位晶层间存在多少种 形式的水分子，在什么条件下含有3个、2个水 分子？
2、天然土往往是Ca质蒙脱石，什么是Ca质蒙 脱石？
3、伊利石与蒙脱石的结构相似，为何有不同的 水理性质？
4、了解：从结构形式或水理特性分析，海绿石、 绿磷石可划分为伊利石类。
5、叙述高岭石和绿泥石的晶体构造？
概述
微结构：
1、微结构特征分类及其与岩土性质的联系？ 2、定向排列结构的特点？ 3、紊流结构特点？ 4、粒状堆叠结构和粒状架空结构特点？ 5、胶粘式结构特点？
概述
特殊土的概念
我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁 多，工程性质各异。
有些土类，由于地理环境、气候条件、地 质成因、物质成分及次生变化等原因而各具有 与一般土类显著不同的特殊工程性质，当其作 为建筑场地、地基及建筑环境时，如果不注意 这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成 工程事故。
概述
特殊土的概念
1、软土地基承载力的评价 用工程地质类比法来确定地基承载力－当地的建
筑经验
2、软土地基变形的评价
用建筑地基基础设计规范 GB50007-2002来确定地 变形
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四、软土地基的工程评价
2、软土地基变形的评价
用Skempton-Bjerrum来确定地基沉降，对于正常 固结土
基础埋深
基底以上 土的加权 平均重度
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 按极限荷载的理论公式确定
方形基础
pu5.7c1d
条形基础
pu 5.14cd
基础埋深
由不排水 剪切试验 确定的粘 聚力
基底以上 土的加权 平均重度
得到极限荷载 后/安全系数3
四、软土地基的工程评价
二、工程地质性质的基本特点
5、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关 不排水：三轴快剪,0º左右；直剪，2º～5º，c＝0.02Mpa； 在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高而增大，固结 快剪的10º～15º，c＝0.02Mpa。 6、较显著的触变性和蠕变性
二、工程地质性质的基本特点
工程特性： 263页
二、工程地质性质的基本特点
1、高孔隙比 孔隙比常见值为1.0～2.0；
2、饱水、天然含水率大于液限 液限一般为40％～60％; 饱和度一般>90％; 天然含水率多为50～70％。
未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动 状态。 3、透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。 4、高压缩性：a1~2一般为0.7～1.5Mpa－1，且随天然含水率 的增大而增大。