特殊土的工程地质性质软土
特殊土及其工程性质
岩石与岩体
3)工程性质：
触变性
流变性
高压缩性
低强度
低透水性
不均匀性
岩石与岩体
4.膨胀土 1)成因分类：残-坡积、冲积、洪积、湖 积。可分为一、二、三类 2)工程地质特性：对环境变化敏感，发 生膨胀和收缩；呈红、黄、褐、灰白等 色，具斑状结构、常含Fe、Mn、Ca质 等结核，具网纹开裂，表面常出现纵横 交错的裂隙和龟裂。
冻 土 融 化
岩石与岩体
6.盐渍土←含较多易溶盐 1)成因条件：干旱和半干旱气候条件。 2)分类：
按分布区分为：滨海盐渍土、内陆盐渍土、
冲积平原盐渍等；
按含盐成分分为：氯盐类盐渍土、硫酸盐类
盐渍土和碳酸盐类盐渍土。
岩石与岩体
3)工程性质： 吸湿 松胀
腐蚀
岩石与岩体
岩石与岩体
结构特征：与成因有关 ←孔隙率高、大孔隙
岩石与岩体
4)基本工程性质： 压缩性：与天然含水量、形成年代有关 ←新近沉积的一般为高压缩性
抗剪强度：与含水量有关
湿陷性：浸水过程中，黄土的抗剪强度大降 低 →处于地下水位变动带的黄土抗剪强度最 低。 →易水土流失
岩石与岩体
陕西志丹县
岩石与岩体
岩石与岩体
4)工程性质：
物理力学性质：天然含水量 、孔隙比、饱 和度、塑性界限高，各指标变化大。
裂隙性与胀缩性：干缩、湿胀→大量裂隙、 切割深 地下水特征：透水性弱，为裂隙潜水或上 层滞水
岩石与岩体
红 粘 土 的 干 缩
岩石与岩体
3.软土 1)定义：天然含水量大、压缩性高、承 载力低的一种软塑到 溺谷相、三角洲相)、湖泊沉积、河滩沉 积、沼泽沉积 ←为静水或缓慢流水环境 沉积形成。
特殊土的工程性质
地周围地表下沉开裂，并容易造成“跑水”穿洞，影响建筑物 的安全，所以空旷的新建地区较为适用。
特殊土的工程性质
三、黄土的处理方法
黄土
5.硅化加固法 打入带孔的金属灌注管，在一定的压力下，将硅酸钠
（俗称水玻璃）溶液注入土中；或将硅酸钠及氯化钙两种溶液先后分别注 入土中。前者称为单液硅化；后者称为双液硅化。 单液硅化适用于加固渗透系数为 0.1－2.0米/日的湿陷性黄土。 加 固湿陷性黄土时，溶液由浓度为10－15％的硅酸钠溶液掺入2.5％氯化钠 组成。溶液入土后,钠离子与土中水溶性盐类中的钙离子（主要为硫酸钙） 产生离子交换的化学反应,在土粒间及其表面形成硅酸凝胶,可以使黄土的 无侧限极限抗压强度达到0.6－0.8兆帕。 此法需耗用硅酸钠或氯化钙等工业原料，成本较高。其优点是能很快 地抑制地基的变形，土的强度也有很大提高，对现有建筑物地基的加固特 别适用。但是，对已渗有石油产品、树胶和油类及地下水pH值大于9的地基 土，不宜采用硅化法加固。
1)湿陷系数
判别黄土是否具有湿陷性，可根据室内无侧限压缩试验， 在一定压力下测定的湿陷系数来判定。 ---大于0.015的为湿 陷性黄土。 h h
s
2
2
h1
h2－保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度。 h′2－上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度(cm)。 h1－土样的原始高度(cm)。
黄土处置
--机械碾压：振动压路机
特殊土的工程性质
三、黄土的处理方法
黄土
3.土桩挤密法 按预定平面位置，采用沉管、冲击或爆破等方法成孔，然 后在孔中填以素土（粘性土）或灰土，分层捣实，形成土桩。土桩与挤密 后的桩间土组成复合地基，共同承受基础所传递的荷载。 此法常用于处理湿陷性黄土地基、 杂填土地基和填土地基，处理深度 一般为5－10米，自50年代开始，最大处理深度可达15米以上。处理后的 地基承载力一般提高5－100％。 土桩（包括灰土桩）挤密地基的桩径、桩距和孔深通过试验求得。桩 孔直径一般为30－50厘米，桩距（桩孔的中心距离S）约为桩孔直径的2－ 3倍。 自50年代开始，中国应用土桩挤密法对西北地区某些建筑物的湿陷性 黄土地基进行处理，获得了良好的技术经济效果。自70年代起，这种方法 已用于民用建筑物的地基处理。
软土具有的性质
软土具有的性质
软土具有的性质：天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。
软弱土指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。
由软弱土组成的地基称为软弱土地基。
淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。
软弱土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。
在外荷载作用下的地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长。
因为软土的成份主要是由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。
粘粒的矿物成份为蒙脱石、高岭石和伊利石。
这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜。
在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。
因此，这类土的含水量和孔隙比都比较高。
根据统计，一般含水量为35～80%，孔隙比为1～2。
软土的高含水量和大孔隙比不但反映土中的矿物成份与介质相互作用的性质，同时也反映软土的抗剪强度和压缩性的大小。
含水量愈大，土的抗剪强度愈小，压缩性愈大。
反之，强度愈大，压缩性愈小。
《建筑地基基础设计规范》利用这一特性按含水量确定软土地基的承载力基本值。
许多学者把软土的天然含水量与土的压缩指数建立相关关系，推算土的压缩指数。
由此可见：从软土的天然含水量可以略知其强度和压缩性的大小，欲要改善地基软土的强度和变形特性，那么首先应考虑采用何种地基处理的方法，降低软土的含水量。
工程岩土与测试：软土
特
殊
土
-
-
软
土
《工程岩土与测试》
特殊土--软土
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程地质性质 也较特殊的土。这些特殊土一般都是在一定的条件下形成，或是 由于所处自然环境逐渐变化形成，特殊土的性质都表现出一定的 区域性，有其特殊的规律，在工程上应充分考虑其特殊性，采取 相应的治理措施
（来源：新华网）
特殊土--软土
软土的变形破坏和地基加固
1）软土的变形破坏 原因：承载力低，地基变形大或者发生挤出。 破坏的主要形式：不均匀沉降使建筑物产生裂缝。
2）软土地基的加固措施－降低含水量，加快土体固结 （1）堆载预压法 （2）砂井排水
砂井起排水通道作用，加快软土排水固结过程，使地基土强度 提高。
特殊土--软土 6.软土的工程地质问题和防治措施
软土地基的变形破坏主要是承载力低，地 基变形大或发生挤出，造成建筑物的破坏。且 易产生不均匀沉降。
特殊土--软土
淤泥土中桩基破坏
特殊土--软土
淤泥土中建筑物不均匀沉降
特殊土--软土
珠海某海堤下淤泥层造成滑坡破坏
特殊土--软土
萧甬铁路由于软基的塌方
（5）强夯法 （6）旋喷注浆法
利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预 定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把 浆液从喷嘴中喷射出去冲击破土体，使浆液与从土体上崩落下 来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定形状 的固结体，形成复合地基，提高地基土强度，加固软土地基。 （7）换填土
淤泥质土
特殊土--软土
2.软土的分布
软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及 平原低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖 沼泽地区也常遇到软土。
特殊土
软土的物理力学特性[1]1、高含水量和高孔隙性软土的天然含水量一般为50%～70%，最大甚至超过200%。
液限一般为40%～60%，天然含水量随液限的增大成正比增加。
天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。
其饱和度一般大于95%，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。
软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。
2、渗透性弱软土的渗透系数一般在i×10-4～i×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。
由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。
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4、抗剪强度低软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关，不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，且与其侧压力大小无关。
排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。
触变性和蠕变形。
湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性)。
注意事项在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
特殊土及其工程地质特性
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。
特殊土的种类特点及地基处理
沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大e大于等于1、天然含水量高W
大于等于WL、压缩性高、强度低和具有灵敏性、结构性的土层为不良地
基其包括淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土等。
软土的特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低并具有
持续三年或三年以上的土。 多年冻土的特点当自然条件改变时将产生冻胀、融陷、热融滑塌等
特殊不良地质现象。
地基处理措施多年冻土的地基处理是世界性难题主要思路一方面是
防止地基自然条件改变以保证地基承载力另一方面是是结构适应地基的
改变。
六、盐渍土
盐渍土是指易溶盐含量大于5%具有吸湿、松胀等特性的土。
地基处理措施可以采用晾晒法、换填发、深层搅拌法、土工合成材料
加固法、预压排水固结法、强夯置换法等地基处理方法进行处理。
三、湿陷性黄土
在上覆土层自重应力作用下或者在自重应力和附加应力共同作用下
因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土可以分为自重
湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。 湿陷性黄土的特点具有大孔隙结构天然黄土在未受水浸湿时一般
特殊土的种类、特点及相应地基处理措施 特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构的
土在工程中需要特别加以注意。从目前工程实践来看大体可以分为软土、红
黏土、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土等。下面将对这些土的定义、特
点及相应地基处理措施进行一一说明。
一、软土
膨胀土的特点通常强度较高ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ压缩性较低但遇水就呈现出较大的
吸水膨胀和失水收缩的能力强度降低裂隙发育易风化且压实困难。
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
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
特殊土的种类特点及地基处理
特殊土的种类、特点及相应地基处理措施特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构的土，在工程中需要特别加以注意。
从目前工程实践来看，大体可以分为软土、红黏土、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土等。
下面将对这些土的定义、特点及相应地基处理措施进行一一说明。
一、软土软土是指沿海的滨海相、三角洲相、溺谷相，内陆的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大（e大于等于1）、天然含水量高（W 大于等于W L）、压缩性高、强度低和具有灵敏性、结构性的土层，为不良地基，其包括淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土等。
软土的特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差，一旦受到扰动，土的强度显著降低，甚至呈流动状态。
地基处理措施：应根据软土地区的特点，场地具体条件，综合建筑物的结构类型，对地基的要求按照一定的原则，选择合理处理方法进行处理。
一般采用基础加深或换填处理，当范围较大时，一般采用短桩处理；对不均匀地基采用机械碾压法或务实法；对浅层软土常用垫层法；对深层软土的处理可以采用排水固结法和桩基础。
二、红黏土红黏土是指碳酸盐系的岩石经第四纪以来的红土化作用，形成并覆盖于基岩上，呈棕红、褐黄等色的高塑性黏土。
红黏土的特点是强度高，压缩性低，厚度不均匀，具有明显的胀缩性，裂隙发育。
地基处理措施：可以采用晾晒法、换填发、深层搅拌法、土工合成材料加固法、预压排水固结法、强夯置换法等地基处理方法进行处理。
三、湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，可以分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。
湿陷性黄土的特点：具有大孔隙结构，天然黄土在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较低，当遇水后，压缩性急剧增加，强度降低。
地基处理措施主要有换填垫层法、重锤表层夯实法、土桩及灰土桩挤密法、桩基础、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆加固法等。
特殊土的主要工程性质
特殊土的主要工程性质特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
我国的特殊土不仅类型多，而且分布广，如各种静水环境沉积的软土，西北、华北等干旱、半干旱气候区的湿陷性黄土，西南亚热带湿热气候区的红粘土，南方和中南地区的膨胀土，高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土等。
（1）软土：软土指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、泥炭质土等。
软土的分布软土在我国沿海地区分布广泛，内陆平原和山区亦有分布。
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区，例如滨海相沉积的天津塘沽，浙江温州、宁波等地，以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。
内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带，以及昆明的滇池地区，贵州六盘水地区的洪积扇等。
（2）湿陷性黄土湿陷性黄土：在上覆土的自重压力作用下，或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土。
湿陷性黄土的特征和分布黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
颜色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色；颗粒组成以粉土粒为主，粒度大小较均匀，粘粒含量较少；含碳酸盐、硫酸盐及少量易溶盐；含水量小，；孔隙比大，且具有肉眼可见的大孔隙；具有垂直节理，常呈现直立的天然边坡。
黄土按其成因可分为原生黄土和次生黄土。
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、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土。
次生黄土一般具有层理，并含有砂砾和细砾。
我国黄土分布面积约64万km2，其中具有湿陷性的约27万km2，分布在北纬33°～47°之间。
一般湿陷性黄土大多指新黄土，即晚更新世马兰黄土和全新世次生黄土，它广泛覆盖在老黄土之上的河岸阶地，颗粒均匀或较为均匀，结构疏松，大孔发育。
特殊土的工程性质
特殊土的工程性质土是地球表面尚未固结成岩的松散堆积物。
是自然历史时期经过各种地质作用形成的地质体。
土位于地壳的表层，主要是第四纪的产物，是人类工程经济活动的主要地质环境。
土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。
我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁多，工程性质各异。
不同类别的工程，对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。
土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响，不同成因类型的土，其力学性质会有很大差别，特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
我国的特殊土不仅类型多，而且分布广，各种天然或人为形成的特殊土的分布，都有其一定的规律，表现一定的区域性。
在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括：沿海及内陆地区各种成因的软土：主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土；西南亚热带湿热气候区的红粘土；主要分布于南方和中南地区的膨胀土；高纬度、高海拔地区的多年冻土；以及盐渍土、人工填土和污染土等。
一、软土软土一般指压缩性大和强度低的饱和粘性土，多分布在江、河、海洋沿岸、内陆湖、塘、盆地和多雨的山间洼地。
软土一般为外观以灰色为主的细粒土，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、泥炭质土等。
软土在我国沿海地区分布广泛，内陆平原和山区亦有分布。
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区，例如滨海相沉积的天津塘沽，浙江温州、宁波等地，以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。
内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带，以及昆明的滇池地区，贵州六盘水地区的洪积扇等。
工程性质：1、高含水量和高孔隙性、软土的高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素；2.、渗透性弱、软土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响；3、压缩性高，。
特殊土的工程特性
01 裂隙性 03 透水性
02 胀缩性 04 分散性
01
充分利用红黏土上部坚硬或硬塑状态的土层作持力层。
02
对石芽密布的地基可将基础直接置于其上；对石芽出露的地 基，可将其用作衬垫。
01 黄土的颗粒成分
02性
0
处理全部湿陷性土层，一般用桩基将建筑物的荷重支撑在下
1
部非湿陷性土层的地基上，这种方法适用于重要的建筑物或
湿陷性黄土层较薄的场地。
0
处理一定深度内湿陷性土层，采用夯、压、挤密或换土的方
2
法消除一定深度内土层的湿陷性，使剩余部分的湿陷量达到 不致危害建筑物安全使用的程度。
0
采用能防止或减少建筑物地基受水浸湿的防护措施。例如，
3
使贮水构筑物和输水管道离开建筑物一定距离，以免漏水殃 及建筑物地基，或增设防止漏水和检查漏水的专门设施等。
0
采用能减少建筑物不均匀沉降和使建筑物能适应地基局部湿陷
4
变形的措施。例如，选用适宜的上部结构和基础形式，以加强 结构的整体性和空间刚度，使构件连接处有足够的支承长度。
03
对裂隙发育的红黏土地区的重要工程需采用桩基础。
工程地质
01 高塑性
02 裂隙发育
03 抗剪强度和高 弹性模量
04 超固结性
1）防水保湿措施 通过防止地表水下渗和土中水分蒸发， 保持地基土湿度稳定，可控制胀缩变形。 2）地基土改良措施 地基土改良的目的是消除或减少土的胀 缩性，常采用的方法有换土法和压入石灰水 法。
冻土是指温度低于0℃时，土中的液态水冻 结成冰而形成的一种具有特殊联结的土。冻土可 分为多年冻土和季节冻土。多年冻土是冻结状态 持续三年以上的土，季节冻土是随季节变化周期 性冻结融化的土。温度升高，土中的冰融化，则 称融土，此时其含水量较冻前提高很多。
岩土工程中的软土特性
岩土工程中的软土特性软土是指土体的压缩性和液化性较高，强度较低的土壤。
在岩土工程中，对软土的特性进行准确的了解和分析十分重要，因为软土的特性对于工程设计、施工和地基处理具有重要的影响。
本文将探讨岩土工程中软土的特性。
一、软土的形成和成分分析软土的形成和成分通常与沉积环境有关。
软土主要由粘性颗粒组成，如粘土、粉砂等。
其含水量较高，呈现流塑性和可塑性。
软土的结构松散，容易发生压缩和液化现象。
软土的含水量是其特性的重要参数。
其含水量高，颗粒间的间隙较大，导致土体结构松散，抗剪强度较低。
当软土受到外力作用时，颗粒之间的微观结构发生调整，土体发生塑性变形。
二、软土的力学特性软土的力学特性主要表现为强度低、压缩性大、液化风险高等。
这些特性是工程设计和施工中需要特别关注的问题。
1. 强度低：软土由于结构松散，颗粒间接触面积小，抗剪强度较低。
软土在施工和荷载作用下容易发生变形和破坏，因此在软土地区的建筑设计中，需要考虑增加地基的承载力和稳定性。
2. 压缩性大：软土因为含水量高、颗粒间接触较少，容易发生压缩变形。
在工程设计中，需要充分考虑软土的压缩性，采取适当的地基处理措施，以确保工程的稳定性和安全性。
3. 液化风险高：软土在地震或其他外力作用下，容易发生液化现象。
液化会导致土体的强度和稳定性急剧下降，对工程造成严重破坏。
因此，在软土地区的工程设计中，需要进行液化分析和相应的抗震设计。
三、软土的地基处理方法针对软土的特性，需要采取适当的地基处理方法来提高软土的承载力和稳定性。
1. 土体加固：通过土体加固的方法，可以提高软土的抗剪强度和稳定性。
常见的土体加固方法包括土壤改良、灌注桩、振动加固等。
2. 增加地基面积：增加地基面积可以分散荷载，减小软土的承载压力。
这可以通过扩大基础底面、采取悬挑结构等方式实现。
3. 排水处理：软土中的高含水量是导致其压缩性和液化风险的重要原因之一。
通过进行适当的排水处理，可以减小软土的含水量，提高软土的稳定性。
特殊土简介软土
§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
土的成因类型特征及特殊土-软土
Vw Sr = Vv
cm/s，因常夹薄层粉细砂而具方向性， K=10-6~10-8cm/s，因常夹薄层粉细砂而具方向性，其垂直
（3）高压缩性 大于0.5MPa 一般为a a1-2大于0.5MPa-1。一般为a1-2=0.7~1.5MPa-1，且随天然含 水量的增加而增大。 水量的增加而增大。 由于具有高含水量、低渗透性及高压缩性等特性， 由于具有高含水量、低渗透性及高压缩性等特性，该类 土在建筑荷载作用下的变形有如下特征： 土在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
二、特殊土的主要工程性质
（一）软土 定义：是指在水流缓慢的环境中沉积， 1、定义：是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， 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。 载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。即为软弱粘性土的 简称。 简称。
2.坡积土（Qdl） 坡积土（ 形成原因：经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运， 形成原因：经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运，及土粒在重力作用下顺 着山坡逐渐移动形成的堆积物，一般分布在坡腰上或坡脚下， 着山坡逐渐移动形成的堆积物，一般分布在坡腰上或坡脚下，其 上部与残积土相接。 上部与残积土相接。
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四、软土地基的工程评价
2、软土地基变形的评价 用考虑应力历史的地基沉降计算方法来确定地变
形，对于正常固结土
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1 kd
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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
变形计算时，受压层的计算深度可用应力比法确定， 即取为附加应力与土的自重应力的比值为0.1的深度
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(6) 砂垫层、排水沟、排水盲沟。
砂垫层的厚度不应小于500mm，砂垫层的干密度应大于 1.5g/cm3，其渗透系数宜大于0.01cm/s。
南方某些软土的工程力学特性及分类—263 页 特殊岩土工程土质学，看明白
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四、软土地基的工程评价
3、软土地基稳定性的评价
当建筑物建在池塘、河岸等边坡较近时，应评价 地基稳定性，可用条分法进行评价。
当地基的下卧层为基岩或硬土层且表面倾斜时， 应分析地基的稳定性。
当软弱土层之下分布承压水时，应分析承压水头
对软土地基稳定性影响
h0
w h 0 k
承压水层上覆土层 厚度
n de dw
砂井直径
井深：根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定，
一般应尽可能的深。
砂料：应选中粗砂，粘粒含量不应大于3%。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法
设计要点：(2) 预压荷载
范围：大于或等于建筑物基础外缘所包围的范围。
大小：对沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压处理， 超载量大小根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确 定，并应使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于 附加应力。
q ip T i T i 1e teT i eT i 1
时间单位d， qi 第i级荷载的加载速率；Ti 、Ti－1分别为第i
级荷载加载的起始和终止时间，当计算第i级加载过程中
某时间的固结度时，改为t； 、 为参数。
五、软土地基的处理技术
条件 参数
竖向排水 向内径向
固结
排水固结
U z >30%
0
1zz11
2z2
z2
五、软土地基的处理技术
1、排水固结法 概念：建筑物建造前，利用地基排水固结的特性， 对建筑物地基进行加荷预压，使土体提前完成固 结沉降，增加地基强度的一种软土处理措施。
适用：处理淤泥质土、淤泥和冲填土，方法包括：
堆载预压法 真空预压法 降水预压法 电渗排水法 联合加压法
五、软土地基的处理技术
加荷速率：根据地基土的强度来确定。
预压时间：当排水竖井底面以下受压土层经预压完成的变 形和平均固结度符合设计要求时。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(3) 地基固结度
建筑地基处理技术规范JGJ79-2002，在一级或多级等速加 载条件下，当固结时间为t时，
n
U t
i 1
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
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(5) 地基的竖向变形量
对正常固结或弱固结黏性土，预压荷载下地基的最终竖向
变形量sf可按下式计算：
经验系数， 1.1~1.4
荷载较大、
sf
n i1
e0i e1i 1e0i
hi
自重应力与附 加应力之和所 对应的孔隙比
较软弱时取 较大值
为第i层土层厚度
自重应力多对应的孔隙比
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。
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
软土路基
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
竖井深度，cm；qw为竖井纵向通水量，为单位水力梯度 下单位时间的排水量，cm3/s。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法
设计要点：(4) 地基土抗剪强度
对正常固结饱和黏性土，某一时间的抗剪强度，可按下式 计算，
该点的固结度
ftf0 z U ttacn u
地基土的天然抗剪强度
预压荷载引起的该点的 竖向附加应力
概述
特殊土的概念
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。
p /kPa
五、软土地基的处理技术
120 100
80 60 40 20
Fnn2n 21lnn3n42n 21
五、软土地基的处理技术
在瞬时加载条件下，考虑井阻和涂抹影响时，竖井地基径
向排水平均固结度U r 可按下式计算 FFnFsFr
Ur 1eF8cdhe2t
Fn Fr
lnn3n15
2L2
4 kh
4 qw
qw
Fs
kh ks
kwdw2 4
1lns
砂料渗透系数
kh为天然土层水平渗透系数，cm/s；ks为涂抹区土的水平 向渗透系数，可取(1/5~1/3)kh，cm/s；s为涂抹区直径与 竖井直径比值，取2~3，中灵敏取低值，高取高值；L为
淤泥
L,e1.5
淤泥质土 L,1.0e1.5
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。
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
五、软土地基的处理技术
工程实例：－堆载预压法
某建筑地基的地层为淤泥质粘土，固结系数为 Ch=Cv=1.8×10-3cm2/s，粘聚力c=18kPa，内摩擦角 =5，受压土层厚20m，袋装砂井直径dw=700mm， 袋装砂井按等边三角形布置，间距l＝1.4m，深度 H=20m，砂井底部为不透水层，砂井打穿受压土 层。预压荷载总压力P=100kPa，分两级等速加载， 如图所示，计算地基堆载120天后，地层的平均固 结度(不考虑竖井井阻和涂抹的影响)，并判断在建 筑 荷 载 ( 假 设 为 条 形 基 础 ， 基 础 埋 深 为 0m) 为 150kPa时，地基中各点是否破坏？
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。