特殊土的工程地质性质软土
特殊土的种类及其工程性质
软土的分类
滨海相;泻湖相;
沿海沉积型 溺谷相;三角洲相 内陆湖盆沉积型 河滩沉积型 沼泽沉积型
软土的工程性质
1.高含水量和高孔隙性，天然含水量一般在50-70℅； 天然孔隙比在1～2之间，有的可高达5.8（滇池）； 2.透水性低(渗透系数一般在i×10-4—i×10-8cm∕s)； 3.压缩性高:变形大而不均匀；变形稳定历时长 4.抗剪强度低，这与排水固结程度有密切的关系； 5.具有明显的触变性和流变性。
在软土地区修建铁路，主要存在地基的沉降 和地基的稳定性问题。
（二）黄土
黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成 的第四纪的一种松散的特殊土。
黄土地
1.黄土的特征
I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色；
II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%~70%， 一般不含＞0.25mm的颗粒；
III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3）， 可形成钙质结核（姜结石）；
黄土的分类
——按湿陷性分类
自重湿陷性
湿陷性
非自重湿陷性
非湿陷性
划分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土， 对工程建设有明显的现实意义。
在自重湿陷性黄土地区
修筑的渠道
与渠道平行的裂缝；
管道漏水后
管道断裂；
路基受水后
局部严重坍塌；
地基土
很大的裂缝或倾斜
3.黄土的工程性质
土的工程分类和特殊土的工程地质特征
当 <0.015时，为非湿陷性黄土
≥0.015时，为湿陷性黄土，且该值越大，湿陷性越强烈。
工程实际中还规定(一般压力为200kPa作用下)： 为0.015～0.03时，湿陷性轻微， 为0.03～0.07时，湿陷性中等； >0.07时，湿陷性强烈
（2）自重与非自重湿陷性黄土的判别
自重湿陷性：当某一深处的黄土层被水浸湿后，仅在其上覆土层的饱和自重压力（饱和度 %＝85）下产生湿陷变形的，称自重湿陷性。
非自重湿陷性黄土：当某一深度处的黄土层浸水后，除上覆土的饱和自重外，尚需要一定的附加荷载（压力）才发生湿陷的，称非自重湿陷性。
4．结构、常为蜂窝状、疏松多孔，定向排列明显、层理较发育，常具薄层状构造。
我国淤泥类土基本上可以分为两大类：一类是沿海沉积淤泥类土；一类是内陆和山区湖盆地及山前谷地沉积地淤泥类土。
沿海沉积的淤泥类土，分布较稳定，厚度较大，土质较疏松软弱；大致可分为四个类型：
1．泻湖相沉积
2．溺湖相沉积
3．滨海相沉积
我国湿陷性黄土的固有特征有：
1）黄色、褐黄色、灰黄色；
2）粒度成分以粉土颗粒（0.05～0.005mm）为主，约占60％；
3）孔隙比e一般在1.0左右，或更大；
4）含有较多的可溶性盐类，例如：重碳酸盐、硫酸盐、氯化物；
5）具垂直节理；
土的成因类型特征及特殊土-软土
工程地质问题 （1）古河床相土压缩性低，强度较高，而现代河床堆积物的 密实度较差，透水性强； （2）河漫滩相冲积物具有双层结构，强度较好，但应注意其 中的软弱土层夹层； （3）牛轭湖相冲积土压缩性很高、承载力很低，不宜作为建 筑物的天然地基； （4）三角洲沉积物常常是饱和的软粘土，承载力低，压缩性 高，但三角洲冲积物的最上层常形成硬壳层，可作低层或多层建 筑物的地基。 （5）道路多选择在冲积层上通过。
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。
8. 风积土（Qeol） 风积土是指在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，
搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土。颗粒主要由 粉粒或砂粒组成，土质均匀，质纯，孔隙大，结构松散。最常见的 是风成砂及风成黄土，风成黄土具有强湿陷性。
该方法加固软地基具有适用范围广、施工方便、设备简单、工期短、造 价低和加固效果好等优点，因而被广泛应用于港口码头、道路路基、机场跑 道以及低层建筑等地基的加固工程中。
3）砂垫层：按回填不同材料形成的垫层，如为砂则为砂垫层。 以中粗砂为好，也可用砾砂，碎石。 细砂虽然也可作为垫层，但不易压实，而且强度不高。
湖相沉积、河漫滩相沉积、牛轭湖相沉积、山区谷地沉积
特殊土的工程地质性质
特殊土的工程地质特性模块五土的工程地质特性
及分类定名
软土：
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。
分布：
沿海地区，内陆平原及一些山间洼地也有分布。成因类型：
n滨海沉积软土
n湖泊沉积软土
n河滩沉积软土
n沼泽沉积软土
n低透水性：垂向渗透系数数量级一般在 (10-6~10-8)cm/s之间,对地
基排水固结不利。
n不均匀性：由于沉积环境的变化,土质均匀性差。作为建筑物地基易
产生不均匀沉降。
n高压缩性：压缩系数大,建筑物沉降量大。
一、软土的工程地质特性
n低强度：软土地基的承载力很低,软土边坡的稳定性差。
n触变性：当原状土受到振动或扰动以后，由于土体结构遭破坏，
强度会大幅度降低。软土属于高灵敏土或极灵敏土。
n流变性：软土在长期荷载作用下,除产生排水固结引起的变形外,
还会发生缓慢而长期的剪切变形。
二、膨胀土的工程地质特性
膨胀土：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。
粒度组成中粘粒含量大于30%；矿物成分中，伊利石、蒙脱石等强亲水性矿物占主导地位。
多分布在二级及二级以上的阶地和山前
丘陵地区，个别分布在一级阶地上，地
形坡度平缓，无明显的自然陡坎。
常在旱季出现地裂缝，可长达数十米至近
百米，深数米，但雨季会闭合。
二、膨胀土的工程地质特性
工程特性:
液限、塑限和塑性指数都较大，但天然含水率较小，常处于硬塑或坚硬状态
强度较高，内聚力较大，内摩擦角较高，压缩性中等偏低，常被认为是很好的地基；n土体湿度增高时,体积膨胀并形成膨胀压力;
n土体干燥失水时,体积收缩造成裂缝。膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生,导致土的强度衰减。
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 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
特殊土--软土
• 总结：
• 概念 • 分布 • 成因类型 • 特征 • 工程性质 • 工程地质问题和防治措施(重点)
特殊土--软土
4.软土的特征
➢颜色多为灰绿色、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时有腥臭味 ； ➢颗粒成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60%－70%； ➢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；
特殊土--软土
5.软土的工程性质
1）高含水量和高孔隙性，天然含水量一般在50-70%； 天然孔隙比在1～2之间，有的可高达5.8（滇池）； 2）透水性低(渗透系数一般在i×10-4—i×10-8cm∕s)； 3）压缩性高:变形大而不均匀；变形稳定历时长 4）抗剪强度低，这与排水固结程度有密切的关系； 5）具有明显的触变性和流变性。
（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。
第七章-特殊土地基
图7.3 双线法压缩试验曲线 1－不浸水试样php曲线; 2－浸水试样ph′p曲线;
3－p s 曲线 14
湿陷性评价： ✓ 湿陷起始压力：
根据现场载荷试验p-s曲线(压力与浸水下沉量曲线)，
取其转折点所对应的压力作为湿陷起始压力。 ✓ 湿陷性判别 当黄土所受压力低于这个数值，即使浸了水也只产生压
✓ 黄土地区的湿陷等级
• 湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土层累计的 总湿陷量和计算自重湿陷量的大小按下表确定。
n
zs 0 zsihi i 1
n
s sihi i 1
湿陷类型
zs(cm) s(cm)
s ≤30 30<s≤70
s >70
非自重湿陷性 地基
zs ≤7
Ⅰ(轻微) Ⅱ(中等)
——
自重湿陷性地基
7<zs≤35
Ⅱ(中等) Ⅱ或Ⅲ Ⅲ(严重)
zs >35
—— Ⅲ(严重) Ⅳ(很严重)
17
勘察要求： ✓ 对湿陷性黄土地区进行地基勘察时，依照《湿 陷性黄土地区建筑规范》和《岩土工程勘察规范》 进行。
18
目的：改善土的性质和结构，减少土的渗水性、压缩性， 控制其湿陷性的发生，部分或全部消除它的湿陷性，满足 地基在承载力、变形及稳定性方面的要求。
地下暗河
落水洞
入口
特殊土地基
第五节
山区地基及红粘土地基（土岩组合地基）
当建筑地基的主要受力层范围内存在有： （1）、下卧基岩表面坡度较大的地基；（2）、 石牙密布并有出露的地基；（3）、大块孤石地 基 三种情况之一时，则属于土岩组合地基。 土岩组合地基的主要工程特性如下： （1）、基岩表面坡度较大，上覆土层厚薄不均。 （2）、石芽密布并有出露的地基，基岩表面凹凸 不平，易产生过大的不均匀沉降。 （3）、大块孤石或个别石芽出露地基，在软硬交 界处极易产生不均匀沉降，造成建筑物开裂。
三、湿陷性黄土地基的工程措施 以地基处理为主防止地基湿陷。具体有： 1、地基处理：破坏湿陷性黄土的大孔结构，以 便全部或者部分消除地基的湿陷性。 2、防水措施：消除黄土发生湿陷变形的外因。
要求做好建筑物在施工及长期使用期间的防水、
排水工作，防止地基土受水浸湿。
3、结构措施：在建筑结构设计中采取适当措施， 以减小建筑物的不均匀沉降或使结构能适应地基 的湿陷变形。 4、使用维护：使用期间，对建筑物和管道应经常 进行维护和检修，确保防水措施的有效发挥，防 止地wenku.baidu.com浸水湿陷。 上述措施中，地基处理是主要的工程措施。 防水、结构措施是辅助措施。
二、黄土的湿陷性及评价
湿陷性：是黄土最主要的工程特性。是指黄土浸水后在 外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。
湿陷性黄土可分为非自重湿陷性和自重湿陷性黄土两种。
第九章,特殊土--具有特殊工程性质的土类
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基础工程知识点总结
内在：矿物成分，外观结构特征；粘粒含量；土的密度和含水量；土的结构强度； 外在：气候条件（首要），地形地貌，植被，日照时间及强度。 膨胀土地基的破坏作用主要源于明显而反复的胀缩变化。 膨胀土地基的评价：
2、膨胀力 pe——表示原状土样在体积不变条件下，由于浸水产生的最大压力。 (在浸水条件下维持体积不变所需要的力) 膨胀力<基底压力<地基承载力
1、较高的粘粒含量使具有高分散性和较大孔隙比； 2、一般处于硬塑和坚硬状态； 3、较高的强度和较低的压缩性； 红粘土地基的评价： 1、天然状态下红粘土膨胀量小，但有强失水收缩性； 2、红粘土中常有溶洞或土洞，裂隙发育，地基稳定性差。 3、地基承载力较高； 4、土层不均匀 红粘土的工程措施： 1、充分利用红粘土上部坚硬或硬塑状态的土层作持力层； 2、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，可作褥垫； 3、对基础下红粘土厚度变化较大的地基，可进行换填，以调整基础沉降差。
其他特殊土地基 1.多年冻土地基
按含盐类和有机物不同分：盐渍化冻土，冻结泥炭化土 按变形特征分：坚硬，塑性，松散冻土 按三种状态之一进行设计：冻结状态，逐渐融化状态，预先融化状态。 2.盐渍土地基 西北干旱地区，地基具有：溶陷性，盐胀性，腐蚀性。 工程措施：
（1）不具溶陷性，盐胀性的——除防腐外，可安一般设计； （2）溶陷量较小的盐渍土，次要建筑——满足地基变形和强度条件即可。 （3）溶陷量较大的盐渍土——既满足地基变形和强度条件，又要据危害采取措施。
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 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。 四、膨胀土 膨胀土是指含有大量的强亲水性粘土矿物成分具有显著的吸水膨胀 和失水收缩、且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土。 膨胀土的特点通常强度较高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
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
三、膨胀土
是一种粘性土，具有明显的膨胀和收缩特性， 是一种粘性土，具有明显的膨胀和收缩特性，对环境 膨胀和收缩特性 （湿热）变化很敏感。 湿热）变化很敏感。
1、膨胀土的特征及其分布
强度较高、压缩性中偏低 误当好土 误当好土； 强度较高、压缩性中偏低—误当好土；当含水量增加和 受扰动后，强度明显降低，压缩性增加。 受扰动后，强度明显降低，压缩性增加。 膨胀土在我国广泛分布，遍布20多个省区， 膨胀土在我国广泛分布，遍布20多个省区，尤其在北 20多个省区 西安—成都一线东南 广西一线西北这一北东—南酉 京—西安 成都一线东南、杭州 广西一线西北这一北东 南酉 西安 成都一线东南、杭州—广西一线西北这一北东 向的广大区域内，分布最为普遍。 向的广大区域内，分布最为普遍。
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
六、冻土
指温度等于或低于零度、且含有冰的各类土。 指温度等于或低于零度、且含有冰的各类土。根据其 冻结时间可分为:季节性冻土和多年冻土。 冻结时间可分为:季节性冻土和多年冻土。 1、季节性冻土及其工程性质 季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结， 季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结，夏季全部融 化，呈周期性冻结、融化的土。多分布在我国的华北、西北和东 呈周期性冻结、融化的土。多分布在我国的华北、 北等地区。 北等地区。 冻结状态时， 冻结状态时，较高强度和低压缩性 融化后，承载力降低，压缩性增加， 融化后，承载力降低，压缩性增加，融陷 冻结过程中，发生冻胀 冻结过程中，发生冻胀
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。
特殊土的工程特性
01 黄土的颗粒成分
02 压缩性
03 抗剪强度
04 湿陷性
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。
膨胀土是指含有大量亲水黏土矿物，湿 度变化时体积会发生较大变化，膨胀变形受 约束时其内部会产生较大内应力的高塑性土。 膨胀土的黏土矿物主要是蒙脱石和伊利石， 二者吸水后强烈膨胀，失水后收缩，长期反 复多次胀缩后，强度会衰减，可能导致工程 建筑物开裂、下沉、失稳破坏。
膨胀土的地质成因多以残积、坡积、冲 积、洪积、湖积为主，一般位于盆地内垅岗， 山前丘陵地带和二、三级阶地。
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
冻土冻结时，土体体积膨胀，地基隆起，但 冻土的强度高，压缩性很低；融化时，土体体积 缩小，强度急剧降低，而压缩性提高。
我国多年冻土主要分布在大兴安岭北部、青 藏高原和新疆高山地区；季节冻土主要分布在华 北、东北、西北和西南高山区。
冻
在冻土区，当温度降低到土的冻结温度以下时，湿土中的水
胀
分就向正冻带迁移，并以冰的形式充填土颗粒间隙。
水文与工程地质专业《6.1软土》
大家好，在工程工程中，我们处理土体中的地质问题，大局部都是特殊土层中，前面我们介绍了土的工程分类，接下来几节给大家介绍特殊土
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。
特殊土的种类甚多，本章主要表达静水沉积的软土、湿热气候条件下形成的红土、西北华北等干旱气候条件下形成的黄土类土、盐渍土及人工填土等。这些特殊土的性质不同于常见的一般土，故其研究内容、研究方法也常有特殊要求。
首先给大家介绍软土
软土是在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力低，抗剪强度低的软塑－流塑状态的粘性土，如淤泥等。如下图，我们很熟悉的地层
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。上海是我国第二大高楼建筑物城市，有全国最高建筑物，但是上海的地层确实软土地层。
那么软土是怎么形成的了？
软土的成因类型不同，其工程地质分类也不尽相同，按照成因类型软土分为以下几种：
沿海沉积型、内陆湖盆沉积型、河滩沉积型和沼泽沉积型，这些都在我们的普通地质学介绍。
软土为什么称其为特殊土，因为它的特性和工程性质都很差，软土的颜色多为灰绿色、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时有腥臭味；
颗粒成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60%－70%；
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；
第2章 特殊土简介
三、膨ห้องสมุดไป่ตู้土病害的防治措施
2、路堤方面
（1）做好路堤排水
（2）坡面防护
（3）设置坡脚支挡建筑物
（4）加宽路基、预留沉落量
（5）填料问题
三、膨胀土病害的防治措施
3、土基（基床、基层）方面 （1）路堤填筑：不小于1.2m的非裂隙粘土或 0.6m左右的渗水材料 （2）路堑土基：换填，渗水材料，0.6m左右
第四节
盐 渍 土
盐渍土是指在地表土层1m厚度内，易溶盐的平均
含量大于0.5%，使之盐渍化了的土。 分布范围 分布较广，如江苏北部、渤海沿岸、松辽平原、 河南、山西、内蒙、甘肃、青海、新疆等地。
一、盐渍土的形成与季节变化
1、盐渍土的形成
（1）地下水的矿化度高
（2）地下水位较高
（3）气候比较干旱
2、盐渍土中盐分的季节变化
（4）砂井 钻机成孔后，灌入粗、中砂，即为砂井，或称砂桩。 特点 改变了地基的排水条件，缩短了排水路径， 加速了地基的排水固结，提高了地基强度。 适用范围 ● 软土层厚度大于5m。
●
路堤高度大于极限高度的1.67～2倍。
● 或小于此值，但因地处农田和填料来源 困难时。
（5）其它方法：
强夯、预压固结法、土工合成地基、爆破排淤、
四、盐渍土地区的工程处治措施
1、控制填料的含盐量
渗水土隔断法
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
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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
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
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
Cail
t og
t1
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
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
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
Hale Waihona Puke Baidu
固结
排水固结
U z >30%
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。
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。
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sc i Hi
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1 1 e0iC cli op1 g ip 1i pi
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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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
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。
p /kPa
五、软土地基的处理技术
120 100
80 60 40 20
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
堆载预压法
原理：e－p 曲线，f －P曲线
过程： 先在地基中设置砂井、塑料排水带等竖向排 水体，然后利用建筑物本身质量分级逐渐加载， 或在建造前，在场地加载预压，使土体中的孔隙 水排出，土层逐渐固结。
设计要点：(1) 排水竖井，井径－
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(1) 排水竖井 井径－ 普通300－500mm，袋桩砂井70－120mm，
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
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。
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
塑料排水袋，可按下式计算：
dp
2b
平面布置：等边三角形或正方形布置。有效排水直径与间
距的关系为：
de 1.05l
de 1.13l
井径比确定
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(1) 排水竖井
井距：间距可按井径比n选用，据工程实践，塑料排水带 或袋装砂井n=15~22，普通砂井，n=6~8。
竖向和向内径向排 水固结
（竖井穿透受压土层）
8
8
2
1
2
2cv 4H 2
8ch
F
n
d
2 e
2cv
4H 2
8ch
Fn
d
2 e
ch径向排水固结系数，cv竖向排水固结系数 cm2/s；H为土 层竖向排水距离，双面排水时为土层厚度的一半，单面时
为土层厚度； U z 为双面排水土层或固结应力均匀分布的
单面排水土层平均固结度
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
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
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
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
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。
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
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？
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
石经院硕士研究生课程
特殊土工程地质
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。
任务：
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
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
s
n
s i1
p0 Esi
ziai1zi1ai1
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