浅述膨胀土判定方法与标准

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浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验

浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验

浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验

膨胀土是指土壤在吸湿时体积发生膨胀变形,干燥时体积发生收缩变形的土壤。由于

土壤中的膨胀土具有独特的力学特性和渗透性能,因此需要开展相关试验对其进行研究和

评价。

一、膨胀土胀缩变形试验

膨胀土胀缩变形试验是研究和评价膨胀土在不同湿度条件下体积变化的试验,常见的

试验方法有困绕试验、湿陷试验、湿度稳定试验等。

1. 困绕试验

困绕试验是通过将土样固定在试验装置中,使其无法自由膨胀或收缩,然后浸泡土样,记录土样吸水后的体积变化。该试验能够直接反映土壤在吸水时的膨胀程度。

2. 湿陷试验

湿陷试验是将土样在一定压力下加水浸泡一段时间,然后在固定的压力下测量土样的

体积变化。该试验能够评价土壤的湿陷性能,为膨胀土胀缩变形提供依据。

3. 湿度稳定试验

湿度稳定试验是在固定湿度条件下进行试验,记录土样的体积变化。通过不断调整土

样的含水量,找出土样的临界湿度,即土样从收缩状态进入膨胀状态的临界含水量。该试

验能够反映土壤的膨胀特性。

二、渗透性规律试验

渗透性规律试验是研究和评价土壤渗透性能的试验,常见的试验方法有渗透试验、渗

透系数试验等。

1. 渗透试验

渗透试验是通过在一定压力下加水到土样中,记录水的渗透量和时间,以及土壤的渗

透速度,从而评价土壤的渗透性。该试验可通过确定土壤的渗透性系数来表征渗透性。

膨胀土胀缩变形试验和渗透性规律试验是评价膨胀土力学特性和渗透性能的重要手段。通过这些试验可以了解膨胀土在不同湿度条件下的体积变化和渗透性能,为土壤工程设计

和施工提供科学依据。

膨胀土的工程特性胀缩性超固结裂隙.

膨胀土的工程特性胀缩性超固结裂隙.

1、膨胀土的定义

膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊性粘土。膨胀土是一种对于环境变化,特别是对于湿热变化非常敏感的土,其反映是发生膨胀和收缩,产生膨胀压力。

2、膨胀土的主要物理力学特征

⑴粒度组成中,通常黏粒(d<2μm )含量不大于30%.

⑵粘土矿物成分中,伊利石和蒙脱石等亲水性矿物占主导地位。

⑶土体湿度增高时,体积膨胀并形成膨胀压力;土体干燥失水时,体积收缩并形成收缩裂缝,反复的干缩湿胀,使土中的裂隙发育,不仅破坏土体的连续性和完整性,而且也形成了地表水浸入的通道,同时水的浸入又加速了土体的软化及裂隙生成。(裂隙性)

⑷膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生,导致土的强度衰减。(强度衰减性)

⑸多数属于液限大于50%的高液限土。

⑹超固结性:膨胀土在沉积过程中,在重力作用下逐渐堆积,土体将随着堆积物的加厚而产生固结压密。由于自然环境的变化和地质作用的复杂性,土在自然界的沉积作用并不一定都处于持续的堆积加载过程,而是常常因地质作用而发生卸载作用。膨胀土在反复胀缩变形过程中,由于上部荷载(土层自重)和侧向约束作用,土体在膨胀压力作用下反复压密,土体表现出较强的超固结特性。这种超固结与通常的剥蚀作用产生的超固结机理完全不同,是膨胀土由于含水率变化引起的膨胀压力变化产生的,是膨胀土特有的性质。

3、工程建设中的膨胀土问题

⑴在天然状态下,膨胀土通常强度高,压缩性低,在地面以下一定深度取样时难以发现宏观裂纹。但一旦在大气中暴露,含水率发生变化时,很快出现大大小小的裂纹,土体结构迅速崩解,透水性不断增加,强度迅速减小直至为零。膨胀土边坡在极缓的情况下发生滑动。“逢堑必滑,无堤不塌”。“晴天一把刀,雨天一团糟”、“天晴张大嘴,雨后吐黄水”是膨胀土强度特性和胀缩性规律的高度

膨胀土类型和工程性质分析

膨胀土类型和工程性质分析

膨胀土类型和工程性质分析

膨胀土是现代工程地质学和土力学中新近出现的一个名词,它是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊性粘土。其粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成,具有超固结性、多裂隙性、遇水膨胀、失水收缩开裂且反复变形等特殊工程性质。与一般粘性土显著不同,由于膨胀土具有多裂隙性以及土体中裂隙的杂乱分布,因此对建筑物产生的变形破坏作用往往伴有长期潜在危险的特点。由于膨胀土在形貌上和工程地质性质上的特殊性及其不良工程特性导致的工程问题或地质灾害的频繁发生而引起人们的重视。

1.膨胀土的定义、分布、类型及判定方法[1-2]

1.1膨胀土的定义、分布

所谓膨胀土,是指粘粒成分主要由强亲水性矿物组成,液限大于40%,具有显微裂隙和胀缩裂隙与非水稳性结构,吸水膨胀软化,失水收缩硬裂的高塑性粘性土。

膨胀土在自然条件下,多呈硬塑或坚硬状态,具有黄、红、灰、白等色,裂隙较发育,常见光滑面和擦痕;多出露于二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形坡度平缓,无明显自然陡坎。在季节性干湿气候变化条件下,常导致低层砖石结构的建筑物成群开裂损坏。但是吸水膨胀,失水收缩是粘性土的共性,因此只有当粘性土的胀缩性增大到一定程度,产生膨胀压力或收缩裂缝,并足以危害建筑物的稳定与安全时,便可格其作为一种特殊土从中独立出来,称为膨胀土。

1.2.膨胀土的分类及判定方法

现在,国内外关于膨胀土的判别与分类方法有很多,研究者从不同的工作目的出发,采用不同的特性指标建立的判别与分类方法是不相同的。

1.2.1膨胀土的分类方法主要有以下几种:

工程岩土与测试:膨胀土

工程岩土与测试:膨胀土

特殊土-膨胀土
4.膨胀土的工程性质
高塑性,含黏粒及粉粒为主; 低含水量,呈坚硬-硬塑状态; 孔隙比小,密度大; 具膨胀力,自由膨胀量>40%; 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。
特殊土-膨胀土
5.膨胀土的判别
根据我国十余年来的实践经验,判别膨胀土的主要依据是工程地质 特征与自由膨胀率。因此《膨胀土规范》中规定,凡具有下列工程 地质特征的场地,且自由膨胀率≥40%的土应判定为膨胀土。
特殊土-膨胀土
特殊土-膨胀土
特殊土-膨胀土
② 建筑物布置和基础设计措施 ➢选择地形平坦地段,避免引起湿度变化; ➢增加基础附加荷载克服土的膨胀; ➢加大基础的埋深; ➢ 加强结构刚度及增设沉降缝等。
特殊土-膨胀土
③地基土改良措施—消除或减少土的胀缩性能
➢换土法,挖出膨胀土,换填砂、砾石等非膨胀土
特殊土-膨胀土
《工程岩土与测试》
特殊土-膨胀土
膨胀土
膨胀土也是一种很重要的地区性特殊土类,按照我国《膨胀土地 区建筑技术规范》(GB50112-2013)中的定义,膨胀土应是土中 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。众所周知,一般粘性土也都有膨胀、 收缩特性,但其量不大,对工程没有太大的实际意义;而膨胀土的 膨胀—收缩—再膨胀的周期性变形特性非常显著,并常给工程带来 危害,因而工程上将其从一般粘性土中区别出来,作为特殊土对待。

膨胀土

膨胀土
2)外纵墙下端呈水平裂缝,基础向外扭转,墙体上部内倾。 图4-44为合肥某校宿舍楼,二层砖木结构,1956年建成到 1962年由于外墙基土逐渐失水收缩,在外纵墙上出现了一只手能 插进去的水平裂缝,墙面外倾最大达1.5cm,裂缝延伸约24m,内 外墙接头处拉开达3.5cm。 3)房屋角端裂缝严重。而且常伴随着一定的水平位移和转 动。 这种特征裂缝的形成,主要是因为基础埋置过浅,而墙角部 位基土两面与大气接触,土中水分蒸发较大,地基收缩变形远比 墙体中间部位剧烈的缘故。 4)地坪多出现平行于外纵墙的通长裂缝。 这种裂缝的特点 是,靠近外墙者宽,离外墙较远的变窄,再远则不出现裂缝。这 种裂缝大小与外墙距离有关的现象,显然,是因外墙基土体收缩
工程地质学
2、膨胀土的特征及其判别
土体的现场工程地质特征 膨胀土的物理、力学及胀缩性指标 已有建筑物的变形、裂缝特征 膨胀土的判别
工程地质学
(1)土体的现场工程地质特征
1)地形、地貌特征 2)土质特征
工程地质学
(1)地形、地貌特征: 膨胀土多分布于II级以上的河谷阶地或山前丘
陵地区,个别处于I级阶地。在微地貌方面有如下 共同特征:
膨胀土
1、膨胀土的分布与研究意义 2、膨胀土的特征及其判别 3、影响膨胀土胀缩变形的主要因素
1、膨胀土的分布与研究意义
工程地质学
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。 它一般强度较高,压缩性低,易被误认为 工程性能较好的土,但由于具有膨胀和收 缩特性,在膨胀土地区进行工程建筑,如 果不采取必要的设计和施工措施,会导致 大批建筑物的开裂和损坏,并往往造成坡 地建筑场地崩塌、滑坡、地裂等严重的不 稳定因素。

标准吸湿含水率判断膨胀土

标准吸湿含水率判断膨胀土

标准吸湿含水率判断膨胀土

膨胀土是指在含水率增加时会发生体积膨胀的土壤。通常情况下,我们可以通过测定膨胀土的含水率来判断其膨胀性质。一般来说,含水率在膨胀土的判断中起着至关重要的作用。

首先,膨胀土的含水率通常是指其干重与饱和重之比,即含水率=(湿重-干重)/干重×100%。在实际工程中,通常采用标准干重和饱和重进行测定。标准吸湿含水率是指在室内条件下,膨胀土达到一定稳定状态后的含水率。对于不同类型的膨胀土,其标准吸湿含水率可能会有所不同。

其次,膨胀土的含水率与其膨胀性质密切相关。一般来说,当膨胀土的含水率增加时,其体积也会相应增加,从而表现出膨胀的特性。因此,通过测定膨胀土在不同含水率下的体积变化,可以判断其膨胀特性。

除了含水率,还有一些其他因素也会影响膨胀土的膨胀性质,例如土壤的颗粒组成、结构特征、粘土矿物种类等。因此,在判断膨胀土时,需要综合考虑这些因素,并通常需要进行室内试验或现场观测来全面评估膨胀土的性质。

总的来说,标准吸湿含水率是判断膨胀土膨胀性质的重要参数之一,但在实际工程中,还需要综合考虑其他因素,进行全面的分析和评估。

膨胀土的分类及膨胀土地区基础施工分析

膨胀土的分类及膨胀土地区基础施工分析

膨胀土的分类及膨胀土地区基础施工分

摘要:膨胀土地区施工受到膨胀土的性质以及当地水文地理条件的影响,在施工过程中,需要提高对膨胀土体积变化的观察,采取相应的防范与治理措施,为施工的稳定开展做保障。本文首先概述膨胀土并列举膨胀土的分类,通过施工勘察、换土、地下室防水等措施分析膨胀土地区基础施工相关技术与需要注意的地方。

关键词:膨胀土;基础施工;分类

引言:膨胀土地区施工需要注意膨胀土的含水量变化,在施工过程中重视膨胀土的排水与保湿,结合当地地势地形等因素,确保施工安全与质量,达到合理利用膨胀土并避免膨胀土面积扩大的目的。

1膨胀土的分类

膨胀土是种高塑性黏土,一般承载力较高,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性,性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形,造成位移、开裂、倾斜甚至破坏,尤以低层平房较为严重,危害性很大,其裂缝特征有外墙垂直裂缝,端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝,内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等;地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。膨胀土在天然状态下强度一般较高,压缩性低,将其作为地基时,需要注意地表的防渗与排水,或将持力层范围内的膨胀土挖除,用砂或其他非膨胀土回填等方式,确保地基的质量[1]。

国内外膨胀土的分类标准比较多,本文举例分类如下:膨胀土按粘土矿物分类,可以归纳为两大类:一类以蒙脱石为主,另一类以伊利石土和高岭土为主,蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀,而伊利石和高岭土则发生有限的膨胀。按膨胀性分类可分为:弱膨胀、中膨胀、强膨胀三类[2]。

膨胀土的判别

膨胀土的判别

膨胀土的判别

1.初判

凡野外宏观地质特征符合上述膨胀土的特征的,且自由膨胀率F S ≥40%的土,应初判为膨胀土。

所谓自由膨胀率F S 是由人工制备的烘干土,在水中增加的体积与原体积之比,按下式计算:

0V V V F W s -= 式中 W V ——土样在水中膨胀稳定后的体积(ml );

0V ——土样原有体积(ml )。

2.详判

满足以下三项指标的任意两项时,应判定为膨胀土:

(1)自由膨胀率FS ≥40%。

(2)蒙脱石含量M ≥7%。

利用二氯化锡容量法测定粘土矿物成分蒙脱石的含量:

10044

.0)/(3210⨯⨯⋅⋅⋅-=m A V V T V V M 式中:0V ——加入次甲基蓝量(ml );

1V ——所消耗0.1%二氯化锡量(ml );

2V ——定容总体积(ml );

3V ——取清液体积(ml );

T ——滴定度,即每毫升二氯化锡标准溶液相当于0.2%

次甲基蓝的毫升数,由空白求出;

m ——式样质量(g );

A ——标准次甲基蓝浓度(g/ml )

; 0.44——吸蓝量对蒙脱石的换算系数。

(3)阳离子交换量]100/)([174±≥+g NH mmol CEC

采用EDTA 按盐速测法,可测定土对溶液中的阳离子交换吸附性能强弱的指标。

阳离子交换量]100/)([4±+g NH mmol CEC =100)1()()(0⨯+⋅-⋅m

V V HCl C ω 式中:)(HCl C ——盐酸标准溶液浓度(mol/l );

V ——滴定式样时消耗盐酸标准溶液体积(ml )

; 0V ——空白试验消耗盐酸标准溶液体积(ml );

膨胀土划分标准

膨胀土划分标准

膨胀土划分标准

膨胀土是指含有一定量的粘性粘土矿物的土壤,在某些条件下会发生膨胀和收缩现象。膨胀土的划分标准主要有以下两种:

1. 根据膨胀程度划分

根据国际标准,根据试验测定的膨胀率,将膨胀土分为以下五个等级:

(1)膨胀率小于10%的土属于非膨胀土;

(2)膨胀率为10%~30%的土属于轻度膨胀土;

(3)膨胀率为30%~50%的土属于中度膨胀土;

(4)膨胀率为50%~70%的土属于重度膨胀土;

(5)膨胀率大于70%的土属于极重度膨胀土。

2. 根据土壤类型划分

根据国家标准,根据土壤类型和膨胀性质,可以将膨胀土分为以下四个类型:

(1)粘性土的膨胀性土,包括黏土、壤土、黏壤土、粘性砂土、粘性砾石土等;

(2)粘性土与砂的混合土的膨胀性土,包括粘性砂土、粘性砾石土等;

(3)砂性土的膨胀性土,包括砂土、砂质壤土、砂砾土、砾石土等;

(4)粘性土或砂性土与碳酸盐岩固结物的膨胀性土,包括粘性砂质岩土、粘性砾石岩土、砂质岩土、砾石岩土等。

以上是膨胀土的划分标准,对于工程设计和施工来说,了解土壤类型和膨胀程度非常重要,可以有效避免因膨胀产生的地质灾害和工程事故。

公路工程膨胀土的判定标准与判定方法探讨

公路工程膨胀土的判定标准与判定方法探讨

公路工程膨胀土的判定标准与判定方法探讨

【摘要】本文简要介绍了公路工程膨胀土的判定标准与判定方法,并对公路工程膨胀土的判定标准与判定方法进行了综合分析,提出了公路工程膨胀土的判定标准与判定方法建议。

【关键词】公路工程;膨胀土;判定标准;判定方法

1前言

膨胀土是土中黏粒含量较多,主要由亲水性矿物蒙脱石、伊利石等组成,具有显著的吸水膨胀、软化和急剧的失水收缩、开裂,并能产生多次循环胀缩变形,受气候影响强度急剧衰减的黏性土。由于膨胀土的存在,易造成建筑物墙体开裂、烟囱倾斜、生产车间产生不均匀沉降等。对于公路工程,膨胀土的存在,极易使公路路堑边坡形成泥流、产生溜塌或滑坡、支挡工程破坏等,给人民生命财产安全构成威胁。

笔者根据多年来膨胀土地区勘察、施工工作经验,对膨胀土的判定标准与判定方法进行了综合分析,提出了公路行业膨胀土的判定标

准与判定方法建议。

2公路工程膨胀土的判定标准与判定方法

2.1膨胀土的初判

2.1.1膨胀土的初判标准

1.膨胀土的工程地质特征:

1)土的颜色一般为棕红、棕黄、褐黄、灰白、灰绿色等。

2)网状裂隙极发育,有蜡面,易风化成细粒状;鳞片状裂隙发育,常有光滑面和擦痕,有的裂隙中充填着灰白、灰绿色黏土。

3)土质细腻,滑感特强,以蒙脱石、伊利石为主;黏土中含有少量粉砂,滑感较强,含较多的钙质结核、铁锰质结核或薄膜,在旱季呈坚硬或硬塑状态,在雨季黏滑,液限大于40%。

4)多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带,地形平缓,无明显自然陡坎。

5)坡面常见浅层溜塌、滑坡、地面裂隙。当坡面有数层土时,其中膨胀土层往往形成凹形坡。新开挖(槽)壁易发生坍塌等。

浅析膨胀土快速判别-分类的工程指标

浅析膨胀土快速判别-分类的工程指标

浅析膨胀土快速判别\分类的工程指标

摘要:鉴于以往的规范、规定和条例中存在的不足之处,本文简要分析了膨胀土分类的意义、原则和评价指标。阐述原因并提出建议的评价指标,既全面反映土的成分和结构的影响又能消除土的天然湿度和密度状态的影响。

关键词:膨胀土;评价指标;分类原则

Abstract:Inadequacies exist in the past because of the norms, rules and regulations。This article analyzes the meaning of expansive soil classification, principles and evaluation indicators briefly. Explain why and make recommendations on the evaluation index, both reflect the soil composition and structure fully but also to eliminate the natural soil moisture and density of states of expansive soil.

Key words: Expansive soils, Evaluation indicators, Classification principles 1.概述

膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特殊高液限黏土。多呈坚硬或硬塑状态,强度一般较高,具有漫水强度衰减,干缩裂隙发育的特性。如果对膨胀土的特性缺乏了解,或在设计和施工中没有采取必要的措施,当利用其作为建筑物地基时,则会给建筑物造成危害,尤其对三至四层以下的低层轻型建筑带来极大危害,并且不易修复。我国是世界膨胀土分布最广、面积最大的国家之一,广泛分布于滇、桂、黔、鄂、冀、豫、鲁、晋、川、陕、皖等10 多个省和自治区。

浅述膨胀土判定方法与标准

浅述膨胀土判定方法与标准

浅述膨胀土判定方法与标准

膨胀土是土体颗粒成分由强亲水性矿物组成,对环境湿热变化敏感的高液限粘土,具有显著湿胀干缩和反复湿胀干缩,同时具有多裂隙性,超固结性,强度衰减性等特殊性质。膨胀土对工程建设危害很大且具有反复性。膨胀土地区房屋建筑大量开裂变形,铁路路基边坡经常坍方、滑坡,公路经常路堤沉陷、纵向开裂、坍肩,路堤边坡滑坍,以及路堑边坡剥落、冲蚀、泥石流、滑坍等病害,公路路面经常出现大幅度的随季节变化的波浪变形。

膨胀土主要特征:

1、粘粒(<0.002mm)含量》≥30%;

2、粘土矿物中蒙脱石、伊利石等强亲水性矿物居主导地位;

3、土体随含水量增加,体积膨胀产生压力,土体受热干燥失水收缩形成干缩裂缝;

4、膨胀收缩变形随环境湿热变化多次重复,引起强度衰减;

5、属于液限大于40%的高液限粘土;

吸水膨胀,失水收缩是粘性土共性,膨胀土只是粘性中很特殊的一种土体。若对膨胀土漏判,会给工程埋下隐患,造成病害。若把普通粘土误判成膨胀土,或对其胀缩潜势判断有误,将增大工程规模,增加工程造价造成浪费。故正确判定膨胀土在工程中意义重大。

当今,国内外判定膨胀土的方法指标很多,甚至国内不同行业间的判定方法指标也不相同。基本分为物理法、化学法、力学法。物理法主要根据土的粒度组成与稠度性质判定;化学法主要分析土的矿物成分或化学性质因而判定;力学法主要以膨胀力指标判定。还有以物理、化学、力学性质指标综合判定。

一、国外判别方法

1、前苏联建筑法规:

①土质遇水,eL=WLeL-e01+e0π≥0.3,考虑土的膨胀性,

膨胀土规范

膨胀土规范

膨胀土规范

膨胀土规范是指对膨胀土工程进行设计、施工和监理的一系列规范和标准。下面是有关膨胀土规范的一些重要内容,共计1000字左右。

1. 膨胀土工程的分类和定义

膨胀土工程一般分为基坑支护和路基填土两个大类。基坑支护主要是指在建筑、地铁、隧道等基坑工程中,处于湿润状态下的膨胀土的工程处理措施;路基填土则是指膨胀土在公路、铁路等交通工程中的填土处理。

2. 膨胀土的特性和识别方法

膨胀土具有吸水膨胀、干缩破坏等特性,这些特性是由于膨胀土中含有膨胀矿物质,如膨润土等。膨胀土的识别方法主要有视觉识别、试验室试验分析等。

3. 膨胀土工程设计

膨胀土工程设计时需要考虑土体的膨胀性质、地下水位、地下水渗流和排水等因素。设计时需要进行地面沉陷计算和基坑开挖深度的确定,并选取适当的支护结构。

4. 膨胀土的加固与处理

膨胀土的加固与处理主要有排水处理和填土加固两个方面。排水处理可以通过建设排水井、排水管网等措施来降低地下水位,减少膨胀土的吸水膨胀。填土加固则是通过在膨胀土表面覆盖一层厚度适当的非膨胀土或加固材料,来减少膨胀土的体积变化。

5. 膨胀土工程施工要求

膨胀土工程施工要求包括开挖、填土、排水等方面。开挖时需要控制开挖深度,避免过度开挖引起土体失稳;填土时需要分层压实,避免侧向膨胀引起沉降不均匀;排水时需要及时清理排水设施,确保地下水能够及时排除。

6. 膨胀土工程质量检验与验收

膨胀土工程质量检验和验收主要包括开挖土层的质量检验、填土层的质量检验、排水系统的工作性能检验等。质量检验和验收应根据相应的规范和标准进行,确保膨胀土工程的质量和安全。

膨胀土的性质

膨胀土的性质

膨胀土的性质、矿物成分成因与分布特征及其野外识别方法

一、膨胀土的性质

膨胀土是一种具有特殊性质的粘土,其名称源于具有吸水膨胀和失水收缩的特性。这种土壤在含水量变化时,体积会发生明显的改变。当土壤吸收水分时,其体积会增大,而当土壤失去水分时,其体积则会缩小。这种特性使得膨胀土在干燥和湿润状态下的稳定性较差,容易发生形变。

膨胀土的另一个重要性质是其高压缩性。在承受压力的情况下,膨胀土的体积会明显缩小,这种压缩性在土壤排水不良或含水量较高时尤为明显。这一特性使得膨胀土在承受荷载时容易发生沉降,对建筑物的基础和结构稳定性造成影响。

此外,膨胀土还具有显著的裂隙性。在干燥或受压状态下,膨胀土容易产生裂隙,这些裂隙在土壤吸水或受潮时可能扩大,导致土壤结构的破坏和强度的降低。

二、膨胀土的矿物成分成因

膨胀土的矿物成分主要是由蒙脱石、伊利石等粘土矿物组成。这

些粘土矿物具有较高的吸水性和膨胀性,在遇到水时,其体积会发生明显的改变。此外,这些粘土矿物还具有较高的分散性和敏感性,容易受到外部环境的影响而发生性质的变化。

膨胀土的成因主要与地质时代的沉积环境、气候条件和地质作用有关。在沉积过程中,富含粘土矿物的泥沙在干旱或半干旱的气候条件下形成膨胀土层。随着地质时代的变迁,这些土壤层受到不同的地质作用和温度压力的影响,进一步形成了不同类型的膨胀土。

三、膨胀土的分布特征

膨胀土在全球范围内都有分布,主要集中在干旱和半干旱地区以及部分季风气候区。在中国,膨胀土主要分布在东北、华北、西北和西南等地区。这些地区的地理环境、气候条件和地质构造为膨胀土的形成提供了有利条件。

膨胀岩的判别方法浅析

膨胀岩的判别方法浅析

膨胀岩的判别方法浅析

作者:吴月辉

来源:《房地产导刊》2013年第03期

摘要:本文对膨胀土(岩)地区常见的工程地质问题和危害进行了论述,总结了膨胀岩的判别方法,为膨胀土(岩)地区的工程建设提供了参考。

关键词:膨胀岩工程地质问题判别方法

1 前言

膨胀土是指土中矿物成分主要由亲水性矿物组成,同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特征,且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。膨胀土的胀缩性主要取决于蒙脱石的含量,因为蒙脱石具有最强的胀缩性,可以说蒙脱石是膨胀土具有特殊性质的主要物质基础[2]。

膨胀土(岩)具有裂隙性、胀缩性和超固结性,虽然在天然状态下强度很高,但其对气候环境变化特别敏感。当含水量变化时,膨胀土(岩)遇水发生膨胀、失水发生收缩变形,表现出明显的胀缩性。其自由膨胀率一般大于40%;干湿循环次数增加时,膨胀土(岩)强度降低幅度增大,具有崩解性。气候变化时导致土体中裂隙扩展,更易于水分的侵入和蒸发,使土体极易风化。由于各地区膨胀土(岩)的矿物组成、结构和构造、土层埋藏深度和厚度及分布范围等的不同,使得膨胀土(岩)的性态各异。膨胀土(岩)反复胀缩变形的特性以及杂乱分布的多裂隙结构,对建筑物地基、道路和铁路路基、机场跑道、渠道边坡、堤坝等均有较严重的破坏作用。

我国是世界上膨胀土分布面积最广的国家之一,膨胀土分布的面积超过100,000平方公里。我国膨胀土的研究始于五十年代,主要由于当时兴修的铁路(如,四川成逾铁路)沿线发生膨胀土路基滑坡非常普遍而引起重视。六十年代以来水利灌溉工程(如安徽淠史杭灌渠)、几条重要的铁路干线(如太焦铁路詹东段,成昆铁路)以及工业与民用建筑物(如湖北郧县县城的迁址)的修建和运行中也普遍遭到膨胀土的破坏问题。所有这些膨胀土地区的工程实践都为认识膨胀土和系统开展膨胀土的研究积累了比较丰富的资料。但当时主要集中于工程危害的处理上,少量的、较为基础性的研究也大都带有经验性和半经验性的特点。直至七十年代初,我国才开始有组织、有计划地在全国范围内开展大规模膨胀土普查工作,在此基础上开展了膨胀土试验与研究工作。八十年代以来,中国的铁路、水利、交通等部门对膨胀土又组织了比较系统的研究,取得不少有意义的成果,并制定了膨胀土地区建筑规范。

浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验

浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验

浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验

膨胀土是指受水浸润而膨胀、干燥而萎缩的粘土质土壤。膨胀土的膨胀性是指土壤在

水分变化的作用下产生膨胀和压缩的性能。在工程领域中,膨胀土的胀缩变形和渗透性是

其重要的工程性能指标。本文将从胀缩变形和渗透性两个方面对膨胀土进行简要分析,并

介绍膨胀土的相关试验方法。

一、膨胀土的胀缩变形

1. 胀缩变形的原因

膨胀土的胀缩变形是由于土壤中的粘粒在吸附或释放水分的作用下发生胀缩变形。当

土壤吸收水分时,粘粒间的黏结力增加,导致土壤体积膨胀;而当土壤失去水分时,粘粒

间的黏结力减小,土壤体积发生萎缩变形。这种胀缩变形的能力取决于土壤的粘粒含量、

粒径大小和颗粒结构等因素。

2. 胀缩变形的影响

膨胀土的胀缩变形对工程建设具有重要的影响。膨胀土的胀缩变形会导致地基沉降和

变形,影响工程的稳定性和安全性;膨胀土在干湿交替作用下会产生裂缝和变形,影响建

筑物和道路的使用性能;膨胀土的胀缩变形还会影响地下管道和基础设施的稳定性,增加

维护和修复的成本。

3. 胀缩变形的控制

为了减少膨胀土的胀缩变形对工程造成的影响,可以采取一些控制措施。可以通过合

理的土壤改良措施,调整土壤的粒径结构和黏粒含量,减少土壤的胀缩性能;可以通过排

水和保水措施,控制土壤中水分的变化,减少土壤的胀缩变形;可以选择适当的基础结构

形式和建设技术,减少膨胀土的影响范围。

二、膨胀土的渗透性试验

1. 渗透性的概念

膨胀土的渗透性是指水分在土壤中的渗透速度和渗透性能。由于膨胀土的胀缩性能和

内部结构特点,其渗透性能具有一定的特殊性。对膨胀土的渗透性进行科学的试验分析,

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浅述膨胀土判定方法与标准

膨胀土是土体颗粒成分由强亲水性矿物组成,对环境湿热变化敏感的高液限粘土,具有显著湿胀干缩和反复湿胀干缩,同时具有多裂隙性,超固结性,强度衰减性等特殊性质。膨胀土对工程建设危害很大且具有反复性。膨胀土地区房屋建筑大量开裂变形,铁路路基边坡经常坍方、滑坡,公路经常路堤沉陷、纵向开裂、坍肩,路堤边坡滑坍,以及路堑边坡剥落、冲蚀、泥石流、滑坍等病害,公路路面经常出现大幅度的随季节变化的波浪变形。

膨胀土主要特征:

1、粘粒(<0.002mm)含量》≥30%;

2、粘土矿物中蒙脱石、伊利石等强亲水性矿物居主导地位;

3、土体随含水量增加,体积膨胀产生压力,土体受热干燥失水收缩形成干缩裂缝;

4、膨胀收缩变形随环境湿热变化多次重复,引起强度衰减;

5、属于液限大于40%的高液限粘土;

吸水膨胀,失水收缩是粘性土共性,膨胀土只是粘性中很特殊的一种土体。若对膨胀土漏判,会给工程埋下隐患,造成病害。若把普通粘土误判成膨胀土,或对其胀缩潜势判断有误,将增大工程规模,增加工程造价造成浪费。故正确判定膨胀土在工程中意义重大。

当今,国内外判定膨胀土的方法指标很多,甚至国内不同行业间的判定方法指标也不相同。基本分为物理法、化学法、力学法。物理法主要根据土的粒度组成与稠度性质判定;化学法主要分析土的矿物成分或化学性质因而判定;力学法主要以膨胀力指标判定。还有以物理、化学、力学性质指标综合判定。

一、国外判别方法

1、前苏联建筑法规:

①土质遇水,eL=WLeL-e01+e0π≥0.3,考虑土的膨胀性,

式中:eL——液限状态WL时土的孔隙比,

e0——天然状态时土的孔隙比;

GS——土的相对密度;

GW——水的密度;

②相对膨胀量(无负荷):

δH=hHC-h0h0

式中:hHC----浸水饱和时,在有侧限条件下,自由膨胀后土样高度;

h0----天然含水量时土样的原始高度。

③以附加荷载0.32kg/cm2时,膨胀土量分类。当膨胀时大于1.5%,体积变化严重,当膨胀量为0.5%-1.5%时,是临界状态,当膨胀量小于0.5%时,体积变化不严重。

2、澳大利亚采用不稳定系数Ipt:

当Ipt≥1时,要考虑土的膨胀收缩性

Ipt=εv∆PF

式中:εv----土试样线变形量

∆PF----与线变型对应的吸附势的变化值。

3、美国霍尔兹W.G提出自由膨胀率≥50%时,判定为膨胀土。

4、国外其他分类方法

①按照活动性指数KA分类,即KA>1.25属于活动性粘土,1.25>KA>1.75属于一般粘土,KA<0.75属于不活动性粘土。

KA=IpC

式中:Ip---土的塑性指数

C---小于0.002mm粒径含量

②亚特伯界限

亚特伯膨胀潜势分类表一

③按照料收缩指标

缩限、塑限与体积变化关系表二

二、国内判别方法

1、原国家建委《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJHZ---87)规定,自由膨胀率大于40%,可判定为膨胀土,特殊情况根据蒙脱石含量占比确定,当大于70%时,也可判定为膨胀土。详见附表

膨胀土级别表三

2、交通部《公路路基设计规范》(JTJ013-1995)条文说明,自由膨胀率大于40%和液限大于40%的粘质土可心初步判定为膨胀土,但并不唯一,最终决定的因素是膨胀总率及胀缩的循环变形特征,及与其他指标相结合的综合的综合判别方法。详见附表

膨胀土工程地质分类表四

3、铁道部《铁路工程地质膨胀土勘察规则》(TB10042-1995)规定:膨胀土分为踏勘与初测阶段的初判和定测与施工图设计段的详判。

土的现场宏观地质特征符合表一时,且自由膨胀率F3≥40%,液限≥40%时,初判为膨胀土

膨胀土现场宏观特征

详判采用自由膨胀率、蒙脱石含量、阳离子交换量三项指标判定。详见附表

膨胀土详判指标

膨胀土潜势的分级

4、国家标准《岩石工程勘察规范》(GB 50021-94)规定,当拟建场地及其邻近有胀缩变形而损坏的工程,应判定岩土为膨胀岩土。再进行详细调查,分析膨胀岩土对工程的破坏机制,判定以膨胀与收缩为主,或两者交替变形,估计膨胀力的大小和胀缩等级。详见附表

膨胀土地基的胀缩等级

5、国内其他分类方法

综合胶体含量、塑性指数、缩限3个指标,详见附表

膨胀程度分类

从以上看出可以看出,膨胀土的判别方法较多,且国际国内不同行业间判定指标也不相同,且存在一定的主观性。几种常见膨胀土的判别参数指标:

(1)液限W△≥40%

(2)缩性指数IP>20%

(3)活动性指数KA≥0.8

(4)自由膨胀率FS≥40%

(5)胀缩总率EPS>0.7%

(6)蒙脱石含量占总量比例≥7%。

当然随着工程建设的深入发展,对膨胀土的认识也一定会得到提高,解决膨胀土危害的方法也一定会更加有效经济、合理。

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