广西红粘土击实样强度特性与胀缩性能
不同pH值对桂林改良红粘土塑性和胀缩性的影响
Ｑ ｉ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ５ ３ ５ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｄ ｃ ｌ ａ ｙ ｉ ｎ Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ
Ｔｈ ｅ Ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｐｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｎｄ Ｅｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ Ｒｅ ｄ Ｃｌ ａ ｙ ｉ ｎ Ｇｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐＨ Ｖａ ｌ ｕ ｅ ｓ
ＬＩ Ｕ Ｚ ｈ ｉ ｋ ｕ ｉ ，Ｗ Ａ ＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ ，ＱＩ Ｕ Ｘｉ ａ ｏ ｊ ｕ ａ ｎ ， ＸＩ ＡＯ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ’
（ １ ．Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ
泥 掺 量 影 响 最 大 且 呈 正 相关 关 系 ，掺 灰 红 粘 土 液 、塑 限 与 粉 煤 灰 掺 量 、ｐ Ｈ 值 呈 负 相 关 关 系 ，塑 性 指 数 与 龄 期 总
体 呈 负 相 关 ， 自由 膨 胀 率 与 溶 液 ｐ Ｈ 值 大体 呈 正 相 关 关 系 ，与 水 泥 掺 量 呈 负 相关 关 系 ，掺 灰 红 粘 土 自由 膨胀 率 总 体 上 随浸 泡 时 间 呈 递 增 趋 势 。主 要 原 因是 不 同酸 碱 环 境 下 掺 人 物 与 红 粘 土 物 理 化 学 反 应 使 颗 粒 之 间 连 接 、排 列
广西桂林红粘土压缩特性的试验研究
收稿日期:２０１８－０３－２６作者简介:周珊珊(１９８４－),女(汉族),山东淄博人,中冶北方(大连)工程技术有限公司土木设计院结构工程师.广西桂林红粘土压缩特性的试验研究周珊珊(中冶北方工程技术有限公司,辽宁大连１１６６００)㊀㊀摘要:针对广西桂林地区的红粘土,采用压力板仪和高压固结仪进行不同基质吸力下的固结压缩以及回弹试验.从试验结果可知,随着基质吸力的增大,该红粘土的压缩指数/回弹指数几乎保持为常数,但前期固结压力随着基质吸力的增大呈现出增大的趋势,并且当采用有效应力来表示时,这种趋势更明显.关键词:红粘土;非饱和;压缩指数;基质吸力;前期固结压力中图分类号:T U ４１㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:１６７１－８５５０(２０１８)０３－００６４－０３０㊀引言红粘土中有较多的游离氧化铁,颜色呈红色,在我国的南方分布广泛,是一种高液限的特殊土.在广大的干旱和半干旱地区,红粘土大部分是处于非饱和状态的,因此有必要研究红粘土的非饱和效应.在非饱和土本构模型中,压缩指数/回弹指数是很重要的参数.大量的试验结果表明[１~２],试样的压缩指数和回弹指数与基质吸力有关.吸力对非饱和土具有硬化作用,一般认为非饱和土的刚度随着吸力的增加而增大,在同样应力下压缩性变小.目前,大部分的理论和试验研究都是针对压缩指数进行的,而认为回弹指数与吸力无关.前人的研究成果表明,随着基质吸力的增大,试样的屈服应力也随之增大.由于非饱和土的试验难度很大,精度也不高,并且试验持续时间很长,关于非饱和土体积变形方面的试验资料并不多见.基于以上分析,采用压力板仪和高压固结仪对广西桂林地区的红粘土进行不同吸力下的固结压缩以及回弹试验,讨论该高液限红粘土在非饱和状态时的各项参数与吸力之间的关系.这里的吸力认为是毛细作用引起的基质吸力(即孔隙气压与孔隙水压力的差值),忽略渗透吸力的影响.１㊀试验方案广西桂林地区红粘土的基本物性参数为:比重为２ ７３,液限为６４％,塑限为４６,塑性指数为１８.图１㊁２分别为该红粘土的击实曲线和颗粒分布曲线.图１㊀击实曲线图２㊀颗粒大小分布曲线１ １㊀试验准备将天然风干的红粘土进行过筛处理(０ ５m m ),然后按设定的含水量,加入适量的蒸馏水;进行充分搅拌之后,放入保湿缸内静置４８h 以上,保证其含水量迁移分布均匀,然后将试验按照设定的干密度进行制样.试验土样均采用重塑土样,初始含水量为２５％,控制干密度为１ ４７g/c m ３.采用静压法制备４６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀矿㊀业㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀M i n i n g E n g i n e e r i n g㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１６卷㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年６月环刀土样,环刀内壁涂有凡士林以减少土样和环刀之间的摩擦力,其横截面积为３０c m２,高度２c m.之后采用抽真空方法使土样饱和,并浸泡２４小时直至完全饱和.１ ２㊀试验步骤称量饱和土样的质量,然后放入压力板仪中,施加设定的吸力,进行脱湿试验.设定的吸力等级分别为:０㊁５１ ５㊁１００㊁２１０㊁５０６㊁７７８㊁８５０㊁１０４０㊁１２００k P a.当土样在每级吸力达到平衡之后,称其质量,得出对应该级吸力下的含水量.然后将其放入高压固结仪内,进行该吸力等级下的固结压缩试验.每级吸力下的平衡时间约为７~１０天,得出的土水特征曲线如图３.在高压固结试验中,用湿毛巾围住加压盖板四周以避免水分蒸发.土样进行标准固结试验,加载分为２０级,分别为１２ ５㊁２５㊁５０㊁１００㊁２００㊁３００㊁２００㊁１００㊁５０㊁２５㊁１２ ５㊁２５㊁５０㊁１００㊁２００㊁３００㊁４００㊁８００㊁１６００㊁３２００k P a.在每级荷载下稳定图３㊀红粘土的土水特征曲线㊀㊀图３为该红粘土的土水特征曲线图,可以看出,当吸力大于１０００k P a时,土体的饱和度仍为７５％以上.由此可得出,该红粘土具有较强的持水能力.这可由它的双峰结构中可以进一步解释.土体中的水分包括吸附水和重力水.红粘土中粘粒含量较多,孔隙较小.粘土颗粒表面带有多余的负电荷,粘土颗粒与水分子间存在复杂的物理化学作用,因此土样中大部分孔隙水都是以吸附水的形式存在.因此,施加的吸力必须大于这部分物理化学作用,才能将这部分水挤出来.而当土体达到残余饱和度时,此时水分以水膜的形式吸附在土颗粒周围.因为粘土颗粒较小,具有较大比表面积,能够吸附大量的水分,因此对应的残余饱和度相对较高.㊀㊀图４为不同基质吸力下的固结曲线,由图可知,不同吸力下的压缩和回弹曲线几乎是平行的.其中,初始孔隙比不同可能是由于制样过程中的误差引起的,误差较小,可忽略其影响.图４㊀红粘土在不同基质吸力下的固结曲线２㊀试验结果分析２ １㊀压缩指数与基质吸力的关系根据上面得到的试验数据采用曲线拟合得到了压缩指数/回弹指数与吸力的关系,如图５㊁６.从图上可以看出,随着基质吸力的增大,这两个指数大致保持为常数,因此可认为该红粘土的压缩指数和回弹指数与吸力无关.图５㊀压缩指数与吸力的关系图６㊀回弹指数与吸力的关系㊀㊀根据一维固结得出的压缩指数和回弹指数可以换算成等向压缩的压缩曲线的斜率和回弹曲线的斜率,二者之间存在如下关系,由此可得出该红粘土５６２０１８年第３期周珊珊㊀广西桂林红粘土压缩特性的试验研究的本构参数与基质吸力无关,保持为常数,与A l o n s o e t a l [１]提出的公式不符.同时可得出,回弹指数也与基质吸力无关,随着基质吸力的增大,保持为常数,这个是与前人的研究成果是一致的.上述结论只针对该红粘土适用,对于不同的土类,正常压缩曲线的斜率随吸力的变化趋势并没有一个统一的规律[３].２ ２㊀前期固结压力与基质吸力的关系J o m m i指出基质吸力在宏观上对土体的力学行为有两种不同的作用:１)改变了作用在土体骨架上的平均应力;２)通过弯液面的表面张力对粒间接触的稳定作用.其中第一种作用可以采用有效应力表示,第二种作用在本构模型中通常采用L C曲线来描述等向屈服应力与吸力的关系.在非饱和土的本构模型中,为了引入毛细效应,前期屈服应力是个很重要的参数[３].在描述非饱和土的本构行为时,目前最流行的做法是基于L C曲线提出的模型,用来反映屈服应力随吸力的硬化作用.L C曲线(L o a d i n g－c o l l a p s e)首先是由A l o n s o e t a l [１]提出的,表示非饱和土的屈服应力随吸力增大而增大的现象.在B B M模型中采用L C曲线作为屈服面,可用来描述湿陷现象.另外,在目前流行的本构模型中,通常采用两种不同的应力变量,一个是有效应力变量,,一个是双应力变量理论,和.其中为总应力,为基质吸力,和分别为孔隙气压力和孔隙水压力,为单位张量.根据图４中不同基质吸力下红粘土的固结压缩试验,可得出对应不同基质吸力下土体的前期固结压力,如图７.从图上可以看出,随着基质吸力的增大,土样的前期固结压力相应增大.其中 表示采用净应力表示的前期固结压力,而采用有效应力表示时,如图中的ʻ所示,其随基质吸力的增大关系更为显著.而该结论与大部分的研究成果是一致的.图７㊀前期固结压力与基质吸力的关系３㊀结语该红粘土的压缩指数/回弹指数均与吸力无关,随着吸力的变化,大致保持为常数.而上述结论仅针对该红粘土适用,对于不同的土类,压缩指数随吸力的变化趋势并没有一个统一的规律.随着吸力的增大,前期固结压力呈现增大的趋势,并且采用有效应力表示时,这种趋势更明显,而这与大部分非饱和土体的行为是一致的.参考文献:[１]W h e e l e r S J,S i v a k u m a r V．A n e l a s t o－p l a s t i cc r i t i c a ls t a t ef r a m e w o r k f o r u n s a t u r a t e d s o i l[J]．G e o t e c h n i q u e,１９９５(１):３５－５３．[２]M a c h a d o SL．S t u d y o f t h e L C y i e l d s u r f a c e o f a r e s i d u a l s o i l o fg r a n n u l i t o[C]．P r o c e e d i n g o f３r dI n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nU n s a t u r a t e dS o i l s．N e t h e r l a n d s:A A B a l k e m aP u b l i s h e r sL i s s e,２００２,１３９－１４３．[３]N u t h M．C o n s t i t u t i v e m o d e l l i n g o fu n s a t u r a t e d s o i l s w i t hh y d r o－g e o m e c h a n i c a l c o u p l i n g s[D]．L a u s a n n e:E c o l eP o l y t e c h n i q u eFédér a l e d eL a u s a n n e(E P F L),２００９,E x p e r i m e n t a l S t u d y o nC o m p r e s s i o nC h a r a c t e r i s t i c s o fR e dC l a y i nG u i l i n,G u a n g x iZ H O US h a n s h a n(N o r t h e r nE n g i n e e r i n g a n dT e c h n o l o g y C o r p o r a t i o n,M C C,D a l i a n１１６６００,C h i n a)㊀㊀A b s t r a c t:F o r t h e r e d c l a y i nG u i l i n,G u a n g x i,s o l i d i f i c a t i o n c o m p r e s s i o n a n d r e b o u n d t e s t a r e c a r r i e d o u t u n d e r d i f f e r e n tm a t r i c s u c t i o nb y p r e s s u r e p l a t e a n dh i g h－p r e s s u r ec o n s o l id a t i o na p p a r a t u s．F r o mt he t e s t s i t c a nb es e e nt h a tw i t ht h e i n c r e a s eo fm a t r i cs u c t i o n,t h ec o m p r e s s i o n i nde x/r e b o u n d i n d e x of t h i s r e d c l a y a l m o s t k e e p t h e c o n s t a n t．H o w e v e r,w i t h t h e i n c r e a s e o f m a t r i c s u c t i o n,t h e p r e c o n s o l i d a t i o n p r e s s u r e i n e a r l y s t ag e sh o w s a ri s i n g t r e n d．M o r e o v e r,w h e n u s i n g t h e e f f e c t i v e s t r e s s f o r e x p r e s s i o n,t h i s t r e n d i sm o r e o b v i o u s．K e y w o r d s:r e d c l a y;u n s a t u r a t i o n;c o m p r e s s i o n i n d e x;m a t r i c s u c t i o n;p r e c o n s o l i d a t i o n p r e s s u r e i ne a r l y s t a g e ６６㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀矿㊀业㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１６卷㊀第３期。
红粘土的击实特性与力学强度特性
红粘土的击实特性与力学强度特性吴福泉;孙从青;詹武青【摘要】以击实试验研究了江西省某高速公路施工现场红粘土的击实特性,并采用承载比(CBR)试验和无侧限抗压强度试验研究了其强度特性.试验结果表明,湿法确定的最大干密度偏小、最佳含水率偏大;不同土样的击实特性存在差异;击实功越大,最大干密度越大、最佳含水率越小;含水率、压实度对红粘土强度影响较大,高于最佳含水率3％左右时红粘土强度达到最大值,强度随压实度增大而提高.【期刊名称】《湖南交通科技》【年(卷),期】2017(043)003【总页数】4页(P25-27,46)【关键词】红粘土;击实试验;承载比试验;含水率;压实度【作者】吴福泉;孙从青;詹武青【作者单位】江西省高速公路投资集团有限责任公司,江西南昌330025;江西省高速公路投资集团有限责任公司,江西南昌330025;江西省高速公路投资集团有限责任公司,江西南昌330025【正文语种】中文【中图分类】U416.03红粘土是由碳酸盐类岩石在温湿条件下经风化和红土化后形成的褐黄、褐红色坡积、残积粘性土。
我国红粘土主要分布在南方碳酸盐岩系地层上，大面积分布区主要集中在云贵高原、广西中、西部和湖南西部等地，在四川东南部及浙江西部、江苏南部、江西北部也有零星分布。
红粘土具有高分散性、高孔隙比、高天然含水率、高液限、强度高、压缩性较低、失水收缩显著、裂隙发育等特征[1]，是一种典型的特殊土。
红粘土含水率较低或较高时，压实困难，难以满足压实度要求，增加压实功则会出现弹簧土现象[2]。
因此，红粘土的压实特性和压实后强度特性是影响其工程性能的关键。
土体压实是使土颗粒逐渐紧密、减少孔隙的过程，保证土体的压实可提高承载能力、降低压缩性和渗透能力。
武明[3]、谈云志[4]分别研究了红粘土强度和变形性质，发现随干密度增大，孔隙越小，红粘土的有效粘聚力、有效内摩擦角和吸力摩擦角均呈线性增大，水分因毛细作用而上升的高度也越小、速度越慢。
水泥搅拌法改良桂林红黏土力学性质试验研究
等主要力学性质进行 室内试 验研究 ， 出外 掺剂 对无 侧 限抗压强 度 的影 响以及 无侧 限抗压 强度 、 拉强 度与抗 剪 强度 的关 得 抗
击实红黏土与膨胀土的变形特性对比研究
１ 红黏 土与膨胀土路基破坏 形式对 比
红黏 土膨胀 土 主要 分 布 在 国南 方 ， 由 于南 方 地 区雨量 充沛 ， 温 度偏 高 ， 存 在 明显 的干 湿 循 环 ， 因此 路面结 构 层 通 常会 在 于 湿循 环 后 发 生 破 坏 Ｊ 。 图 １ 、 图 ２为典 型红 黏 土及 膨 胀 土 路段 路 基 病 害 图 ， 图 片分别 摄 于 广 西 南 友 高 速 公 路 和 江 苏 宿沭 高 速 公 路 Ｊ ， 广 西南 友 高速 是 采 用 红 黏 土 作 为 路 基 填 料 ， 江苏 宿沭 高速是 采用 膨胀 土作 为路堤 填土 。 由图 １ （ ａ ） 、 （ ｂ ） 看 出， 红 黏 土路 面 出现 沿 着 路 面 的纵 向及弧形 裂 缝 ， 整个 路 段 出现 横 向滑 移 及 不
由于缺少 针对 红 土地 区的 施工 技 术 规 范 ， 且 红
黏土又具有一定 的弱膨胀性而被套用膨胀 土的相 关施工规范处理 ， 目前采用较多 的是《 膨 胀土地区 建筑技术规范》 Ｇ Ｂ Ｊ １ ｌ ２ ７ ｊ 。被 广泛采用 的 自
２ ０ １ ２ 年９ 月２ ４日 收到 ， １ Ｏ月 ２ ５日 修改 第一作者简介 ： 张永婷 ， 女 。Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｙ ｔ ２ ９ ４ １ ９ ５ ５ ０ ６ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｍ 。
由膨胀 率 对 膨 胀 土 进 行 分 级 的 方 法 存 在 着 一 定 的 局 限性 ， 由于 自由膨 胀 率 是 通 过 扰 动 土 得 来 的 ， 因 此， 它只能 反 映 土 的成 分 ， 而 不 能 反 映 其 结 构 和 状 态变化 对其 产生 的影 响 ； 西 红 黏 土恰 恰 是 一 种 结 构性很 强 的土 。 通 过调 查 典 型 红 黏 土 及 膨 胀 土 地 区路 破 坏 形 式， 分 别进 行室 内干 湿 循环 变 形 试 验 以及 水 稳 性 试 验来研 究 这 两 种 土 在 干 湿 循 环 作 用 下 胀 缩 变 形 的
广西红黏土变形与强度特性研究
广西红黏土变形与强度特性研究摘要：红黏土的变形特性一直是影响建筑物稳定性的重要因素。
本文通过对广西桂林市红黏土不同含水率下的原状土进行固结试验，分析不同初始条件下红黏土的变形和强度特性。
通过研究结果表明，广西红黏土具有很高的压缩性，应力-应变关系呈明显的单峰性，并根据此研究结果，提出红黏土的二次应力-应变模型。
而后，说明了为得到准确的红黏土参数，土工试验时应注意的操作规程。
红黏土是指石灰岩、白云岩等碳酸类岩在亚热带温热气候下经风化及红土化后得到的一类高粘性土，在广西、贵州、云南一代有广泛的分布，出现在各种建设工程环境中[1]。
由于红黏土还具有很强的膨胀性能，而膨胀性和压缩性对建筑物的影响又恰恰相反，现在对于该类地质特性的处理方法，一般是将持力层布置在完整的基岩上，这样的方法会增加一定的成本，不具备经济性[3]。
因此，研究红黏土的变形与强度特性，对于工程建设有着重要的作用。
1 土的基本物理性质指标本研究项目所有土样均取自于广西桂林市临桂区某建筑工地，取样及试验过程按照《土工试验方法标准（GB/T20123-1999）》进行，试验土体呈红褐色，其基本物理性质指标如表1。
从上图可得，红黏土的应力-应变关系大致呈单峰结构。
假设AB段为应力激增段，在这个部分，在应力增加的过程中，应变并未发生很大的变化，宏观上的表现就是在轴向压力增大的同时，土样的变形并不明显，在这个阶段，土样承受外力增加，但是并不会发生过多的沉降。
这是因为，土体是由三相介质组成：溶液、土体颗粒和空气。
土体颗粒由于水合双电子层的粘结作用，会形成形态各异的颗粒骨架，在压缩过程中，通过点对点、面对面或者面对点的方式进行接触并传递力的大小，颗粒越密实，抵抗外力的能力就越强。
由于本次试验采取的是不排水试验，因此，水也能承担一定的静水压力。
BC段为平行段，在这个阶段，应变增加，但是应力的变化不大，甚至有小幅度的减小，在这个阶段，土体开始发生剪切变形，由于剪切力使体积不断地发生变化，也可以称为应力软化现象[4]。
广西红粘土击实样强度特性与胀缩性能
第25卷第3期 岩 土 力 学 V ol.25 No.3 2004年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2004收稿日期：2003-04-02基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号：19902018）；国家重大基础研究前期研究专项项目(编号:2003CCA02200) 作者简介：赵颖文，男，1978年生，硕士，主要从事特殊土的工程特性研究，现工作于上海市城市建设设计研究院。
文章编号：1000－7598－(2004) 03－0369－05广西红粘土击实样强度特性与胀缩性能 赵颖文，孔令伟，郭爱国，拓勇飞( 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学重点实验室，湖北 武汉 430071 )摘 要：通过对广西贵港红粘土重型击实样的室内试验研究，探讨了其力学特性、胀缩性能、孔径分布特征与含水量之间的关系。
结果表明：干密度指标总体上能反映红粘土击实样的强度规律，但非饱和击实样强度峰值对应的含水量因基质吸力作用而偏小，饱和后土体由于吸水膨胀与基质吸力的消失，使得强度峰值对应含水量较饱和前明显增大，红粘土在最优含水量下压实，虽可获得很高的压实度，但饱和后的强度并非最大；红粘土击实样的胀缩性能主要由含水量决定，同时，受到干密度的影响；孔隙主要以孔径在0.01～0.05μm 范围内的小孔隙为主，为进一步掌握红粘土的工程力学特性提供了帮助。
关 键 词：红粘土；胀缩性；基质吸力；干密度；孔径分布 中图分类号： TU 411 文献标识码： A Strength properties and swelling-shrinkage behaviorsof compacted lateritic clay in GuangxiZHAO Ying-wen, KONG Ling-wei, GUO Ai-guo, TUO Yong-fei( Key Laboratory of Rock and Soil Mechanics, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China )Abstract: The relationships among mechanical indexes, swelling-shrinkage properties, pore size distributions and moisture contents of lateritic clay in Guigang of Guangxi Zhuang Autonomous Region, are discussed through experimental research on the heavy-pattern compacted samples. The results show that the dry density can reflect the strength rule of compacted lateritic clay as a whole, and the moisture contents of unsaturated compacted samples corresponding to the maximum of strength indexes are comparatively low because of the effect of matrix suction, while those after saturating increase obviously duo to water absorbing, swelling and the loss of matrix suction. For lateritic clay compacted under the condition of optimum moisture content, its strength is not the highest after saturation although a very high compaction degree is obtained. The swelling-shrinkage properties of compacted lateritic clay are mainly controlled by moisture content, and also affected by dry density. The pores of compacted lateritic clay are mainly small sizes in diameters from 0.01ìm to 0.05ìm, which is useful for the further mastery on the geotechnical properties of lateritic clay.Key words: laterite ；swelling －shrinkage properties ；matrix suction ；dry density ；pore size distribution1 前 言红粘土作为一种典型特殊土，是碳酸盐系岩石风化残坡积，并经过红土化地质作用而形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。
胀缩变形计算表(按广西膨胀土规范)
注1：根据《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》DB45/T 396-2007而编制。
注2：本表格中的亮蓝色数字是需要填入的原始数据，其它为表格自动计算。
注3：本表中所有百分数均需转化为小数表示，例如：35% →0.35。
初判计算及判定结论土的自由膨胀率0.36第三系泥岩及其风化物(粘土)0第三系粉砂质泥岩及其风化物(粉质粘土)0碳酸盐岩风化形成的残坡积粘土、红粘土(以红为基色)1碳酸盐岩风化形成的残坡积粘土、红粘土(以黄为基色)0第四系河流冲积粘土-以红或黄为基色0第四系河流冲积粘土-以白或灰色为基色0初 判 结 论：地基土有一定膨胀性，需要进行详细判别，请继续以下进详判计算及判定结论已知条件膨胀土场地类别1基础底面深度d （m） 2.50稳定地下水位深度dw （m）8.50大气影响深度d a（m） 6.00大气影响急剧层深度d r（m） 2.70基底下第1层土的底面深度D1（m） 6.30基底下第2层土的底面深度D2（m）9.50基底下第3层土的底面深度D3（m）10.00地基膨胀变形计算计算胀缩变形量的经验系数Ψe0.60基底下第1层土经修正后在压力P i下的膨胀率δ'ep10.02672基底下第2层土经修正后在压力P i下的膨胀率δ'ep20.00000基底下第3层土经修正后在压力P i下的膨胀率δ'ep30.02500基底下第1层土在压力为零时的膨胀率δe010.02700基底下第2层土在压力为零时的膨胀率δe020.02300基底下第3层土在压力为零时的膨胀率δe030.02500基底下第1层土的压力折减系数a10.01148基底下第2层土的压力折减系数a20.00000基底下第3层土的压力折减系数a30.00005基底下第1层土的膨胀率的压力指数b10.15933基底下第2层土的膨胀率的压力指数b2 2.58659基底下第3层土的膨胀率的压力指数b3 1.81724DB45/T 396-2007而编制。
红粘土的工程特性
红粘土的工程特性红粘土是一种常见的土壤，它以其独特的结构特性在工程领域受到广泛应用。
它可以用作抗震基础、水利和堤坝、隧道及桥梁等工程基础建设、地基处理、土木建筑、路面施工及田坎调整等领域。
它的特性和性能对工程的使用有重要的意义。
本文就红粘土的工程特性和性能进行了探讨。
一、红粘土的结构特性红粘土是由粘结剂与颗粒材料连结而成的一种特殊类型的土壤，它具有高度弹性和粘性。
它的粘结剂有三类：水，火和地下水。
它的颗粒材料有石英，钙质碳酸盐和河沙等多种元素组成。
它的粒径分布尺寸大，粒径从0.002毫米到2毫米不等。
它的结构特性比普通土壤更加丰富复杂，结构层次六级以上，结构排列呈波状，粗细粒的比例大小可以进行控制，空气孔隙数量较多。
二、红粘土的工程特性红粘土具有显著的抗压强度，抗压强度大于普通土壤1.5～2.5倍，抗剪强度大于普通土壤1.5～2倍。
红粘土抗压强度比普通土壤明显提高，抗滑和抗冲突能力也有一定的改善，可以有效地改善工程的抗击性。
它具有良好的渗水性和降水透水性，能有效地把工程中的水分渗透排出，减少涝水的影响，改善现场的湿度状况，确保工程的安全。
它还具有抗老化能力强，能够抗热、耐酸碱老化，避免化学腐蚀，确保工程结构的稳定。
三、红粘土应用红粘土在工程建设中有着广泛的应用，如铁路、公路、桥梁、地铁等交通工程中，用作防治渗漏和涝水的基础；在水利工程中，用红粘土填充河床，用红粘土堵塞渗漏扩大河道宽度；在地质灾害防治中，红粘土用作固结土质土坡，用作防止地质灾害的堤坝；还可以用红粘土作为桩基地基处理，减少桩基与上部结构接触面的摩擦，提高结构的整体稳定性；还可以用作工厂废水污水处理池的底层，在路面工程中，红粘土也有广泛应用，如用可以用于补强路面的基础，生产抗滑路面，以及形成人行道和路肩边坡等。
四、结论红粘土是一种特殊的土壤，它的结构特性和工程特性使它在工程建设中有着真正的作用。
它的抗压强度和抗滑性能比普通土壤更强，具有渗水性和降水透水性好，抗老化能力强，抗击等性能优越。
水土作用对桂林重塑红黏土工程性质试验研究
水土作用对桂林重塑红黏土工程性质试验研究蒙高磊;陈逸方;王根伟;刘之葵【摘要】红黏土在土类划分上属于特殊性土,由于其特殊的成因过程及成因环境,水土作用对桂林重塑红黏土的工程性质具有一定影响,通过室内实验研究水土作用对桂林重塑红黏土界限含水量以及胀缩性的影响,探究其内在作用机理.试验结果表明,经过浸泡7 d后的土体的界限含水量均会改变,随着溶液浓度的增大在NaCl和CaCl2溶液中浸泡的土样液限和塑性指数增大、塑限减小,且随着酸性和碱性的增强会进一步加大这一趋势.而在NaCl和CaCl2溶液中浸泡的土样的自由膨胀率、线缩率、体缩率会随着溶液浓度的升高而增大,其中自由膨胀率在酸性相同条件下随着pH的减小而增大,在碱性环境中自由膨胀率随着pH的升高而增大,线缩率和体缩率则无明显规律.%Due to the special cause of process and environment, red clay is divided into peculiar soil.Soil and water effects on remodeling projects Guilin of red clay has a significant impact.Interior remodeling experimental study of red clay soil and water effects on the impact of marginal moisture content and swell-shrinking property of Guilin, was presanted so that can be studied on inner mechanism of remodeling red clay.The results showed that, after soaking the critical moisture content of soil will change in sodium chloride solution, with the increase of solution concentration and calcium chloride solution soak the soil samples of liquid limit and plastic index, plastic limit decreases, and with the augmentation of the acidic and alkaline will further strengthen the trend.At the same time, soil samples free expansion rate, shrinking ratio, volume shrinking ratio will increase with the increase of solution concentration,Including freeexpansion rate in acid under the same conditions with the decrease of the pH value increases,shrinking ratio and volume shrinking ratio have no obvious regularity,under the same conditions of alkaline free expansion rate increases with the increase of pH value, shrinking ratio and volume shrinking ratio have no obvious regularity.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)010【总页数】7页(P265-271)【关键词】重塑红黏土;水土作用;界限含水量;胀缩性【作者】蒙高磊;陈逸方;王根伟;刘之葵【作者单位】桂林理工大学南宁分校南宁 530001;桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林 541004;桂林理工大学南宁分校南宁 530001;桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TU442红黏土为碳酸盐岩系出露的岩石经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高塑性黏土。
桂林红粘土的收缩特性研究
桂林红粘土的收缩特性研究摘要：土的收缩性不仅与外界因素相关，也受到内部条件的影响。
本文通过对重塑土和原状土的试验，得到了不同条件下的收缩系数，说明红粘土的收缩性与密度、含水率、液塑限、干湿循环次数之间的关系，为以后的工程研究提供了参考价值。
0 导言广西地区由于其特殊地理环境因素，大范围地分布有红粘土与次生红粘土[1]，这类土具有膨缩性强、结构疏松、液塑限高的特点[4]，这些特点会导致地下结构设计时需特别注意变形量。
本文将就桂林地区红粘土的收缩特性进行研究，旨在得到桂林红粘土收缩特点，为以后工程提供帮助。
1 试验材料本文试验材料分别取自桂林市临桂区和桂林市雁山区取自，其物理特性指标如表1所示。
其中L Y001是取自临桂的原装土样，LR002～LR004是同一场地的重塑扰动样YY005为取自雁山的原装样。
由表1可知，本次选用的材料液限大于50，因此均为红粘土，试样中处Y001外，天然孔隙比均大于1.000，属于高压缩性土。
2 试验方法重塑样利用液压法制备，将土晒干，用木锤敲击至粉末状后烘干过0.5mm 的筛利用公式（1）、（2）便可推算出需要烘干土的质量和所需水的质量，为了更接近于工程中的地下水，本次试验制备采用自来水。
本文利用傳统收缩仪进行试验，传统收缩仪主要由底座和百分表组成。
首先将环刀样用脱模器脱模得到圆柱形土样后，秤量重量，然后放置在收缩仪的底座上方，百分表与试样接触，百分表的指针处于压缩状态，并且小指针在5～6之间，记下此时的百分表读数。
之后每隔一段时间重复以上操作，直至相隔两小时的百分表数值读数相差0.001，即为试验结束。
由于所用试样为可塑和硬塑，在秤量重量过程中水平放置就不会产生非环境因素导致的变形。
3 试验结论以上5个样的最终结果见表2。
从中不难看出收缩率与环境因素、土体性质相关：3.1 密实程度LR003含水率大于LR004，LR002密度小于LR004，且LR002、LR003竖向收缩系数与横向收缩系数均大于LR004，说明在液塑限相同的情况下，孔隙比越大，收缩系数越大。
武广客专红粘土变形特性及形成机理研究
第34卷 第6期2010年12月武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Jo ur nal of Wuhan U niversity of T echno logy(T ranspo rtation Science &Engineer ing )V ol.34 N o.6D ec.2010武广客专红粘土变形特性及形成机理研究*收稿日期:2010 09 20余敦猛(1983 ):男,硕士生,主要研究领域为路基和边坡工程*国家自然科学基金资助项目(批准号:50778180)、铁道部科技研究开发计划项目(批准号:2005K002 B 2 1)资助余敦猛1) 杨果林2) 方 薇2)(中冶集团武汉勘察研究院有限公司1) 武汉 430080) (中南大学土木建筑学院2) 长沙 410075)1)摘要:对武广客运专线沿线红粘土进行了变形特性研究,结合室内试验,考察了该地区红粘土的应力 应变特性、固结变形特性和胀缩变形特性,发现该地区红粘土具有典型红粘土的超固结性,固而不密、固结反剖面特性,中等压缩性,其膨胀性较小而收缩性较强.讨论了红粘土变形特性的形成机理.关键词:红粘土;固结变形;胀缩变形;形成机理中图法分类号:U 213.1DOI:10.3963/j.issn.1006 2823.2010.06.000红粘土是碳酸盐岩在热带、亚热带湿热气候条件下经过物理、化学风化和红土化作用而形成的一种呈褐红、棕红及黄褐等颜色的高塑性粘土.由于红粘土的特殊性,红粘土地段常常发生诸如路基沉陷和边坡失稳等病害,给人民生命财产和社会经济造成巨大损失.武广客运专线武汉至韶关段分布有长达100km 的红粘土,在修筑路基和开挖边坡时常会遇到一系列红粘土变形方面的问题,因此,对武广客运专线沿线红粘土的变形特性进行研究也就显得十分迫切和必要.本文从红粘土的应力 应变关系、固结变形和胀缩变形3个方面来研究红粘土的变形特性,并讨论了红粘土变形特性的成因,对于如何减小红粘土的变形、确保相关工程的安全顺利进行提出了若干应对措施.1 红粘土的应力 应变特性1.1 红粘土应力 应变关系由图1可知,红粘土的应力 应变关系呈非线性.红粘土的应力 应变曲线陡峭段的应变较小,而对应的应力增幅较大,但随后的平缓段对应的应变较大,而应力增长较小.这表明,在应力作用下,达到结构强度后产生的应变远大于土体挤密所产生的应变,即第二阶段变形远大于第一阶段的变形[1].a)咸宁工点 b)泉口工点图1 红粘土固结排水剪应力 应变曲线1.2 红粘土的体积应变 轴向应变关系由图2可知,红粘土的体积应变 轴向应变关系呈非线性,均有明显的拐点,在起始阶段各围压下红粘土的体积应变 轴向应变曲线基本一致,这说明该红粘土具有相同的初始应力状态,初始变形状态相同.随着围压增大,体积变形也相应增大.各围压下,红粘土在剪切的初始阶段都是剪缩,但过了拐点以后体积变化出现了波动,出现剪胀现象,有的土体体积应变在达到某一固定值后便不再随轴向应变增加而发生变化.在第一阶段变形中,由于红粘土的结构没有破坏,红粘土在剪切过程中不会发生土颗粒的旋转、错动等现象,所以是剪缩的,即图2中拐点之前陡峭段对应的体积应变.在第二阶段的变形中,由于土体结构已经破坏,在受到挤压后,一些土颗粒必须脱离原来的位置,绕过前面的颗粒产生错动滑移,这时土体便可能出现剪胀现象.图2 红粘土的体积应变 轴向应变关系曲线2 红粘土的固结变形特性固结是土的工程性质的一个重要方面,与建筑的稳定和沉降有密切的关系.伴随着固结过程,土体内部的颗粒排列不断调整,粒间的应力不断改变,使土体强度增强.固结变形指标主要是通过压缩曲线反映出来的.根据武广客运专线沿线咸宁和泉口两个工点的试样的固结试验结果,绘制红粘土的e lg p压缩曲线如图3所示.由图3可知,在压缩的初始阶段,即固结压力小于先期固结压力p c时,e lg p 压缩曲线并没有像一般粘性土那样出现直线段.而当固结压力超过先期固结压力p c后,红粘土的压缩曲线(e lg p)呈线性关系.利用双对数法[2],固结压缩曲线则可以很好地用两条直线表示,如图4所示.对应于2条直线交点的应力即为 先期固结压力p c.武广客运专线红粘土固结变形的压缩系数及固结压力等指标分别见表1和2.此外,为了更完整地认识红粘土的剖面特性,表3给出了其含水量、孔隙比和液/塑限随深度的变化关系.a)咸宁工点 b)泉口工点图3 红粘土试样e lg p固结压缩曲线a)咸宁工点 b)泉口工点图4 红粘土ln(1+e)-lg p双对数固结压缩曲线表1 红粘土固结变形的主要指标工点项目压缩系数a v/M Pa-1压缩模量E s/M Pa体积压缩系数m v/M P a-1压缩指数C c咸宁最大值0.3827.030.2150.272最小值0.12 4.650.0370.051平均值0.2614.820.0670.141泉口最大值0.2927.280.0950.259最小值0.1110.530.0370.046平均值0.2215.680.0640.137表2 红粘土先期固结压力及超固结比工点取土深度H/m先期固结压力p c/kP a上覆土层压力p0/kPa超固结比O CR咸宁3.5~3.7320744.325.3~5.5310110 2.806.4~6.6290132 2.209.4~9.6280192 1.5410.4~10.6274212 1.29 12.4~12.6262252 1.04泉口3.7~3.9370784.745.3~5.5360110 3.276.4~6.6340132 2.589.4~9.6324192 1.6910.3~10.5312210 1.4912.3~12.5308230 1.34 !1256!武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2010年 第34卷表3 红粘土各指标的剖面分布特征深度/m 咸 宁 泉 口 含水量/%孔隙比液/塑限(%)含水量/%孔隙比液/塑限(%)3~427.400.75457.5/24.332.000.83240.5/26.3 4~528.220.78358.8/28.632.430.84041.4/25.2 6~729.630.81361.8/30.032.900.85541.2/25.3 9~1032.400.89066.5/25.833.470.87640.3/24.3 10~1135.240.94865.9/34.733.920.91440.2/20.7 12~1337.330.99866.9/28.038.690.96539.2/21.4试验研究发现:(1)红粘土的先期固结压力大,原状土的p c值在262~370kPa之间,且远大于上覆土层的自重压力.固结试验证实了红粘土是超固结性土;(2)固而不密和反剖面特征.固而不密特征是指红粘土是超固结性的,但其孔隙比又较大.2个工点试验的红粘土的先期固结压力p c及超固结比OCR随剖面向下有规律的递减,即 固结反剖面特征,而且这种 反向具有突变性.此外,表3表明孔隙比随着埋深的增加而增大,这也是与一般粘土相反的.反剖面特征有力地说明了红粘土 上硬下软的工程特性.(3)由表1可知,红粘土的压缩系数平均值在0.22~0.26 M Pa-1之间,为中等压缩性土.压缩指数平均值在0.137~0.141之间,高于老粘性土.单从红粘土的压缩变形参数来看,并不能表明他与其他土类有多大的不同,但若与其高孔隙性、高液限、高塑性等对应起来看,红粘土就具有自身特有的变形特征,即在很高的孔隙比下具有中压缩性特征.3 红粘土的胀缩变形特性3.1 红粘土胀缩特性红粘土的胀缩参数指标平均值见表4所列.两个工点红粘土的无荷膨胀率均在2.5%以下,自由膨胀率也都小于40%,膨胀性不大.红粘土的膨胀力小于22kPa,由于实际工程中路基土体承受的荷载一般都大于22kPa,故其膨胀对工程破坏较小.此外,红粘土的体缩率大于18.40%,线缩率大于1.46%,收缩系数在0.28~0.35之间,缩限在16.90~17.00之间.表4 红粘土的胀缩变形参数工点自由膨胀率F s/%无荷膨胀率V H/%膨胀力/kPa线缩率/%体缩率/%收缩系数缩限/%咸宁38.63 2.3021.76 1.4618.400.3516.90泉口33.18 2.5021.16 2.2818.740.2817.00如果按膨胀指标给红粘土分类(自由膨胀率小于40%为非膨胀土),那么2个工点的红粘土均不是膨胀土.但如果按收缩指标划分(体缩率在16%~23%属于中等膨胀土),那么又都属于中等膨胀土的范畴.因此红粘土具有特殊的胀缩特点,即:虽然其膨胀性微弱,但有着较强的收缩性. 3.2 红粘土胀缩变形的时程特性如图5,红粘土的膨胀变形曲线可以分为3个阶段:(1)直线匀速膨胀阶段.这个阶段持续时间较短,但变形量较大,约占整个膨胀变形量的70%,实际工程中红粘土吸水变形也主要发生在这个时间段内;(2)外凸弧线减速膨胀阶段.这一阶段的膨胀变形中,外凸弧线的曲率明显增大,膨胀速率变缓,但这一阶段的膨胀持续时间明显增长.相比直线剧烈膨胀阶段,这一阶段的膨胀量比较小,约占整个膨胀变形量的25%左右;(3)直线缓慢膨胀阶段.这一阶段的膨胀曲线近似水平直线,膨胀变形量非常小,占整个膨胀变形量的5%以内,但这一阶段的持续时间非常长,占整个膨胀时间的一半以上.第一阶段膨胀变形发生在浸水表面,吸力较大,吸水较快,膨胀速率较高;随着水分由于毛细作用深入土体内部,土水交界面面积扩大,土体开始完全膨胀,进入第二阶段外凸弧线减速膨胀阶段;随着土体水分的增加,土体内吸力逐渐降低,吸水速度减小,土体的膨胀速率也降低;进入直线缓慢膨胀阶段,直至土体完全吸水饱和,土体膨胀变形达到稳定.需要说明的是,以上三个阶段间的界限不是绝对的,而是为了方便描图5 红粘土的胀缩时程曲线!1257!第6期余敦猛,等:武广客专红粘土变形特性及形成机理研究述红粘土浸水条件下的膨胀变形时程特性而人为划分的.红粘土的收缩变形同样分为3个阶段:(1)直线匀速收缩阶段.此阶段的长短与土样中粘粒含量多少、制备含水量大小以及水分蒸发散失条件有关,一般持续12h左右;(2)外凸弧线减速收缩阶段,随着含水量的减少,土体收缩速度减缓;(3)直线缓慢收缩阶段,含水量继续减少,土体不再收缩或收缩甚微.各个阶段的收缩速度及收缩量不同,在直线等速收缩阶段和外凸弧线减速收缩阶段内所发生的收缩量占总收缩量的95%以上,而在直线缓慢收缩阶段收缩量很小,通常小于5%.直线等速收缩阶段收缩较快,此时收缩量 e s l与蒸发失水量 W sl成正比( e s l/ W∀1),呈直线段.随时间增加土中水分逐渐减少,土粒外围水膜逐渐变薄,粒间距减小,土粒间联结因此逐渐增强,收缩随时间而减慢( e s l/ W<1).即呈向下凹的曲线状.随着时间的增加,土中的水分仍然在减少,但因土中水分很少,粒间距离很近,土粒联结较强,其减少的水量不足以使土的体积收缩,此时 e sl/ W∀0,故曲线接近水平状.不难发现,红粘土的膨胀、收缩变形曲线的整体特征具有明显的相似性:(1)膨胀变形曲线、收缩变形曲线的总体变化趋势是一致的,随着时间的增大,膨胀量和收缩量都在增大;(2)膨胀、收缩过程具有相似的三个阶段划分,都经历了斜直线#弧线#平直线的变化阶段,但两个过程的各阶段持续时间及所发生的变形量有很大差异,红粘土吸水膨胀至稳定速度明显要比其失水收缩要快.4 红粘土变形特性形成机理的讨论4.1 关于红粘土的先期固结应力及其超固结性传统观点认为先期固结压力是由土体的自重应力引起,也就是说,土的固结程度取决于土体历史上曾经有过的埋深.通常情况下,由于土体自重作用,随着埋深的增加,密度会增加、压缩性减小;先期固结压力增大,固结程度也会越好.绝大多数正常沉积的土体都遵循这一基本规律,尤其是粒间不存在联结的砂类土,先期固结压力来自上覆土体自重,其随埋深增加而增大,与压缩性和孔隙比减小等有着良好的对应关系.然而,室内试验表明红粘土却并非如此,而是呈现出随着埋深的增加,土的先期固结压力和超固结比减小、固结性变差的特征,即 反剖面特性,它与红粘土的物理性质和状态指标随深度增加而变差、变软的规律相一致.红粘土的先期固结压力大,甚至超过了上覆土体自重的数倍;此外,随着深度的增加,红粘土先期固结压力反而有规律地减小,由此可推知造成红粘土先期固结压力的因素具有随深度增加而减弱的规律,这是由红土化作用决定的,而非重力因素所致.红土化作用是一个特殊而复杂的演变过程.简单来说,就是在干湿交替明显的气候条件下,土中难溶的氧化铁、铝、硅等物质连续不断溶滤、聚集、胶化、陈化,把松散的土粒胶结起来,并通过氧化铁对土进行染色作用的过程.在这一过程中逐渐形成抗水性好,力学强度较高的胶结物,使疏松多孔的土粒得以连接成整体,从而具有较好的力学性能.红土化作用的程度主要取决于气候、埋深和作用时间.离地表越深,越不易受大气干湿交替的影响,红土化作用也就越弱.因此,游离氧化铁的含量也是沿垂直剖面由上到下逐渐减少的.随着氧化铁的含量的减少,其对红粘土的胶结就越来越弱,红粘土的结构强度就越来越小,由此引起的先期固结压力也就越来越小.红粘土的固结的本质是其结构强度、力学性能加强的过程和结果,包括物理固结和化学固结[3 4].由此可见,红粘土的先期固结压力与传统定义中的从应力历史角度出发的先期固结压力有着本质的区别.就像前苏联学者杰尼索夫指出的那样,压密只是土颗粒的间距及位置的改变,并没有涉及到质变.而固结作用是物理化学、化学、生物化学作用.当土颗粒在新的位置达到平衡状态后,压密作用就结束了,而固结作用远没有结速.固结作用直到土固化成岩石后才逐渐停止[5].由应力历史引起的固结仅仅是物理压密过程,而红粘土的先期固结压力是在特殊的成土过程中形成的,其真正的含义是红粘土微观结构强度的宏观反映,它表征着结构的屈服强度,而不是上覆压力历史的记录.4.2 关于红粘土的微观结构红粘土的微观结构特征分为2个层次,相对应的,也有两个层次的孔隙,一个是粒团内部的细小孔隙;另一个层次的孔隙是粒团之间的较大孔隙.贵州大学廖义玲教授曾根据扫描电镜观察和压汞试验认为,粒团内的孔隙极其发育,约占孔隙总体积的3/4以上,呈封闭或半封闭状,受压力作用后,孔隙的数量变化不大,属于受力后具有 惰!1258!武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2010年 第34卷性 的孔隙;粒团之间的孔隙多呈菱形、狭长型或不规则形,受力后这类孔隙数量大幅减少,是活性孔隙.粒团内部连结是牢固的、水稳性的连结,具有一定的刚性,所以内部孔隙在常压下不会有很大变化.在外部荷载的作用下,红粘土体积变化的主要因素是粒团之间的孔隙减少,而粒团之间的孔隙仅占孔隙体积总体积的四分之一,故其压缩性小.所以,红粘土具有高孔隙性却是低压缩性土,其最根本原因是红粘土本身微观成分和结构所决定的.5 结 论1)红粘土的应力 应变关系呈非线性.曲线陡峭段的应变较小,而对应的应力增幅较大,但平缓段对应的应变较大,而应力增长较小.在应力作用下,先是土体挤密产生应变,接着是土体结构被破坏而产生变形,其中第二阶段变形远大于第一阶段的变形.在第一阶段变形中,红粘土是剪缩的;在第二阶段的变形中,可能出现剪胀现象.2)武广客运专线红粘土具有超固结性、固而不密的特性.在孔隙比很高的同时具有中等压缩性.固结反剖面特征明显.剖面上部先期固结压力较大,超固结比较大,固结程度好;下部超固结比小,固结程度差,呈现出上硬下软的特性.红粘土虽然含水量高,孔隙比大,但承载力较好,是一种良好的天然地基土.3)武广客运专线红粘土按膨胀性来划分,它不属于膨胀土;从收缩性来看则又属中等膨胀土,即以缩为主,缩大于胀.红粘土的膨胀、收缩曲线具有明显的相似性,膨胀、收缩过程都经历了从斜直线#弧线#平直线的变化过程,但两个过程的各阶段持续时间及所发生的变形量有很大差异,吸水膨胀明显要比失水收缩快得多.参考文献[1]姜其岩,余培厚,郭 沛,等.红粘土力学强度特性的形成及分析[J].贵州工学院学报,1991,20(2):221 43.[2]李广信.高等土力学[M ].北京:清华大学出版社,2004.[3]廖义玲,毕庆涛.关于红粘土先期固结压力的探讨[J].岩土力学,2006,27(11):1931 1934.[4]韦时宏,廖义玲.黔中地区红粘土的超固结性及低密实度和变形特征[J].贵州工业大学学报:自然科学版,2006,35(4):9 12.[5]杰尼索夫.粘性土的工程性质[M ].盛崇文,译.北京:水利电力出版社,1960.Study on Deformation Characteristics and Formation M echanismof Red Clay along W uhan Guang zhou Passenger LineYu Dunmeng 1) Yang Guolin 2) Fang Wei 2)(Wuhan Sur vey ing Getechnical Research I nstitute of China M etallur gicalGr oup cor p oration,Wuhan 430080,China)1)(Civil and A r chitectur al E ngineer ing ,Centr al South Univer sity ,Changsha 410075,China)2)Abstract :Deform ation char acteristics o f red clay along Wuhan Guangzhou passeng er line w as studied based on larg e amount of laborato ry exper im ents.And stress strain relatio n,co nsolidation and sw ell shrinking deform ation char acteristics w ere researched,finally it's found that red clay in this area w as o ver consolidated w ith high porosity.Besides,it w as of middle com pressibility,low ex pansibility,hig h shrinkage,and it had reversed profile pr operties.For mation mechanism w as then discussed.Key words :r ed clay ;conso lidation;sw ell shrinking defor mation;fo rmation mechanism!1259! 第6期余敦猛,等:武广客专红粘土变形特性及形成机理研究。
红粘土的主要特性
红粘土的主要特性
红黏土是指碳酸盐类岩石（如石灰岩、泥灰岩、白云岩等），经长期强烈的风化等作用，形成一种覆盖于基岩上的棕红色或黄褐色的高塑性黏土。
红黏土的特点是：1)液限大于等于50%，塑性指数和含水率高（天然含水率一般为30%~60%)2)密度低、孔隙比较大，具有明显的胀缩性，裂隙发育，失水后强烈收缩(原状土体收缩率可达25%)，一般不具湿陷性。
3)在天然土层中，上部呈硬塑状态，软塑或流塑状态的土埋藏于溶沟或溶槽的底部，表现为上硬下软。
4)黏粒含量高，且颗粒细而匀，具有高分散性。
5)由于土中的铁锰成分对颗粒结构产生胶结作用，故具有较低的压缩性，较高的强度。
红黏土特性研究
红粘土一、概述红粘土一般用来指代世纪晚期中国广大地区广泛堆积的土状堆积物。
在黄土高原地区其不连续分布于上覆黄土之下, 部分地区整合接触。
其下界年龄约8Ma, 即形成于晚、中新世纪, 过去由于其含有较多的三趾马化石而被称之为三趾马红土。
关于其成因, 还存在争议, 一般认同风成说。
和黄土相比, 红粘土没有湿陷性, 但是其在暴露地表时容易龟裂, 成为破碎颗粒。
野外剖面中可见红粘土和钙质结核层交替成层分布。
压实后水稳性较好, 强度较高。
1.定义红粘土是碳酸盐岩系地区, 由石灰岩, 白云岩等(属碳酸盐类岩石)在亚热带温湿气候条件下, 经风化, 残积、坡积或残—坡积所形成并覆盖于基岩上, 呈棕红、褐黄等色的高塑性粘土。
2.分布红粘土广泛分布于我国的云贵高原、四川东部、广西、安徽、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、丘陵地带的顶部和山间盆地、洼地、缓坡及坡脚地段。
3.分类其液限大于或等于50%, 上硬下软, 具有明显的失水收缩性, 裂隙发育, 称为原生红粘土；原生红粘土经再搬运, 沉积后仍保留红粘土的基本特征, 液限大于45%的土称为次生红粘土。
从红粘土的形成过程分析可以看出, 由于物质的来源的差异及经历不同程度的红粘土化作用, 形成的红粘土类型不同:一类是各种岩石的残积（或局部坡积）风化壳上部的原生残积红粘土(经过再搬运而形成的, 称为次生红粘土)；（1）一类是非残坡积成因, 在氧化环境中经过搬运、沉积、红粘土化作用而形成的红粘土。
（2）我国分布最广的红粘土有如下几类:（3）花岗岩残积红粘土: 华南各地广泛分布着燕山期花岗岩类, 发育着较厚的红色风化壳, 表层全风化带为残积土。
根据其成分和结构特征, 可分为均质红粘土、网纹红粘土和杂色粘性土, 前两者统称残积红粘土。
（4）玄武岩残积红粘土: 雷州半岛和海南岛北部, 第四纪期间多期大面积喷发的玄武岩, 经分化后, 形成厚薄不等的风化壳, 其表层的红色粘性土就是残积红粘土。
广西红粘土和膨胀土热力学特性的比较研究
第26卷第7期 岩 土 力 学 V ol.26 No.7 2005年7月 Rock and Soil Mechanics Jul. 2005收稿日期：2004-03-01 修改稿收到日期：2004-11-08基金项目：广西科学基金资助项目(No. 桂科青0447002)。
作者简介：欧孝夺，男，1970年生，博士，副教授，主要从事土体结构及其工程特性的研究。
E-mail: ouxiaoduo@文章编号：1000－7598－(2005) 07―1068―05广西红粘土和膨胀土热力学特性的比较研究欧孝夺，吴 恒，周 东（广西大学 土木建筑工程学院，南宁 530004）摘 要：基于广西膨胀土和红粘土的成因类型、物质成分和结构特征，研究常温(-4 ℃～60 ℃)下膨胀土与红粘土的热力学特性，探讨了红粘土与膨胀土的抗剪强度指标与温度之间的相关关系。
试验结果表明，两种土在10 ℃，40 ℃与室温（28 ℃）时，主应力差σ1-σ3峰值变化不大，而60 ℃时有明显增大；在相同条件下，红粘土的主应力差峰值变化更大；红粘土与膨胀土的抗剪强度指标（c , φ）随热状况不同而发生变化，而且红粘土的粘聚力c 和膨胀土的内摩擦角φ在室温，环境有较小值。
分析结果认为，两种土的热效应影响趋势相似，但红粘土的热力学特性较为敏感，这与红粘土的成因类型及胶结特征密切相关。
研究结果为红粘土与膨胀土地区工程建设及减灾防灾提供参考。
关 键 词：红粘土；膨胀土；热力学 中图分类号：TU 441 文献标识码：AComparative study on thermodynamics characteristics of red clayand expansive soils in GuangxiOU Xiao-duo, WU Heng, ZHOU-Dong(College of Civil and Architectural Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)Abstract: Based on analyzing the causes of information, material components and structural characters of the common expansive soil and the red clayed soil in Guangxi, some thermodynamics tests have been done on the red clayed soil and the expansive soil under normal temperature (-4 ℃-60 ℃) to search their thermodynamics characters and their relations between shear strength index and temperature. According to the tests,（σ1-σ3）peak value of the two kinds of soils do not change much under the indoor temperature (28 ℃) and the temperature of 10 ℃, 40 ℃ environment respectively, while under the temperature of 60 ℃ the change is obvious. Under the same conditions the main difference stress peak value of the red clayed soil has a greater change. The shear strength indices c,φ of two soils change with the hot state accordingly. Furthermore, the cohesive stress c of the red clayed soil and the friction angle φ of the common expansive soil are less relatively in the indoor temperature environment. From the tests we can conclude that the tendency of the thermodynamic influence on the red clayed soil and the expansive soil is similar, but the red clayed soil is more sensitive to the thermodynamic change. All these differences are caused by the genetic type and agglutinate character of the common clayed soil. The result of study offers reference for reducing the disasters and taking precautions against the calamities so as to help the construction on the red clayed soil and expansive soil area. Key words: red clay; expansive soil; thermodynamics1 引 言广西地处低纬地带，属亚热带季风气候，夏长冬短，雨量充足，在这样的气候条件下，形成了各种特殊土，其中以膨胀土和红粘土尤为典型。
广西崇上路击实膨胀土的变形特性试验研究
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｄｅｏ ｍａ ｉｎ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓｏ ｍ ｐ ｃ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｆ ｒ ｔ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆ Ｃｏ ａ ｔｄ ｏ ｃ Ｅｘ ａ ｓ ｅ Ｓ ｉ ｏ ｏ ｇ ｓ ａ ｇ Ｈｉｈ ｙ ｉ ａ ｇ ｉ ｐ ｎ ｉ ｏ ｌ ｎ Ｃｈ ｎ —ｈ ｎ ｇ ｗａ ｎ Ｇｕ ｎ ｘ ｖ
研 究 。试 验 结 果 表 明 ：膨胀 土 的 起 始 含 水 量 和 起 始 干 密 度 对 其 变 形 的 影 响 是 主 要 的外 部 因 素 ； 据 膨 胀 量 试 验 、 根
膨胀力试验 和收缩试验的试验数据 ， 得到 了膨胀量 、 膨胀力 和收缩量 与起 始含水 量和起 始 干密度 的相关 关 系。同 时， 研究 了干湿循环对 击实膨胀土膨胀特性 的影响。研究 结果 为膨胀 土 的路 基设 计和路 基 处理 等膨胀 土问题 提 供 了重要的依据 。 ［ 关键词 】击 实膨胀土 ；变形 ； 含水景和 干密度 ； 干湿循环 ［ 中图分类号 】Ｕ４ ６ ０ １． ３ ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号］１０ — ２ ５ ２ ０ ）５ ０ １ — ５ ０ ２ １０ （ ０ ６ ０ ～ ０ ９ ０
［ ｂｔａｔ ｙａｏ ｏ ｂｒｔｒ ｔ ｔｏ ｅｐｎｉ ｏ ， ｅｃｓ ｆ ｘａｓ ｅ ｏｌｎＣ ｏｇｓａｇ Ａ ｓ ｃ］Ｂ ｔｆａｏａ ｙｅ ｓ ｆ ｘａｓ ｅｓｉ ｉ ｔ ａｅｏ ｅｐｎｉ ｉｏ ｈｎ— ｎ ｒ ｌ ｌ ｏ ｓ ｖ ｌｎｈ ｖｓ ｈ
ｈ ｇ ｗａ ｎ Ｇｕａ ｇ ｉ ｈ ｎ ｉｅ ｒｎｇ ｄ ｆｒ ｔｏ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓｏ ｈｒｅ ｋ ｎ ｓ ｏ ｘ ｎ ｉｅ ｓ ｉｓｈ ｖ ｅ ｎ ｉｈ ｙ ｉ ｎ ｘ ，ｔ ｅ ｅ ｇｎ ｅｉ ｅｏ ｍａｉｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆｔ ｅ ｉ ｄ ｆｅ ｐａ ｓｖ ｏ ｌ ａ ｅ ｂ ｅ ｃ
桂林红黏土的击实特性研究
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＯＶｃｏｔｌ．．４ ４２Ｎ０１ｏ８．３０
·６９·
文章编号：１００９６８２５（２０１８）３０００刘 伟
（三峡大学土木与建筑学院，湖北 宜昌 ４４３００２）
７．５ｍ，停滞 ４８ｈ后继续进行施工，在桩孔施工中遇采空区漏浆， 利完成了咬合桩施工，保证了施工进度，节省了工期和造价，后期
第四系出现轻微塌孔，满足充填条件，顺利对采空区进行了充填， 经检测支护桩全部合格，说明以上措施是行之有效的，达到了治
用此方案处理完成 １根。
理目的。
Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｒｏｔａｒｙｄｒｉｌｌｉｎｇ ｒｉｇｍｕｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂｏｒｅｄｐｉｌｅｓｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｇｏａｆａｒｅａ
度快，还是未能处理采空区，后通过研究采用高压旋喷桩加固护 ７ 结语
筒底部第四系砂层及黏土的方法，咬合桩每一侧施工 ３根 ５００ｍｍ
根据咬合桩施工采空区处理的具体措施，以及其他工程处理
高压旋 喷 桩，搭 接 １００ｍｍ，施 工 至 黏 土 层 以 下 ２．０ｍ，停 喷 在 采空区的经验，通过以上四种处理方法的结合来处理采空区，顺
表 １ 红黏土的物理性质指标
天然含水率 天然密度 天然干密度 比重 孔隙比 饱和度 液限 塑限 塑性指数
ω／％ ρ０／ｇ·ｃｍ－３ ρｄ／ｇ·ｃｍ－３ Ｇｓ ｅ０
Ｓｒ ＷＬ ＷＰ
ＩＰ
４１．０
１．８１
１．２８ ２．７４ １．１３４ ９９．０ ５２．０３１．０ ２１．０
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
广西靖西红粘土的工程特性研究
广西靖西红粘土的工程特性研究聂庆科1，2（1．河北建设勘察研究院有限公司，河北石家庄；2．河北省岩土工程技术研究中心，河北石家庄）摘要：红粘土是一种特殊的粘性土，有明显的区域性。
本文对广西靖西红粘土的工程特性进行了研究，包括颗分试验、化学成分试验、膨胀性试验、三轴试验、固结压缩试验、击实试验等。
研究表明，广西靖西红粘土基本为原生红粘土，颗粒组成基本为粘粒和胶粒；矿物成分主要为高岭土、三水铝石及褐铁矿、铁铝氧化物；具有胀缩性；在较大的压缩应力作用下，土样仍有较大的孔隙比；红粘土的破坏面为一个曲面变化形态，试样首先沿较为软弱的不规则面发生，然后才形成贯通的滑动面。
尽管土样在破坏时出现明显的剪切破坏面（表现为一定的脆性破坏特征），但其应力应变关系呈现应变硬化的特点，体现了红粘土有很强的粘滞特性；随着击实功的增大，土样的干密度增大。
但击实功达到一定程度时，干密度的增加量开始减小。
关键词：红粘土；工程特性中图分类号：TU473文献识别码：A0 前 言红粘土是由于碳酸盐岩在热带、亚热带湿热气候条件下经过物理、化学风化和红土化作用而形成的一种呈褐红、棕红等颜色的高塑性粘土。
红粘土的比表面积大，颗粒之间相互吸附能力强，而且由于游离氧化铁的胶结作用，天然状态下呈现牢固的团粒状态。
它广泛分布于我国南方的云贵高原、四川东部、湖南、湖北、广东和广西等地区。
由于红粘土分布地区内的工程建设活动日益增加，研究红粘土的工程特性越显重要。
红粘土的工程特性影响到地基和边坡的稳定性，影响到工程设计和地基处理措施。
研究与工程实践表明，红粘土具有特殊的工程性质，而且它的工程性质与物理性质之间的关系往往不同于一般黏性土，因而对其展开深入的研究具有理论意义和实践意义。
已有很多学者对红粘土的工程特性进行了研究。
杨荫华等[1]、程昌炳等[2]、谭罗荣等[3]、孔令伟等[4]曾先后对贵州、广西等地的红粘土进行过研究，探讨了红粘土中的矿物成分、脱水不可逆性、土颗粒之间的胶结作用和胶结性状、红粘土的微观结构特征及微观结构模型等进行过研究。
典型红粘土与膨胀土的对比试验研究
典型红粘土与膨胀土的对比试验研究内容摘要：摘要通过室内试验对广西贵港红粘土、湖北荆门弱膨胀土与中膨胀土的物理力学性质指标、原状样脱湿过程中的强度变化、击实样泡水前后强度变化以及脱湿吸湿性能等方面进行了对比试验研究。
结果表明：3种土原状样脱湿过程中的强度指标在土体裂隙性与基质吸力双重因素的作用下表现出完全不同的变化规律；由于红粘土与膨胀土膨胀性能上的差异，不同含水量的击实样泡水后的干密度峰值与加州承载比(CBR)峰值所对应的原击实样含水量比最优含水量有不同程度的增大；土体因矿物成分的差异而表现出明显不同的脱湿、吸湿速率。
广西贵港红粘土与荆门膨胀土虽然在一些物理力学指标上具有相似之处，但其力学特性与水敏性特征具有明显的差异，在实际工程中应给予充分重视。
关键词土力学，红粘土，膨胀土，强度，裂隙性，胀缩性1引言红粘土在物理力学性质指标、矿物成分与工程力学特性等多方面与膨胀土有相似之处，对于这两类特殊土关系问题的研究，至今尚未形成统一的观点。
目前，红粘土在一些地区被完全按照膨胀土处理，而在另一些地区则被单独研究[1]。
我国南方广泛分布的红粘土风化壳主要是由于第四纪季风环流形成以来，在热带-亚热带高温湿条件下经历了复杂的红土化过程而形成的，具有独特的游离氧化铁的胶结结构；而膨胀土则是一类具有明显吸水膨胀失水收缩的特殊土。
以往对于红粘土与膨胀土的比较研究主要集中在历史成因、矿物组成与胀缩性能等方面。
从矿物学角度讲，膨胀土一般含有较多的诸如蒙脱石的亲水矿物，而红粘土矿物成分以伊利石与高岭石为主，含少量或不含蒙脱石。
红粘土与膨胀土均具有较高的粘粒含量、天然含水量、孔隙比与液塑限，而红粘土的这些指标较膨胀土更高，远远超出一般粘性土，但同时红粘土却具有明显优于膨胀土的力学特性。
在实际工程中，由于外界自然条件变化而引发的有关红粘土与膨胀土类似于边坡失稳﹑地基不均匀变形、道路开裂的工程病害时有发生[2]。
但目前对于这两类特殊土因含水量变化所引起的胀缩性与裂隙性的耦合作用以及这一耦合作用对土体工程力学特性影响的研究却并不多见。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第25卷第3期 岩 土 力 学 V ol.25 No.3 2004年3月 Rock and Soil Mechanics Mar. 2004收稿日期：2003-04-02基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号：19902018）；国家重大基础研究前期研究专项项目(编号:2003CCA02200) 作者简介：赵颖文，男，1978年生，硕士，主要从事特殊土的工程特性研究，现工作于上海市城市建设设计研究院。
文章编号：1000－7598－(2004) 03－0369－05广西红粘土击实样强度特性与胀缩性能 赵颖文，孔令伟，郭爱国，拓勇飞( 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学重点实验室，湖北 武汉 430071 )摘 要：通过对广西贵港红粘土重型击实样的室内试验研究，探讨了其力学特性、胀缩性能、孔径分布特征与含水量之间的关系。
结果表明：干密度指标总体上能反映红粘土击实样的强度规律，但非饱和击实样强度峰值对应的含水量因基质吸力作用而偏小，饱和后土体由于吸水膨胀与基质吸力的消失，使得强度峰值对应含水量较饱和前明显增大，红粘土在最优含水量下压实，虽可获得很高的压实度，但饱和后的强度并非最大；红粘土击实样的胀缩性能主要由含水量决定，同时，受到干密度的影响；孔隙主要以孔径在0.01～0.05μm 范围内的小孔隙为主，为进一步掌握红粘土的工程力学特性提供了帮助。
关 键 词：红粘土；胀缩性；基质吸力；干密度；孔径分布 中图分类号： TU 411 文献标识码： A Strength properties and swelling-shrinkage behaviorsof compacted lateritic clay in GuangxiZHAO Ying-wen, KONG Ling-wei, GUO Ai-guo, TUO Yong-fei( Key Laboratory of Rock and Soil Mechanics, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China )Abstract: The relationships among mechanical indexes, swelling-shrinkage properties, pore size distributions and moisture contents of lateritic clay in Guigang of Guangxi Zhuang Autonomous Region, are discussed through experimental research on the heavy-pattern compacted samples. The results show that the dry density can reflect the strength rule of compacted lateritic clay as a whole, and the moisture contents of unsaturated compacted samples corresponding to the maximum of strength indexes are comparatively low because of the effect of matrix suction, while those after saturating increase obviously duo to water absorbing, swelling and the loss of matrix suction. For lateritic clay compacted under the condition of optimum moisture content, its strength is not the highest after saturation although a very high compaction degree is obtained. The swelling-shrinkage properties of compacted lateritic clay are mainly controlled by moisture content, and also affected by dry density. The pores of compacted lateritic clay are mainly small sizes in diameters from 0.01ìm to 0.05ìm, which is useful for the further mastery on the geotechnical properties of lateritic clay.Key words: laterite ；swelling －shrinkage properties ；matrix suction ；dry density ；pore size distribution1 前 言红粘土作为一种典型特殊土，是碳酸盐系岩石风化残坡积，并经过红土化地质作用而形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。
我国红粘土主要分布在南方热带与亚热带地区，如广西、贵州、云南、广东、湖南等省份。
中国的岩土工作者们研究红粘土已有近50年的历史，在红粘土成因、分类、力学特性与地质灾害等多方面有了较为全面的研究[1]。
红粘土性质非常特殊，不能用一般粘性土的物性指标与力学参数之间的相关规律去评价红粘土的工程性能，主要表现出高含水量、高塑性、高孔隙比、低密度、压实性差等特点，但同时又具有高强度、中低压缩性等良好力学特性。
随着红粘土地区工程项目的日益增多，工程灾害时有发生。
含水量的变化引起红粘土的胀缩变形，裂隙的存在破坏了土体的整体性，同时方便了水分的浸入与原有水分的蒸发，开挖暴露的红粘土因应力释放使裂隙进一步扩展，这些都会降低其强度。
20世纪80年代以来，随着先进的微观分析手段的应用，有关红粘土岩 土 力 学 2004年 微观结构的研究取得了较大的进展。
学者们发现：红粘土不良物理性质与良好的力学特性之间的矛盾在很大程度上是由红粘土中游离氧化物的胶接结构所引起的[2～5]，而且经证实仅有部分铁氧化物在红粘土中起胶接作用[6]；红粘土的超固结性在很大程度上也归因于游离氧化物的胶接结构，而并非先期固结压力[7]。
目前对红粘土的研究，总体来说，定性研究较多，定量研究不足；宏观与微观的研究不够协调[8]；微观结构及矿物成分的研究较多，但微观结构对宏观力学特性影响的研究尚未达到定量化程度；多因素影响下红粘土工程力学特性变化的规律及其微观机制有待深入。
因而，加强红粘土的力学及胀缩特性的试验研究与理论探讨十分必要。
本文对广西贵港红粘土重型击实样进行了较为系统的试验研究, 探讨了其力学特性、胀缩性能以及孔隙结构与含水量的关系，分析其强度与胀缩性能的影响因素及其孔隙分布特征，为进一步把握红粘土的工程力学特性提供了帮助。
2基本物理力学性质广西贵港属炎热潮湿的亚热带气候，化学风化作用强烈，在平原边缘地带的泥盆系中统至石炭系的白云质灰岩与灰质白云岩等过渡类型碳酸盐岩发育区，红土风化壳发育良好，成熟度高，风化壳厚5～10 m ，具明显的垂直分带性[9]。
试验所用红粘土取自贵港三O 七单位西侧场地的网纹红土层，呈红褐色，含大量淡黄色至灰白色斑块，土质细腻光滑，无砂感；天然裂隙非常发育，主要存在于红褐色土块与淡黄色至灰白色斑块交界处。
其基本物理力学性质指标，粒度组成与矿物成分分别见表1～3。
广西红粘土的天然含水量、孔隙比、液限、塑性指数等物理性质指标明显高于一般性粘土（表1），但同时又具有较高的无侧限抗压强度、直剪强度和相对较低的压缩系数等良好的力学特性（表2）,这是其区别于其它粘土的重要特征之一；且该土具有与弱膨胀土相当的胀缩性（表2）；此外，其粘粒含量非常高，粒径小于2μm 的颗粒占到总质量的61 %；矿物成分以高岭石为主，同时含有一定量的针铁矿、蛭石与少量的石英（表3）。
3 击实样饱和前后的强度特性广西贵港红粘土的重型击实试验结果见图1，图2为相应击实样的CBR 、快速直剪与固结快速直剪试验结果，图中同时给出击实样饱和后类比指标。
干密度标志着土体松密的程度，是反映土体强度的重要指标，比较图1与图2不难看出，红粘土击实样的CBR 值、直剪强度与含水量的关系曲线同击实试验曲线基本吻合，但重型击实样泡水后的干密度峰值与强度指标的峰值所对应的含水量明显高于不泡水击实样的峰值所对应含水量（见表4），如饱和击实样的最优含水量为34.2 %，饱和后含水量为38.5 %的击实样干密度最大；含水量为32.5 %的未表1 广西红粘土的物理性质指标Table 1 Physical indexes of Guangxi lateritic clay天然含水量w / % 天然重度 γ/ kN ・m -3干重度 γd / kN ・m -3比重 G 孔隙比 e 饱和度 S r / % 液限 W L / % 塑限 W p / % 塑性指数 I P / % 47.416.5611.232.761.4690.0125.947.378.6表2 广西红粘土的力学性质指标Table 2 Mechanical indexes of Guangxi lateritic clay表3 广西红粘土的粒度组成与矿物成分Table 1 Particle size distributions and mineral compositions of Guangxi lateritic clay颗粒组成 / %矿物组成 / % ＞50μm <50μm <20μm <10μm <5μm <2μm <1μm 石英 蛭石 高岭石 针铁矿 8.092.078.068.062.061.059.0367417快剪 固结快剪 自由膨胀率δef / % 50kPa 膨胀率 V H50 / % 收缩 系数 ë 体缩率 e s / % 缩限 W s / % 先期 固结压力 P c / kPa 压缩系数 a 1-2 / MPa -1 无侧限 抗压强度 q u / kPa 粘聚力 c / kPa 内摩擦角 φ/ (°) 粘聚力 c / kPa 内摩擦角 φ/ (°) 49-0.990.226.323.12400.21233.445.917.245.121.44370第3期赵颖文等：广西红粘土击实样强度特性与胀缩性能图1 击实试验曲线Fig.1 Compaction curves图2 红粘土击实样强度试验Fig.2 Strength tests on compacted samplesof lateritic clay表4 击实样力学试验转折点对应含水量Table 4 Moisture contents corresponding to the peak points of the mechanical indexes on compacted samples转折点处对应含水量/ %指标饱和前饱和后干密度34.2（最优含水量）38.5CBR 32.5 39.7固结快速粘聚力30.3 34.6快速粘聚力31.4 34.4饱和击实样的CBR值最大，而饱和后含水量为39.7 %的击实样CBR值最大。