红粘土(PPT)模板

4）渗透性差，可视为不透水层。在无压条件下充分浸水，
胀限含水量只比天然含水量增加了1% ～3%，足见其渗透性
之差。
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5)胀缩性能特征。一般粘土在浸水和失水后，由于其粘土片 间的水膜厚度和减薄，都会表现出一定的胀缩性。阳离子交
换的结果会使粘土矿物周围结合水的扩散层水膜厚度发生改
变，使粘土表现出胀缩性，这种特性对红粘土也不例外。其 胀缩性仅次于膨胀土，而比一般粘土显著。
红粘土分布地区的道路工程除遵照现行的《公路工程地质勘察规范》的常 规要求外，还应在各勘察阶段，分别针对路基工程、桥梁工程、隧道工程 及筑路材料料场等，根据红粘土自身特点，进行工程地质勘察，其勘察要 点如下：
（1）工程地质调查与测绘
工程地质调查与测绘时，应首先查明下列问题： 1）道路中线两侧150 ～200m范围内红粘土分布地段的地形地貌特征、微地 貌形态，主要地貌单元、地形形态与地表坡度的变化，天然边坡和人工开 挖边坡的稳定情况，红粘土边坡的滑坡溜坍、地裂的发育程度，天然红粘 土中裂隙的密度、延伸深度、延伸方向等，以及由于红粘土的胀缩性及土 洞坍塌引起的不良地质现象的类型、规律和分布特点。 2）当地的气候资料：年降水量、蒸发量、雨季与旱季的持续时间；气候条 件的改变对红粘土边坡稳定性的影响等。 3）不同地貌单元上红粘土与次生红粘土的分布范围、厚度、物质组成等。
铁和硅的氧化物含量最高。它们多以游离的氧化物，其中游
离氧化物Fe2O3可以晶态（赤铁矿）、微晶态（针铁矿）和胶 态（羟铁矿）三种物态赋存，氧化铁的赋存状态及其含量决 定了红粘土的颜色，直接反映了红土化作用的强度，其中晶 态的赤铁矿含量越高，红粘土的颜色越红，红土化作用强度
也越大；而羟铁矿的含量越高，土的颜色越浅，表明红土化
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（2）红粘土的力学性质
有表18-3可见红粘土虽然内摩擦角小，但粘聚力大，无侧限抗压强度（
达200～400KPa）比软土高数倍至十余倍，因而具有较高的抗剪强度， 承载力也较高；其空隙比大，但压缩系数却甚小，说明红粘土的力学指
标不同于一般粘土和其他特殊土，而具有独自的特点和相关规律。
红粘土的高孔隙、低压缩、高塑性、高承载力的工程特性是由红粘土较 为独特的结构所决定的。研究表明红粘土的强度主要由游离氧化铁所形 成的铁质胶结作用产生的，红粘土中的游离氧化铁以胶态和微晶两种形 式赋存。研究表明，红粘土的结构联接强度不仅取决于土中所含游离氧 化铁的多少，更重要的是游离氧化铁存在的物态形式，红粘土中的游离 氧化铁含量越高，其力学指标越高，土中晶质的氧化铁对胶态的氧化铁 比值越高，其力学指标也越高。
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（3）按土的复水特征分类 Ⅰ类:收缩后再浸水，膨胀量能回到原来的位置； Ⅱ类：收缩后再浸水，膨胀量不能恢复到原来位置。 （4）按地基均匀性分类 按地基均匀性，即按基底下深度为Z范围内地层组成分为两类： Ⅰ类：全由红粘土组成； Ⅱ类：由红粘土与岩石共同组成。
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3.2红粘土工程地质勘察要点
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2.2红粘土的土体结构特征
一般红粘土以收缩的胀缩特性
在土体结构上表现为其显著的 裂隙型。天然状态下的红粘土 呈致密状、无层理，上部易受 大气影响，多呈半坚硬半硬塑 状态；当表层失水超过土的塑 限时，土中就会出现裂隙，接 近地表的裂隙呈竖向开口状， 往深处逐渐减弱，呈网状微裂 隙且逐渐闭合。裂隙的存在又 为深部红粘土的失水提供了通 道，从而使深部土体收缩，裂 隙加深。
CO2和H2O的共同作用，灰岩和白云岩发生碳酸化反应，碳酸盐
变成重碳酸盐。
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2）酸性硅铝阶段 经过饱和硅铝阶段，几乎所有的盐基被溶淋掉，因此碱性条 件逐渐被酸性条件代替。此时，前阶段形成的原碳酸岩中 原生的粘土矿物伊利石、蒙脱石又被破坏，形成在酸性条 件下稳定的不含K、Na、Ca、Mg盐基的稳定的粘土矿物 ——高岭石。 3）铝铁土阶段

500页的图
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岩土接触关系的特征
经历了红土化由岩到土的演变，使红粘土无论在外观、成分
还是组织结构上都发生了很明显不同于母岩的质的变化。除 少数泥灰岩分布的地段外，与下覆基岩岩溶不整合接触，它 不具有一般残积土与母岩呈过渡状态的垂直分带特征，这是 红粘土区别于其他红土的主要标志。实测剖面资料表明，岩 土间无论在外观性状还是组成成分上都是呈突变的。
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红粘土中的裂隙发育深度一般为3 ～4m，已见最大深度8.0m，裂隙面光滑，
有的带擦痕，有的被铁锰质浸染。裂隙的发生和发育甚快在干旱气候条件
下，新挖路堑坡面数周甚至数日便可被收缩裂隙切割的支离破碎，使地表 水易于浸入，土的抗剪强度降低，造成边坡的变形和失稳破坏。而在雨季
湿润气候条件下，裂隙又可因红粘土的吸水膨胀而闭合，如此反复胀缩，
为路基填料，翻晒后虽然含水量降低了，但是并不能改变其
塑性的大小。此外，作为路基填料，红粘土在达到压实度时 的最佳含水量也远远高于一般粘性土。
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2）物性指标变化幅度大。如ω、ωp、ωL、 e等及其对应的 力学指标变化均较大。
3）天然红粘土的饱和度Sr多在90%以上，使红粘土成为两
相分散系，含水量和孔隙比呈现出良好的线性关系。红粘土 的含水量较高、饱和度大显然与其较强的滞水性有关，由于 其粘粒含量高、孔隙比较高、孔隙多而小，因而粘粒表面形 成了较多的吸附水。
作用强度越弱。这进一步表面，红粘土的工程性质与其颜色 有密切关系，颜色越深（红），其工程性质也就越好。
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（2）红粘土的矿物成分与结构
1）次生的具有晶质结构的粘土矿物
其含量一般占红粘土的40%～50%，其中主要包括高岭石、绿泥石、蛭石
、伊利石等，有时还可见到少量的蒙脱石。由下表可知，红粘土中的粘土 矿物以水稳定性矿物高岭石、绿泥石为主，其次为亚水稳性的伊利石、蛭
使红粘土的结构强度几乎丧失，抗剪强度也大大降低，这是红粘土路堑边 坡长期稳定性低的主要原因。
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2.3厚度变化与岩土接触关系特征
土层厚度变化大是红粘土的重要特征之一。 1）地貌条件 在高原和山区，红粘土的分布不连 续，一般厚3 ～8m，少数达15 ～30m；在平原和丘陵分布较 连续，一般厚10 ～15m，最厚 者达40m。在地貌横剖面上， 坡丘，坡谷土层较薄，坡麓较 厚；在谷夷平面及岩溶洼地， 槽谷中央，土层相对较厚。因 而红粘土在水平方向变化较大 ，常见水平相距1m，土层相差 数米甚至更多。当用作地基时 ，它既是一种有刚性下卧层的 有限厚度地基，又是一种可压 缩层的厚度变化悬殊的不均匀 地基。 2）母岩岩性及岩溶发育条件 在厚层、中厚层石灰岩和白云质灰 岩分布地区，岩溶发育强烈，基岩 表面起伏强烈。高程变化大，致使 上覆红粘土层变化大，在开挖的路 堑坡面上，常常可见有的地段石芽 、石笋突出路面高程数米至十多米 。而相邻地段基岩仍深埋在路面高 程以下。泥灰岩、泥晶灰岩等不纯 灰岩分布地区，岩溶化弱，基岩顶 面较为平整，起伏小，故粘土层后 打变化较小。
石和不含或少含有非水稳性的蒙脱石。
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2)次生的非晶质粘土矿物 红粘土中次生的非晶质粘土矿物，包括水铝英石、氧化铁、氧化铝、氧 化硅及其水化物，它们是不发生X射线衍射峰的黏胶物质，其中又以游 离铁为主，这也是与其他粘土的重要区别之一。这些无定性物质一般具
有很大的表面积，化学活性很高，不稳定，可以在一定条件下老化。
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1.2红粘土的组成成分
红粘土的组成成分与其母岩、气候环境及风化作用强度有 着密切关系，即使是灰岩，其中的碳酸盐矿物成分、自生的
非碳酸盐矿物及陆源碎屑矿物的种类及含量也不尽相同。不
同地方的红粘土因其气候环境不同，如温度、湿度等，红土 化的作用强度也不相同，因而不同地方的红粘土在化学成分 和矿物成分上表现出明显差异。
3）可溶性的盐类矿物及有机质 可溶性的盐类矿物主要有重碳酸盐，其次为钙、镁的硫酸盐和氯化物。
它们溶解后，多以阴、阳离子存在于红粘土的孔隙水溶液中。红粘土中
的有机质含量可达0.35%左右，其主要成分有纤维素、有机酸、腐殖质 等，其中腐殖质绝大多数与矿物颗粒结合形成有机—无机复合体。
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2 红粘土工程特性
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3.1 红粘土的工程分类
3 红粘土工程地质勘 探要点
（1）安土的成因分类 按地质成因可分为：红粘土和次生红粘土。次生红粘土的状况比较复 杂，在成分上由于迁徙过程中掺和了一些其他成分和较粗粒度的物质， 固结度也较差。相关分析结果表明，对同一物性指标，次生红粘土的 承载力只及红粘土的3/4。它成可塑、软塑状态的比例在总量中也明显 增高，压缩性也普遍较红粘土高。因此，岩土工程勘察中，应注意将 不同成因的两类土区别开来，单独予以研究。 （2）按土体结构状态分类 天然状态的红粘土为整体致密状，土中形成网状裂隙，使之变成了由 不同的延伸方向、宽度和长度的裂隙面与其间的土块所构成的土体。 致密状少裂隙与富裂隙的土体，它们的工程性能有明显差别。根据土 中裂隙特征的描述与量测以及天然与保湿扰动状态土样的无侧限抗压 强度之比St，提出土体结构的分类，见下表
在此阶段，铝硅酸盐粘土矿物被分解，形成SiO2、Al2O3
、Fe2O3及其水化物，其矿物成分主要为针铁矿、赤铁矿 和水铝矿，从而形成了一种红色疏松的铁质或铝质土壤， 即红粘土，故这个阶段又称为红土化阶段。
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（2）红粘土的分布
红粘土的形成与分布与地质历史上的气候条件密切相关，其形成与分布
范围的气候条件为湿热的热带、亚热带，降雨量应在1000mm以上，年 平均气温为19 ℃ ～23 ℃。
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（2）成因 暴露在地表的碳酸盐岩在漫长的地质历史时期内，经过各种物理 风化逐渐分解为岩石碎屑。岩石碎屑因比表面积较大，化学风化
逐渐占据主导地位，而在温暖湿润气候条件下，化学反应速度快，
经如下几个阶段，碳酸盐岩碎屑就会变成红粘土：
1）饱和硅铝阶段 其特点是岩石中的氯化物和硫酸盐将全部被溶解，首先淋滤 出Cl-和SO42-。由于溶于水中的CO2部分为游离的CO2，它可形成 碳酸，使水介质成为弱酸性，在这种介质条件下，由于游离的
红粘土主要特性及处理方法
dingruyan
பைடு நூலகம்
红粘土主要内容
一、红粘土的分布和组成 二、红粘土的工程特性 三、红粘土的工程地质勘探要点 四、红粘土地基评价 五、红粘土地基处理
1 红粘土的分布和组 成
1.1定义、成因及分布
（1）定义
红粘土是出露在地表的碳酸盐岩在更新世纪以来的湿热环境
中，经过一系列复杂的物理和化学风化，特别是红土化作用， 形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色的高塑性粘土。 形成的红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新的土 层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特性，液限大 于45%的称次生红粘土。
2.1红粘土的物理力学特性
红粘土的物理力学特性一般如表18-3所示
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（1）红粘土的物性指标特征 1）高塑性、高液限、高孔隙比。其中ω、ωp、ωL、 e等物 性指标都明显大于其他土类，相当于软土。红粘土中粘土矿
物虽然缺乏强亲水性的蒙脱石，但因其粒度组成的高分散性
，因而反映在表征其塑性的ωL和Ip以及表征密度的孔隙比e 的值都很高。以致有的公路部门将高含水量、高塑性、高孔 隙比合称为“三高土”。而且研究表明，风干脱水对红粘土 的液、塑限没有明显影响，因此，对含水量较高的红粘土作
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（1）粒度与化学成分
在红粘土的粒度组构成中，
细颗粒占绝对优势，其中小 于5μm的粘粒平均高达76%， 而小于2 μm的颗粒多达50% 以上，据报道，已见土中小 于1 μm的颗粒最高可达93%。 因而可以看出红粘土具有很
高的分散性。
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红粘土的化学成分以氯化物和氢氧化物为主，其中尤以铝、
其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、
鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2 。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低的溶蚀夷平面及岩溶洼地、岩 溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地、孤峰准平原及丘陵洼地等地貌单 元；在东部主要分布在高阶地以上的丘陵区。经搬运再沉积形成的次生 红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其他沉 积物之上，其分布约占总量的10% ～40%，自西向东逐渐增多。
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红粘土的湿度变化特征 在垂直方向上除受局部地表 水影响外，红粘土从地表向 下直至基岩顶面，其含水量 逐渐增大，土的状态由硬变 软，相应的土的强度也由上 而下相对降低，压缩性则相 对增大。这与一般粘土在自 重作用下，因排水固结，密 度随深度递增，土的工程性 质变得较好的规律相反。工 程实践中，红粘土的软硬程 度多以含水比来划分。右图 绘出了红粘土含水比aw，天 然含水量w和孔隙比e随埋藏 深度而递增的变化规律.