特殊土的工程性质
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。
土的成因类型特征及特殊土-软土
工程地质问题
(1)建筑物地基不均匀沉降,原因土层厚度、组成成分、结构及 物理力学性质变化大,均匀性差,孔隙度较大; (2)建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题,原因原始 地形变化大,岩层风化程度不一。
2.坡积土(Qdl)
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,其 上部与残积土相接。
软土St一般在3~4之间,个别达8~9。 我国东南沿海地区的三角洲相及滨海-泻湖相软土的灵敏 度一般在4~10之间,个别达13~15。 当软土地基受振动荷载后,易产生侧向滑动,沉降及基 底面两侧挤出等现象。
(6)具有流变性(蠕变性) 软土在荷载持续作用下,压缩变形有随时间延长而增长的
特性称为流变性。 软土除排水固结引起变形外,在剪应力作用下,土体还会
(2)软土地基的加固措施 1)堆载预压法: 堆载预压法是指在场地临时堆填土
石等,对地基处理加载预压,以达到完成地基沉降量和 提高地基承载力的目的,达到要求后再卸去预压荷载。
2)强夯法:强夯又称动力固结法, 通常用8~40t的重锤,以5~40m的落 距让其自由落下,夯锤对地基强烈的冲击作用使地基内出现强大的应力波, 引起土体内土颗粒发生位移、孔隙比减小、密实度增加,使土体结构重新排 列,从而达到加固地基的目的。
浅海沉积物:主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物(硅 质和石灰质)组成,有层理构造,较滨海沉积物疏松、含水量高、压缩性 大而强度低。
陆坡和深海沉积物:主要是有机质软泥,成分均一。 海洋沉积物:在海底表层沉积的砂砾层很不稳定,随着海浪不断移动 变化,选择海洋平台等构筑物地基时,应慎重对待。
7.冰积土和冰水沉积土(Qgl)
特殊岩土的工程性质
特殊岩土的工程性质湿陷性岩土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀土、盐渍岩土、风化岩及残积土、污染土的工程性质入:誓死保卫熊猫村有送幸运草运气好可以开出钱和装备合成石(游戏开始60秒内)输入: 赠送全部人员3000qw。
(一)混合土的定义混合土主要由级配不连续的黏粒,粉粒和碎石粒(砾粒)组成的土。
(二)混合土的成因混合土的成因一般有冲积、洪积、坡积、冰碛,崩塌堆积、残积等等。
前几种成因形成混合土的重要条件是要有提供粗大颗粒(如碎石、卵石)的条件。
残积混合土的形成条件是在原岩中含有不易风化的粗颗粒,例如花岗岩中的石英颗粒。
(三)混合土的特点1.混合土中常因含有大量的粗颗粒,如碎(卵)石颗粒甚至漂砾,因此,取不干扰动土试样十分困难,甚至也很难取到有代表性的扰动土样。
用一般室内试验方法,几乎不能取得其正确的物理力学性质指标,甚至不能掌握其级配情况。
2.混合土中的粗颗粒可能互相接触,可能为细粒局部包围,也可能呈斑状“浮”在细粒之中,因而使混合土极不均匀。
要正确的评价混合土的工程性能,必须查明这些情况。
3.混合土常具有地区土所具有的特殊性质,如膨胀性、湿陷性等。
(四)混合土的性质混合土因其成分复杂多变,各种成分粒径相差悬殊,故其性质变化很大。
总的来说,混合土的性质主要决定于土中的粗、细粒含量的比例,粗粒的大小及其相互接触关系以及细粒土的状态。
已有的试验资料表明,粗粒土的性质将随其中细粒的含量增多而变差,细粒土的性质常因粗粒含量增多而改善。
但是,在上述两种情况下,都存在一个粗、细粒含量的特征点,超过此特征点后,土的性质会发生突然的改变。
例如:按粒径组成可定名为粗、中砂的砂质混合土中,当细粒(粒径<0.1mm)时含量超过25%—30%时,标准贯人击数N 和静力触探比贯入阻力F真值都将呈现明显的下降趋势,内摩擦角声也将减小;而c值增大。
碎石质混合土中随着细粒含量的增加,内摩擦角声和载荷试验比例界限卢。
造价工程师考点-特殊土的工程性质
造价工程师考点: 特殊土的工程性质特殊土的工程性质根据土中有机质含量,土可以分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭;根据土的颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土;根据土的地质成因分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沉积物、海洋沉积物、冰积土和冰水沉积土、风积土。
这里强调的是要注意一些特殊土的工程性质。
(1)淤泥及淤泥质土。
具有高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显着的触变性和蠕变性等特性。
(2)湿陷性黄土。
在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态,具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,强度迅速降低,有的即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷。
黄土在我国分布很广,其中湿陷性黄土约占3/4,遍及甘、陕、晋的大部分地区以及豫、宁、冀部分地区。
湿陷性黄土受水浸湿后,在其自重压力下发生湿陷的,称为自重湿陷性黄土。
而在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土。
在自重湿陷性黄土地区修筑渠道,初次放水时就可能产生地面下沉,两岸出现与渠道平行的裂缝;管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道折断;路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌;地基土的自重湿陷往往使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜,甚至使一些很轻的建筑物也受到破坏。
而在非自重湿陷性黄土地区,这类现象极为少见。
所以在这两种不同湿陷性黄土地区所采取的地基设计、地基处理、防护措施及施工要求等方面均应有较大差别。
(3)红黏土。
天然含水量高(一般为40%~60%,最高达90%)、密度小(天然孔隙比一般为1.4~1.7,最高为2.0)、塑性高(塑限一般为40%~60%,最高达90%,塑性指数一般为20~50),通常呈现较高的强度和较低的压缩性,不具有湿陷性。
由于塑性很高,所以尽管天然含水量高,一般仍处于坚硬或硬可塑状态,甚至饱水的红黏土也是坚硬状态的。
广泛分布予我国的云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、丘陵地带顶部和山间盆地、洼地、缓坡及坡脚地段。
特殊土地基的工程性质和措施
浅析特殊土地基的工程性质和措施摘要:本文从特殊土地的分类、工程危害、以及特殊土地基的常用工程处理措施进行了探讨,对工程施工有重要意义。
关键词:特殊土地工程危害工程处理一、特殊土地的种类特殊土地是指与一般土地工程性质有显著差异的土类,即具有特殊的物理力学性质和工程性质、具有特殊的物质组成和结构构造。
我国幅员辽阔,在土的堆积形成过,自然条件、气候条件、地理环境、地质历史、物质成分和次生变化对土的性质有重大影响,形成种类很多各不同的特殊土,其分布存在一定的规律,表现出明显的区域性。
我国主要区域特殊土包括软土、湿陷性黄土、红粘土、膨胀土等。
这些特殊性土的工程性质差异很大且对工程的危害极大。
因此,特殊土的工程性质认识以及处理方法有重要意义。
二、特殊土的工程危害软土地基强度低,地基沉降量大且不均匀,沉降速率高、沉降稳定时间长。
而位于倾斜基岩或其他倾斜坚硬地层上的软土,当倾斜坡度较大时,除造成不均匀沉降外,还可能发生倾斜上软土的蠕变滑移。
湿陷性黄土地基,遇水土地崩解,结构破坏,强度下降,产生湿陷。
红粘土地区岩溶现象较为发育,红粘土下常有石芽、溶沟存在,且红粘土厚度分布不均,自上而下软硬变化明显,地基稳定性差、不均匀沉降大。
膨胀土吸水膨胀、失水收缩,建筑物随季节性变化反复不断地不均匀升降,对低层尤其轻型建筑物危害严重等。
建在这些地基上的建筑物,常常由于不良的地质病害,危及建筑物安全,造成建筑物开裂、滑移、倾倒、塌陷。
由于特殊土的的不良地质现象。
在以往的工程建设中,由于对其性质认识不足,出现许多工程事故,有的被迫搬迁,有的耗费大量整治费用,有的工程遭受彻底的破坏,造成人员财产的重大损失。
但在长期的实践中,人们总结了关于特殊土地基的工程处理措施,对工程的安全和质量提高有重要意义。
因此,我们下面将在这方面进行探讨。
三.特殊土地基的常用处理措施特殊土地基由于其特殊性在工程施工中有特殊要求,常用的处理方法有以下情况。
(一)软土地基的常用处理措施软土地基的不均匀沉降,是造成建筑物开裂损坏或严重影响使用等工程事故的主要原因。
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。
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黄土高原的自然景象
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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。
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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
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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。
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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
特殊土的工程性质
1.软土的分布: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。 2.软土的分类:沿海沉积型(滨海相; 泻湖相;溺谷相;三角洲相)、内陆湖盆 沉积型 、河滩沉积型、沼泽沉积
软土的鉴别
1.天然含水量的测定 :天然含水量是土的基本物理性指标之一,它 反映的土的状态,含水量的变化将使得土的稠度、饱和程度、结构强 度随之而变化,其测定可采用公路土工试验规程规定试验方法测定, 并将试验数据与35%、液限进行比较。 2.天然孔隙比 孔隙比,是土中孔隙体积与土粒体积之比,天然状态 下土的孔隙比称之为天然孔隙比,是一个重要的物理性指标,可用来 评价天然土层的密实程度。其测定方法可测定土粒比重、土的干密度、 土的天然密度、土的含水量等指标通过计算而得。 天然状态下土的孔隙比称为天然孔隙比,它是一个重要的物理性指标, 可以用来评价天然土层的密度程度。一般e<0.6的土是密实的低压缩 性土,e>1.0的土是疏松的高压缩性土。 3.十字板剪切强度:十字板剪切试验是原位测试技术中一种发展较早、 技术比较成熟得方法。试验时将十字板头插入土中,以规定的旋转速 率对侧头施加扭力,直到将土剪损,测出十字板旋转时所形成的圆柱 体表面处土的抵抗扭矩,从而可算出土对十字板的不排水抗剪强度。
②陇东陕北地区 湿陷性大
③关中地区 湿陷性中等 ④山西 湿陷性中等 ⑤河南 湿陷性较弱 ⑥冀鲁 湿陷性较弱或无 ⑦北部边远地区 湿陷性中等或弱
黄土的工程性质:
1.黄土的粒度成分以粉粒为主,约占60%~70%,其次是砂粒和粘粒,各占 1%~29%和8%~26%。 2.黄土的相对密度和密度:黄土的相对密度一般在2.54~2.84之间,砂粒含量高的 黄土相对密度低,约在2.69以下.密度较低,为1.5~1.8g/cm3,干密度约为 1.3~1.6g/cm3。一般认为干密度小于1.5g/cm3的黄土具有湿陷性。 3. 黄土的含水率:含水率越低,湿陷性强,含水率增加,湿陷性减弱。一般含水 率超过25%时就不再具有湿陷性。 4.黄土压缩性:是指黄土受压时体积缩小变形的性质。一般用压缩系数(单位压力 增加时孔隙比的变化值)反映压缩性的大小 。 5.黄土的抗剪强度6.黄土的湿陷性:是黄土的一种特殊的工程地质性质。黄土具有 在自重或外部荷重下,受水浸湿后结构迅速破坏发生突然下沉的性质。引起湿陷的 原因是因为黄土在干燥时可以承担一定荷重而变形不大,但浸湿后,土粒连结显著 减弱,引起土结构破坏产生湿陷变形。黄土湿陷性对人类工程活动危害很大,常使 建筑物、渠道、库岸造成破坏。因此,在湿陷性黄土地区进行建筑时,要特别注意 防止水的渗入,并采取必要的人工土质改良或其他防治措施。
工程地质 第4章2特殊工程性质
律。陇西和陕北地区黄土的砂粒含量大于粘粒,而豫西地区 粘粒含量大于砂粒。
粘土颗粒含量大于20%的黄土,湿陷性明显减小或无湿 陷性。因此,陇西和陕北黄土的湿陷性通常大于豫西黄土, 这是由于均匀分布在黄土骨架中的粘土颗粒起胶结作用,湿 陷性减小
膨胀土的防治措施
1.地基的防治措施
(1)防水保湿措施 防上地表水下渗和土中水分蒸发,保持地基土湿度稳定
,控制胀缩变形。在建筑物周围设置散水坡,设水平和垂直 隔水层;加强上下水管道防漏措施及热力管道隔热措施;建 筑物周围合理绿化,防止植物根系吸水造成地基土不均匀收 缩;选择合理的施工方法,基坑不宜暴晒或浸泡,应及时处 理夯实
三 、软土
软土是天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的 呈软塑——流塑状态的粘性土。 软土是一类土的总称,还可以将它细分为软粘性土、淤泥质 土、淤泥、泥炭质土和泥炭等
我国软土成因类型主要有: ①沿海沉积型(滨海相、泻湖相、溺谷相、三角洲相); ②内陆湖盆沉积型; ③河滩沉积型; ④沼泽沉积型
二 、膨胀土
膨胀土是一种富含亲水性粘土矿物,并且随含水量增减,体 积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。其粘土矿物主要是蒙脱 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,强度衰减,可能导致工程建筑物开裂、下沉、失 稳破坏。膨胀土全世界分布广泛,我国是世界上膨张土分布 广、面积大的国家之一,20多个省市自治区都有分布。我国 亚热带气候区的广西、云南等地的膨胀土,与其他地区相比 ,胀缩性强烈。形成时代自第三纪的上新世(N2)开始到上 更新世(Q3),多为上更新统地层。成因有洪积、冲积、湖 积、坡积、残积等
软土的工程性质
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
(3)戈壁、沙漠和黄土从西北向东南顺次成带状分布。
特征
1.颜色为淡黄、褐色或灰黄色 2. 粒度成分以粉土为主,约占有60%~70%,一般不含 >0.25mm的颗粒 3. 含各种可溶盐,富含碳酸盐,可形成钙质结核 4. 孔隙多且大,结构疏松 5. 无层理,但有垂直节理和柱状节理,天然条件下能 保持近于垂直的边坡
7、残余盐土(Residualsolonchak)曾称残积盐土,俗称“干盐土”或“旱盐土”。残余积盐是过去水成阶段的 土壤积盐,由于地壳上升或侵蚀基准面下降等原因,地下水位下降,古盐土的盐分虽有不同程度的淋溶,但在 干旱气候条件下大部分残留于土壤中。残余盐土最大聚盐层在亚表层,盐分组成是表层、亚表层以硫酸盐为主, 心、底土层则为氯化物-硫酸盐或硫酸盐-氯化物,既保留过去盐分向上累积的特点,也显示盐分向下淋溶的迹象。
2.盐胀性:硫酸盐沉淀结晶时体积 增大,失水时体积减小,致使土体结 构破坏而疏松.碳酸盐渍土中 NaCO3含量超过0.5%时,也具有明 显的盐胀性。
3.腐蚀性:硫酸盐渍土具有较强的 腐蚀性,氯盐渍土、碳酸盐渍土也 有不同程度的腐蚀性。
盐渍土纲分为盐土和碱土两个土类。
盐土
中国从热带到寒带,从滨海到内陆,从低地到高原,均有盐土分布,如地处内陆的华北、东北和西北,地处滨海的苏 北、渤海沿岸,以及浙江、福建、广东、海南和台湾等省沿海地带。本土类的主要性状前面已有介绍,这里简介8个 盐土亚类的主要特征。
4.分布地区地表温度高,又处于地壳上升阶段,水的排泄条件好,所含水 量也只接近于塑限,土体呈坚硬或硬可塑状态。
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。
特殊土工程地质—软土(工程地质课件)
软土
软土
➢ 1.软土概念 ➢ 2.软土的特征 ➢ 3.软土的形成环境 ➢ 4.软土常见的工程地质问题 ➢ 5.软土地基的处理措施
1.软土概念
➢ 软土一般指静水或缓慢流水环境中 有微生物参与作用下沉积形成的, 含有较多有机质,天然含水量大于 液限,天然孔隙比大于1,结构疏 松软弱,颜色以灰为主的粘性土;
性差,不易排水固结,影响工期和工程 质量;
➢ ④ 软土成分及结构复杂,水平及垂向 分布不均匀,易产生不均匀沉降;
➢ ⑤ 软土受振动时,其海绵状结构易破 坏而丧失强度。
5.软土地基的处理措施
➢ ①控制路堤高度,减轻建筑物自重或加 大承载面积,以减小软土单位面积所受 压力;
➢ ②若软土埋藏不深,厚度较小时,可采 用开挖换填砂卵石,碎石,或抛石排淤 ,爆破排淤的方法,使建筑物基础置于 软土下面的坚实土层上;
3.软土的形成环境
➢ 沿海沉积 ➢ 滨海相、泻湖相、三角洲相和溺
谷相; ➢ 内陆和山区盆地沉积 ➢ 湖相、沼泽相、河漫滩相、牛轭
湖相等; ➢ 山前谷地沉积 ➢ 坡洪积、湖积和冲积等。
4.软土常见的工程地质问题
➢ ① 软土地基承载力很低,抗剪强度也 很低,长期强度更低;
➢ ② 软土压缩性很高,沉降量大; ➢ ③ 软土含水量大,且持水性强,透水
5.软土地基的处理措施
➢ ③排水固结提高软土强度; ➢ ④为防止软土地基塑流,可采用反
压护道法,在软土地基周围打板桩 围墙的方法,有时也可采用电化学 加固法,防止软土被挤出。
小结
➢ 1.理解软土概念; ➢ 2.掌握软土的特性和软土形成环
境的内在联系; ➢ 3.理解软土常见的工程地质问题
和软土地基的处理措施。
特殊土工程性质总结-作者(杰)
表 4 软土地基处理方法
三、膨胀土工程性质总结
(一)特征与分布 1.定义:膨胀土(expansive soil)亦称“胀缩性土”,浸水后体积剧烈膨胀,失水后体积显
著收缩的黏性土。膨胀土地基是指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土。膨胀土对建筑物会造成严重危害,但在天然状态下强度 一般较高,压缩性低,易被误认为是较好的地基。
的压缩曲线和剪切曲线都可以分成两段,后一段的特性可以从通常的室内试验测定,前一段 则易受取样扰动的影响,宜通过原位测试方法测定。
剪切引起的孔隙压力难以恰当地估计,限制了有效应力法的实际应用,有效固结应力法 只考虑压缩引起的孔隙压力而忽略剪切引起的孔隙压力,更切合实际应用。
2.软土主要工程性质: (1)抗剪强度低:不排水抗剪强度均在 5~20kPa,一般低于 20kPa。 (2)压缩系数高:一般为 0.5~1.5MPa,最大可达 4.5MPa。 (3)渗透系数小:透水性弱,垂向渗透系数在 10-6~10-8 cm/s 量级。 (4)灵敏度高: 触变性:粘性土受到扰动作用导致结构破坏、强度丧失,当扰动停止后,强度逐渐恢复 的性质。触变性用灵敏度 St 表示。 软土灵敏度一般可达 3~4,甚至 8~10 或更大。 (5)流变性:软土在长期荷载作用下,随时间增长发生缓慢而长期的剪切变形,导致 土的长期强度小于瞬间强度的性质。 (6)不均匀性:因沉积环境变化,常夹有厚薄不等的粘土层,使地层在垂直和水平分 布上不均匀。易产生差异沉降。
4.软土主要特性: (1)软土颜色多为灰绿、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:主要为黏粒及粉粒,黏粒含量高达 60%~70%; (3)矿物成分:除粉粒中的石英、长石、云母外,黏粒中的黏土矿物主要是伊利石, 高岭石,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,这是造成软土孔隙比大、含水率高、透水 性小、压缩性大、强度低的主要原因之一; (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,或孥透镜体 相间形成性质复杂的土体; 5.软土的分布:我国软土分布广泛,主要位于沿海、平原地带、内陆湖盆、洼地及河流 两岸地带,沿海、平原地带软土多位于大河下游入海三角洲或冲积平原处,如长汀、珠江三 角洲地带,塘沽、温州、闽江口平原等地带;内陆湖盆、洼地则以洞庭湖、洪泽湖、久湖、 滇池等地为代表;山问盆地及河流中下游两岸漫滩、阶地、废弃河道等处也常有软土分布; 沼泽地带则分布着富含有机质的软土和泥炭。
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特殊土的工程性质
3.1 黄土
三、黄土的处理方法
2、换填垫层法 当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑物的 要求,而软弱土层的厚度又不很大时,将基础地面下处理范围内的 软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填强度较大的砂(碎石、素 土、灰土、矿渣、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性等材料,并 压(夯、振)实质要求的密度为止,这种地基处理方法称为换填垫 层法,简称换填法。 换填垫层法适用于地下水位以上,对湿陷性黄土地基进行局部 或整片处理,可处理的湿陷性黄土层厚度在1-3m。
3.1 黄土
二、黄土的工程性质 5.黄土的湿陷性和黄土陷穴
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)。
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
3.1 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。
hz ′-浸水饱和条件下变形稳定后的试样高度; h0-土样的原始高度(cm)。
黄土的湿陷起始压力 湿陷起始压力——对非自重湿陷性黄土, 其湿陷性需在一定的荷载压力作用下才会表现 出来,这一使得黄土开始表现出湿陷性所需的 压力即为黄土的湿陷起始压力。 密度越大 湿陷起始压力愈大
粘粒含量越高
土层的埋深越大
(2)物理化学-降低土中水的冰点,使水分转移受到影响, 从而削弱和防止土的冻胀。
特殊土的工程性质
3.3 软土-重点,上海最典型,宽基浅埋
一、软土及其特征
软土:天然含水量大、压缩性高、承载力和抗剪强度很低的 呈软塑-流塑状态的粘性土。软土是一类土的总称。 分为:软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。 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;
特殊土的工程 性质
都是水惹的祸 -红颜祸水,内因才是主要的
3.1 3.2 3.3 3.4
黄土-湿陷 冻土-冻胀与融沉 软土-含水多,透水性差 膨胀土—涨缩
• 水,实在是太重要了,所以大家每次做实 验,都要求测含水量。 • 尤其是重度、浮重度,很多情况下专家都 争论不休,其实,有条件的话最好实验检 验。 • 问题1.密闭箱中鸟2.自重压力3.不透水层上 的建筑物。
特殊土的工程性质
3.1 黄土
二、黄土的工程性质
5.黄土的湿陷性和黄土陷穴 2)自重湿陷系数 计算黄土的湿陷量,以判定黄土场地的类型。 兰州地区黄土 明显或强烈的 自重湿陷性; 西安、太原黄土 绝大多数为 非自重湿陷性。
hz hz zs h0
hz-天然湿度下,逐级加压至试样上覆土的饱和自重压力(85%)时变形稳定后 的试样高度。
修筑的渠道
管道漏水后
与渠道平行的裂缝;
管道断裂;
路基受水后
地 基 土
局部严重坍塌;
很大的裂缝或倾斜
特殊土的工程性质
3.1 黄土
三、黄土的处理方法
湿陷性黄土地基处理的根本原则是:破坏土的大孔结构, 改善土的工程性质,消除或减少地基的湿陷变形,防止水浸入 建筑物地基。
1、强夯法 又叫动力固结法。是利用起重设备将80-400 kg的重 锤起吊到10-40m高处,然后使重锤自由落下,对黄土地基进行强 力夯击,以消除其湿陷性,降低压缩变形,提高地基强度,但强夯 法适用对地下水位以上饱和度Sr≤60%的湿陷性黄土地基进行局部或 整片处理,可处理的深度在3-12m。土的天然含水率对强夯法处理 至关重要,天然含水量低于10%的土,颗粒间摩擦力大,细土颗粒很 难被填充,且表层坚硬,夯击时表层土容易松动,夯击能量消耗在 表层土上,深部土层不易夯实,消除湿陷性黄土的有效深度小,夯 填质量达不到设计效果。--最优含水量
特殊土的工程性质
三、黄土的处理方法
3.1 黄土
4.预浸水法 湿陷性黄土地基预浸水法是利用黄土浸水后产生自重 湿陷的特性,在施工前进行大面积浸水使土体预先产生自重湿陷, 以消除黄土土层的自重湿陷性,它只适用于处理土层厚度大于10m, 自重湿陷量计算值不大于500mm的黄土地基。 预浸水法用水量大、工期长,一般应比正式工程至少提前半年 到一年进行,浸水前沿场地四周修土埂或向下挖深50cm,并设置标 点以观测地面及深层土的湿陷变形,浸水期间要加强观测,浸水初 期水位不易过高,待周围地表出现环形裂缝后再提高水位,湿陷性 变形的观测应到沉陷基本稳定为止。预浸水法用水量大,对于缺水 少雨、水资源贫乏地区,不易采用,当土层下部存在隔水层时,预 浸时间加大,工期延长,都将是影响工程的因素。 由于浸水时场
• 1. 由于在观察过程中,人们的注意力主要集中在 黄土的孔隙性和垂直节理的显著特征上,忽视了 对层理的研究; • 2.黄土的组成物质主要是尘土质物质,它在渐次 堆积过程中,形成非常薄的层理,用肉眼观察是 很不明显的; • 3.黄土崖壁经过不断的雨水淋洗后,常常使表层 黄土成泥浆糊状物涂于整个崖壁表面,因而从外 观来看,就再也看不清层理了,就像砖砌的墙壁 经过泥浆的粉刷再也看不到砖缝一样。
•
6. 含各种可溶盐,富含碳酸盐 (CaCO3),可形成钙质结核(姜结石); • 7.孔隙多且大,结构疏松; • 8. 层理不明显,但有垂直节理和柱状 节理。天然条件下能保持近于垂直的边坡; •
• 钙质结核主要是碳酸钙组成的结核状自 生沉积物 .-黄土中的钟乳石。
• 层理不明显 • 沉积岩一般都应该具有层理,因为任何 成因的沉积岩的形成都必须经过沉积物 逐步堆积的过程。黄土既然也属于沉积 岩的范畴,为什么层理却不明显或不清 楚呢? • 很多学者把黄土无层理或层理不明显, 作为黄土风成的标志,而有层理的黄土 则认为是水成的依据。如今,有人提出 黄土无论是风成的,还是水成的都应具 有层理,其层理之所以不明显,
黄土处置
--机械碾压:振动压路机—效果好,心脏不好受,效果与时间和功率 有关,据说装甲车压过人的脚没事,求证。
特殊土的工程性质
三、黄土的处理方法
3.1 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。
• 我国西北的黄土高原是世 界上规模最大的黄土高原
• 华北的黄土平原是世界上 规模最大的黄土平原。
黄土竖向节理、坡表纹沟发育
黄土窑洞-介绍几句
黄土陷穴与黄土桥
• 千沟万壑,防治水土流失,植树造林,梯 田,大家或许听说过“工业学大庆,农业 学大寨”大寨就在山西,梯田就是其特色。
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
黄土的粒度成分
粉粒约占60~70%,其次是砂粒和粘粒。
特殊土的工程性质
3.1 黄土
二、黄土的工程性质
1.颗粒成分:粘粒含量大于20%的黄土,湿陷性明显减小或无湿 陷性,原因是土中的粘土颗粒(粘粒)起胶结作用,含量越多, 土骨架连接越强。---一般情况。
2. 密度;黄土的干密度 d 为1.3-1.6g/cm3,干密度反映 3 了黄土的密实程度, d 1.5 g / cm 的黄土不具有湿陷性。
特殊土的工程性质
3.2 冻土-非重点,笑话
定义:温度等于或低于零摄氏度,并含有冰的各类土。-四相,电 分类:多年冻土-冻结状态持续三年以上的土 季节冻土-随季节变化周期性冻结融化的土。 一、季节冻土 危害:对建筑物表现为冻胀和融沉两个方面 二、多年冻土
分布: 高原冻土(青藏高原与西部高山) 高纬度冻土(黑龙江) 工程地质问题 (1)道路边坡及基底稳定问题—一般要求基底位于冻深线以下,保定0.6m (2)建筑地基问题-冻胀、融沉和长期荷载作用下的流变
黄土
• 中华民族的发源地,基本都是黄土地 • 一首西北风民歌中唱到:“我家住在黄土 高坡”确实,我家就在黄土高坡。保定土 壤也属于黄土。