工程地质(六章完整版) 第六章 土的工程性质

工程特性：
1. 高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。
2. 孔隙比大、低密度、孔隙饱水。
3. 压缩性低、强度高、地基承载力高。 4. 浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。
黄土(loessal soil)：
是干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
分布: 我国西北及华北地区,面积约63万km2。
特征：以粉粒为主，富含碳酸钙，肉眼 可见大孔隙，垂直节理发育，常呈现 直立的天然边坡。
第二节 土的野外鉴别 一、土的工程分类 1、按堆积年代分 2、按地质成因分 3、按有机质含量分 4、按颗粒级配和塑性指数分 二、野外鉴别 1、碎、卵石土 2、砂土 3、粘性土、粉土 4、新近堆积土 5、土的主要成因类型鉴定
残积土(residual soil)：
岩石经风化后未被搬运而 残留于原地的碎屑物质所 组成的土体，它处于岩石 风化壳的上部。 其粒度成分和矿物成分受 气候和母岩岩性的控制。 其发育情况还和地形有关。
湿陷起始压力:开始出现明显湿陷的压力。
盐渍土(saline soil): 土中易溶盐含量>0.5% . 分布: 滨海型、冲积平原型、内陆型

盐渍土类型：
1. 氯盐型：具强烈的吸湿性导致土有 很大的塑性和压缩性。 2. 硫酸盐型：结晶时体积膨胀，失水 干燥时体积缩小，周期性松胀变化 使土的结构破坏。
湖积土( limnetic soil )：
湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质 在湖边沉积而形成的。近岸带沉积的多是粗 颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细颗 粒的砂土和粘性土。
湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到 达湖心后沉积形成，主要是粘土和淤泥，常 夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度 低。 沼泽土主要由半腐烂的植物残体－泥炭组成， 含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。
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河床相冲积土：在河流 上游多是粗大的石块、砾 石和粗砂，中下游或平原 地区沉积物变细，磨圆度 好，厚度很大。 古河床相土的压缩性低， 强度高。 现代河床堆积物的密实 度差，透水性强，若作为 水工建筑物的地基将引起 坝下渗漏。饱水砂土还可 能由于振动而引起液化
河漫滩相冲积土：是在 洪水期河水漫溢河床两侧， 携带碎屑物质堆积而成。 土粒较细，可以是粉土、 粉质粘土或粘土，并夹有 淤泥或泥炭等软弱土层， 覆盖于河床相冲积土之上， 形成上细下粗的“二元结 构”。
人工填土(fill soil): 指由于人类工程活动而形成的土. 1)素填土:主要由碎石、砂土或粘性土组成。
其工程性质取决于密实度和均匀性。 2)杂填土:建筑垃圾土、工业废料土、生活 垃圾土。后一种不宜作为建筑物地基。
3)冲填土:系由水力冲填泥沙形成的沉积土.
含水量大,透水性弱,排水固结差,一般呈软塑 -流塑状态.
淤泥类粘土( mucky soil)：
是在静水或水流缓慢 的环境中沉积，并 有微生物的参与， 含有较多有机质的 疏松软弱粘性土。 分布:沿海地区滨海相、
泻湖相、三角洲相； 内陆平原或山区的湖相 和冲积洪积沼泽相。
分类：孔隙比e >1.5时,称淤泥; 1.5>e>1.0 时,称淤泥质土; 10%>有机质含量>5%时,称 有机质土; 60%>有机质含量>10%时,称 泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭.
黄土湿陷性(collapsibility)：在一定压力下受
水浸润后,结构迅速破坏而产生显著沉陷的性质。 湿陷系数δs ：由室内浸水压缩试验测得的黄土 样在某种规定压力下的湿陷量与土样原始高度 的比值。δs≥0.015为湿陷性黄土。 湿陷类型：自重湿陷与非自重湿陷。
实测或计算自重湿陷量>7 cm 时,为自重湿陷性黄土场地.
海积土(marine sediment)：
滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂组成， 承载力较高。 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组成，有层理构 造，较疏松，含水量高，压缩性大而强 度低。
深海沉积物主要是有机质软泥。
冰积土(moraine soil) 由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物. 分选性极差,石料占多数,冰水沉积物可 有一定成层性、分选性。
残积土的工程性质：
孔隙度↑、强度↓、压缩性 ↑，均质性差，但具有一 定的结构强度。原位测试 强度>>室内测试值。
坡积土(slope soil)：
雨水将山坡高处的风化碎屑物顺坡冲 洗，堆积在较平缓的山坡脚处而形成。
坡积土的工程性质：结构疏松，一般具 较高的压缩性。坡积形成的黄土湿陷性 较大。
洪积土(pluvial soil):
三、土的物理性质 1、土的三相比例指标 2、无粘性土物理状态指标 （相对密室度、标准贯入） 3、粘性土物理状态指标与物理特征 （塑性液性指数、灵敏度、触变性、胶体性质） 四、土的力学性质 1、压缩性 2、抗剪强度 3、动力特性 五、土在工程上的作用： 1、作为建筑物的地基； 2、作为建筑材料； 3、作为建筑物周围的介质或环境
第六章 土的工程性质与野外鉴别 第一节 土
一、土（覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱 的颗粒堆积物） 基本特性 （碎散性、三相性、自然变异性）
土的形成
地表岩石破坏 搬运 沉积
二、土的组成： 1、土的固相： （土的粒组及划分；粒度分析方法；土中矿物成 分；土粒形状） 2、土的液相： (结合水；自由水） 3、土的气相 4、土的结构： （单粒结构、蜂窝结构、絮状结构） 5、土的构造： （层状、分散、裂隙状）
三、黏性土的工程地质性质 黏粒含量多，具有水胶结和团聚结构，有时 有结晶连结，孔隙微小而多，其工程性质取 决于连结和密实度。
第二节 特殊土的工程地质特性
特殊性土是指某些具有特殊物质成分和结构、
工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下 形成的，其分布有明显的区域性特征。
特殊性土的种类有：
沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土 西南亚热带湿热气候条件下的红粘土 西北、华北干旱气候区的黄土 西北、华北干旱气候区的盐渍土 高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土
3. 碳酸盐型：具明显碱性反应。潮湿 时具很大的亲水性、塑性膨胀性。
冻土(frozen soil)：
温度≤0℃并含有冰的土层。 分布:高纬度和高寒地区. 类型:多年冻土和季节性冻土。
•冻胀性：土在冻结时，由于水分结冰膨 胀，土的体积随之增大，地基隆起、开裂 和变形。 •融沉性：冻土在溶化后，体积缩小，地 基沉降，强度降低，还伴随下部未冻结土 层中的水分向冻结土层迁移，使溶化后土 质更差。
分选性较好，离山前较 近的洪积土颗粒粗，地 下水位埋藏深，具有较 高的承载力，压缩性低， 是工民建的良好地基。 离山较远的地带，洪积 土的颗粒细，透水性不 好，土质弱，承载力低， 作为建筑物地基时应慎 重对待。
山前洪积扇剖面图
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冲积土(alluvial soil)： 由河流的流水作用 将碎屑物质搬运到 河谷坡降平缓的地 带堆积而成。
工程特性： 1. 塑性较弱 2. 含水较少，坚硬—硬塑状态 3. 压实程度差，孔隙比高，孔隙大 4. 抗水性弱，遇水强烈崩解，湿陷明显 5. 透水性较强，且呈各向异性 6. 强度较高，粒间连接较强，压缩性中等。
黄土分类 按成因分：原生黄土和次生黄土 按形成年代分：老黄土和新黄土
按湿陷性分：湿陷性黄土和非湿陷性黄土
2)粘粒含量高，且为亲水性很
工程特性：
1. 2. 3. 4. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态 孔隙比小，密度大 高塑性，含粘粒及粉粒为主 具膨胀力,自由膨胀量>40%
5. 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.
红粘土(laterite)：
由碳酸盐类岩石在湿热气候条件下，经 强烈风化作用而形成的高塑性粘土。 分布:云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、
牛轭湖相冲积土：是在废河 道形成的牛轭湖中沉积的松软 土，颗粒很细，常含大量有机 质，有时形成泥炭。压缩性很 高，承载力很低，不宜作为建 筑物的天然地基。
河口（海口）三角洲相冲积 土：通常是淤泥质土或典型淤 泥。面积宽广而厚度极大。不 宜作为建筑物的天然地基。但 表层硬壳层，有时可用作低层 建筑物的地基。
湘西。 低山丘陵地带顶部和山间盆地、缓坡及坡脚 地段。
特征：1)呈褐红色,富含铁铝氧化物，粘 粒含量很高，具有高度分散性，颗粒 细而均匀，粘土矿物以高岭石为主。
2)土层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间。
3)地表裂隙发育。
4)沿深度含水量增大，土质由硬变软。
5)在水平方向上厚度变化较大，造成地基 不均匀性。
由暴雨形成的暂时 性山洪急流带来的碎屑 物质在山沟出口处堆积 而成。
思考题： 1、比较下列粒组的异同点： （1）块石颗粒、圆砾颗粒 （2）碎石颗粒、粉粒 （3）砂粒、粘粒 2、两种土当其含水量相同时，其饱和度是否也相同？ 3、下列物理指标中，哪几项对粘性土有意义，哪几项对 无粘性土有意义？ A、粒径级配 B、相对密度 C、塑性指数 D、液性指数
膨胀土(expansive soil)：
是一种富含亲水性粘 土矿物,且随含水量的 增减体积发生显著胀 缩变形的硬塑性粘土。 分布:全国,云南、广西、
贵州、湖北最具代表性。
一般位于山前丘陵
地区或河谷高阶地上。
特征：1)呈黄褐、灰白、花斑等颜色.
强的蒙脱石等粘土矿物，土中可溶盐 及有机质含量较低，常含铁锰或钙质 结核，结构致密. 3)表面有大量网状裂隙，裂面 有腊状光泽的挤压面。
风积土(aeolian soil)：
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，最常
见的是风成砂和风成黄土。
第八章 土的工程地质特性
第一节 一般土的工程地质性质
一、砾类土的工程地质特征 孔隙大、透水性强、压缩性低、抗剪强度大。一般构 成良好地基，透水性强，常使基坑涌水，大量坝基、 渠道渗漏 二、砂类土的工程地质特征 颗粒大一般没有连结，透水性强、压缩性低、压缩速 度快、内摩擦角较大、抗剪强度较高。中粗砂一般构 成良好地基，但可能产生涌水或渗漏；粉细砂工程性 质相对较差，特别是饱水粉、细砂土受振动后易液化。