特殊土及其工程地质特性

黏粒含量高，且为亲水性很强的蒙脱石等黏
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。
工程特性：
1. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态； 2. 孔隙比小，密度大；
3. 高塑性，含黏粒及粉粒为主；
4. 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。
第五节 特殊土的工程地质特性
特殊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黏土
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
工程特性：
1.含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。
2.透水性低，水平向渗透系数较大。 3.压缩性大，强度低，欠压密状态。 4.显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。 蠕变(creep)：在一定荷载下，土的剪切变形随时 间增长的特性。 触变(thixotropy)：土受扰动后强度降低，但随时 间增长强度能部分恢复的性能。
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
淤泥类黏土( 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 松软弱黏性土。
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; 5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
黑龙江地区的房屋冻胀
图 3-32 嫩林线小杨汽车站房屋冻胀裂缝
图 3-33 某桥冻胀成非对称罗锅形
人工填土(filling):
指由于人类工程活动而形成的土。 1) 素填土:主要由碎石、砂土或黏性土组成。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。
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。
图 3-27 因外墙基土收缩、基 础向外扭转，墙体呈水平裂缝
膨胀土地基上建筑物的开裂
膨胀土地基上房屋开裂的特点为：
①山墙呈“倒八字形”，裂缝上宽下窄； ②外纵墙下端呈水平裂缝，基础向外扭转，墙体 上部内倾； 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； ④地坪多出现平行于外纵墙的通长裂缝 ； ⑤地基反复多次胀缩，使墙体裂缝斜向交叉。
膨胀土(expansive soil)：
是一种富含亲水性黏土 矿物,且随含水量的增减体 积发生显著胀缩变形的硬塑 性黏土。 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。
图 3-27 因外墙基土收缩、基础 向外扭转，墙体呈水平裂缝

特征：
1)
2)
呈黄褐、灰白、花斑等颜色；
盐渍土(saline soil):
土中易溶盐含量>0.3% 。 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。
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。
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。
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。
湿陷起始压力:开始出现明显湿陷的压力。
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。
湖南某高架灌渠支墩因膨胀土地基而倾斜
红黏土(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 成的高塑性黏土。 分布:
云贵高原、四川东 部、广西、粤北及鄂西、 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，黏粒含量很高， 具有高度分散性，颗粒细而均匀，黏土矿物以 高岭石为主；
红黏土地基评价：
• 红黏土的表层，为良好地基。可充分利用其作为天然地基 持力层，基础宜尽量浅埋。
• 红黏土的底层，接近下卧基岩面附近，尤其在基岩面低洼 处，因地下水积聚，常呈软塑－流塑状态，强度低，压缩 性高，容易引起地基不均匀沉降。应注意查清基岩面起伏 状况，并进行必要的处理。
• 对红黏土中的土洞，应查明其部位与大小，进行填充处 理。
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。
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。
• 红黏土中的网状裂隙，对土坡和基础有不良影响，基槽应 防止日晒雨淋。
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。
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