各类土的工程质特性

各类土的工程质特性

第一节一般土的工程地质特征

巨粒土和含巨粒土

一般土按粒度

粗粒土：砾类土粒间无连结或有微弱水连结-无粘性土

砂类土

细粒土---含较较多粘粒，有结合水，具粘性---- 粘性土。

一、砾类土

砾类土：砾粒组60㎜≥d>2㎜质量多于总质量50%者

组成：岩屑、石英、长石等原生矿物

特点：

1）颗粒大，呈单粒结构

2）常具有孔隙大、透水性强、压缩性低、，内磨擦角大、抗剪强度高

3）可作为混凝土的粗骨料和辅路材料

二、砂类土

砂类土：砾粒组质量小于或等于总质量50%的粗粒土。

组成：石英、长石及云母等原生矿物。

特点：

1）单粒结构

2）透水性强、压缩性低、强度较高

3）粗中砂土可作为混凝土骨料，细砂土粉砂土不可。

三、细粒土

细粒土：细粒组（d≤0。075㎜）质量多于或等于总质量50%的土。

组成：含一定数量亲水性较强的粘土矿物。

特点：具团聚结构，孔隙细小而多，压缩量大，抗剪强度取决于内聚力（c），ф较小。

第二节几种特殊土的工程地质特征

特殊土是指某些具有特殊物质成分与结构，而且工程地质性质也比较特殊的土。

一、淤泥类土

淤泥类土指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下形成的含较多有机质，疏松较弱（e>1,W>W L）的细粒土：e>1.5的称淤泥。1.5>e>1。为淤泥质土。

（一）淤泥类土的成因及分布

1、沿海沉积的淤泥类土

2、内陆和山间湖盆地以山前谷地沉积的淤泥类土。

（二）淤泥类土地的成分及结构特征

长石、石英、白云母及大量蒙脱、伊利石等粘土矿物，含少量水溶盐，有机质含量较高。具蜂窝状，絮状结构，疏松多孔、具有薄层构造。

(三)、淤泥土地工程地质性质的基本特点.

1) 高e,高W，W>W L

2) 透水性极弱,渗透系数一般为I*10-6----I*10-8cm/s

3) 高压缩性:a1-2=0.7—1.5Mpa-1，且随含水率增大而增大

4) 抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固体条件有关

淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本原素。有机物和粘粒含量越多,

土的亲水性越强,则压缩性就越高;孔隙比越大,则含水率越高,压缩性就越高,强度越低,灵敏度越大,性质越差。

二、黄土

黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物.黄土颜色呈黄色，颗粒成分以粉粒为主,富Caco3,有肉眼可见的大孔隙,天然剖面上垂直节理发育,被水浸湿后土体显著沉陷(湿陷土)具上述特征的土称为典型黄土；而与之相似,但缺少个别特征的土称为黄土状土。典型黄土和黄土状土统称黄土类土,荷称黄土。

(一) 黄土成分和结构特征

粒径<0.25㎜,多为0.1—0.01㎜,矿物成分复杂(60多种)，碎屑矿物占3/4以上,主要为石英,长石、碳酸盐类,10—25%的粘土矿物。

结构为非均质的骨架式架空结构。

(二) 黄土一般工程地质性质.

1) 密度小1.3—1.5g/cm3，孔隙大、孔隙率30—70%

2) 含水较小, W≤10—25%

3) 塑性较弱, W L=25—33%,W p 15—25%.I p=8—13

4) 透水性强

5) 抗水性弱,迂水强烈崩解，膨胀量小,失水收编明显，迂水湿陷明显

6) 压缩性中等,抗剪强度高.

(三) 黄土的湿陷性

黄土在一压力作用下受水浸湿后，结构迅速破坏而产生显著附加沉陷的性能。称湿陷性. 产生的原因：它具有明显的遇水连结减弱，结构趋于紧密的有利于湿陷的特殊成分和结构。

湿陷性

自重湿陷：遇水后，在其自身重力作用下产生的沉陷

非自重湿陷：浸水后，在附加荷载下产生的附加沉陷.

(四) 黄土湿陷性的评价

1、间接方法:

据物质成分及物理力学指标评价.

I p<12 W/W p<1.2. e>0.8 ρa<1.5g/cm-3具湿陷性

2、直接方法,----利用湿陷性指标,判断.

1)湿陷系数(δS)

黄土试样在某压力(P)作用下稳定的湿陷变形值与试样原始高度的比值.

δS=(h p-h p’)/h0

h p----保持天然的湿度和结构的土样，施加一定压力时，压力稳定后的高度(㎝)

h p’---加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定的高度(㎝)

h0---土样原始高度(㎝)

δS值愈大,黄土的湿陷性越强烈.

δS< 0.015 非湿陷性黄土, δS>0.015 湿陷性黄土.

2)自重系数(δZS)

黄土试样在与其饱和自重压力相等的作用下,压缩稳定后的湿陷值与土样原始高度的比值.

δZS=(h z-h z’)/h0

h z---保持天然湿度和结构的土样,加压至土样的饱和自重压力时,下沉稳定后的高度.

h z’—上述试样加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定后的高度.

h0---土样原始高度

3)计算自变湿陷量.

n

△zs=β0ΣδZSi h i

i-1

δZSi---第i 层土在上覆土的饱和(Sr>0.85)自重压力下的自重湿陷系数.

h i----第I层土厚度(㎝).

β0---因土质地质而异的修正系数.对陇西地区取1.5，对陇东、陕北取1.2, 对关中地区可取0.7，其它地区取0.5。

△E ZS判断建筑场地湿陷类型标准为

△E ZS≤7㎝非自重湿陷性黄土场地

△E ZS>7㎝自重湿陷性黄土场地

4)总湿陷量

湿陷性黄土地基,受水浸湿饱和至下沉稳定为止的总湿陷量。

△S=Σi-1nβδSi h i

δSi 苐i层土的湿陷系数，h i苐i层土的厚度(CM)；

β考虑地基土的侧向挤出和浸水机率等因素的修正系数.基底下5M,取1.5,5M以下非自重湿陷黄土场地可不计，重湿陷场地与计算自重湿陷量取值相同.

5)湿陷起始压力

使黄土出现明显湿陷所需的最小外部压力,称为黄土的湿陷超始压力(P sh). P ch随土的ρ粘粒含量,W及埋深增加而加大. P sh据它内浸水压缩试验成现场浸水()和载荷试验侧定.在

δs---P曲线上,曲线与δs=0.015相对应压力,为P sh.

非自重湿陷黄土 P z

饱和自重湿陷黄土 P z>P sh

三、膨胀土(胀缩比)

它指随含水量的增加而膨胀，随含水量的减小而收缩，具明显膨胀和收缩特性的细粒土。

(一)、膨胀土的成分,结构特征

粘粒含量高,达35%惟上,M0,I i为主,Ka少.

呈红,黄,褐,灰等色,具斑状结构,常含Fe,Mn,Cn结核。

土体常具网状裂隙，裂隙面较光滑.

(二)、膨胀土一般工程地质特征.

1) ρ,ρd大,w,e较小,e<0.8.w 17—36% 饱和度大于80%.

W l,I p大.w p=17—35% w l=40—68% I p=18--33

2) 膨胀土一般为超压密的细粒土，其压缩性小，抗剪强度较高、遇水后强度显著降低.

(三)、膨胀土胀缩性评价

据自由膨胀率(δef):

40≤δef<65 弱膨胀

65≤δef<90 中等膨胀

δef≥90强膨胀

四、红粘土