特殊性岩土工程性质评价综述1

特殊性岩土工程特性评价综述

参阅了国内外相关文献，发现对于软土的定义都不尽相同。

往往概述性比较强，具有一定的模糊性。

软土视为软粘土的简称，

软土视为整个软弱土质(高压缩性的有机土、可液化的砂土、软粘土等)的简称

软土视为软弱土的简称

软土或软弱土

我国交通部<<公路软土地基路堤设计与施工技术规范>>(JTJ017-96)对软土的定义为“滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量、孔隙比大、对压缩性高、抗剪强度低的细粒土”。其鉴定标准参见表1-1。

软土鉴别表(JTJ017-96) 表1-1

特征指标名称天然含水量(%) 天然孔隙比十字板剪切强度(kPa) 指标值≥35与W L≥1.0 <35

我国铁道部门则建议采用以下列物理力学指标，作为区分软土的界限：

1)天然含水量w接近或大于液限；

2)孔隙比e>1；

3)压缩模量E s<4000kPa；

4)标准贯入击数N63.5<2；

5)静力触控贯入阻力p s<700kPa；

6)不排水强度C u<25kPa；

我国建设部颁<<软土地区工程地质勘察规范>>

1)外观以灰色为主的细粘土；

2)天然含水量大于或等于液限；

3)天然孔隙比大于或等于1.0。

软土地基的标准(1987年日本道路公团) 表1-2 地层泥炭质地基及粘土质地基砂质地基

层厚<10m >10m

SPT-N <4 <6 <10 QCC-q u/kPa <60 <100

Q c/kPa <800 <1200 <4000

《德国地基基础规范》(DIN4084)中的软土指“很容易搓捏的土”，相当软塑状态的土；而将液塑状的土称为“浆糊状土(拳头紧握它时，会从指缝挤出)”。

Terzaghi和Peck(1967)将无侧限抗压强度q u小于25kPa的粘土称作“很软的”，而将强度在25～50kPa的粘土称作“软的”。

而国外一些论文中将不排水抗剪S u(S u=q u/2)小于40kPa的粘性土称为软粘土

综合上述，软土的判别实质上是针对工程而言。其划分界限的确定，一方面是工程建设的客观需要之外，另一方面设定一个共同的标准，便于学术交流、深入研究与执行国家相关规范标准。因此，某一部门或某一行业所做出的软土划分界限，是人为划分，属于工程属性，而不是其固有属性。随着工程建设需求的提高及对软土土性的深入认识，其划分标准还会有一定的变动。

2．黄土

黄土分为湿陷性黄土与非湿陷性黄土两类，就工程而言，更关注湿陷性黄土。我国分布有世界上面积最大的黄土，对湿陷性黄土变形特征、评价方法的研究十分重要。

黄土的湿陷性是指黄土在一定的压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著附加下沉的性质。

黄土工程特性评价，主要涉及到

定性(确定湿陷性黄土与非湿陷性黄土)

划类(划分自重湿陷性与非自重湿陷性黄土地基或场地)

分级(划分湿陷等级)

判定湿陷起始压力等。

其次，还包括评定湿陷性黄土的分布范围、深度界限与厚度大小、区分湿陷性强烈程度及其在地层中的规律性等。

2．1黄土的分类

黄土是一个统称，它由于生成的年代、成因、环境、地域以及生成后历史变迁上的差异而会具有不同的性质。因此，仍然需要有一个恰当的分类定名体系，分别反映各自有倾向性和代表性的属性，以便更好地了解和应用各类黄土，获取相应的科学数据和特性规律。

目前人们经常遇到的黄土分类定名体系,分为三类：

1)以地质特征(地层、年代、成因)为基础的体系,

如Ｑ1黄土、Ｑ2黄土、Ｑ3黄土、Ｑ4黄土，午城黄土、离石黄土、马兰黄土，老黄土、新黄土、新近堆积黄土,风积黄土、冲积黄土、洪积黄土、坡积黄土等。

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)黄土分类表，参见2-1。

2)以颗粒组成特性为基础的体系

朱慕仁同志根据对全国20226组(其中青海4949组，甘肃1161组，宁夏1318组，陕西7897组，山西2517组，河南607组，内蒙36组,山东657组，辽宁657组，黑龙江38组)黄土试验成果的细致分析得到：对黄土来说,塑性指数仍然是分类定名的良好指标，并以它为基础提出了把黄土区分为砂黄土(4≤I P<6，粉黄土(6≤I P<17)，粘黄土(I P ≥17)，以及必要时，将粉黄土再分为砂质粉黄土(6≤I P <9)，粉黄土(9≤I P <15)和粘质粉黄土(15≤I P<17)三个亚类,将粘黄土再分为粉质粘黄土(17≤I P<20)和粘黄土(I P≥20)等两个亚类的建议,这可作为进一步研究的基础。这一分类体系与我们熟悉的一般粘性土的分类体系非常相似。然而，遗憾的是，它在目前还没有得到应有的肯定和广泛的应用。

3)以湿陷特性为基础的体系

如非湿陷性黄土、湿陷性黄土，自重湿陷性黄土、非自重湿陷性黄土等。此分类定名体系，为我国历代湿陷性黄土地基规范所采用，从而在岩土工程界影响最深最广，也最为相关人士研究最多。但是，它只能提供关于黄土湿陷特性方面的信息，而且这些信息又以黄土在侧限低压力压缩下饱和浸水所得的湿陷变形为基础,与通常工程上遇到的非侧限(一般为有限侧胀)非饱和(一般为不同增湿)和非低压(较大的建筑物)的条件有较大的出入,使得湿陷性的有关指标在工程计算应用上受到限制,大大减弱了它的应用价值。此外,它除了关于黄

土湿陷性在特定条件下的有关信息之外,很难从它了解到关于黄土强度,渗透或其他性质的任何信息。它虽然抓住了一个最重要的性质,但作为黄土的分类却有太大的局限性[1]。

2．2 黄土湿陷性评价

黄土的湿陷性评价，主要依据由归纳总结湿陷性黄土的相关研究和工程实践经验，所制定的现行《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25-90)标准进行。

2．2．1 黄土湿陷性的确定

1)湿陷系数δs值小于0.015时，定为非湿陷性黄土；

2)湿陷系数δs值等于或大于0.015时，定为湿陷性黄土。

2．2．2 湿陷性类型的划分

1)以自重湿陷系数δzs=0.015为判别标准：

当δzs≥0.015时，定为自重湿陷性黄土；

δzs 0.015时，定为非自重湿陷性黄土。

2)场地湿陷类型的判定

场地湿陷类型一是按实测自重湿陷量Δzs'或按室内压缩试验累计的计算自重湿陷量Δzs 判定。

当实测或计算自重湿陷量小于或等于7cm时，定为非自重湿陷性黄土场地；当实测或计算自重湿陷量大于7cm时，定为自重湿陷性黄土场地。

此外，也有用湿陷起始压力为依据，进行场地类型的划分，但未被列入规范。

当各土层湿陷起始压力均大于相应各土层的上覆土饱和自重压力时，定为非自重湿陷性黄土场地；当各土层湿陷起始压力均小于相应各土层的上覆土饱和自重压力时，定为自重湿陷性黄土地基。