工程地质学土体、灾害特殊土之红粘土

●红黏土与软土工程力学特性比较
在无侧限抗压强度—孔 隙比散点图上，可看出 红粘土的抗压强度比软 土抗压强度的上限大很 多。
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●红黏土与软土工程力学特性比较
虽然红粘土的含水量高、孔隙比大，塑性 强等物理指标比软黏土差，但是其工程性 能却远比软土要好。这一特性是红粘土被 视为特殊土的主要原因。
因此，红土化过程同时也是脱硅富铝铁的地球化学 过程。
中国科学院研究生院《工程地质学的石英颗粒外，大 量的粘土颗粒则主要为多水高岭石、水云母类、胶体二 氧化硅及赤铁矿、三水铝土矿等组成，不含或极少含有 机质。
红粘土的主要矿物有: 高岭石、伊利石、针铁矿、褐铁 矿、蒙脱石、石英、绿泥石和水铝英石等。
黔、桂、滇等地古溶蚀地面上堆积的红粘土层，由于基岩起伏变化及 风化深度的不同，造成其厚度变化极不均勾．常见为5－8m，最薄为 0.5m，最厚为20m。在水平方向常见咫尺之隔，厚度相差达10m之巨。 上层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造成 困难。
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●红黏土成因
对红粘土的成因: 红粘土化过程基本上是一个化学、物理化 学的变化或母岩中矿物的迁移、过渡、交代、沉淀的过程, 并归纳为下列三个发展阶段: 第一阶段: (最初风化) 原始矿物部分地或完全地物理或化学 的风化, 基本元素、倍半氧化物胶体的“释放”。 第二阶段: (次生风化或红粘土化) 母岩部分地或完全地淋滤。 一些矿物分解、迁移、矿物间部分的重新组合。第二阶段 的风化程度与原始矿物的化学风化程度及本质有关。 第三阶段: 部分的或完全的水合胶体, 氧化铁、铝的脱水。
●红黏土地貌
云南东川的红粘土景观
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●红黏土地貌
灰岩基岩
红黏土
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●红黏土地貌—土林
云南元谋的红粘土土林
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●红黏土分布
红粘土主要分布在北纬30°与南纬30°之间的热带、亚热带 地区。 我国红粘土分布广泛, 主要分布区在我国南方各省区, 总出露 面积达20余万平方公里。 如云贵高原、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。
在剪应力—孔隙比散点图上，可看出红粘土的抗剪强 度比软土抗剪强度上限要大。
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红粘土的主要工程性质与评价
●红粘土的成分、物理力学特征及其变化规律 红粘土的组成成分 红粘土的一般物理力学特征 红粘土的物理力学性质变化范围及其规律性 裂隙对红粘土强度和稳定性的影响
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工程地质学
(土体工程地质与地质灾害部分)
提纲
一、土的基本物理力学性质 二、土体微结构力学 三、特殊土工程地质性质与评价
(一) 黄土 (二) 膨胀土 (三) 软土 (四) 红黏土 四、地质灾害及其勘查评价
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红黏土的定义
红粘土：碳酸盐岩系出露区的岩石，经红土化作用 形成的棕红或褐黄等色的高塑性粘土称为原生红粘 土。经再搬运、沉积后仍保留红粘土基本特征，液 限大于45%的粘土称为次生红粘土。
红粘土颗粒周围的吸附阳离子成分也以水化程度很弱的三 价铁、铝为主。
红粘土的粒度较均匀，呈高分散性。粘粒含量一般为60 ％－70％，最大达80％。
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红粘土的一般物理力学特征
1、天然含水量高，一般为40％－60％，高达90％。 2、密度小，天然孔隙比一般为1.4-1.7，最高2.0，具有大孔性。 3、高塑性。液限一般为60％－80％，高达110％；塑限一般为40％ －60％，高达90％；塑性指数一般为20－50。 4、由于塑限很高，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬 可塑状态，液性指数一般小于0.25。但是其饱和度一般在90％以上， 因此，甚至坚硬粘土也处于饱水状态。 5、一般呈现较高的强度和较低的压缩性，固结快剪内摩擦角为8。 －18。，内聚力40－90kPa。压缩系数a0.2-0.3=0.1-0.4MPA-1，变形模 量10-30MPa，最高可达50MPA，荷载试验比例界限200－300kPa。
1977年版《工业与民用建筑和地基基础设计规范》: 红粘土是碳酸盐类岩石经风化后残积、坡积形成的 褐红色、棕红色、黄褐色粘土。
玄武岩、花岗岩、碎屑岩、粉砂岩及某些黏土岩都 有可能风化形成红粘土
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●红黏土地貌
云南东川的红粘土景观
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6、不具有湿陷性，其湿陷系数0.0004－0.0008《0.015。原状土浸水 后膨胀量很小(＜2％)，但失水后收缩剧烈，原状土体积收缩率25％， 而扰动土可达40％－50％。
红粘土：虽然天然含水量高，孔隙 比很大，但却具有较高的力学强度 和较低的压缩性
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●红黏土基本物理力学性质
红粘土的一般特点是含水量高、孔隙 比大，塑性强，却具有较高的力学强 度和较低的压缩性。
红粘土的含水量高、孔隙比大，塑性 强等物理指标与软黏土相似，但是其 较高的力学强度和低压缩性，与软粘 土差别巨大。
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●红黏土基本物理力学性质
在液限—孔隙比散点图上，可看出红粘土的液限比软 土液限上限大很多。
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●红黏土与软土工程力学特性比较
在压缩系数—孔隙比散点图上，可看出相同孔隙比条件 下，红粘土的压缩系数比软土压缩系数下限低很多。
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红粘土的组成成分
由于红粘土系碳酸盐类及其他类岩石的风化后期产 物，母岩中的较活动性的成分SO2-4、Ca2+、Na+、K+经 长期风化淋滤作用相继流失，SiO2部分流失，此时 地表则多集聚含水铁铝氧化物及硅酸盐矿物，并继 而脱水变为氧化铁铝，使土染成褐红至砖红色。