浅析膨胀土快速判别-分类的工程指标

浅析膨胀土快速判别\分类的工程指标
摘要：鉴于以往的规范、规定和条例中存在的不足之处，本文简要分析了膨胀土分类的意义、原则和评价指标。

阐述原因并提出建议的评价指标，既全面反映土的成分和结构的影响又能消除土的天然湿度和密度状态的影响。

关键词：膨胀土；评价指标；分类原则
Abstract：Inadequacies exist in the past because of the norms, rules and regulations。

This article analyzes the meaning of expansive soil classification, principles and evaluation indicators briefly. Explain why and make recommendations on the evaluation index, both reflect the soil composition and structure fully but also to eliminate the natural soil moisture and density of states of expansive soil.
Key words: Expansive soils, Evaluation indicators, Classification principles 1．概述
膨胀土是一种吸水膨胀、失水收缩开裂的特殊高液限黏土。

多呈坚硬或硬塑状态,强度一般较高,具有漫水强度衰减,干缩裂隙发育的特性。

如果对膨胀土的特性缺乏了解,或在设计和施工中没有采取必要的措施,当利用其作为建筑物地基时,则会给建筑物造成危害,尤其对三至四层以下的低层轻型建筑带来极大危害,并且不易修复。

我国是世界膨胀土分布最广、面积最大的国家之一，广泛分布于滇、桂、黔、鄂、冀、豫、鲁、晋、川、陕、皖等10 多个省和自治区。

无数的工程经验告诉我们，正确辨别膨胀土的意义是异常重大的，不仅可以避免工程隐患，还可以避开不必要的资源浪费。

膨胀土判别的目的就是正确合理划分膨胀土与非膨胀土的界限，准确快速地将膨胀土与非膨胀土区别开来。

判别之后就可以对膨胀土进行分类，从而确定设计原则及相应的工程措施。

1.1膨胀土分类的工程意义
1）确定工程处理措施
2）预测可能出现的问题
对于膨胀土的判别、分类，国内外都做了大量的研究，提出了很多的方法，以此对膨胀土进行判别与分类。

但是目前还没有一个单一的指标能完全反映作为工程环境或工程结构体一部分的膨胀土的复杂的特性。

所以用复合指标来表征膨胀土的工程特性，是更为合理和必要的。

据多年来工程实践中的经验总结和工程地质特征，采用现场定性和室内试验指标相结合的方法判别较为合理。

1.2 膨胀土判别的原则
对膨胀土的判别，最终的目的也是为了工程的应用而服务，所以，其判别方法要尽可能的贴近工程实际，建议遵循以下的一些原则：
膨胀土的判别应以实验室的判别指标为主，以现场的宏观判别为辅。

二者结合，缺一不可。

判别与分类应区别对待，工作上应遵循先判别，后分类的原则。

在已经判别定性为膨胀土的基础上进行分类，从而达到快速准确的目的。

判别的指标要尽可能反应与水的相互作用的性质，且要常规化，规范化。

判别的指标要主次分明，注重相互联系，并且不能存在过多的判别指标。

2.膨胀土的胀缩性评判指标分析
决定膨胀土的特殊工程性质的因素是多方面的，研究表明。

膨胀土的矿物成分、交换阳离子成分和微观结构特性是造成膨胀土胀缩的必要条件。

因此要鉴别某种土是否是膨胀土，应根据本身的固有属性来区分。

工程上通常用直接或间接反映膨胀特性的指标来进行评判。

直接反映胀缩性的指标有自由膨胀率、膨胀总率等，间接反映胀缩性的包括液限、塑限、塑性指数、黏粒含量等。

2.1 常规指标
1) 界限含水量：反映土粒与水相互作用的灵敏指标之一，一定程度反映土的亲水性能。

它与土的颗粒组成、黏土矿物成分、阳离子交换性能、土的分散度和比表面积，以及水溶液的性质等有着密切的关系。

一般来说，膨胀土是具有高塑性、高收缩性的黏性土，液限越高，缩限越低，则土的胀缩潜势越大。

2) 塑性指数：土的胀缩性能是由于土粒与水作用所形成的结合水变化的结果。

⑶自由膨胀率：反应黏性土在无结构力影响下的膨胀情况，其值取决于土的物质组成，但不能反映土的天然结构。

该指标可初步评价黏性的膨胀性。

3) 胀缩总率：采用原状土进行试验，可以反映膨胀土的黏土矿物组成和结构特征。

在一定条件下，他是膨胀土比较稳定的属性指标，同时也是在工程中有实用价值的重要指标。

4) 粒度成分：反映膨胀土物质组成的基本特性指标，土中的黏粒与胶粒成分的含量愈高，一般表明蒙脱石成分较多，分散性较好，比表面积大，亲水性强，膨胀性越大。

⑹风干含水量：风干含水量不仅依赖土样中细粒含量，更依赖于土中黏土矿物种类。

5) 比表面积和阳离子交换量：其与膨胀土中蒙脱石黏土矿物成分的含量有
密切关系。

但测定需要特殊的试验方法和设备，对实验技术人员要求高。

不适用工程上上的判别和分类。

指标膨胀潜势等级
非膨胀土弱膨胀土中膨胀土强膨胀土
液限/% 70
塑性指数35
自由膨胀率/% 90
50
胀缩总率/% 4.0
表l 膨胀潜势等级判定标准
现有规范、规定和条例的膨胀土判别方法能大致反映膨胀土的胀缩性，且都有一般的常规实验指标，测试简便易行，有其适用性的一面。

但是这些判别指标都存在一定局限性：1）不能全面反映土的成分和结构的影响；2）不能消除土的天然湿度和密度状态的影响。

为了选择合理的判别指标，首先研究反映膨胀土基本性质的各指标间的相互关系，以及这些指标的组合规律，着重考虑胀缩机理，选择相关性最大的特征指标。

笔者认为：对膨胀土的判别，首先应从工程地质观点出发，分析土体的裂隙特征，在已经判别定性为膨胀土的基础上进行分类，从而达到快速准确的目的。

判别的指标要尽可能反应与水的相互作用的性质，且要常规化，规范化。

建议采用自由膨胀率与最大体膨胀率结合的方法快速判定。

2.2 判别指标需要达到的目的
能否充当膨胀土的判别指标，主要看它是否可以达到以下的目的所在：
1）能够极大地反映出膨胀土的胀缩本质。

2）选取的判定指标，快速、简单、适用。

3）指标要可靠稳定，离散性小。

3.建议采用的综合判别指标
3.1.自由膨胀率δef
选用自由膨胀率δef作为判别的首要指标，主要是据于以下几点考虑：
1)δef试验简便，易于操作。

自由膨胀率试验要求的实验仪器简单，一般的土工实验室都具备，该实验操作也非常简单，一般试验人员均可操作，这就为使用该指标作为膨胀土的判别指标，而广泛推广应用奠定了基础。

2)δef能反映膨胀土的膨胀特性。

不同的黏土矿物成分的土粒具有不同的亲水性能，其膨胀性也有显著差异。

当膨胀土的结构相似时，土中黏土矿物成分蒙脱石含量愈多，自由膨胀率愈大。