第四章各类土的工程地质特征详解

土的工程地质特征土是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结成岩，常称为松散土一、土的分类土的颗粒分组：《铁路工程岩石分类标准》按颗粒级配，土分为碎石类土、砂类土、粉土、粘性土按土的成因，土分为残积土、坡积土、冲积土、淤积土、风积土、崩积土等特殊土是具有特殊的成分、状态、结构特征，而且具有特殊工程性质的土。

特殊土分为黄土、膨胀土、软土、冻土、红粘土、盐渍土、填土。

二、特殊土的工程性质（一）黄土：是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。

黄土的特征：I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色；II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%~70%，一般不含＞0.25mm的颗粒；III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）；IV. 孔隙多且大，结构疏松；V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理。

天然条件下能保持近于垂直的边坡；VI. 具有湿陷性。

具有(Ⅰ～Ⅴ)项特征的为标准黄土，只有其中部分特征的黄土叫黄土状土或黄土质土。

具有湿陷性的黄土为湿陷性黄土。

黄土的分布：黄土在世界上的分布面积达1300万km2，我国的黄土面积是世界上最大的，达64万km2，比法国和瑞士的面积总和还要大。

黄土最厚处约410m左右，在兰州市七里河区西津村。

在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游——陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。

陕甘地区多厚100～200m，薄处仅几公分。

黄土的分类：1.按生成年代分类老黄土下更新世Q1 （午城黄土）中更新世Q2 （离石黄土）新黄土上更新世Q3 （马兰黄土）全新世Q41 、新近堆积的黄土：全新世Q422.按生成过程分类：风积、坡积、残积、洪积、冲积等3.按塑性指数IP分类黄土质粘土IP＞17 黄土质砂粘土7＜IP≤17 黄土质粘砂土1＜IP≤7 黄土质砂土IP≤14.按湿陷性分类（1）湿陷性：自重湿陷性非自重湿陷性（2）非湿陷性划分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，对工程建设有明显的现实意义。

土的工程地质特征土是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结成岩，常称为松散土一、土的分类土的颗粒分组：《铁路工程岩石分类标准》按颗粒级配，土分为碎石类土、砂类土、粉土、粘性土按土的成因，土分为残积土、坡积土、冲积土、淤积土、风积土、崩积土等特殊土是具有特殊的成分、状态、结构特征，而且具有特殊工程性质的土。

特殊土分为黄土、膨胀土、软土、冻土、红粘土、盐渍土、填土。

二、特殊土的工程性质（一）黄土：是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。

黄土的特征：I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色；II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%〜70%，—般不含〉0.25mm的颗粒；III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3 ），可形成钙质结核（姜结石）；IV. 孔隙多且大，结构疏松；V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理。

天然条件下能保持近于垂直的边坡；VI. 具有湿陷性。

具有（I~V ）项特征的为标准黄土，只有其中部分特征的黄土叫黄土状土或黄土质土。

具有湿陷性的黄土为湿陷性黄土。

黄土的分布：黄土在世界上的分布面积达1300 万km2 ，我国的黄土面积是世界上最大的，达64 万km2 ，比法国和瑞士的面积总和还要大。

黄土最厚处约410m 左右，在兰州市七里河区西津村。

在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游——陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。

陕甘地区多厚100〜200m，薄处仅几公分。

黄土的分类：1. 按生成年代分类老黄土下更新世Q1 （午城黄土）中更新世Q2 （离石黄土）新黄土上更新世Q3 （马兰黄土）全新世Q41 、新近堆积的黄土：全新世Q422. 按生成过程分类：风积、坡积、残积、洪积、冲积等3. 按塑性指数IP 分类黄土质粘土IP> 17黄土质砂粘土7v IP<17黄土质粘砂土 1 v IP<7黄土质砂土IP<14. 按湿陷性分类（1 ）湿陷性：自重湿陷性非自重湿陷性（2）非湿陷性划分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，对工程建设有明显的现实意义。

土的工程地质特征1.土的物理性质土的物理性质主要包括颗粒组成、颗粒分布、颗粒密实度、颗粒形状和颗粒颜色等。

颗粒组成是指土体中不同颗粒粒径的各个成分的含量及分布，包括砂、粘土、淤泥、粉砂等。

颗粒分布主要指土体中各种颗粒粒径的分布情况，包括颗粒级配、颗粒分形和颗粒分散性。

颗粒密实度指土体中颗粒之间的排列紧密程度，主要包括固结状态、液态状态和塑性状态。

颗粒形状主要指土体颗粒的形状及其表面的光滑程度，形状有圆形、多边形、角状、长形等。

颗粒颜色主要指土体颗粒的颜色，通常与土壤的类型和成分有关。

2.土的力学性质土的力学性质是指土体在外力作用下的力学行为和性能，主要包括土的强度、变形性、水力性质等。

土的强度是指土体抵抗外力破坏的能力，包括抗拉强度、抗剪强度和抗压强度等。

土的变形性是指土体在外力作用下发生的体积变化和形状变化，主要包括弹性变形、塑性变形和蠕变变形等。

土的水力性质是指土体在水流作用下的渗透性、渗流性和持水性等。

3.土的水文性质土的水文性质是指土体中水分的分布、运动和保持水分的能力，主要包括土体的孔隙度、孔隙水压力、透水性和透气性等。

土体的孔隙度是指土壤中的孔隙空间占总体积的百分比，孔隙水压力是指土壤中的孔隙水流动的压力，透水性是指土壤中水分的渗透能力，透气性是指土壤中空气的渗透能力。

4.土体颗粒结构土体颗粒结构是指土体中颗粒之间的排列方式和连接方式，主要包括土壤的细密结构、黏聚结构和粒间结构等。

土壤的细密结构是指土体颗粒之间的排列紧密程度，密集或紧密的细密结构有利于土的开挖和支护工程。

土壤的黏聚结构是指土壤颗粒之间存在颗粒间的吸附作用或胶凝作用，使土体具有阻挡水流的作用。

粒间结构是指颗粒之间的连接和桥接作用，影响土体的强度和稳定性。

综上所述，土的工程地质特征主要包括土的物理性质、力学性质、水文性质和土体颗粒结构等方面。

了解土的工程地质特征对于工程设计和施工具有重要意义，可以有效地预测土体的行为和性能，为工程的安全性和稳定性提供依据。

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 L2) 透水性极弱,渗透系数一般为I*10-6----I*10-8cm/s3) 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。

第四章各类土的工程地质特性一、一般土的工程地质特性一般土按粒度成分特点，常分为巨粒土、粗粒土及细粒土三大类。

巨粒土和粗粒土为无粘性土，细粒土为粘性土。

粗粒土又分为砾类土和砂类土。

巨粒土和粗粒土的工程地质性质主要取决于粒度成分和土粒排列的松密情况，这些成分和结构特性直接决定着土的孔隙性、透水性、和力学性质。

细粒土的性质取决于粒间连结特性（稠度状态）和密实度，这些都与土中粘粒含量、矿物亲水性及水和土粒相互作用有关。

砾类土和砂类土为单粒结构；细粒土为团聚结构。

二、几种特殊土的工程地质特征1、淤泥类土淤泥类土是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形成的，含较多有机质，疏松软弱（天然孔隙比大于1，含水率大于液限）的细粒土。

孔隙比大于1.5的称为淤泥，小于1.5大于1的称为淤泥质土。

工程地质性质的基本特点：①高孔隙比，高含水率，含水率大于液限②透水性极若③高压缩性④抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关。

由于这类土饱水而结构疏松，所以在振动等强烈扰动下其强度也会剧烈降低，甚至液化变为悬液。

这种现象称为触变性。

同时还具有蠕变性。

淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本因素。

有机物和粘粒含量越多，土的亲水性越强，则压缩性越高；孔隙比越大，含水率越高，压缩性越高，强度越低，灵敏度越大，性质越差。

2、黄土黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物。

颜色多呈黄色、淡黄色或褐黄色，颗粒组成以粉粒为主，粒度大小较均匀。

天然剖面上垂直节理发育。

被水浸润后显著沉陷（湿陷性）。

一般工程地质性质：①密度小，孔隙率大②含水较少③塑性较弱④透水性较强⑤抗水性弱⑥压缩性中等，抗剪强度较高。

⑦具有湿陷性（自重湿陷和非自重湿陷）湿陷系数，自重湿陷系数3、膨胀土又称胀缩土，系指随含水量的增加而膨胀，随含水量的减少而收缩，具有明显膨胀和收缩特性的细粒土。

成分和结构特征：粘粒含量高，一般35%以上。

矿物成分以蒙脱石和伊利石为主，高岭石含量较少。

土的工程地质性质4.4土的成因类型特征根据土的地质成因，土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积及冰水沉积土和风积土等类型。

一定成因类型的土具有一定的沉积环境、具有一定的土层空间分布规律和一定的土类组合、物质组成及结构特征。

但同一成因类型的土，在沉积形成后，可能遭到不同的自然地质条件和人为因素的变化，而具有不同的工程特性。

1. 残积土形成原因：岩石经风化后未被搬运的原岩风化剥蚀后的产物，其分布主要受地形的控制，如在宽广的分水岭地带及平缓的山坡，残积土较厚。

工程特征：一般呈棱角状，无层理构造，孔隙度大；存在基岩风化层（带），土的成分和结构呈过渡变化。

工程地质问题：（1）建筑物地基不均匀沉降，原因土层厚度、组成成分、结构及物理力学性质变化大，均匀性差，孔隙度较大；（2）建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，原因原始地形变化大，岩层风化程度不一。

2. 坡积土形成原因：经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运，及土粒在重力作用下顺着山坡逐渐移动形成的堆积物，一般分布在坡腰上或坡脚下，上部与残积土相接。

工程特征：具分选现象；下部多为碎石、角砾土；上部多为粘性土；土质（成分、结构）上下不均一，结构疏松，压缩性高，土层厚度变化大。

工程地质问题：建筑物不均匀沉降；沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。

3. 洪积土形成原因：碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流挟带在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土体。

山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后，因水流流速骤减而呈扇形沉积体，称洪积扇。

工程特征：具分选性；常具不规划的交替层理构造，并具有夹层、尖灭或透镜体等构造；近山前洪积土具有较高的承载力，压缩性低；远山地带，洪积物颗粒较细、成分较均匀、厚度较大。

工程地质问题：洪积土一般可作为良好的建筑地基，但应注意中间过渡地带可能地质较差，因为粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成沼泽地带，且存在尖灭或透镜体。