特殊土的工程性质
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特殊岩土的工程性质湿陷性岩土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀土、盐渍岩土、风化岩及残积土、污染土的工程性质入:誓死保卫熊猫村有送幸运草运气好可以开出钱和装备合成石(游戏开始60秒内)输入: 赠送全部人员3000qw。
(一)混合土的定义混合土主要由级配不连续的黏粒,粉粒和碎石粒(砾粒)组成的土。
(二)混合土的成因混合土的成因一般有冲积、洪积、坡积、冰碛,崩塌堆积、残积等等。
前几种成因形成混合土的重要条件是要有提供粗大颗粒(如碎石、卵石)的条件。
残积混合土的形成条件是在原岩中含有不易风化的粗颗粒,例如花岗岩中的石英颗粒。
(三)混合土的特点1.混合土中常因含有大量的粗颗粒,如碎(卵)石颗粒甚至漂砾,因此,取不干扰动土试样十分困难,甚至也很难取到有代表性的扰动土样。
用一般室内试验方法,几乎不能取得其正确的物理力学性质指标,甚至不能掌握其级配情况。
2.混合土中的粗颗粒可能互相接触,可能为细粒局部包围,也可能呈斑状“浮”在细粒之中,因而使混合土极不均匀。
要正确的评价混合土的工程性能,必须查明这些情况。
3.混合土常具有地区土所具有的特殊性质,如膨胀性、湿陷性等。
(四)混合土的性质混合土因其成分复杂多变,各种成分粒径相差悬殊,故其性质变化很大。
总的来说,混合土的性质主要决定于土中的粗、细粒含量的比例,粗粒的大小及其相互接触关系以及细粒土的状态。
已有的试验资料表明,粗粒土的性质将随其中细粒的含量增多而变差,细粒土的性质常因粗粒含量增多而改善。
但是,在上述两种情况下,都存在一个粗、细粒含量的特征点,超过此特征点后,土的性质会发生突然的改变。
例如:按粒径组成可定名为粗、中砂的砂质混合土中,当细粒(粒径<0.1mm)时含量超过25%—30%时,标准贯人击数N 和静力触探比贯入阻力F真值都将呈现明显的下降趋势,内摩擦角声也将减小;而c值增大。
碎石质混合土中随着细粒含量的增加,内摩擦角声和载荷试验比例界限卢。
造价工程师考点: 特殊土的工程性质特殊土的工程性质根据土中有机质含量,土可以分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭;根据土的颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土;根据土的地质成因分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沉积物、海洋沉积物、冰积土和冰水沉积土、风积土。
这里强调的是要注意一些特殊土的工程性质。
(1)淤泥及淤泥质土。
具有高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性、低抗剪强度、较显着的触变性和蠕变性等特性。
(2)湿陷性黄土。
在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态,具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性,但遇水浸湿后,强度迅速降低,有的即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷。
黄土在我国分布很广,其中湿陷性黄土约占3/4,遍及甘、陕、晋的大部分地区以及豫、宁、冀部分地区。
湿陷性黄土受水浸湿后,在其自重压力下发生湿陷的,称为自重湿陷性黄土。
而在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土。
在自重湿陷性黄土地区修筑渠道,初次放水时就可能产生地面下沉,两岸出现与渠道平行的裂缝;管道漏水后由于自重湿陷可能导致管道折断;路基受水后由于自重湿陷而发生局部严重坍塌;地基土的自重湿陷往往使建筑物发生很大的裂缝或使砖墙倾斜,甚至使一些很轻的建筑物也受到破坏。
而在非自重湿陷性黄土地区,这类现象极为少见。
所以在这两种不同湿陷性黄土地区所采取的地基设计、地基处理、防护措施及施工要求等方面均应有较大差别。
(3)红黏土。
天然含水量高(一般为40%~60%,最高达90%)、密度小(天然孔隙比一般为1.4~1.7,最高为2.0)、塑性高(塑限一般为40%~60%,最高达90%,塑性指数一般为20~50),通常呈现较高的强度和较低的压缩性,不具有湿陷性。
由于塑性很高,所以尽管天然含水量高,一般仍处于坚硬或硬可塑状态,甚至饱水的红黏土也是坚硬状态的。
广泛分布予我国的云贵高原、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。
浅析特殊土地基的工程性质和措施摘要:本文从特殊土地的分类、工程危害、以及特殊土地基的常用工程处理措施进行了探讨,对工程施工有重要意义。
关键词:特殊土地工程危害工程处理一、特殊土地的种类特殊土地是指与一般土地工程性质有显著差异的土类,即具有特殊的物理力学性质和工程性质、具有特殊的物质组成和结构构造。
我国幅员辽阔,在土的堆积形成过,自然条件、气候条件、地理环境、地质历史、物质成分和次生变化对土的性质有重大影响,形成种类很多各不同的特殊土,其分布存在一定的规律,表现出明显的区域性。
我国主要区域特殊土包括软土、湿陷性黄土、红粘土、膨胀土等。
这些特殊性土的工程性质差异很大且对工程的危害极大。
因此,特殊土的工程性质认识以及处理方法有重要意义。
二、特殊土的工程危害软土地基强度低,地基沉降量大且不均匀,沉降速率高、沉降稳定时间长。
而位于倾斜基岩或其他倾斜坚硬地层上的软土,当倾斜坡度较大时,除造成不均匀沉降外,还可能发生倾斜上软土的蠕变滑移。
湿陷性黄土地基,遇水土地崩解,结构破坏,强度下降,产生湿陷。
红粘土地区岩溶现象较为发育,红粘土下常有石芽、溶沟存在,且红粘土厚度分布不均,自上而下软硬变化明显,地基稳定性差、不均匀沉降大。
膨胀土吸水膨胀、失水收缩,建筑物随季节性变化反复不断地不均匀升降,对低层尤其轻型建筑物危害严重等。
建在这些地基上的建筑物,常常由于不良的地质病害,危及建筑物安全,造成建筑物开裂、滑移、倾倒、塌陷。
由于特殊土的的不良地质现象。
在以往的工程建设中,由于对其性质认识不足,出现许多工程事故,有的被迫搬迁,有的耗费大量整治费用,有的工程遭受彻底的破坏,造成人员财产的重大损失。
但在长期的实践中,人们总结了关于特殊土地基的工程处理措施,对工程的安全和质量提高有重要意义。
因此,我们下面将在这方面进行探讨。
三.特殊土地基的常用处理措施特殊土地基由于其特殊性在工程施工中有特殊要求,常用的处理方法有以下情况。
(一)软土地基的常用处理措施软土地基的不均匀沉降,是造成建筑物开裂损坏或严重影响使用等工程事故的主要原因。
特殊土的主要工程性质特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
我国的特殊土不仅类型多,而且分布广,如各种静水环境沉积的软土,西北、华北等干旱、半干旱气候区的湿陷性黄土,西南亚热带湿热气候区的红粘土,南方和中南地区的膨胀土,高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土等。
(1)软土:软土指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
软土的分布软土在我国沿海地区分布广泛,内陆平原和山区亦有分布。
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区,例如滨海相沉积的天津塘沽,浙江温州、宁波等地,以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。
内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带,以及昆明的滇池地区,贵州六盘水地区的洪积扇等。
(2)湿陷性黄土湿陷性黄土:在上覆土的自重压力作用下,或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土。
湿陷性黄土的特征和分布黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
颜色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色;颗粒组成以粉土粒为主,粒度大小较均匀,粘粒含量较少;含碳酸盐、硫酸盐及少量易溶盐;含水量小,;孔隙比大,且具有肉眼可见的大孔隙;具有垂直节理,常呈现直立的天然边坡。
黄土按其成因可分为原生黄土和次生黄土。
一般认为不具层理的风成黄土为原生黄土。
原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土。
次生黄土一般具有层理,并含有砂砾和细砾。
我国黄土分布面积约64万km2,其中具有湿陷性的约27万km2,分布在北纬33°~47°之间。
一般湿陷性黄土大多指新黄土,即晚更新世马兰黄土和全新世次生黄土,它广泛覆盖在老黄土之上的河岸阶地,颗粒均匀或较为均匀,结构疏松,大孔发育。
特殊土的工程性质土是地球表面尚未固结成岩的松散堆积物。
是自然历史时期经过各种地质作用形成的地质体。
土位于地壳的表层,主要是第四纪的产物,是人类工程经济活动的主要地质环境。
土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地残留或经过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的堆积物。
我国幅员广大,地质条件复杂,分布土类繁多,工程性质各异。
不同类别的工程,对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。
土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响,不同成因类型的土,其力学性质会有很大差别,特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。
我国的特殊土不仅类型多,而且分布广,各种天然或人为形成的特殊土的分布,都有其一定的规律,表现一定的区域性。
在我国,具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括:沿海及内陆地区各种成因的软土:主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土;西南亚热带湿热气候区的红粘土;主要分布于南方和中南地区的膨胀土;高纬度、高海拔地区的多年冻土;以及盐渍土、人工填土和污染土等。
一、软土软土一般指压缩性大和强度低的饱和粘性土,多分布在江、河、海洋沿岸、内陆湖、塘、盆地和多雨的山间洼地。
软土一般为外观以灰色为主的细粒土,天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
软土在我国沿海地区分布广泛,内陆平原和山区亦有分布。
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区,例如滨海相沉积的天津塘沽,浙江温州、宁波等地,以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。
内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带,以及昆明的滇池地区,贵州六盘水地区的洪积扇等。
工程性质:1、高含水量和高孔隙性、软土的高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素;2.、渗透性弱、软土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响;3、压缩性高,。
软土均属高压缩性土,它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。
4.、抗剪强度低软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关,要提高软土地基的强度,必须控制施工和使用时的加荷速度,特别是在开始阶段加荷不能过大,以便每增加一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适应,使孔隙水在充分排出的条件下,使土体得到正常的压密,从而逐步提高其强度。
若土中水分将来不及排出,土体强度不但来不及得到提高,反而会由于土中孔隙水压力的急剧增大,有效应力降低,而产生土体的挤出破坏。
5具有明显的结构性。
软土一般为絮状结构,尤以海相粘土更为明显。
这种精----------------------------------- 品文档精品文档土一旦受到扰动,土的强度显著降低,甚至呈流动状态。
我国沿海软土的灵敏度一般为4~10,属于高灵敏度土。
因此,在软土层中进行地基处理和基坑开挖,若不注意避免扰动土的结构,就会加剧土体变形,降低地基土的强度,影响地基处理效果。
6较显著的触变性和蠕变性由于软土的结构性在其强度的形成中占据相当重要的地位,则触变性也是它的一个突出的性质。
软土的蠕变性是比较明显的。
在长期恒定应力作用下,软土将产生缓慢的剪切变形,并导致抗剪强度的衰减。
在主固结沉降完成之后,软土还可能继续产生可观的次固结沉降。
这种土质如果在施工中出现在路基填土或桥涵构造物基础中,最佳含水量不易把握,极难达到规定的压实度值,满足不了相应的密实度要求,往往会发生路基失稳或过量沉陷。
在软土地基上修筑路堤,特别是桥头引道,如不采取有效的加固措施,就会产生不同程度的坍滑或沉陷,一般地,除要确保新填筑路基的密实度以减少沉降外,包括原地面的地基总沉降必须达到基本稳定,沉降量大致达到总沉降量的80%以上时,才容许铺路面。
软土地基沉降严重时,不仅增加填方数量,而且沉降或水平位移对临近填土的桥台、挡土墙、涵洞,甚至对附近的住宅、农田以及路线的技术标准都会产生很大的影响。
其危害性显而易见,故尽量避免采用做为路基。
二、湿陷性黄土湿陷性黄土是在上覆土的自重压力作用下,或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土。
黄土在我国分布很广,其中湿陷性黄土约占3/4,主要分布在黄河中游的甘肃、陕西、晋、宁、河南、青海等省区。
地理位置属于干旱与半干旱气候地带。
黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。
颜色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色;颗粒组成以粉土粒为主,粒度大小较均匀,粘粒含量较少;含碳酸盐、硫酸盐及少量易溶盐;含水量小,;孔隙比大,且具有肉眼可见的大孔隙;具有垂直节理,常呈现直立的天然边坡。
湿陷性黄土工程特征:1)塑性较弱;2)含水较少;3)压实程度很差,孔隙较大;4)抗水性弱,遇水强烈崩解,膨胀量较小,但失水收缩交明显;5)透水性较强;6)强度较高,因为压缩中等,抗剪强度较高。
黄土湿陷性的形成及影响因素(1)黄土湿陷性的形成原因内在因素:黄土的结构特征及其物质组成。
外部条件:水的浸润和压力作用。
(2)黄土湿陷性的影响因素:黄土湿陷性强弱与其微结构特征、颗粒组成、化学成分等因素有关,在同一地区,土的湿陷性又与其天然孔隙比和天然含水量有关,并取决于浸水程度和压力大小。
湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在一定的压力下,下沉稳定后,受水浸湿,土结构迅速破坏,并产生显著附加下沉,故在润陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。
湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性,提高地基的承载力。
常用的地基处理方法有:土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。
三、红粘土红粘土是指在亚热带湿热气候条件下,碳酸盐类岩石及其间所夹的其他岩石,经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。
液限大于50%。
上硬下软,具明显的收缩性,裂隙发育。
经再搬运后仍保留红粘土基本特征,液限大于45%小于50%的土称为次生红粘土。
红粘土的特点一般是天然含水量高、孔隙比大,液限和塑性指数高,但抗水性强,压缩性较低,抗剪强度也较高,可用作土坝填料。
红粘土主要为残积、坡积类型,也有洪积类型,其分布多在山区或丘陵地带,我国广泛分布于的云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、斤陵地带顶部和山间盆地、洼地、缓坡及坡脚地段。
以及分布在黔、桂、滇等地古溶蚀地面上堆积的红粘土层。
其厚度的变化与原始地形和下伏基岩面的起伏变化密切相关。
工程性质1、高塑性和分散性,液限一般为50〜80%,塑限为30〜60%,塑性指数一般为20〜50%。
3、强度较高,多属中压缩性土或低压缩性土2、高含水率、低密度,天然含水率一般为30%〜60%,饱和度>85%,密实度低,大孔隙明显,孔隙比>1.0;液性指数一般都小于0.4;坚硬和硬塑状态。
处于坚硬和硬塑状态的红粘土层,由于胀缩作用形成了大量裂隙,且裂隙的发生和发展速度极快,在干旱气候条件下,新挖坡面数日内便可被收缩裂隙切割得支离破碎,使地面水易侵入,土的抗剪强度降低,常造成边坡变形和失稳。
4、不具湿陷性,但收缩性明显,失水后强烈收缩,原状土体缩率可达25%。
红粘土具有这些特殊性质,是与其生成环境及其相应的组成物质有关。
在深度上,随着深度的加大,红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数都有较大的增高,状态由坚硬、硬塑可变为可塑、软塑,而强度则大幅度降低。
在水平方向上,由于地形地貌和下伏基岩起伏变化,性质变化也很大,地势较高的,由于排水条件好,天然含水率和压缩性较低,强度较高,而地势较低的则相反。
红粘土虽然强度较高,压缩性较小•但因与岩溶伴生•且含水量•液限均较一般粘土高,具有胀缩性•因此不能直接进行填筑的红粘土,必须进行处理,才可以直接填筑。
在处理红粘土时,要紧密结合路基工程的特点.寻找合适的压实标准及相应的压实工艺•使压实后的路基具有较高的强度和较好的强度稳定性,只有满足强度和稳定要求的红粘土才能作为路基填料。
红粘土的处理措施一般有:垫层置换法、土性改良法、包边法等。
红粘土路基施工的应注意:连续施工.避免已压实路基表面因暴露时间较长,风干失水出现龟裂。
应尽量避免雨季施工。
路堤施工前应做好临时排水及防渗设施. 截断流向路堤作业区的水源,疏干地表水。
对红粘土路基顶层采用胀缩性的粘土作为包边土,包边厚1. 5m左右,夯实后防止破面开裂及地表水的渗入。
四、膨胀土膨胀土是指含有大量的强亲水性粘土矿物成分,具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土。
膨胀土的胀缩性会导致建筑物开裂和损坏,并造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂等严重的不稳定因素。
膨胀土一般分布在盆地内岗,山前丘陵地带和二、三级阶地上。
大多数是上更新世及以前的精----------------------------------- 品文档精品文档残坡积、冲积、洪积物,也有晚第三纪至第四纪的湖泊沉积及其风化层。
一般工程地质特征膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大:膨胀土的饱和度一般较大,天然含水率较小,天然含水量接近或略小于塑限,一般呈坚硬或硬塑状态。
天然孔隙比小,便其天然孔隙比随土体湿度的增减而变化,即土体增湿膨胀,孔隙比变大;土体失水收缩,孔隙比变小。
影响膨胀土胀缩变形的主要内在因素:土的粘粒含量和蒙脱石含量、土的天然含水量和密实度及结构强度等。
主要外部因素:引起地基土含水量剧烈或反复变化的各种因素,如气候条件、地形地貌及建筑物地基不同部位的日照、通风及局部渗水影响等。
在天然条件下一般处于硬塑或坚硬状态,强度较高,压缩性较低,易被误认为是工程性能较好的土,但一旦地表水浸入或地下水位上升使含水量剧烈增大,或土的原状结构被扰动时,土体会骤然强度降低、压缩性增高。
在膨胀土地区进行工程建筑,如果不采取必要的设计和施工措施,会导致大批建筑物的开裂和损坏,甚至造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂。
膨胀土建筑场地与地基的评价,应根据场地的地形地貌条件、膨胀土的分布及其胀缩性能、等级地表水和地下水的分布、集聚和排泄条件,并按建筑物的特点、级别和荷载情况,分析计算膨胀土建筑场地和地基的胀缩变形量、强度和稳定性问题,为地基基础、上部结构及其他工程设施的设计与施工提供依据。
五、人工填土填土是一定的地质、地貌和社会历史条件下,由于人类活动而堆填的土。
性质很不均匀,分布和厚度变化上缺乏规律性;物质成分异常复杂。
有天然土颗粒,有砖瓦碎片和石块,以及人类活动和生产所抛弃的各种垃圾;是一种欠压密土,一般具有较高的压缩性,孔隙比很大。