特殊土及其工程地质特性
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浅谈区域性特殊土的工程特性及地基处理卜志勇(安徽建筑工业学院09安全工程1班)摘要:本文通过对特殊土的简单介绍,阐述了软土、湿陷性黄土、红粘土、膨胀土等区域性特殊土的工程特性,进而详细地表达了不同特殊土地基的处理方法.关键字:特殊土工程特性地基处理前沿我国幅员广大,由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因以及次生变化等原因,使一些土类具有特殊的成分、结构、工程地质,从而形成了各种各样的区域性特殊土。
当其作为建筑场地、地基、建筑环境时,由于它们自身的不同特点,如果不采取相应的措施,就会造成工地上的重大事故。
因此,只有掌握了它们各自的特点,才有利于工程建设.一.软土的工程特性及地基处理1.1软土的工程特性软土是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。
这类土的物理特性大部分是饱和的,含有机质,天然含水量大于液限,孔隙比大于1.当天然孔隙比大于1。
5时,称为淤泥;天然孔隙比大于1而小于1.5时,则称为淤泥质土。
这类土的抗剪强度很低,压缩性较高,渗透性很小,并具有结构性,广泛分布于我国东南沿海地区和内陆江河湖泊的周围,是软弱土的主要土类,通称软土[1]一般具有下列工程特性:(1)含水量较高,孔隙比大.一般含水量为35%~80%,孔隙比为1~2.(2)抗剪强度很低。
根据土工试验的结果,我国软土的天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,其变化范围在5~25kPa;有效内摩擦角约为20°~35°;固结不排水剪内摩擦角12°~17°。
正常固结的软土层的不排水抗剪强度往往是随距地表深度的增加而增大,每米的增长率约为1~2kPa.加速软土层的固结速率是改善软土强度特性的一项有效途径。
(3)压缩性较高.一般正常固结的软土的压缩系数约为α1-2=0。
5~1.5MPa-1,最大可达α1-2=4.5MPa—1;压缩指数约为Cc=0.35~0。
75(4)渗透性很小。
软土的渗透系数一般约为1×10—6~1×10—8cm/s(5)具有明显的结构性。
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。
特殊土的主要工程地质问题一、特殊土的概念特殊土是指在地质力学性质、工程性质和行为特征上与一般土不同的土壤。
它们具有特殊的物理、化学或微观结构特征,对工程建设和地质环境有重要的影响。
二、特殊土的分类与特征2.1 粘性土粘性土是特殊土中的一种,其主要特征是粘聚性、可塑性和水分敏感性。
在工程中的主要问题包括: 1. 液化现象:当粘性土受到水分扰动或地震荷载时,其颗粒间的摩擦力减小,土体失去抗剪强度,导致液化现象的发生。
2. 沉降和收缩:粘性土受到水分变化或压实作用时,会发生沉降或收缩,给工程建设带来不稳定因素。
3. 难以抽水:由于粘性土的多孔隙结构较小,孔隙水难以排出,给基础工程的施工和稳定性带来困难。
2.2 膨胀土膨胀土是指含有膨胀性矿物质(如膨润土)的土壤,其主要特征是吸湿膨胀和干燥收缩。
在工程中的主要问题包括: 1. 土体膨胀:当膨胀土吸湿后,其体积会发生膨胀,给基础工程带来沉降和破坏的风险。
2. 干燥收缩:膨胀土在干燥条件下会发生体积收缩,导致地基不稳定和开裂的问题。
3. 含水性能:膨胀土中的膨润土会吸湿保水,导致土体的含水性能较高,给工程施工和承载力带来不利影响。
2.3 岩溶地区特殊土岩溶地区特殊土指的是岩溶地貌中的黏土和细粒土壤,其主要特征是高含水量、高敏感性和易发生坍塌。
在工程中的主要问题包括: 1. 土体坍塌:岩溶特殊土中的黏土和细粒土壤易受水分和人为因素的影响,发生液化、坡体滑坡等坍塌现象。
2. 水源问题:岩溶地区特殊土研究表明,特殊土的水源主要来自地下水,其变化对工程建设和地质环境有重要影响。
3. 地质灾害:岩溶地区特殊土易发生地质灾害,如地面塌陷、岩溶洞穴塌陷等,极大地制约了工程建设和土地利用。
三、特殊土的处理与应对3.1 加固和处理技术特殊土处理技术常用的有以下几种方式: 1. 地基处理:采用加固土体、排水、抽水等方式,提高特殊土的稳定性和抗震性能。
2. 处理剂改性:使用化学处理剂改善特殊土的工程性质,如增加其稳定性、抗渗性等。
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。
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。
辽宁沿海地区特殊土工程地质特征辽宁省沿海地区是中国东北地区的沿海地带,地处渤海湾南岸和黄海北岸。
该地区土工程地质特征主要表现为地质构造单一、地貌平坦、土层较浅、地下水位较高、土壤可塑性强等几个方面,下面就从这几个方面进行详细介绍。
一、地质构造单一辽宁省沿海地区地质构造特点主要是平川低凹,高原丘陵相对较少。
该地区主要地层是第四系沉积层,由海积、河流积扇、海岸等沉积物组成,但其中的地矿资源并不是很丰富。
在这种构造环境下,地层结构也较简单,土层分布较为均匀。
二、地貌平坦该地区地貌相对平坦,没有太多的起伏。
这使得土工程活动的施工难度较低,地面比较平坦,易于车辆通行,方便建设施工。
但这也带来一些问题,比如排水不畅,容易积水。
三、土层较浅辽宁省沿海地区土层和岩层较浅,大部分区域深度不超过30米。
这使得土工程承载层和基础较浅,施工相对来说相对容易。
但也意味着地基承载能力较弱,需要采取一些措施来增强地基的承载能力。
四、地下水位较高沿海地区由于靠近海洋,地下水会受到潮汐和河流的影响,导致地下水位较高。
这使得在土工程施工中,必须考虑水文因素的影响,加强排水和防水措施,防止地基失稳。
五、土壤可塑性强辽宁省沿海地区的土壤以黏土、粘粒土和沙土为主,黏土和粘粒土的可塑性较强。
这种土壤的可塑性对土工程的影响很大,同时也带来一定的挑战,如土方开挖难度大,土体的稳定性需要通过加固来解决。
综上所述,辽宁省沿海地区的土工程地质特征表现在地质构造单一、地貌平坦、土层较浅、地下水位较高、土壤可塑性强等方面。
这些地质特征既带来了方便,又带来了许多挑战,要科学合理地开展土工程活动,需要了解这些特征的影响。