武广客专红粘土变形特性及形成机理研究

红黏土及其特征一、红黏土的定义与分布1.定义我国红黏土的研究始于20世纪50年代后期，不同研究阶段对红黏土有过相应的描述和定义，最新的研究认为：红黏土是碳酸盐岩系出露区的岩石，经过更新世以来在湿热的环境中，由岩变土一系列的红土化作用，形成并覆盖于基岩上，呈棕红、褐黄等色的高塑性黏土。

其土性特征是液限wL大于55%，湿度状态的垂向变化有明显上部硬下部软的规律，失水后具有较大收缩性，土体中裂隙发育等。

已形成的红黏土，经后期水流搬运，仍然保留着红黏土的基本特征，其wL一般大于45%，称为次生红黏土。

早期研究对红黏土的特征概括为：红黏土成土母岩是碳酸盐类岩石，系由化学风化或残坡积而形成，塑性指数IP大于20，天然含水率接近塑限，天然孔隙比大于1.0，饱和度Sr大于85%以及土的压缩性低等。

在以后的研究中，是基于一些考虑才予以调整的。

关于成土母岩，鉴于在碳酸盐岩分布区内，经常夹杂着一些非碳酸盐类岩石，它们的风化物与碳酸盐类岩石的风化物是混杂的，都构成了这些地段红黏土成土的物质来源，因此，定义红黏土的成土母岩时，把由碳酸盐类岩石扩大为碳酸盐岩系岩石更确切。

提出红黏土是红土化作用的产物，是考虑到“红土化”一词在第四纪地质学、土壤学中早已赋予固有的含义，用它来概括红黏土的成因，既表征了红黏土成土的介质环境、由岩到土的一系列地球化学过程及成土之后新生黏土矿物再演变的全过程，它较之笼统地称之为化学风化或残坡积成因要明确全面得多。

红黏土虽然塑性高，但其中有一部分土的液限和塑限都很高，以致塑性指数与一般黏土、老黏土相近，相关分析表明，液限在反映红黏土特征上比较敏感，故而用wL 取代IP作为反映土性的特征指标。

从wL—e相关图中，对应于wL为45与50时的孔隙比e值为0.9与1.0，因此，只要确定了液限wL值，也就无需再提孔隙比e。

统计表明，红黏土的湿度状态大部分为坚硬与硬塑状，但仍有占总量25%者为可塑、软塑以至流塑状态。

新建铁路武汉至广州客运专线路基变形监测方案铁道第四勘察设计院2006年5月武汉武广客运专线路基变形监测方案铁道第四勘察设计院郭建湖周先才詹学启一.路基沉降监测原则：1.客运专线无碴轨道路基变形控制原则：客运专线无碴轨道路基变形控制十分严格,工后沉降一般不应超过无碴轨道铺设后扣件允许地沉降调整高量15mm,路桥或路隧交界处地差异沉降不应大于5mm,过渡段沉降造成地路基与桥梁或隧道地折角不应大于1/1000.无碴轨道路基施工中应进行沉降变形动态监测,在路基完成或施加预压荷载后应有6～18个月地观测和调整期,分析评估沉降稳定满足无碴轨道铺设要求后方可铺设无碴轨道.本次设计在路堑基床(主要为土质路堑.全风化层)和路堤基底.填筑层.路基面布置监测点,构筑纵横向立体监测网络.2、监测点地设置原则：客运专线无碴轨道路基工后沉降主要包括以下三个方面：①运营阶段由于行车荷载引起地沉降,在路基各部位填料及压实标准满足规范要求时按5mm预留,不含在15mm地工后沉降控制值内；②路基填料压密沉降；③地基土沉降.当实测沉降推测不能满足工期内地铺轨要求时,则应分析沉降产生地原因,推测沉降完成时间,综合分析研究确定应采取地工程措施以满足无碴轨道铺设工期要求.因此,监测点地布置应依据路基地填筑高度.地基土类型及厚度.地基加固措施来确定.原则如下：对于基底压缩层较簿且填筑不高地路堤及路堑地段,以路基面沉降监测为主,主要在路基面布设沉降监测桩进行路基沉降监测；路堤填筑较高时应加强路堤填筑层沉降监测,在填筑层增设单点沉降计监测填土层沉降；对于地基压缩层厚地较高路堤地段应进行路基基底.路堤填筑层及路基面沉降监测,在基底布设单点沉降计.沉降板或剖面沉降管,在填土层布设单点沉降计,在路基面布设沉降监测桩进行各部位沉降监测.当路基基底或下卧压缩层为平坡时,路堤主监测点为线路中心,辅监测点为路肩；当地表横坡或下卧土层横坡大于20%时,主监测点为线路中心,辅监测点为左右线中心以外2m；基底沉降监测与路堤本体沉降监测点布置于路基基底和基床底层顶面；同时在软土及松软土路基填筑时,沿线路纵向每隔30～50m在距坡脚2m处设置位移边桩,以控制填土速率.控制标准应为：路堤中心地面沉降速率小于1.0cm/d,坡脚水平位移速率小于0.5cm/d.3.监测断面设置地总体原则：由于变形（沉降和鼓起）大小及分布情况取决于沿线地不同地基条件及工程结构；因此,一般来说,路堑.涵洞.路堤.桥梁以及隧道处地变形大小及分布会有很大地区别.此外,因为不同土工建筑物地接合处以及过渡区存在着刚度变化及变形差异,所以,会潜在影响火车运营地稳定及舒适.另外,土工建筑物中地变形（即：随时间变化地性能）进展情况也不一样.因为无碴轨道对沿线地沉降差异很敏感,这样,在设计阶段及施工阶段反复进行整体综合变形考虑(OIDC)是十分重要地.综合变形计算及监控能更真实地预测无碴轨道安置后地残余变形,以便证实是否满足所需要求.少于2个监测断面,监测断面沿线路方向间距不大于50m；过渡段及地形地质条件变化较大地地段应适当加密,其中路基与桥.涵.隧等刚性构筑物相连处.地形或地层突变处.过渡段折角处必须布设监测剖面.二.路基沉降各类监测剖面布置说明：根据路基结构形式.地基压缩层厚度.填土高度及填料类型.有无预压荷载等情况设计了A型～G型7个大类25个小类监测剖面,具体见表1：1.A型沉降监测剖面说明：路堤填高小于等于3m且基底土层厚小于5m时,仅对路基面进行沉降监测.当基底地面或压缩层底横坡缓于1：5时,采用A－1型路基沉降监测断面,基底地面或压缩层底横坡≥1：5时,采用A－2型路基沉降监测断面.沉降监测剖面元件布置示意图（A-1型）2.B型沉降监测剖面说明：B型沉降监测剖面适用于路堤中心填高小于等于3m且基底土层厚≥5m地情况.当基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚5m≤H＜20m时,采用B－1型监测剖面,陡于1：5时,采用B－2型监测剖面.沉降监测剖面元件布置示意图（B-1型）沉降监测剖面元件布置示意图（B-2型）基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚≥20m时,采用B－3型监测断面,基底地面或压缩层底横坡≥1：5时,采用B－4型监测断面.沉降监测剖面元件布置示意图（B-3型）3.C型沉降监测剖面说明：C型沉降监测剖面适用于路堤中心填高大于3m且基底土层厚≥5m地情况.当基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚小于20m时,采用C－1型监测断面；基底地面或压缩层底横坡≥1：5时,采用C－2型监测断面.沉降监测剖面元件布置示意图（C-1型）基底地面或压缩层底横坡缓于1：5且基底土层厚≥20m时,采用C－3型监测断面,基底地面或压缩层底横坡≥1：5时,采用C－4型监测断面.无压缩层沉降监测剖面元件布置示意图（C-3型）4.D型沉降监测剖面说明：路基本体采用改良土填筑地路堤,填高大于5m时,上述第3条条件下C型地监测剖面应增加改良土填筑部分地沉降监测,其它元件及监测剖面布置与第3条基本一致,C－1～C－4型元件布置改为D－1～D－4型.沉降监测剖面元件布置示意图（D-1型）无压缩层沉降监测剖面元件布置示意图（D-3型）5.E型沉降监测剖面说明：监测,当基底地层为红黏土.膨胀土时,还应监测地基膨胀鼓起变形.一般土层当基底压缩层底横坡缓于1：5时采用E－1型监测断面,基底压缩层底横坡≥1：5时采用E－2型监测断面.路堑地段沉降监测剖面元件布置示意图（E-1型）路堑地段沉降监测剖面元件布置示意图（E-2型）基底地层为红黏土.膨胀土时,当基底压缩层底横坡缓于1：5时采用E－3型监测断面,基底压缩层底横坡≥1：5时采用E－4型监测断面.红黏土、膨胀土路堑地段沉降监测剖面元件布置示意图（E-3型）6.F型沉降监测剖面说明：F型沉降监测剖面适用于预压地段,由于预压期因基床表层尚未施工,路堤顶面沉降监测改在预压土方底部（即基床底层顶面）布置沉降元件进行.在基床底层顶面线路中心或左右中心线以外2m处临时布置沉降板地代替路基面处相应位置预压期间沉降监测；在基床底层两侧外缘布置沉降监测桩代替预压期间路肩处沉降监测.路基填筑部分以及基底沉降监测布置与无预压段基本一致,预压土方卸除且基床表层施工后路基面沉降监测照常进行,具体布置型式有F－1～F－10型10种,适用条件与前述A～C一致.A－1～A－2型有预压时监测形式改为F－1～F －2型,如下图所示.B－1～B－4型有预压时监测形式参照上述原则改为F－3～F－6型,C－1～C－4型有预压时参照上述原则改为F－7～F－10型.沉降监测剖面元件布置示意图（F-1型）沉降监测剖面元件布置示意图（F-2型）7.G型沉降监测剖面说明：G型沉降监测剖面适用于桥路.隧路.涵路等过渡段路基应进行沉降差监测.过渡段路基沉降监测可根据具体地地基条件,选择A～F类监测类型之一,每处过渡段同时布设G型监测,采用静力水准仪,沿纵向对沉降差进行监测.静力水准仪布置在线路中心线地路基面上,每处2个,桥路过渡段布置在桥台顶端中部及路基侧1m处,涵路过渡段布置在涵洞中部及与路基交界两侧各1m处,隧路过渡段布置在隧线分界两侧各1m处.三.监测断面设置地具体原则：1.各类过渡段路基范围监测剖面不用A型（涵洞顶监测剖面可用A型）.2.非过渡段路基范围监测剖面按不大于50m布设,一般采用A型与B.C.D间隔布置,地形或地层突变处.填高最大处等应布置非A类监测剖面.3.G型为过渡段纵向监测,仅在桥路过渡.隧路过渡（硬质岩可不考虑）.涵径≥3.0m涵路过渡段设置,即易产生沉降差时设置.4.预压地段同时为路基本体采用改良土填筑时,应以F型监测剖面为主,在满足基本型（F型）情况下,适当布设D型进行改良土填筑层沉降监测.5.路堑地段布设E型监测,基底为一般土质地基（含全风化岩）时,布设E－1型或E－2型监测剖面,按每50m布置1个监测剖面；当为红黏土.膨胀土等特殊岩土地基时,按每50m间隔布置 E－1型与E－3型或E－2型与E－4型监测剖面.四.监测数据采集系统地构建由于线路长,监测剖面多,监测频度高,数据量巨大,必须分区段.分工点构建数据采集.以及数据分析评估单元,重要工点或交通困难地工点,可考虑数据地无线传输方式,应编制监测数据地管理软件,利用计算机实现数据地自动管理与存储,处理前生成相应地图表,并基本实现初步地变形分析与评估功能.五.监测元器件地选取及元器件地精度要求监测元器件地选取,应满足工后沉降地评估需求以及精度要求,且具备对施工影响小.抗干拢能力强,数据采集误差小.精度高.测试数据具有自我校核能力等要求.因此武广客运专线变形监测元器件,应将对填土施工干扰小.无测杆.具有数据存储记忆功能地智能数码型监测元器件作为首选元器件,重要观测点采用传统地数字直观地沉降板作辅助较核元件,对路基面观测桩地测量,测量精度一般应达到二级水准测量标准.主要监测元件技术参数指标见下表：主要监测元件参数指标表18六.测试元器件埋设1.沉降监测桩：采用φ28mm长1.2m地钢钎.待路基施工完成后,在监测断面通过测量打入埋置在设计位置,埋置深度1.0m,桩周上部0.2m用混凝土浇注固定,完成埋设后采用水平仪按二级测量标准测量桩顶标高作为初始读数.2.单点沉降计：单点沉降计是一种埋入式电感调频类智能型位移传感器,由电测位移传感器.测杆.锚头.锚板及金属软管和塑料波纹管等组成.采用钻孔引孔埋设,钻孔孔径Ф108或Ф127,钻孔垂直,孔深应与沉降仪总长一致,孔口应平整.3.静力水准仪：静力水准仪是一种电感调频类智能型位移传感器,由多个精密液位计组成.安装时将多个液位计设置在被测点,一个精密液位计设置在不动点,并用连通管连接.4.剖面沉降管：可采用专用塑料硬管,其抗弯刚度应适应被测土体地竖向位移要求,导管内十字导槽应顺直,管端接口密合.剖面沉降测量是将剖面沉降仪探头导轮卡至于预埋剖面沉降管地十字导槽内,从一端按一定间隔依次读数,起始端管口标高采用水平仪按二级测量标准进行测量,再通过数据处理计算求出不同位置处地基地沉降量.剖面沉降管埋设在基底碎石垫层中间地土工格栅上,复合地基平面应布置在观测断面附近加固孔之间中心处,埋设剖面沉降管地上下各垫10cm左右地砂垫层,中部填砂尽可能抬高,使剖面沉降管埋设呈向上拱地圆顺弧线状,但上拱高度不超过计算沉降量地一半.5.沉降板：由钢底板.金属测杆（φ40mm镀锌铁管）及保护套管（φ75mm PVC管）组成.钢底板尺寸为50cm ×50cm,厚1 cm.采用水平仪按二级测量标准测量沉降板标高变化.按设计位置放好沉降板后,回填一定厚度地垫层,再套上保护套管,保护套管略低于沉降板测杆,上口加盖封住管口,并在其周围填筑相应填料稳定保护套管,完成沉降板地埋设工作.采用水平仪按二级测量标准测量埋设就位地沉降板测杆杆顶标高作为初始读数,随着路基填筑施工逐渐接高沉降板测钢和保护套管,每次接长高度以1m 为宜,接长前后测量杆顶标高变化量确定接高量.6.位移边桩：边桩埋设位置应按试验设计测量确定,边桩可采用打入或开挖埋设,埋设深度0.9m,桩周上部0.3m用混凝土浇注固定,完成埋设后采用经纬仪（或全站仪）测量边桩标高及距基桩地距离作为初始读数.七.观测方法及要求1.观测阶段：武广客运专线路基变形监测应分四阶段进行,第一阶段：路基填筑施工期间地监测,主要监测路基填土施工期间地基土地沉降以及路堤坡脚边桩位移；第二阶段：路基填土施工完成后,自然沉落期及摆放期地变形监测,该阶段应对路基面沉降.路基填筑部分沉降以及路基基底沉降进行系统地监测,直到工后沉降评估可满足要求铺设无碴轨道为止；第三阶段：铺设无碴轨道施工期地监测；第四阶段：铺设轨道后及试运营期地监测.2.观测频度要求：①所有元件埋设后,必须测试初始读数,在路堤正式填筑前,必须对所有埋设元件进行复测,作为正式初始读数.②在路基填筑期间,应每天监测一次,各种原因暂时停工期间,前2天每天监测一次,以后每3天测试一次.填筑施工完成后至铺设无碴轨道期间,第1个月内每5天监测一次,第2～3个月内每10天监测一次,第4～6个月内每15天监测一次,以后每个月监测一次,雨后应加密监测.无碴轨道铺设后至试运营期间每月监测一次.具体应根据监测数据地变化情况,调整监测频度.③测试过程中发现异常必须及时查明原因,尽快妥善处理.3.观测方法：①所有标高测量应达到二级水准测量标准,测量精度应达到±1mm.②边桩位移采用全站仪或经纬仪进行测量.③单点沉降计采用振弦频率检测仪进行测试.④剖面沉降采用剖面沉降仪进行测试.4.元件保护要求：①各工程项目部应成立专门试验小组,进行元器件地标定.埋设.测量和保护工作,小组人员应分工明确,责任到人.②元件埋设时应根据现场情况进行编号,有导线地元件应将导线引出至路基坡脚观测箱内.③凡沉降板附近一米范围内土方应采用人工摊平及小型机具碾压,不得采用大型机械推土及碾压,并配备专人负责指导,以确保元器件不受损坏.各施工队应制定稳妥地保护措施并认真执行,确保元器件不因人为.自然等因素而破坏.元器件埋设后,制作相应地标示旗或保护架插在上方.路堤填筑过程中,派专人负责测试断面地填筑.5.资料整理要求：①所有测试数据必须真实准确,不得造假；记录必须清晰,不得涂改；测试.记录人员必须签名.②测试数据必须当天及时输入电脑,核对无误后在计算机内保存.③对于自动采集地数据采集后应进行核实,核对无误后在计算机内保存.④按照提交资料要求及时对测试数据进行整理.分析.汇总,及时绘制路基面.填料及地基各项监测地荷载—时间—沉降过程曲线.⑤路基填筑过程中应及时整理路堤边桩位移及中心沉降监测点地沉降量,当边桩水平位移大于5mm/天,垂直位移大于10mm/天,路堤中心地基处沉降观测点沉降量大于10mm/天时,应及时通知项目部,并要求停止填筑施工,待沉降稳定后再恢复填土,必要时采用卸载措施.⑥观测数据作为铺设无碴轨道前评判路基工后沉降是否满足要求及作为工程竣工验收地依据.八. 沉降地评估方法与措施路基施工至设计标高（有预压土方时至预压土方地顶面）后,先持续监测不少于6个月,根据这6个月地监测数据,绘制“时间—填土高—沉降量”曲线,按实测沉降推算法或沉降地反演分析法,分析并推算总沉降量.工后沉降值以及后期沉降速率,并初步分析推测最终沉降完成时间,确定铺轨时间.根据分析结果,结合工期要求,验证.调整设计措施使地基处理达到预定地变形控制要求.当评估结果表明沉降还不能满足无碴轨道地要求时,则应研究确定是延长路基摆放时间继续监测,还是采取(或调整)地基加固措施(如调整预压土高度.确定预压土卸荷时间.调整或增加地基加固措施等),即进行“监测—评估—调整”循环,直至工期要求地时间为止,并满足无碴轨铺设要求.实测沉降推算：利用实测数据推算最终沉降量方法很多,常用地有双曲线法.三点法（对数曲线法）.沉降速率法.星野法及修正双曲线法等.根据现有地研究成果,推算方法得到地结果与实际沉降对比,误差较小地推算方法有：复合地基为沉降速率法.双曲线法；等载（或超载）排水固结为三点法.双曲线法,具体应结合工点实际情况采用适宜地推算方法.沉降地反演分析推算：利用先前实测沉降曲线进行反演分析,修正地基土设计参数,并重新进行沉降计算,再由实测沉降验证,经过多次循环分析计算,预测工后沉降量.要说明地是该法进行计算时所用到地土层参数是利用先前实测曲线进行反演推算出来地,且经过实测沉降验证,因此也更符合实际情况.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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红粘土的物理性与力学性质的探讨摘要：红粘土分布在我国各地，是几大特殊土之一，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，红粘土也逐渐应用于各类项目的建设中，研究和分析红粘土的物理性和力学性质就显得尤为重要，更好地了解其物理性和力学性质能够提高其应用程度和项目的建设质量。

本文通过相关实验研究和相关工程数据分析了红粘土的物理性和力学性质，以供相关人员进行参考。

关键词：红粘土；物理性；力学性质；对比分析引言：红粘土具有极高的使用价值，在工程的建设中被广泛应用，所以，研究和分析红粘土的物理性和力学性质有着十分重要的意义，对工程的建设和发展也存在着积极的影响，能够正确高效地解决在工程建设中出现的问题。

1.基本物理性质红粘土由不同的矿物成分和化学成分组成，有其独特的结构特征，这些方面都决定了红粘土的物理性质。

红粘土分布在我国全国各地，不同区域的红土化程度也存在差异，因此其物理性质也有所不同。

通过对比不同地区红粘土的指标，可以看出红粘土的特性和不同之处。

对比的土样样品，一些是使用相关取土设备进行的直接取样；一些是通过取土器在钻孔中取得。

取样的深度是 1.5米-8.0米，样品颜色均为褐红色、棕红色，呈细小颗粒。

通过符合相关标准的试验，以上红粘土的物理性质和各项指标如下表所示：以上表格的绘制和建立，对诸多与红粘土试验相关的资料进行了参考和结合应用，根据以上数据表明，红粘土中天然含水率较高，孔隙比较大，当红粘土处于硬塑状态时压缩性较低，抗剪强度也较大，比一般粘土承载力相对高一些；当红粘土处于可塑状态时，压缩性变大，甚至达到高压缩性，摩擦角虽然变化不大，但粘聚力下降。

3.总应力和有效应力强度红粘土的力学性质和土体内部应力变化和状态息息相关，对于直剪、三轴试验来说，都不能完全表现天然土层中真实的应力状态，得到的各项相关数据都不能很好地表现出实际的加荷形式和顺序，也不能反映在加荷途中应力-应变对红粘土土体强度的影响。

红粘土的成因及其对工程性质的影响分析建筑工程论文红粘土的成因及其对工程性质的影响分析建筑工程论文摘要：自改革开放后，我国经济得到了空前发展，城市化进程不断加快，建筑工程项目数量越来越多，投资规模越来越大。

建筑工程性质易受地质条件影响，红粘土就是一种成因复杂的土，对工程性质有较为复杂的影响。

它具有特殊的工程力学性质，因此受到了广泛关注，我国对红粘土的研究已经超过五十年历史，是一种特殊的土体存在，其特殊的地质性质影响着工程建设。

在工程设计与施工中，必须要对红粘土进行考虑，确定它对地基承载力及基础稳定性的影响。

文章将针对红粘土的成因及其对工程性质的影响展开分析和研究。

关键词：红粘土；成因；工程性质；影响红粘土是于一九五八年，我国云贵高原上发现并命名的一种特殊土体。

红粘土被发现后，许多地质学家对其进行了研究，随后不久红粘土的高塑性、高孔隙比、高含水量等特征被发现。

它对工程性质的影响已被纳入我国《工业与民用建筑地基基础设计规范》当中，成为我国特殊土中的一种。

不同性质的红粘土对不同工程性质的影响具有明显差异，具有较强胀缩性的红粘土会对工程质量产生影响，甚至导致工程事故的发生。

我国红粘土分布广泛十分容易出现在工业、民间建筑的土壤上。

研究红粘土的成因及其对工程性质的影响具有重要意义。

1红粘土的成因红粘土为碳酸盐岩系出露的`岩石经红土化作用后形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。

这种土地液限大于百分之五十，具有明显收缩性，高压缩性较低，含水率较大，孔隙比高。

我国早在第四纪地质研究中就对红粘土展开了研究，建在红粘土地基上的建筑房屋易出现房裂现象[1]。

湿热气候的变迁，影响着红粘土分布范围，碳酸盐岩系与湿热气候的分布影响着红粘土分布面积。

从气候条件来看，更新世早期我国北方季候具备湿热气候条件，更新世后期湿热气候向南变迁，北方地区早期形成的红粘土便被覆盖或侵蚀，所以分布面积大大减少，只见零星分布，已不多见。

由于湿热气候向南迁徙，南方才开始大面积出现红粘土。

高速铁路岩溶及红粘土注浆加固地基处理前言：本黏土及岩溶注浆工法是针对武广客运专线的地质特点来进行研究的，武广客运专线地质条件复杂多变，单从武汉工程试验段的地质条件来看，注浆地段地质条件多为：上覆黏土，为软塑及硬塑层，下伏弱风化灰岩，岩溶及裂隙发育。

本工法正是结合武广客运专线武汉工程试验段的地质条件，对有关注浆设备、注浆材料、注浆工艺流程、各种注浆参数及在注浆过程中的各项监测控制、注浆前后的各项检测对比，在武广客运专线武汉工程试验段现场试验及施工的基础上，在多方大力支持下，由中铁八局联合体为主体，结合工程实践的基础上形成的。

2特点：2.1该工法的施工机械体积小，灵活轻便，适合于场地狭长地带的施工。

2.2该工法在注浆前期可对地质情况进行复核，并不用另外再上地质钻机，可在钻孔总数的20%中完全复核出该处的地质情况。

2.3在先导勘探孔探明地质情况下，后续钻机可大量跟进，有利于大面积展开施工。

2.4可根据探明的地质情况，对于不同的地质条件确定采同的注浆方法以及确定浆液配制方法。

2.5在注浆施工中，在注浆孔中采用加入钢筋笼，形成微型桩技术，从而保证了封孔效果以及注浆加固地基的整体效果。

2.6采用较大孔径的注浆孔，91mm～130mm，在有效控制注浆压力及浆液配比的情况下，对注浆效果进行控制。

2.7采用物探、钻孔、注水试验，对于注浆前后的对比可以有效确定注浆加固地基效果。

3、适用范围：本工法适用于含砂土、粉土、软塑黏土、回填土等地基加固。

可用于公路、铁路以及对地基加固并控制地层沉降等的地基加固工程。

4、工艺原理：利用惰性材料形成的浆液，在一定压力作用下注入岩溶裂隙、溶洞中以及软塑黏土体孔隙中，首先是填充岩溶溶洞及岩溶裂隙，其次是封闭岩、土界面，形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系；如土体中存在着软弱夹层，再进行加固土体软弱夹层，并在注浆中加入钢筋笼形成微型桩的复合加固体系。

通过注浆填充液凝固后，具有的刚性和强度而改变岩层及土体的性状，使岩土的变形受到约束，强度得到提高，从而达到控制地基整体沉降、减少变形的效果。

高速公路红黏土边坡变形破坏机理分析【摘要】高速公路红黏土边坡是高速公路建设中常见的地质问题，其变形破坏给道路安全带来严重隐患。

本文从红黏土边坡的特点、变形破坏表现、影响因素和机理等方面展开分析，提出了加强监测和维护措施的重要性。

红黏土边坡的变形破坏是多方面因素综合作用的结果，在未来研究中需要进一步探讨其机理，以提高边坡的稳定性。

通过本研究可以更好地认识红黏土边坡变形破坏的机理，为高速公路工程的设计和施工提供参考，减少事故发生的可能性，保障道路的安全通行。

【关键词】高速公路，红黏土边坡，变形破坏，机理分析，预防措施，监测，维护，边坡稳定性，研究。

1. 引言1.1 研究背景高速公路红黏土边坡是高速公路建设中常见的地质工程问题之一。

红黏土具有较强的吸水性和膨胀性，易受降雨和地下水位变化的影响，容易发生变形和破坏。

随着高速公路网络的不断扩张和交通运输量的增加，红黏土边坡的稳定性问题越来越受到人们的关注。

研究红黏土边坡变形破坏的机理，对于确保高速公路的安全运行和保障交通的畅通具有重要意义。

通过深入分析红黏土边坡的特点、常见表现和影响因素，以及探讨其变形破坏的机理，可以为制定预防措施和加强监测维护提供科学依据。

本研究旨在对高速公路红黏土边坡的稳定性问题进行深入探讨，从而全面了解红黏土边坡的变形破坏机理，为工程实践提供指导并进一步完善相关技术和方法。

通过加强对红黏土边坡的研究，可以有效地提高工程施工质量和保障公路运输安全。

1.2 研究意义红黏土是一种常见的土壤类型，广泛分布在我国的高速公路边坡中。

其含水量高、孔隙率大、结构松散的特点使得红黏土边坡在长期受到水分和外力作用的情况下容易发生变形破坏。

研究红黏土边坡的变形破坏机理对于加强高速公路边坡的稳定性和安全性具有重要意义。

深入了解红黏土边坡的变形破坏机理可以帮助工程设计人员更好地了解红黏土边坡的内在特性和变形规律，从而在设计阶段就采取有效的防护措施，减少边坡变形破坏的风险。

武昌地区红土的试验研究1前言红土是形成于热带和亚热带湿热气候条件下，经历了不同程度的“红土化”作用的一种富含铁、铝氧化物胶结和较多粘粒，几乎不含盐基成分的红色粘性土。

由于我国北方黄土覆盖面积较大，而南方红土分布较广泛，因此在我国有着“北有黄土，南有红土”的说法红土与膨胀土、黄土、冻土等一起归类为特殊土种类。

红土一方面物理性质较差，具有高塑性、高液限和亲水性较强的特点，而另一方面却具有良好的力学性能。

随着我国经济的快速发展，土木工程建设的规模逐渐扩大，因此红土在我国工程中的应用就不可避免作为我国南方广泛分布的土质种类之一，红土被大量地用作建筑材料和建筑地基，然而由于红色粘土往往具有不良的物理性质与胀缩性，因此其在工程应用当中会引发许多工程危害，例如造成水土流失、边坡变形破坏、地基不均匀下沉引起基础结构断裂等等，这就需要我们对红土的物理力学特性要有一定的认识。

2红土的试验研究2.1阿太堡试验试验所用的红土样来自湖北省武汉市武昌区，取样深度为地表层以下1～3米。

试验采用取回来的天然红土含水率试样，取代表性红土样250g左右，然后按照《土工试验规程》(SL237-1999)进行阿太堡试验，试验采用76g平衡锥来测定土的液限，相应的入土深度为10mm。

；用搓条法来进行塑限试验，进行塑限试验时，取0.5mm筛下的代表性风干试样100g，放在盛土皿中加纯水拌匀，湿润过夜。

试验完成后，计算相应的塑性指数。

试验结果如下：液限WL=为48.63％，塑限WP为21.35％，塑性指数为27.28。

按照《岩土工程勘察规范》，从土的分类来划分，由于塑性指数为27.28>17，因此可以判定为武昌地区的红土属于粘土类，亲水性较强。

同时通过液限和塑限值，说明该红土具有高液限，高塑限的特征。

2.2击实试验本试验采用的是轻型击实试验，湿法制各试样，主要步聚是取天然含水率的代表性土样20kg，碾碎，过5mm筛，将筛下土样拌和均匀，并测定土样的天然含水率。

高速公路红黏土边坡变形破坏机理分析【摘要】本文对高速公路红黏土边坡变形破坏机理进行了深入分析。

首先介绍了研究背景和研究目的，随后对红黏土边坡的特点进行了详细分析，探讨了其变形机理和破坏模式。

在相关因素分析部分，讨论了影响红黏土边坡稳定性的各种因素。

结合监测与预防措施，提出了对高速公路红黏土边坡的保护建议。

通过总结研究成果并展望未来研究方向，加深了对该领域的理解，为今后相关工作提供了参考。

通过本文的研究，有望为高速公路红黏土边坡的安全稳定提供科学依据，促进工程实践的发展。

【关键词】高速公路、红黏土边坡、变形破坏、机理分析、特点、破坏模式、相关因素、监测、预防措施、结论、未来研究方向。

1. 引言1.1 研究背景在高速公路工程中，红黏土边坡是一种常见的地质体。

红黏土边坡在长期的自然风化和人为影响下，容易发生变形和破坏，给高速公路的安全运行带来一定的风险。

研究红黏土边坡的变形破坏机理对于确保高速公路的安全运行具有重要意义。

红黏土本身具有一定的水分含量，易受降雨等外界环境的影响，发生膨胀收缩现象。

红黏土的质地松软，抗剪强度低，容易剥离崩塌。

红黏土边坡的变形和破坏主要受到水文因素、工程质量、环境因素等多方面因素的影响。

针对红黏土边坡变形破坏机理的研究，可以为高速公路工程施工、监测及维护提供重要的依据和参考，有助于减少边坡的变形和破坏，确保高速公路的安全性和稳定性。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探究高速公路红黏土边坡的变形破坏机理，从而为相关领域提供更加科学的理论基础和技术支持。

具体目的包括：1. 分析高速公路红黏土边坡的特点，揭示其独特的地质特征和工程问题，为后续研究提供铺垫；2. 探讨红黏土边坡的变形机理，分析其破坏过程中的关键环节和影响因素，为预防和治理提供依据；3. 分析红黏土边坡的破坏模式，总结常见的变形方式和破坏形式，对比案例分析，从中寻找共性和规律性；4. 对相关因素进行深入分析，包括地质条件、气候环境、工程施工等影响边坡稳定性的因素，为综合治理提出建议；5. 探讨监测与预防措施，借鉴国内外先进经验，提出针对性的改善措施，为边坡管理和维护提供科学依据。

第六节红粘土一、红粘土的形成和分布(一)红粘土的定义与形成条件1．红粘土的定义：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。

其液限一般大于或等于50%，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。

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。

2．红粘土的形成，一般应具备气候和岩性两个条件。

（1）气候条件：气候变化大，年降水量大于蒸发量，因而气候潮湿，有利于岩石的机械风化和化学风化，风化的结果便形成红粘土。

（2）岩性条件：主要为碳酸盐类岩石。

当岩层褶皱发育，岩石破碎，易于风化时，更易形成红粘土。

（二）红粘土的分布规律红粘土主要为残积、坡积类型，因而其分布多在山区或丘陵地带。

这种受形成条件所控制的土，为一种区域性的特殊性土。

在我国以贵州、云南、广西省(区)分布最为广泛和典型，其次在安徽、川东、粤北、鄂西和湘西也有分布。

一般分布在山坡、山麓、盆地或洼地中。

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，分布在盆地或洼地时，其厚度变化大体是边缘较薄，向中间逐渐增厚；分布在基岩面或风化面上时，则取决于基岩起伏和风化层深度。

当下伏基岩的溶沟、溶槽、石芽等较发育时，上覆红粘土的厚度变化极大，常有咫尺之隔，竟相差10rn之多；就地区论，贵州的红粘土厚度约3~6m，超过l0m者较少，云南地区一般为7~8m，个别地段可达10~20m；湘西、鄂西、广西等地一般在10m 左右。

二、红粘土的工程地质特征（一）红粘土的物理力学性质1．红粘土物理力学指标的经验值红粘土的物理力学指标的经验值见表2-6-1。

红粘土物理力学性质的经验值表2-6-12．红粘土物理力学性质的基本特点从表2-6-1可看出红粘土具有两大特点。

一是土的天然含水量、孔隙比、饱和度以及塑性界限(液限、塑限)很高，但却具有较高的力学强度和较低的压缩性；二是各种指标的变化幅度很大。

红粘土中小于0.005mm的粘粒含量为60~80％，其中小于0.002mm的胶粒占40~70％，使红粘土具有高分散性。

红粘土工程地质特征研究综述报告学院：建设工程学院导师：王清姓名：谷复光学号：2005631007红粘土属于一种特殊性粘土，因其具有裂隙性、收缩性和地层分布不均匀性等不良特征，从工程处置角度来看属于一种难以对付的土，即问题土。

但红粘土的分布范围比较广，其中贵州、云南、湖南和广西等地区覆盖面很广，工程问题也较为突出。

时值国家交通基础设施建设如火如荼，建设中将会频繁地面临难以处理的“灾害性”土的困扰，而其中水对红粘土路基的影响问题乃是众多关键技术难题中的问题之一。

红粘土的水敏性是其裂隙性和收缩性发生的诱导因素，“吸水软化，失水开裂”是其典型的水敏性特征。

红粘土路基土在不利水分的侵蚀下，其物理力学性质将发生急剧变化，而这些变化是导致路基沉陷、纵裂、浅层滑塌等病害发生的根本原因。

修筑在地表浅层的路基与大气和地下水发生强烈的相互作用，为了研究温度场和水分场对路基强度及其变形的影响，应对土体含水量分布随初始填筑状态的变化过程及规律进行研究，进一步认识水分对红粘土的作用规律和红粘土路基应力场与变形场特征，这些都是有效预防路基病害的前提条件。

红粘土属于一类典型的特殊土，其独特的工程性质主要表现为:一方面具有高含水量、高塑性、高孔隙比、密度低、压实性差等不良物理性质;另一方面却具有高强度、中低压缩性的力学特性。

在被普遍认为是比较好的天然地基和较好建筑材料的同时，却因胀缩性、裂隙性与分布不均匀性(主要指上硬下软)等工程地质特性而存有很大的工程隐患。

高岱等(1964)描述了贵州地区碳酸盐岩红粘土的特殊工程特征，并首次将其作为一种特殊土对待。

1977年纳入《工业与民用建筑和地基基础设计规范》并给予了红粘土正式的定义。

其工程特征主要包括:渗透、压缩、收缩、强度与变形等特性。

压实是加固土体的一种古老而又经济的工程处理方法，Quinonesle(l963)在分析大量的红粘土现场和室内试验基础上，指出影响压实试验结果的主要因素分为两大类:①红粘土的红土化过程;②试样的配置与试验方法。

第六节红粘土一、红粘土的形成和分布(一)红粘土的定义与形成条件1．红粘土的定义：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。

其液限一般大于或等于50%，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。

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。

2．红粘土的形成，一般应具备气候和岩性两个条件。

（1）气候条件：气候变化大，年降水量大于蒸发量，因而气候潮湿，有利于岩石的机械风化和化学风化，风化的结果便形成红粘土。

（2）岩性条件：主要为碳酸盐类岩石。

当岩层褶皱发育，岩石破碎，易于风化时，更易形成红粘土。

（二）红粘土的分布规律红粘土主要为残积、坡积类型，因而其分布多在山区或丘陵地带。

这种受形成条件所控制的土，为一种区域性的特殊性土。

在我国以贵州、云南、广西省(区)分布最为广泛和典型，其次在安徽、川东、粤北、鄂西和湘西也有分布。

一般分布在山坡、山麓、盆地或洼地中。

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，分布在盆地或洼地时，其厚度变化大体是边缘较薄，向中间逐渐增厚；分布在基岩面或风化面上时，则取决于基岩起伏和风化层深度。

当下伏基岩的溶沟、溶槽、石芽等较发育时，上覆红粘土的厚度变化极大，常有咫尺之隔，竟相差10rn之多；就地区论，贵州的红粘土厚度约3~6m，超过l0m者较少，云南地区一般为7~8m，个别地段可达10~20m；湘西、鄂西、广西等地一般在10m 左右。

二、红粘土的工程地质特征（一）红粘土的物理力学性质1．红粘土物理力学指标的经验值红粘土的物理力学指标的经验值见表2-6-1。

红粘土物理力学性质的经验值表2-6-12．红粘土物理力学性质的基本特点从表2-6-1可看出红粘土具有两大特点。

一是土的天然含水量、孔隙比、饱和度以及塑性界限(液限、塑限)很高，但却具有较高的力学强度和较低的压缩性；二是各种指标的变化幅度很大。

红粘土中小于0.005mm的粘粒含量为60~80％，其中小于0.002mm的胶粒占40~70％，使红粘土具有高分散性。

红粘土调研报告一、红粘土的工程性质结构构造:红粘土主要由高岭石、伊利石、绿泥石、针铁矿、石英、蒙脱石、云母、多水高岭石、三水铝矿等粘土矿物质组成。

红粘土主要含SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O及少量交换性离子、易溶盐和有机质，其化学成分随着风化母岩、成土条件和赋存环境不同而异。

红粘土的粘粒组分含量高，一般可达55～70%，粘土颗粒主要是高岭石和伊利石类粘土矿物为主，粒度较均匀，分散性较高。

常呈蜂窝状结构，有很多裂隙（网状裂隙）、结核和土洞。

物理性质:红粘土具有上硬下软、含水量高、孔隙比大、液限高、塑限高、压缩性低的特点。

红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数等随深度的增加而变大，塑性状态随深度增加而由硬变软以至流塑，强度随深度增加而由高到低，纵向上的变化是不均匀的。

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。

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。

力学性质:强度较高，压缩性较低固结快剪值8°～18°，c值可达0.04～0.09MPa，多属中压缩性土或低压缩性土，压缩模量5～15MPa。

二、红粘土的改良技术（1）化学改良：①掺土壤固化剂改良②掺石灰改良③掺粉煤灰改良④掺二灰改良⑤掺水泥改良⑥掺土壤稳定剂改良（2）物理改良：①掺砂砾改良②掺废旧轮胎橡胶颗粒③掺聚丙烯纤维改良④纤维加筋土改良（3）综合改良：①掺水泥和粉煤灰改良三、红粘土施工技术1、施工机具压实机械:光轮振动碾,凸块振动碾冲击式压路机履带式强夯机旋耕机带挂钩的推土机2、施工工艺掺灰工艺:(1)取土并运至填方路段,以10m为一个断面,以路基两侧挂线控制松铺厚度,根据路基宽度及考虑碾压效果;(2)掺灰,推土机摊铺,粗平后人工撒布水泥(或石灰),路拌机拌和;(3)用推土机摊铺粗平,平地机精平并配合人工调平;(4)平每层土时,每20m埋设中桩并在桩上用红漆标记以控制松铺厚度不超过30cm;(5)严格现场填料的含水量,这对保证路基施工质量十分重要;(6)当含水量在最佳含水量±2%以内时,开始碾压。