第四章 特殊土的工程地质特征.ppt

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1、第四章特殊土的工程地质特征第一节概述一、特殊土的概念我国幅员广大,地质条件复杂,分布土类繁多,工程性质各异。有些土类,由于地理环境、气候条件、地质成因、物质成分及次生变化等原因而各具有与一般土类显著不同的特殊工程性质,当其作为建筑场地、地基及建筑环境时,如果不注意这些特点,并采取相应的治理措施,就会造成工程事故。——具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土称特殊性土.黄土红粘土软土(包括淤泥和淤泥质土)冻土膨胀土盐渍土混合土填土污染土根据工程特性二、特殊土的分布在我国,特殊土都有一定分布区域:沿海及内陆地区各种成因的软土:主要

2、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一、淤泥类土(软土)(一)形成条件和成分结构特点淤泥类土是指在水流缓慢、不通畅、缺氧和饱水的环境中沉积,有微生物参与作用的条件下,含较多的有机质,疏松软弱的土。第二节特殊土的工程地质特性天然孔隙比大于1,含水量大于液限.其中:孔隙比大于1.5的称为淤泥.孔隙比大于1而小于1.5的称为淤泥质土.当土中有机质含量[5%,10%],称有机质土;当有机质含量(10%,60%]时称泥炭质土;当有机质含量(60%,)时,称泥

3、炭。泥炭是未充分分解的植物遗体堆积而成的一种高有机土,呈深褐-黑色。其含水量极高,压缩性很大且不均匀,往往以夹层或透镜体构造存在于一般粘性土或淤泥质土层中,对工程极为不利。软土的物质组成和结构特点:1.粒度上主要是粘粒和部分粉粒。2.含大量粘土矿物和部分石英、长石、云母;有机质含量较多(5%~15%)。3.呈灰、灰绿和灰黑等暗淡的颜色,污染手指并有臭味。4.结构常为蜂窝状、疏松多孔,定向排列明显、层理较发育,常具薄层状构造。我国淤泥类土基本上可以分为两大类:一类是沿海沉积淤泥类土;一类是内陆和山区湖盆地及山前谷地沉积的淤泥类土。沿海沉积的淤泥类土

4、,分布较稳定,厚度较大,土质较疏松软弱;大致可分为四个类型:1.泻湖相沉积2.溺湖相沉积3.滨海相沉积4.三角洲相沉积分布在内陆平原区地淤泥类土主要有:(1)湖泊(2)河漫滩(3)牛轭湖河漫滩相沉积物:一般为粘性土,有时有粉土和粉、细砂夹层,土层厚度较大,分布也较稳定。牛轭湖相是由含有大量有机质的粘性土和粉、细砂组成的,并常有泥炭层分布,土层的工程性质较差,也较复杂。(二)工程地质性质的基本特点1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限孔隙比常见值为1.0~2.0;液限一般为40%~60%;饱和度一般>90%;天然含水率多为50~70%。未扰动时,处

5、于软塑状态,一经扰动,结构破坏,处于流动状态。2、透水性极弱:一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。3、高压缩性:a1~2一般为0.7~1.5Mpa-1,且随天然含水率的增大而增大。4、抗剪强度很低,且与加荷速度和排水固结条件有关不排水:三轴快剪,0º左右;直剪,2º~5º,c=0.02Mpa;在排水条件下,抗剪强度随固结程度提高而增大,固结快剪的10º~15º,c=0.02Mpa。5、较显著的触变性和蠕变性二、黄土黄土在一定压力作用下受水浸湿,土结构迅速破坏而发生显著附加下沉,具有这种特性的黄土,称湿陷性黄土。1、分布与特征作为湿陷性土的典型代表

6、——黄土,在全世界的分布比较广泛的,据某些学者估计,黄土的覆盖面积在整个欧洲约占10%,亚洲约占30%;我国黄土分布面积达60万平方公里,其中有湿陷性的约为43万平方公里。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。其物质主要来源于沙漠与戈壁。我国湿陷性黄土的固有特征有:1)黄色、褐黄色、灰黄色;2)粒度成分以粉土颗粒(0.05~0.005mm)为主,约占60%;3)孔隙比e一般在1.0左右,或更大;4)含有较多的可溶性盐类:重碳酸盐、硫酸盐、氯化物;5)具垂直节理;6)一般具肉眼可见的大孔。黄土结

7、构示意图湿陷黄土的工程特征: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,但失水收缩量较明显;5)透水性较强;6)压缩中等,抗剪强度较高。2、成因我国黄土的粒度成分具有自西北向东南逐渐变细的规律,并可大致分三个弧形带。从物质的主导来源而言,应认为绝大部分黄土是风成的。3、地质年代黄土在整个第四纪的各个世中均有堆积,而各世中黄土由于堆积年代长短不一,上覆土层厚度不一,其工程性质不一。一般黄土(全新世早期~晚更新期)与新近堆积黄土(全新世近期)具有湿陷性。而比上两者堆积时代更老的黄土,通常不具湿陷性。

8、4、湿陷性评价在黄土地区勘察中,湿陷性评价正确与否直接影响设计措施的采取。黄土的湿陷性计算与评价,按一般的工作次序,其内容主要有:(1)

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