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1、红粘土地基红粘土地基 唐久林 20137227 土力学与地基基础课堂报告土力学与地基基础课堂报告 ： 红粘土的形成条件及分布情况 红粘土的特征 红粘土特性的评价 红粘土的岩土工程评价 1 红粘土的分布和组成 1.1定义、成因及分布 （1）定义 红粘土是出露在地表的碳酸盐岩在更新世纪以来的湿热环 境中，经过一系列复杂的物理和化学风化，特别是红土化作用 ，形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色的高塑性粘土。 形成的红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新的 土层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特性，液限大 于45%的称次生红粘土。 （2）红粘土的分布 红粘土的形成与分布与地质历史上的气候条件密
2、切相关，其形成与分布 范围的气候条件为湿热的热带、亚热带，降雨量应在1000mm以上，年 平均气温为19 23 。 其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、 鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2 。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低的溶蚀夷平面及岩溶洼地、岩 溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地、孤峰准平原及丘陵洼地等地貌单 元；在东部主要分布在高阶地以上的丘陵区。经搬运再沉积形成的次生 红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其他沉 积物之上，其分布约占总量的10% 40%，自西向东逐渐增多。 红粘土的特征 1.主要特征 （1
3、）颜色：呈褐红、棕色、紫色及黄褐 色 （2）土层厚度：一班厚310m,个别地 带厚达2030m。因受基岩起伏影响， 往往在水平距离仅1m范围内，厚度可突 变45m，可能很不均匀。 （3）状态与裂隙：沿深度状态上部硬， 下部软。因胀缩交替变化，红黏土中网 状裂隙发育，裂隙延伸至地下34m， 破坏了土体的完整性。位于斜坡、陡坎 上的竖向裂缝，容易引起滑坡。 2.典型红粘土的物理性质 （1）天然含水率W为20%75，WL为50110% （2）饱和度Sr0.85，多处于饱和状态 （3）天然孔隙比很大，e为1.11.7 （4）塑形指数Ip为3050，为高塑形粘土 （5）黏粒含量高，d0.005mm的 黏
4、粒含量高，达 55%70%。土具高分散性 （6）强度高，c=4090kpa,=820 （7）中低压缩性，a1-20.3MPa-1 (8)地基承载力较高，一般fak=180380KPa 红粘土特性的评价 1）高塑性、高液限、高孔隙比。其中、p、L、 e等物 性指标都明显大于其他土类，相当于软土。红粘土中粘土矿 物虽然缺乏强亲水性的蒙脱石，但因其粒度组成的高分散性 ，因而反映在表征其塑性的L和Ip以及表征密度的孔隙比e 的值都很高。以致有的公路部门将高含水量、高塑性、高孔 隙比合称为“三高土”。而且研究表明，风干脱水对红粘土的 液、塑限没有明显影响，因此，对含水量较高的红粘土作为 路基填料，翻晒后
5、虽然含水量降低了，但是并不能改变其塑 性的大小。此外，作为路基填料，红粘土在达到压实度时的 最佳含水量也远远高于一般粘性土。 2）物性指标变化幅度大。如、p、L、 e等及其对应的 力学指标变化均较大。 3）天然红粘土的饱和度Sr多在90%以上，使红粘土成为两 相分散系，含水量和孔隙比呈现出良好的线性关系。红粘土 的含水量较高、饱和度大显然与其较强的滞水性有关，由于 其粘粒含量高、孔隙比较高、孔隙多而小，因而粘粒表面形 成了较多的吸附水。 4）渗透性差，可视为不透水层。在无压条件下充分浸水， 胀限含水量只比天然含水量增加了1% 3%，足见其渗透性 之差。 5)胀缩性能特征。一般粘土在浸水和失水后
6、，由于其粘土片 间的水膜厚度和减薄，都会表现出一定的胀缩性。阳离子交 换的结果会使粘土矿物周围结合水的扩散层水膜厚度发生改 变，使粘土表现出胀缩性，这种特性对红粘土也不例外。其 胀缩性仅次于膨胀土，而比一般粘土显著。 红粘土的岩土工程评价 （一）基础埋置深度的确定 利用表层较硬土层作地基持力层：应充分利用红粘土上硬下软的湿度状 态垂向分布特征，基础尽量浅埋。对三级建筑物，当满足持力层承载力 时，即可认为已满足下卧层承载力的要求。 （二）地基均匀性的评价 红粘土的厚度随下卧基岩面起伏而变化，致使红粘土的厚度变化较大， 常引起地基不均匀沉降。不均匀沉降的可能性，按下列条件判定：当相 邻基础的荷载和
7、尺寸相近，凡符合下列条件之一者，可不考虑地基不均 匀对建筑物的影响。 1对均匀地基，相邻基础底面以下的土层厚度大于表2-6-4所列勘探孔 深度时。 2对不均匀地基，相邻基础底面以下呈坚硬、硬塑状态，厚度均大于表 2-6-5中所列h1值或均小于h2值时。 不均地基的处理，应优先考虑地基处理为主的措施，宜采用 改变基宽、调整相邻地段基底压力、增减基础埋深，使基底 下可压缩土厚相对均一。对外露的石芽，用可压缩材料的褥 垫处理，对土层厚度、状态分布不均的地段，用低压缩的材 料作置换处理。 （三）、地基承载力的评价 红粘土的地基承载力可按表2-6-6确定。当考虑红粘土地基承 载力设计值修正时，应区别土的
8、成因，土性(如液塑比Ir等)、 土体结构特征，并考虑湿度状态的动态影响等。当基础浅埋 ，外侧地面倾斜或有临空面或承受较大水平荷载等情况时， 应考虑土体结构及裂隙的存在对承载力的可能影响，以及开 挖面长时间暴露，裂隙发展和复浸水对土质的影响。 （四）裂隙和胀缩性的评价 红粘土的网状裂隙及土层的胀缩性，对边坡及地基均有不利影响。评价 时应决定是否按膨胀土地基考虑。若为膨胀土时，对低层、三级建筑物 建议的基础埋深应大于当地大气影响急剧层深度。对炉窑等高温设备基 础，应考虑基底土不均匀收缩变形的影响。开挖明渠，应考虑土体干湿 循环以及在有石芽出露的地段，由于土的收缩形成通道，导致地表水下 渗冲蚀形成地
9、面变形的可能性，并避免把建筑物设置在地裂密集带和深 长地裂地段。 （五）土洞的影响 由于下卧基岩岩溶现象发育，因而覆于其上的红粘土层中常有土洞存在 ，土洞对建筑物地基的稳定性极为不利。 对土洞、塌陷的处理，各种成因的土洞，都有发育速度快，易引起地面 塌陷的特点，尤其是在土层较薄的地段，严重危及建筑场地和地基的稳 定性。预防土洞塌陷的关键在于“治水”，如杜绝地表水大量集中下渗，稳 定和控制地下水动态变化等。对于地面塌陷和顶板较薄的土洞的处理， 可清除其软土后用块石、碎石、砂土、粘土自下而上地做反滤层予以处 理。对埋藏较深的土洞，可用梁板跨越或用混凝土灌注土洞及其下的岩 溶通道。 （六）人工边坡的评价 对红粘土尤其是对复浸水特性属类的红粘土，人工边坡稳定性评价时 ，土的计算参数设计值的确定，应考虑开挖面土体失水收缩裂隙发展及 复浸水使土质软化的不利影响。 （七）地下水的评价 着重研究地下水埋藏、运动条件与土体裂隙特征关系及地表水，上层滞 水、岩溶水之间的连通性，根据赋存于土中宽大裂隙的地下水流分布的 不均性、季节性，评价其对建筑物的影响。 （八）压实填料的评价 当使用红粘土筑路(坝)或作为压实填土地基时，土料应先减水，其最优含 水量、最大干密度按工程要求，由不同功能的击实试验确定，当气候条 件难以控制含水量时，干密度(tm3)可按下式预估： The end,thank you!
