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1、第十二章第十二章 特殊性土特殊性土 地地 基基 基基 础础 工工 程程http:/第一节第一节 概述概述 n 人们把具有特殊工程性质的土类叫做特殊土。人们把具有特殊工程性质的土类叫做特殊土。 n特殊土主要包括：特殊土主要包括：湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、软土、冻土和盐渍土等。湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、软土、冻土和盐渍土等。 n 它们各自具有一些特殊的成分、结构和性质，如黄土的湿陷性、膨胀土它们各自具有一些特殊的成分、结构和性质，如黄土的湿陷性、膨胀土的胀缩性、软土的高压缩性、冻土的冻胀变形、盐渍土的融陷和腐蚀性等。的胀缩性、软土的高压缩性、冻土的冻胀变形、盐渍土的融陷和腐蚀性等。当其作为建筑
2、物地基时，如果不注意这些特性，可能会造成事故。应根据其当其作为建筑物地基时，如果不注意这些特性，可能会造成事故。应根据其特点和工程要求，因地制宜，综合治理。特点和工程要求，因地制宜，综合治理。 n 我国广大的山区、丘陵地带，广泛分布着工程地质、水文地质条件更为我国广大的山区、丘陵地带，广泛分布着工程地质、水文地质条件更为复杂的山区地基，经常出现多种不良地质现象，如滑坡、泥石流、崩塌、岩复杂的山区地基，经常出现多种不良地质现象，如滑坡、泥石流、崩塌、岩溶和土洞等，给工程建设造成直接或潜在的威胁。因此必须正确认识山区建溶和土洞等，给工程建设造成直接或潜在的威胁。因此必须正确认识山区建设的特性，合理
3、利用，正确处理山区地基。设的特性，合理利用，正确处理山区地基。 n 我国是一个多地震的国家，约有我国是一个多地震的国家，约有2/3的省区发生过破坏性地震的省区发生过破坏性地震 ，地震中地地震中地基的稳定性和变形以及抗震、防震措施是地震区地基基础设计必须主要考虑基的稳定性和变形以及抗震、防震措施是地震区地基基础设计必须主要考虑的问题。的问题。 基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他第二节第二节 湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基 黄土：含有大量的可溶性碳酸盐类黄土：含有大量的可溶性碳酸盐类 ，具有肉眼可见的大孔隙，具有肉眼可见的大孔隙 ；颗颗 粒组成粒组成 以
4、粉粒（以粉粒（0.0750.005mm）为主的黄色或褐黄色粉状土。）为主的黄色或褐黄色粉状土。 黄土的工程特征黄土的工程特征 ：湿陷性湿陷性 所谓湿陷性，就是黄土浸水后在外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。所谓湿陷性，就是黄土浸水后在外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。 湿陷性黄土湿陷性黄土 自重湿陷性自重湿陷性在土自重应力下浸湿后则发生湿陷在土自重应力下浸湿后则发生湿陷 非自重湿陷性非自重湿陷性在土自重应力作用下受水浸湿后不发生湿陷，在土自重应力作用下受水浸湿后不发生湿陷， 它要在大于上覆土的自重应力（包括附加它要在大于上覆土的自重应力（包括附加 应力和土的自重应力）受水浸湿时才发生湿陷。应
5、力和土的自重应力）受水浸湿时才发生湿陷。 基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他一、黄土湿陷的机理一、黄土湿陷的机理 黄土湿陷的原因通常认为是由于黄土的结黄土湿陷的原因通常认为是由于黄土的结构特性和胶结物质的水理特性决定的。构特性和胶结物质的水理特性决定的。 黄土是在干旱或半干旱的气候条件形成的，黄土是在干旱或半干旱的气候条件形成的，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物，这些可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物，这些因素增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻因素增强了土粒之间抵抗滑移的能力，阻止了土体的自重压密。止了土体的自重压密。 黄土受水浸湿黄土受水浸湿时，结合水膜
6、增厚楔入颗粒之间，可溶性时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，可溶性盐类溶解和软化，骨架强度降低，土体在盐类溶解和软化，骨架强度降低，土体在上覆土层的自重压力或附加压力共同作用上覆土层的自重压力或附加压力共同作用下土的结构迅速破坏，土粒滑向大孔，粒下土的结构迅速破坏，土粒滑向大孔，粒间孔隙减少，这就是黄土湿陷的机理间孔隙减少，这就是黄土湿陷的机理。黄土结构示意图黄土结构示意图 1砂粒；砂粒； 2粗粉粒；粗粉粒； 3胶结物；胶结物； 4大孔隙大孔隙基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他 二、影响黄土湿陷性的因素：二、影响黄土湿陷性的因素： 1、黄土中胶结物含量大
7、，粘粒含量多，黄土结构则致密，湿陷性降低，黄土中胶结物含量大，粘粒含量多，黄土结构则致密，湿陷性降低， 并使力学性质得到改善；反之，结构疏松、强度降低、湿陷性强。此并使力学性质得到改善；反之，结构疏松、强度降低、湿陷性强。此 外，对于黄土中的盐类，如以难溶的碳酸钙为主，则湿陷性弱；而以外，对于黄土中的盐类，如以难溶的碳酸钙为主，则湿陷性弱；而以 其他碳酸盐、硫酸盐和氯化物等易溶盐为主，则湿陷性越强。其他碳酸盐、硫酸盐和氯化物等易溶盐为主，则湿陷性越强。 2、黄土的湿陷性与孔隙比和含水量大小有关。天然孔隙比黄土的湿陷性与孔隙比和含水量大小有关。天然孔隙比e越大，或天越大，或天 然含水量然含水量越
8、小则湿陷性越强。饱和度越小则湿陷性越强。饱和度Sr80的黄土，称为饱和黄的黄土，称为饱和黄 土，其湿陷性已退化。在天然含水量相同时，黄土的湿陷变形随湿度土，其湿陷性已退化。在天然含水量相同时，黄土的湿陷变形随湿度 的增加而增大。的增加而增大。 3、 黄土的湿陷性还与外加压力有关，外加压力越大，湿陷量也显著增黄土的湿陷性还与外加压力有关，外加压力越大，湿陷量也显著增 加，但当压力超过某一数值时，再增加压力，湿陷量反而减少。加，但当压力超过某一数值时，再增加压力，湿陷量反而减少。基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他三、黄土地基的湿陷性评价三、黄土地基的湿
9、陷性评价 （1）湿陷性的判定：）湿陷性的判定： 由于黄土的湿陷量与所受的压力大小有关，所以湿陷性的有无、强弱，由于黄土的湿陷量与所受的压力大小有关，所以湿陷性的有无、强弱，应按某一给定的压力作用下土体浸水后的湿陷系数值来衡量。应按某一给定的压力作用下土体浸水后的湿陷系数值来衡量。 湿陷系数：湿陷系数：保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力p时，下沉稳定后时，下沉稳定后 的高度的高度(cm)； 上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度(cm)； 土样的原始高度土样的原始高度(cm)。 非
10、湿陷性黄土非湿陷性黄土 湿陷性黄土湿陷性黄土 基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他 测定湿陷系数的压力，应自基础底面算起，若为初步勘察时，自地测定湿陷系数的压力，应自基础底面算起，若为初步勘察时，自地面下面下1.5m起算。起算。 10m以内的土层应取以内的土层应取200kPa；10m以下至非湿陷性土以下至非湿陷性土层顶面，应取用其上覆土的饱和自重压力（当大于层顶面，应取用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa时，取时，取300kPa ）。当基底压力大于）。当基底压力大于300kPa 时，宜按实际压力测定的湿陷系时，宜按实际压力测定的湿陷系数值判定
11、黄土湿陷性。数值判定黄土湿陷性。基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他（2）湿陷类型的划分）湿陷类型的划分 建筑场地的湿陷类型，应按实测自重湿陷量建筑场地的湿陷类型，应按实测自重湿陷量 或按室内压或按室内压缩试验累计的计算自重湿陷量缩试验累计的计算自重湿陷量 判定。判定。 实测自重湿陷量实测自重湿陷量 是根据现场试坑浸水试验确定。是根据现场试坑浸水试验确定。 计算自重湿陷量计算自重湿陷量 是按室内压缩试验测定不同深度的土样是按室内压缩试验测定不同深度的土样在饱和自重压力下计算的自重湿陷量。其计算公式如下：在饱和自重压力下计算的自重湿陷量。其计算公式如下
12、： 当实测自重湿陷量当实测自重湿陷量 或计算自重湿陷量或计算自重湿陷量 小于小于7cm时，时，为非自重湿陷性黄土场地；大于为非自重湿陷性黄土场地；大于7cm时，为自重湿陷性黄土时，为自重湿陷性黄土场地。场地。基基 础础 工工 程程http:/第九章第九章 区域性地基及其他区域性地基及其他（3）地基湿陷等级判定）地基湿陷等级判定 湿陷性黄土地基的湿陷等级，应按基底下各土层累计的总湿湿陷性黄土地基的湿陷等级，应按基底下各土层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小等因素按下表确定。陷量和计算自重湿陷量的大小等因素按下表确定。 湿陷性黄土地基的湿陷等级湿陷性黄土地基的湿陷等级 总湿陷量可按下式计算：总湿
13、陷量可按下式计算：特殊土的工程地质特性 淤泥类土 1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限孔隙比常见值为1.02.0；液限一般为4060，饱和度一般90，天然含水率多为5070。 未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构 破坏，处于流动状态。2、透水性极弱：一般垂直方向地渗透系数较水 平方向小些。3、高压缩性：a12一般为0.71.5Mpa1，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5、较显著的触变性和蠕变性 膨胀土膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大：液限为4068，塑限为17%35，塑性指数为1833。 膨胀土的饱和度一般较大，常在80以上， 天然含水率较
14、小，1730。 特殊土的工程地质特性 特殊土的工程地质特性 红粘土1、高塑性和分散性液限一般为5080%，塑限为3060，塑性指数一般为2050%。2、高含水率、低密度天然含水率一般为3060，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。3、强度较高，压缩性较低固结快剪值818，c值可达0.040.09MPa，多属中压缩性土或低压缩性土，压缩模量515MPa。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。（1）沿深度上，随着深度的加大，红粘土的天然含水率、孔隙比、压
15、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。（2）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。特殊土的工程地质特性 湿陷性黄土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.强度较高，因为压缩中等，抗剪强度较高。特殊土的工程地质特性 人工填土1性质很不均匀，分布和厚度变化上缺乏规律性；2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；3是一种欠压密土，一般具有较高的压缩性，孔 隙比很大。4往往具有浸水湿陷性。
