《地下水与环境岩土工程课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地下水与环境岩土工程课件.ppt（120页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、环环 境境 岩岩 土土 工工 程程第七讲地下水与环境岩土工程第七讲地下水与环境岩土工程2021/3/81参考文献地下水与环境岩土工程地下水与环境岩土工程，同济大学出版社，19952021/3/82一、地下水基本概念地下水与环境岩土工程地下水与环境岩土工程二、地下水位与环境岩土工程的关系三、砂土液化及防治四、地下水位变化对特殊土工程性质的影响五、地下水资源保护及污染防治五、地下水资源保护及污染防治2021/3/83一、地下水基本概念根据含水介质情况根据含水介质情况 (岩溶水)（裂隙水）（孔隙水）根据埋藏条件分类根据埋藏条件分类 (上层滞水)（潜水）（承压水）根据水和含水介质的相互作用分类根据水和
2、含水介质的相互作用分类 (结合水)（自由水）（气态水）2021/3/84根据含水介质情况根据含水介质情况(岩溶水)（裂隙水）（孔隙水）Pore water（孔隙水）Fracture water（裂隙水）一、地下水基本概念2021/3/85根据埋藏条件分类根据埋藏条件分类(上层滞水)（潜水）（承压水）一、地下水基本概念2021/3/86根据水和含水介质的相互作用分类根据水和含水介质的相互作用分类 结合水 自由水毛细水重力水 强结合水 弱结合水一、地下水基本概念气态水2021/3/87一、地下水基本概念地下水与环境岩土工程地下水与环境岩土工程二、地下水位与环境岩土工程的关系三、砂土液化及防治四、地
3、下水位变化对特殊土工程性质的影响五、地下水资源保护及污染防治五、地下水资源保护及污染防治2021/3/88（一）环境对地下水位的影响1.1.温室效应引起的地下水位变化温室效应引起的地下水位变化二、地下水位与环境岩土工程的关系2.2.人为开采引起的地下水位的降低人为开采引起的地下水位的降低（二）地下水位变化对岩土工程的影响1.1.地下水位上升的情况地下水位上升的情况2.2.地下水位下降的情况地下水位下降的情况2021/3/89（一）环境对地下水位的影响（一）环境对地下水位的影响1.1.温室效应引起的地下水位变化温室效应引起的地下水位变化气温升高气温升高冰川消退冰川消退海平面及河海平面及河川水位抬
4、高川水位抬高地下水地下水位升高位升高2.2.人为开采引起的地下水位的降低人为开采引起的地下水位的降低生产生活用水超量开采河流人工改道筑坝截流工程降、排水2021/3/810（二）地下水位变化对岩土工程的影响（二）地下水位变化对岩土工程的影响1.1.地下水位上升的情况地下水位上升的情况（1）浅基础地基承载力降低；（2）砂土地震液化加剧；（3）建筑物震陷加剧；（4）土壤沼泽化、盐渍化；（5）岩土体产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象；（6）地下水位的冻胀作用的影响；（7）对建筑物的影响；（8）对湿陷性黄土、崩解性岩土、盐渍岩土的影响；（9）膨胀性岩土产生胀缩变形。2021/3/811浅基础地基承
5、载力降低浅基础地基承载力降低地下水位上升对岩土工程的影响地下水位上升对岩土工程的影响u沉浸在水中的土将失去由毛细管应力或弱结合力所形成的表观粘聚力，使承载力降低；u由于水的浮力作用，将使土的有效重量减小而降低土的承载能力。粘性土最大下降率在粘性土最大下降率在50%50%左右；左右；砂性土最大下降率可达砂性土最大下降率可达70%70%。2021/3/812土壤沼泽化、盐渍化土壤沼泽化、盐渍化地下水位上升对岩土工程的影响地下水位上升对岩土工程的影响地表土层含水量增大地表土层含水量增大沼泽化；沼泽化；蒸发浓缩蒸发浓缩盐渍化盐渍化 对建筑物腐蚀。对建筑物腐蚀。冻胀作用冻胀作用地基冻胀，地表隆起；地基冻
6、胀，地表隆起；融沉融沉建筑物开裂。建筑物开裂。2021/3/813（二）地下水位变化对岩土工程的影响（二）地下水位变化对岩土工程的影响2.2.地下水位下降的情况地下水位下降的情况（1）地表塌陷（2）地面沉降（3）海（咸）水入侵（4）地裂缝的复活与产生（5）地下水源枯竭，水质恶化（6）对建筑物的影响2021/3/814一、地下水基本概念地下水与环境岩土工程地下水与环境岩土工程二、地下水位与环境岩土工程的关系三、砂土液化及防治四、地下水位变化对特殊土工程性质的影响五、地下水资源保护及污染防治五、地下水资源保护及污染防治2021/3/815三、砂土液化及防治（一）基本概念（一）基本概念2021/3/
7、816粒间无内聚力的松散砂体，主要靠粒间摩擦力维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时，粒间剪力使砂粒间产生滑移，改变排列状态。如果砂土原处于非紧密排列状态，就会有变为紧密排列状态的趋势，如果砂的孔隙是饱水的，要变密实效需要从孔隙中排出一部分水。如砂粒很细则整个砂体渗透性不良，瞬时振动变形需要从孔隙中排除的水来不及排出于砂体之外，结果必然使砂体中孔隙水压力上升，砂粒之间的有效正应力就随之而降低。当孔隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为零时，砂粒就会悬浮于水中，砂体也就完全丧失了强度和承载能力，这就是砂土液化(sand liquefacation)。2021/3/817砂土液化引起的破坏：涌砂：
8、涌出的砂掩盖农田，压死作物，使沃土盐碱化、砂质化，同时造成河床、渠道、径井筒等淤塞，使农业灌溉设施受到严重损害。地基失效：随粒间有效正应力的降低，地基土层的承裁能力也迅速下降，甚至砂体呈悬浮状态时地基的承栽能力完全丧失。建于这类地基上的建筑物就会产生强烈沉陷、倾倒以至倒塌。日本新潟1964年的地震引起的砂土液化，由于地基失效使建筑物倒塌2130所，严重破坏6200所，轻微破坏31000所。1976年唐山地震时，天津市新港望河楼建筑群，由地基失效突然下沉38cm，倾斜度达30。2021/3/818砂土液化引起的破坏：滑塌：由于下伏砂层或敏感粘土层震动液化和流动，可引起大规模滑坡。这类滑坡可以产生
9、在极缓，甚至水平场地。地面沉降及地面塌陷：地面沉降及地面塌陷：饱水疏松砂因振动而变密，地面随之下沉，低平的滨海湖平原可因下沉而受到海湖及洪水的浸淹，使之不适于作为建筑物地基。1964年阿拉斯加地震时，波特奇市即因震陷量大而受海潮浸淹，迫使该市迁址。地下砂体大量涌出地表，使地下的局部地带被掏空，则往往出现地面局部塌陷，例如1976年唐山地层时宁河县富庄层后全村下沉2.6-2.9m，塌陷区边缘出现大量宽1-2m的环形裂缝，全村变为池塘。2021/3/819地震引起砂土液化地震引起砂土液化(台中港台中港1-4码头码头)2021/3/820(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条
10、件u砂土层本身砂土的成分砂土的成分砂土的结构砂土的结构饱水砂层的埋藏条件饱水砂层的埋藏条件u地震方面地震的强烈程度地震的强烈程度地震的持续时间地震的持续时间三、砂土液化及防治凡具备上述易于液化的条件而又在广大区域内产出的砂土层，往往具有特定的成因与时代特征。2021/3/821高的剩余孔隙水压力形成的必要条件：一是地震时砂土必须有明显的体积缩小从而产生孔隙水的排水；二是向砂土外的排水滞后于砂体的振动变密，即砂体的渗透性能不良，不利于剩余孔隙水压力的迅速消散，于是随荷载循环的增加孔隙水压力因不断累积而升高。通常以砂土的通常以砂土的相对密度相对密度和砂土的和砂土的粒径和级配粒径和级配来表来表征砂土
11、的液化条件。征砂土的液化条件。(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件1.1.砂土特性砂土特性对地层液化的产生具有决定性作用的，是土在地震时易于形成较高的剩余孔隙水压力。2021/3/822u砂土的相对密度砂土的相对密度 一般而言一般而言,松砂极易完全液化松砂极易完全液化,而密砂则经多次循环的而密砂则经多次循环的动荷载后也很难达到完全液化。也就是说，动荷载后也很难达到完全液化。也就是说，砂的结构砂的结构疏松是液化的必要条件疏松是液化的必要条件。目前较普遍采用的目前较普遍采用的表征砂土的疏密界限的定量指标是表征砂土的疏密界限的定量指标是相对密度相对密度D Dr r D D
12、r r=(=(e emaxmax-e)/(e-e)/(emaxmax-e-eminmin)其中：e土的天然孔隙比；emax和emin分别为该土的最大、最小孔隙比。1.1.砂土特性砂土特性相对密度低，孔隙率大，容易液化。相对密度低，孔隙率大，容易液化。2021/3/823u砂土的粒度和级配砂土的粒度和级配1.1.砂土特性砂土特性砂土的相对密度低并不是砂土地震液化的充分条件，有些颗粒比较粗的砂，相对密度虽然很低但却很少液化。分析邢台、通海和海城砂土液化时喷出的78个砂样表明，粉、细砂占57.7，塑性指数7的粉土占34.6，中粗砂及塑性指数为710的粉土仅占7.7，而且全发生在XI度烈度区。所以具备
13、一定粒度成分和级配具备一定粒度成分和级配是一个很重要的液化条件。2021/3/824 当剩余孔隙水压力大于砂粒间有效应力时才产生液化。如地下水埋深为h，土的容重为，Z位于地下水位以下，Z处自重压力应按下式计算：P Pz z=h+(-=h+(-w w)(Z-h)(Z-h)(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件2.2.饱水砂土层的埋藏条件饱水砂土层的埋藏条件饱水砂层埋藏条件包括地下水埋深及砂层上的非液饱水砂层埋藏条件包括地下水埋深及砂层上的非液化粘性土层厚度这两类条件。地下水埋深愈浅，非化粘性土层厚度这两类条件。地下水埋深愈浅，非液化盖层愈薄，则愈易液化。液化盖层愈薄，则
14、愈易液化。2021/3/825 具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖层薄和地下水埋深浅层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的砂体，主要是近代河口三角洲砂体近代河口三角洲砂体和近期河床近期河床堆积砂体堆积砂体，其中河口三角洲砂体是造成区域性砂土液化的主要砂体。已有的大区域砂土地震液化实例，主要形成于河口三角洲砂体内。(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件3.3.饱水砂层的成因和时代饱水砂层的成因和时代2021/3/826引起砂土液化的动力是地震加速度，显然地震愈强、加速度愈大，则愈容易引起砂土液化。简单评价砂土液化的地震强度条件的方法
15、是按不同烈度评价某种砂土液化的可能性。确切评价砂土液化的地震强度条件需实测出地震时最大地面加速度，计算在地下某一深度处由于地震而产生的实际剪应力，再用以判定该深度处的砂土层能否液化。4.4.地震强度及持续时间地震强度及持续时间(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件根据观测得出，在VII、VIII、IX度烈度区可能液化的砂土的D50分别为0.050.15，0.030.25，0.0150.5mm。亦即地震烈度愈高，可液化的砂土的平均粒径范围愈大。烈度不同可液化砂上的相对密度值也不同，烈度愈高可液化砂土的相对密度值也愈大。2021/3/8275.5.砂土地震液化的判别砂土地
16、震液化的判别u地震液化初判的限界指标地震液化初判的限界指标地震条件地震条件地质条件地质条件埋藏条件埋藏条件土质条件土质条件(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件2021/3/8285.5.砂土地震液化的判别砂土地震液化的判别(二二)区域性砂土地震液化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件u现场测试法现场测试法 经初步判别认为有可能液化或需考虑液化影响的饱和砂土或粉土，都应进行以现场测试为主的进一步判别。主要方法有标贯判别，静力触探判别和剪切波速判别。其中以标贯判别简便易行最为通用。2021/3/8295.5.砂土地震液化的判别砂土地震液化的判别(二二)区域性砂土地震液
17、化的形成条件区域性砂土地震液化的形成条件理论计算判别理论计算判别 国外最常用的理论计算判别是由HB希德所提出的判别方法及准则，即根据土的动三轴试验求出的应力比(即最大动循环剪应力max与初期围限压力a之比)和某一深度土层的实际应力状态(土层有效上覆压力)，计算出能引起该砂土层液化的能引起该砂土层液化的剪应力剪应力，实际上此剪应力就相当于该砂土层抗剪液化的抗剪强度，如果取得的值小于据地震加据地震加速度求得的等效平均剪应力速度求得的等效平均剪应力a，则可能液化，其表示式为：0.05mm)(0.05mm)：含含量量较较少少，很很少少超超过过2020，且且主要是主要是0.1-0.05mm0.1-0.0
18、5mm的微砂；的微砂；3.3.粘粘粒粒(0.005mm)0.005mm)：含含量量变变化化较较大大，从从5 5到到3535，最常见为，最常见为15152525。3.3.黄土湿陷性的形成原因黄土湿陷性的形成原因2021/3/848（2）结构特征）结构特征u石英和长石的微砂和粗粉粒构成基本骨架，其中砂粒基本上常互相不接触，浮在以粗粉粒所组成的架空结构中。u以石英和碳酸钙等的细粉粒作为填充料，聚集在较粗颗粒之间。u以高岭石和水云母为主的粘粒和所吸附的结合水以及部分水溶盐作为胶结材料，依附在上述各种颗粒的周围，将较粗颗粒胶结起来，形成大大孔孔和和多孔的结构形式多孔的结构形式。3.3.黄土湿陷性的形成原
19、因黄土湿陷性的形成原因2021/3/849 黄黄土土的的这这种种特特殊殊结结构构形形式式是是在在干干燥燥气气候候条条件下形成和长期变化的产物件下形成和长期变化的产物。p黄黄土土在在形形成成时时是是极极松松散散的的，靠靠颗颗粒粒的的摩摩擦擦或或在少量水分的作用下略有连结。在少量水分的作用下略有连结。p水水分分逐逐渐渐蒸蒸发发后后，体体积积有有些些收收缩缩，胶胶体体、盐盐分分、结结合合水水集集中中在在较较细细颗颗粒粒周周围围，形形成成一一定定的的胶结连结。胶结连结。p经经过过多多次次的的反反复复湿湿润润干干燥燥过过程程，盐盐分分累累积积增增多多，部部分分胶胶体体陈陈化化，因因此此逐逐渐渐加加强强胶
20、胶结结连连结结而而形成上述较松散的结构形式。形成上述较松散的结构形式。2021/3/850黄黄土土的的成成分分和和结结构构上上的的基基本本特特点点是是：以以石石英英和和长长石石组组成成的的粉粉粒粒为为主主，矿矿物物亲亲水水性性较较弱弱，粒粒度度细细而而均均一一，连连结结虽虽较较强强但但不不抗抗水水；未未经经很很好好压压实实，结结构构疏疏松松多多孔孔，大大孔孔性性明明显显。所所以以，黄黄土土具具有有明明显显的的遇遇水水连连结结减减弱弱，结结构构趋趋于于紧紧密密的倾向的倾向。黄土结构示意图黄土结构示意图黄土结构示意图黄土结构示意图根根据据近近年年来来国国内内外外学学者者对对黄黄土土湿湿陷陷本本质质
21、的的研研究究，认认为为黄黄土土的的湿湿陷陷是是因因水水分分的的增增加加削削弱弱了了粒粒间间联联结结，导导致致黄黄土土中中的的孔孔隙隙急急剧剧而而大量的破坏。大量的破坏。2021/3/851 4.4.黄土湿陷性的影响因素黄土湿陷性的影响因素 黄黄土土湿湿陷陷性性强强弱弱与与其其微微结结构构特特征征、颗颗粒粒组组成成、化化学学成成分分等等因因素素有有关关，在在同同一一地地区区，土土的的湿湿陷陷性性又又与与其其天天然然孔孔隙隙比比和和天天然然含含水水量量有有关关，并并取取决决于于浸浸水水程程度度和压力大小。和压力大小。2021/3/852根根据据对对黄黄土土的的微微结结构构的的研研究究，黄黄土土中中
22、骨骨架架颗颗粒粒的的大大小小、含含量量和和胶胶结结物物的的聚聚集集形形式式，对对于于黄黄土土湿湿陷陷性的强弱有着重要的影响。性的强弱有着重要的影响。u骨骨架架颗颗粒粒愈愈多多，彼彼此此接接触触，则则粒粒间间孔孔隙隙大大，胶胶结结物物含含量量较较少少，成成薄薄膜膜状状包包围围颗颗粒粒，粒粒间间连连结脆弱，因而湿陷性愈强；结脆弱，因而湿陷性愈强；u相相反反，骨骨架架颗颗粒粒较较细细，胶胶结结物物丰丰富富，颗颗粒粒被被完完全全胶胶结结，则则粒粒间间连连结结牢牢固固，结结构构致致密密，湿湿陷陷性弱或无湿陷性。性弱或无湿陷性。4.黄土湿陷性的影响因素黄土湿陷性的影响因素2021/3/853 4.黄土湿陷
23、性的影响因素黄土湿陷性的影响因素黄黄土土中中粘粘土土粒粒的的含含量量愈愈多多，并并均均匀匀分分布布在在骨骨架架颗颗粒粒之间，则具有较大的胶结作用，土的湿陷性愈弱。之间，则具有较大的胶结作用，土的湿陷性愈弱。黄黄土土中中的的盐盐类类，如如以以较较难难溶溶解解的的碳碳酸酸钙钙为为主主而而具具有有胶胶结结作作用用时时，湿湿陷陷性性减减弱弱，而而石石膏膏及及易易溶溶盐盐含含量量愈愈大，土的湿陷性愈强。大，土的湿陷性愈强。2021/3/854 4.黄土湿陷性的影响因素黄土湿陷性的影响因素影影响响黄黄土土湿湿陷陷性性的的主主要要物物理理性性质质指指标标为为天天然然孔孔隙隙比比和天然含水量和天然含水量。1.
24、1.当当其其它它条条件件相相同同时时，黄黄土土的的天天然然孔孔隙隙比比愈愈大大，则则湿湿陷陷性性愈愈强强。实实际际资资料料表表明明：西西安安地地区区的的黄黄土土，如如e e0.90.9，则则一一般般不不具具湿湿陷陷性性或或湿湿陷陷性性很很小小；兰兰州州地地区区的的黄黄土土，如如e e0.860.86，则则湿湿陷陷性性一般不明显。一般不明显。2.2.黄土黄土的湿陷性随其天然含水量的增加而的湿陷性随其天然含水量的增加而减弱。减弱。在在一一定定的的天天然然孔孔隙隙比比和和天天然然含含水水量量情情况况下下，黄黄土土的的湿湿陷陷变变形形量量将将随随浸浸湿湿程程度度和和压压力力的的增增加加而而增增大大，但
25、但当当压压力力增增加加到到某某一一个个定定值值以以后后，湿湿陷陷量量却却又又随随着着压压力的增加而减少。力的增加而减少。2021/3/855 5.湿陷性黄土地基的处理方法湿陷性黄土地基的处理方法2021/3/8561.膨胀土的分布与研究意义膨胀土的分布与研究意义2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别3.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素4.膨胀土灾害的防治措施膨胀土灾害的防治措施（二）地下水位变化对膨胀土的影响（二）地下水位变化对膨胀土的影响2021/3/857膨胀土是指含有大量的强亲水性粘土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土。膨
26、胀土一般强度较高，压缩性低，易被误认为工程性能较好的土，但由于具有膨胀和收缩特性，在膨胀土地区进行工程建筑，如果不采取必要的设计和施工措施，会导致大批建筑物的开裂和损坏，并往往造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂等严重的不稳定因素。1.膨胀土的分布与研究意义膨胀土的分布与研究意义2021/3/858 我国是世界上膨胀土分布广、面积大的国家之一，我国是世界上膨胀土分布广、面积大的国家之一，据现有资料在广西、云南、湖北、河南、安微、据现有资料在广西、云南、湖北、河南、安微、四川、河北、山东、陕西、浙江、江苏、贵州和四川、河北、山东、陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围的分布。广东等地均有不同范
27、围的分布。1.1.按按其其成成因因大大体体有有残残积积坡坡积积、湖湖积积、冲冲积积洪洪积积和和冰冰水水沉沉积积等等四四个个类类型型，其其中中以以残残、坡坡积积型型和和湖湖积型者积型者胀缩胀缩性最强性最强。2.2.从从形形成成年年代代看看，一一般般为为上上更更新新统统及及其其以以前前形形成成的的土层。土层。3.3.从从分分布布的的气气候候条条件件看看，在在亚亚热热带带气气候候区区的的云云南南、广广西西等等地地的的膨膨胀胀土土与与全全国国其其他他温温带带地地区区者者比比较较，胀缩性明显强烈。胀缩性明显强烈。1.膨胀土的分布与研究意义膨胀土的分布与研究意义2021/3/859土体的现场工程地质特征土
28、体的现场工程地质特征膨胀土的物理、力学及胀缩性指标膨胀土的物理、力学及胀缩性指标已有建筑物的变形、裂缝特征已有建筑物的变形、裂缝特征膨胀土的判别膨胀土的判别2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别2021/3/860n地形、地貌特征：地形、地貌特征：1.1.膨膨胀胀土土多多分分布布于于IIII级级以以上上的的河河谷谷阶阶地地或或山山前前丘陵地区，个别处于丘陵地区，个别处于I I级阶地。级阶地。1.1.呈呈垄垄岗岗式式低低丘丘，浅浅而而宽宽的的沟沟谷谷。地地形形坡坡度度平缓，无明显的自然陡坎；平缓，无明显的自然陡坎；2.2.人人工工地地貌貌，如如沟沟渠渠、坟坟墓墓、土土坑坑等等很很快快被被夷
29、夷平平，或或出出现现剥剥落落、“鸡鸡爪爪冲冲沟沟”；在在池池塘塘、库库岸岸、河河溪溪边边坡坡地地段段常常有有大大量量塌塌坍坍或或小滑坡发生；小滑坡发生；3.3.旱旱季季地地表表出出现现地地裂裂，长长数数米米至至数数百百米米、宽宽数数厘厘米米至至数数十十厘厘米米，深深数数米米。特特点点是是多多沿沿地形等高线延伸，雨季闭合。地形等高线延伸，雨季闭合。土体的现场工程地质特征土体的现场工程地质特征2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别2021/3/861颜颜色色：呈呈黄黄、黄黄褐褐、灰灰白白、花花斑斑(杂杂色色)和和棕棕红红等色。等色。多多为为高高分分散散的的粘粘土土颗颗粒粒组组成成，常常有有铁
30、铁锰锰质质及及钙钙质质结结核核等等零零星星包包含含物物，结结构构致致密密细细腻腻。一一般般呈呈坚硬硬塑状态，但雨天浸水剧烈变软。坚硬硬塑状态，但雨天浸水剧烈变软。近近地地表表部部位位常常有有不不规规则则的的网网状状裂裂隙隙。裂裂隙隙面面光光滑滑，呈呈蜡蜡状状或或油油脂脂光光泽泽，时时有有擦擦痕痕或或水水迹迹，并并有有灰灰白白色色粘粘土土(主主要要为为蒙蒙脱脱石石或或伊伊里里石石矿矿物物)充充填填，在在地地表表部部位位常常因因失失水水而而张张开开，雨雨季季又又会会因因浸水而重新闭合。浸水而重新闭合。土体的现场工程地质特征土体的现场工程地质特征2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别n土质特征
31、：土质特征：2021/3/862膨胀土的物理、力学及胀缩性指标膨胀土的物理、力学及胀缩性指标2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别a.a.粘粘粒粒含含量量多多达达3535-85%-85%。其其中中粒粒径径0.002mm0.002mm的的胶胶粒粒含含量量一一般般也也在在30304040范范围围。液液限限一一般般为为40405050。塑性指数多在。塑性指数多在22223535之间。之间。b.b.天天然然含含水水量量接接近近或或略略小小于于塑塑限限，常常年年不不同同季季节节变变化幅度为化幅度为3 36 6。故一般呈坚硬或硬塑状态。故一般呈坚硬或硬塑状态。c.c.天天然然孔孔隙隙比比小小，变变化
32、化范范围围常常在在0.500.500.800.80之之间间。云云南南的的较较大大为为0.70.71.21.2。同同时时，其其天天然然孔孔隙隙比比随随土土体体湿湿度度的的增增减减而而变变化化，即即土土体体增增湿湿膨膨胀胀，孔孔隙隙比变大；土体失水收缩，孔隙比变小。比变大；土体失水收缩，孔隙比变小。2021/3/863d.d.关于膨胀土的强度和压缩性关于膨胀土的强度和压缩性膨膨胀胀土土在在天天然然条条件件下下一一般般处处于于硬硬塑塑或或坚坚硬硬状状态态，强强度度较较高高，压压缩缩性性较较低低。往往往往由由于于干干缩缩，裂裂隙隙发发育育，呈呈现现不不规规则则网网状状与与条条带带状状结结构构，破破坏坏
33、了了土土体体的的整整体体性性，降降低低承承载载力力，并并可可能能使使土土体体丧丧失稳定性。失稳定性。当当膨膨胀胀土土的的含含水水量量剧剧烈烈增增大大或或土土的的原原状状结结构构被被扰扰动动时时，土土体体强强度度会会骤骤然然降降低低，压压缩缩性性增增高高。这这显显然然是是由由于于土土的的内内摩摩擦擦角角和和内内聚聚力力都都相相应应减减小及结构强度破坏的缘故。小及结构强度破坏的缘故。膨膨胀胀土土被被浸浸湿湿后后，其其抗抗剪剪强强度度将将降降低低1/3-2/3。而而由由于于结结构构破破坏坏，将将使使其其抗抗剪剪强强度度减减小小2/3/3/4，压压缩系数增高缩系数增高1/42/3.膨胀土的物理、力学及
34、胀缩性指标膨胀土的物理、力学及胀缩性指标2021/3/864已有建筑物的变形、裂缝特征已有建筑物的变形、裂缝特征对对已已有有建建筑筑物物地地区区，建建于于同同一一地地貌貌单单元元的的相相同同土土层层上上的的已已有有建建筑筑物物的的某某些些特特定定变变形形开开裂裂情情况况，是是发现、判别膨胀土的一种比较准确的方法。发现、判别膨胀土的一种比较准确的方法。a.建筑物破坏一般是在同一地貌单元的相同土层地段成群出现，特别是气候强烈变化(如长期干旱等)之后更是如此；b.低、轻房屋最易破坏，四层楼损坏者是极个别的；在同一建筑范围，破坏变形大小与荷载分布无关，而是受地基胀缩变形条件控制，往往在相同荷载部位产生
35、很大的差异变形；c.建筑物裂缝具有随季节变化而往复伸缩的性质。2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别2021/3/865膨胀土的判别膨胀土的判别膨膨胀胀土土的的判判别别，是是解解决决膨膨胀胀土土问问题题的的前前提提，只只有有确确认认了了膨膨胀胀土土及及其其胀胀缩缩性性等等级级才才可可能能有有针针对对性性地地研研究究、确定需要采取的防治措施问题。确定需要采取的防治措施问题。膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土的的的的判判判判别别别别方方方方法法法法，应应应应采采采采用用用用现现现现场场场场调调调调查查查查、与与与与室室室室内内内内物物物物理理理理性性性性质质质质和和和和胀胀胀胀缩缩缩缩特特特特性性性性
36、试试试试验验验验指指指指标标标标鉴鉴鉴鉴定定定定相相相相结结结结合合合合的的的的原原原原则则则则。即即即即首首首首先先先先必必必必须须须须根根根根据据据据土土土土体体体体及及及及其其其其埋埋埋埋藏藏藏藏、分分分分布布布布条条条条件件件件的的的的工工工工程程程程地地地地质质质质特特特特征征征征和和和和建建建建于于于于同同同同一一一一地地地地貌貌貌貌单单单单元元元元的的的的已已已已有有有有建建建建筑筑筑筑物物物物的的的的变变变变形形形形、开开开开裂裂裂裂情情情情况况况况作作作作初初初初步步步步判判判判断断断断，然然然然后后后后再再再再根根根根据据据据试试试试验验验验指指指指标标标标进进进进一一一一
37、步步步步验验验验证证证证，综合判别。综合判别。综合判别。综合判别。凡凡凡凡具具具具有有有有前前前前述述述述土土土土体体体体的的的的工工工工程程程程地地地地质质质质特特特特征征征征以以以以及及及及已已已已有有有有建建建建筑筑筑筑物物物物变变变变形形形形、开开开开裂裂裂裂特特特特征征征征的的的的场场场场地地地地，且且且且土土土土的的的的自自自自由由由由膨膨膨膨胀胀胀胀率率率率大大大大于于于于或或或或等等等等于于于于40404040的土，应判定为膨胀土。的土，应判定为膨胀土。的土，应判定为膨胀土。的土，应判定为膨胀土。2.膨胀土的特征及其判别膨胀土的特征及其判别2021/3/8663.影响膨胀土胀缩
38、变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素内在因素内在因素a.矿物成分矿物成分矿物成分矿物成分膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土主主主主要要要要由由由由蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石、伊伊伊伊利利利利石石石石等等等等强强强强亲亲亲亲水水水水性性性性矿矿矿矿物物物物组组组组成成成成。蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石矿矿矿矿物物物物亲亲亲亲水水水水性性性性更更更更强强强强，具具具具有有有有既既既既易易易易吸吸吸吸水水水水又又又又易易易易失失失失水水水水的的的的强强强强烈烈烈烈活活活活动动动动性性性性。伊伊伊伊利利利利石石石石亲亲亲亲水水水水性性性性比比比比蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石低低低低，但但但但也也也也有有有有较较较较
39、高高高高的的的的活活活活动动动动性性性性。蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石矿矿矿矿物物物物吸吸吸吸附附附附外外外外来来来来的的的的阳阳阳阳离离离离子子子子的的的的类类类类型型型型对对对对土土土土的的的的胀胀胀胀缩缩缩缩性性性性也也也也有有有有影影影影响响响响，如如如如吸吸吸吸附附附附钠钠钠钠离离离离子子子子(钠钠钠钠蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石)就就就就具具具具有有有有特别强烈的胀缩性。特别强烈的胀缩性。特别强烈的胀缩性。特别强烈的胀缩性。2021/3/8673.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素内在因素内在因素b.粘粒的含量粘粒的含量粘粒的含量粘粒的含量由由于于粘粘土土颗颗粒粒细细
40、小小，比比面面积积大大，因因而而且且有有很很大大的的表表面面能能，对对水水分分子子和和水水中中阳阳离离子子的的吸吸附附能能力力强强。因因此此，土土中中粘粘粒粒含含量量众众多多，则土的胀缩性愈强则土的胀缩性愈强。2021/3/8683.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素内在因素内在因素c.土的初始密度和含水量土的初始密度和含水量土的初始密度和含水量土的初始密度和含水量u对对对对于于于于含含含含有有有有一一一一定定定定数数数数量量量量的的的的蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石石石石和和和和伊伊伊伊利利利利石石石石的的的的粘粘粘粘土土土土来来来来说说说说，当当当当其其其其在在在在同同同同样样样
41、样的的的的天天天天然然然然含含含含水水水水量量量量条条条条件件件件下下下下浸浸浸浸水水水水，天天天天然然然然孔孔孔孔隙隙隙隙比比比比愈愈愈愈小小小小，土土土土的的的的膨膨膨膨胀胀胀胀愈愈愈愈大大大大，而而而而收收收收缩缩缩缩愈愈愈愈小小小小。反之，孔隙比愈大，收缩愈大。反之，孔隙比愈大，收缩愈大。反之，孔隙比愈大，收缩愈大。反之，孔隙比愈大，收缩愈大。u土土土土中中中中原原原原有有有有的的的的含含含含水水水水量量量量与与与与土土土土体体体体膨膨膨膨胀胀胀胀所所所所需需需需的的的的含含含含水水水水量量量量相相相相差差差差愈愈愈愈大大大大时时时时，则则则则遇遇遇遇水水水水后后后后土土土土的的的的膨
42、膨膨膨胀胀胀胀愈愈愈愈大大大大，而而而而失失失失水水水水后后后后土的收缩愈小。土的收缩愈小。土的收缩愈小。土的收缩愈小。2021/3/8693.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素内在因素内在因素d.土的结构强度土的结构强度土的结构强度土的结构强度结结构构强强度度愈愈大大，土土体体抵抵制制胀胀缩缩变变形形的的能能力力也也愈愈大大。当当土土的的结结构构受受到到破破坏坏以以后，土的胀缩性随之增强。后，土的胀缩性随之增强。2021/3/8703.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素外在因素外在因素a.气候条件气候条件气候条件气候条件气气气气候候候候条条条条件件
43、件件是是是是首首首首要要要要因因因因素素素素。膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土分分分分布布布布地地地地区区区区年年年年降降降降雨雨雨雨量量量量的的的的大大大大部部部部分分分分一一一一般般般般集集集集中中中中在在在在雨雨雨雨季季季季，继继继继之之之之是是是是延延延延续续续续较较较较长长长长的的的的旱旱旱旱季季季季。如如如如建建建建筑筑筑筑场场场场地地地地潜潜潜潜水水水水位位位位较较较较低低低低，则则则则表表表表层层层层膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土受受受受大大大大气气气气影影影影响响响响，土土土土中中中中水水水水分分分分处处处处于于于于剧剧剧剧烈烈烈烈的的的的变变变变动动动动之之之之中中中中。在在在在雨雨雨雨
44、季季季季，土土土土中中中中水水水水分分分分增增增增加加加加，在在在在干干干干旱旱旱旱季季季季节节节节则则则则减减减减少少少少。房房房房屋屋屋屋建建建建造造造造后后后后，室室室室外外外外上上上上层层层层受受受受季季季季节节节节性性性性气气气气候候候候影影影影响响响响较较较较大大大大，因因因因此此此此，基基基基础础础础的的的的室室室室内内内内外外外外两两两两侧侧侧侧土土土土的的的的胀胀胀胀缩缩缩缩变变变变形形形形有有有有明明明明显显显显差差差差别别别别，有有有有时时时时甚甚甚甚至至至至外外外外缩缩缩缩内内内内胀胀胀胀，致致致致使使使使建建建建筑筑筑筑物物物物受受受受到到到到反反反反复复复复的的的的
45、不不不不均均均均匀匀匀匀变变变变形形形形的的的的影影影影响响响响，从从从从而而而而导导导导致致致致建筑物的开裂。建筑物的开裂。建筑物的开裂。建筑物的开裂。季季季季节节节节性性性性气气气气候候候候变变变变化化化化对对对对地地地地基基基基土土土土中中中中水水水水分分分分的的的的影影影影响响响响随随随随深深深深度度度度的的的的增增增增加加加加而而而而递递递递减减减减。因因因因此此此此，确确确确定定定定建建建建筑筑筑筑物物物物所所所所在在在在地地地地区区区区的的的的大大大大气气气气影影影影响响响响深度对防治膨胀土的危害具有实际意义。深度对防治膨胀土的危害具有实际意义。深度对防治膨胀土的危害具有实际意义
46、。深度对防治膨胀土的危害具有实际意义。2021/3/8713.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素外在因素外在因素b.地形地貌条件地形地貌条件地形地貌条件地形地貌条件在在在在丘丘丘丘陵陵陵陵区区区区和和和和山山山山前前前前区区区区，不不不不同同同同地地地地形形形形和和和和高高高高程程程程地地地地段段段段地地地地基基基基上上上上的的的的初初初初始始始始状状状状态态态态及及及及其其其其受受受受水水水水蒸蒸蒸蒸发发发发条条条条件件件件不不不不同同同同，因因因因此此此此，地地地地基基基基土土土土产产产产生胀缩变形的程度也各不相同。生胀缩变形的程度也各不相同。生胀缩变形的程度也各不相
47、同。生胀缩变形的程度也各不相同。凡凡凡凡建建建建在在在在高高高高旷旷旷旷地地地地段段段段膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土层层层层上上上上的的的的单单单单层层层层浅浅浅浅基基基基建建建建筑筑筑筑物物物物裂裂裂裂缝缝缝缝最最最最多多多多，而而而而建建建建在在在在低低低低洼洼洼洼处处处处、附附附附近近近近有有有有水水水水田田田田水水水水塘塘塘塘的的的的单单单单层层层层房房房房屋屋屋屋裂裂裂裂缝缝缝缝就就就就少少少少。这这这这是是是是由由由由于于于于高高高高旷旷旷旷地地地地带带带带蒸蒸蒸蒸发发发发条条条条件件件件好好好好，地地地地基基基基土土土土容容容容易易易易干干干干缩缩缩缩，而而而而低低低低洼洼洼洼地地地
48、地带带带带土土土土中中中中水水水水分分分分不不不不易易易易散散散散失失失失，且且且且补补补补给给给给有源，湿度较能保持相对稳定的缘故。有源，湿度较能保持相对稳定的缘故。有源，湿度较能保持相对稳定的缘故。有源，湿度较能保持相对稳定的缘故。2021/3/8723.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素外在因素外在因素c.日照、通风影响日照、通风影响日照、通风影响日照、通风影响某某某某U U U U字字字字形形形形房房房房屋屋屋屋建建建建造造造造在在在在成成成成都都都都粘粘粘粘土土土土(膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土)层层层层上上上上，前前前前纵纵纵纵墙墙墙墙出出出出现现现现裂裂裂裂缝缝
49、缝缝，而而而而后后后后纵纵纵纵墙墙墙墙完完完完好好好好无无无无损损损损，经经经经分分分分析析析析其其其其原原原原因因因因是是是是，前前前前纵纵纵纵墙墙墙墙通通通通风风风风条条条条件件件件较较较较后后后后纵纵纵纵墙墙墙墙为为为为好好好好，使使使使地地地地基基基基土土土土水水水水分分分分易易易易于于于于蒸蒸蒸蒸发发发发、土土土土体体体体收收收收缩缩缩缩，从从从从而而而而引引引引起砖墙裂缝。起砖墙裂缝。起砖墙裂缝。起砖墙裂缝。膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土地地地地基基基基土土土土建建建建筑筑筑筑物物物物开开开开裂裂裂裂情情情情况况况况的的的的许许许许多多多多调调调调查查查查资资资资料料料料表表表表明明明明
50、：房房房房屋屋屋屋向向向向阳阳阳阳面面面面，即即即即南南南南、西西西西、东东东东、尤尤尤尤其其其其南南南南、西西西西两两两两面面面面外外外外裂裂裂裂较较较较多，背阳面即北面开裂很少，甚至没有。多，背阳面即北面开裂很少，甚至没有。多，背阳面即北面开裂很少，甚至没有。多，背阳面即北面开裂很少，甚至没有。2021/3/8733.影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素外在因素外在因素d.建筑物周围的阔叶树建筑物周围的阔叶树建筑物周围的阔叶树建筑物周围的阔叶树在在炎炎热热和和干干早早地地区区，建建筑筑物物周周围围的的阔阔叶叶树树(特特别别是是不不落落叶叶的的桉桉树树)对对建建筑筑物物的