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1、第三节第三节 膨胀土膨胀土 膨胀土的定义膨胀土的定义：由强亲水性粘土矿物组成的，具有膨胀结由强亲水性粘土矿物组成的，具有膨胀结构，以及强胀缩性，多裂隙性，强度衰减性的构，以及强胀缩性，多裂隙性，强度衰减性的高塑性粘土高塑性粘土。膨胀土的成因和分布膨胀土的成因和分布：风化的粘土矿物被流水带到东南部河流风化的粘土矿物被流水带到东南部河流中下游沉淀。当为蒙脱石、伊利石时为膨胀中下游沉淀。当为蒙脱石、伊利石时为膨胀土。主要分布在太行山土。主要分布在太行山秦岭秦岭四川盆地西四川盆地西缘缘云南下关这一线的东南边云南下关这一线的东南边。膨胀土的特征膨胀土的特征：（1）颗粒粒度：）颗粒粒度：以粘土矿物为主，占
2、以粘土矿物为主，占3550%3550%以上，以上，其次为粉砂其次为粉砂。（2）矿物成分：以蒙脱石、伊利石为主。）矿物成分：以蒙脱石、伊利石为主。（3）具膨胀结构：）具膨胀结构：片状矿物叠置成各类型结构单元，孔隙中进水分子。片状矿物叠置成各类型结构单元，孔隙中进水分子。粘土矿物表面吸附水分子，形成结合水膜。粘土矿物表面吸附水分子，形成结合水膜。矿物晶格间为矿物晶格间为O2-联接，联接力弱，可进水分子。联接，联接力弱，可进水分子。（4）强烈胀缩性：）强烈胀缩性：天然状况下，吸水膨胀量为天然状况下，吸水膨胀量为23%以上以上干燥状况下，吸水膨胀量为干燥状况下，吸水膨胀量为40%以上以上膨胀膨胀收缩：
3、失水收缩率达收缩：失水收缩率达50%以上以上膨胀土的胀缩性指标膨胀土的胀缩性指标1、自由膨胀率：2、膨胀率：3、线缩率：膨胀土分类野外地质特征主要粘土矿物成分粘粒含量（）自由膨胀率（）胀缩总率（）强膨胀土灰绿、灰白色，粘土细腻，滑感极强，网状裂隙极发育，极易风化呈细粒状、鳞片状蒙脱石伊利石50904中等膨胀土以棕、红、灰色为主，粘土含有少量粉砂，滑感较强，裂隙较发育，易风化呈碎粒状，含钙质结核蒙脱石、伊利石3550659024弱膨胀土以黄、褐色为主，粘土含有较多粉砂，裂隙发粒，有滑感，易风化呈碎石状，含有较多钙质结核或钙盘蒙脱石、伊利石、高岭石303540650.72.0膨胀土的主要工程地质问
4、题膨胀土的主要工程地质问题：（1）膨胀：边坡及洞室鼓胀。）膨胀：边坡及洞室鼓胀。边坡滑塌（吸水后粘聚力为边坡滑塌（吸水后粘聚力为0，内摩擦角只有，内摩擦角只有 几度，形成易滑边坡）。几度，形成易滑边坡）。（2）强度降低：）强度降低：地基下沉和侧鼓，并产生不均匀沉降，基床翻浆泥。地基下沉和侧鼓，并产生不均匀沉降，基床翻浆泥。（3）收缩：）收缩：边坡开裂、地基沉降量大。边坡开裂、地基沉降量大。膨胀土防治：膨胀土防治：地基防治地基防治边坡防治边坡防治加大基础埋深加大基础埋深地基防治：地基防治：天沟、侧沟、吊沟、盲沟天沟、侧沟、吊沟、盲沟地表隔水层地表隔水层防止水流失：水平和垂直隔水层，合理绿化。防止
5、水流失：水平和垂直隔水层，合理绿化。（距建筑物（距建筑物15m15m远）。远）。防止水进入防止水进入防水保湿防水保湿换填土换填土灌石灰水灌石灰水地基土质改良地基土质改良形成形成Ca(OH)Ca(OH)2 2吸收周围水分子形成吸收周围水分子形成CaCOCaCO3 3胶结土壤胶结土壤边坡防治：边坡防治：地表防护：排水沟地表防护：排水沟坡面加固：植被护坡坡面加固：植被护坡骨架护坡：片石护坡、拱形护坡骨架护坡：片石护坡、拱形护坡支挡措施：抗滑桩、挡墙支挡措施：抗滑桩、挡墙第四节第四节 冻冻 土土冻土的定义冻土的定义：温度低于温度低于0，并，并含有冰的特殊土含有冰的特殊土。冻土的分类：冻土的分类：季节性
6、冻土季节性冻土多年冻土多年冻土季节性冻土的定义季节性冻土的定义：冬季冬季冻结，夏季全部融化的特殊土，夏季全部融化的特殊土。季节性冻土的分布：季节性冻土的分布：高纬度冻土或高原季节性冻土。高纬度冻土或高原季节性冻土。长江以北长江以北 高海拔地区高海拔地区季节性冻土的主要工程地质问题季节性冻土的主要工程地质问题：冻胀融沉性冻胀融沉性冻胀性：冻胀性：土在冻结时，由于水分结冰膨胀，土的体积随之增大，地基隆起、开裂和变形。融沉性：融沉性：冻土在溶化后，体积缩小，地基沉降，强度降低，伴随下部未冻结土层中的水分向冻结土层迁移，使溶化后土质更差。多年冻土的定义多年冻土的定义：冻结状状态持持续三年以上，甚至百年
7、不化的三年以上，甚至百年不化的冻土土。多年冻土结构类型：多年冻土结构类型：整体结构整体结构网状结构网状结构层状结构层状结构冻土构造：冻土构造：衔接型衔接型非衔接型非衔接型冻土的主要工程地质问题：冻土的主要工程地质问题：路堤滑塌、边坡滑塌。路堤滑塌、边坡滑塌。（因多年冻（因多年冻土上限改变）土上限改变）路基下沉路基下沉（因多年冻土上限改变或人（因多年冻土上限改变或人工热熔）工热熔）冰丘、冰椎、冰舌冰丘、冰椎、冰舌因冻胀融沉造成因冻胀融沉造成冻拔冻拔冻土防治：冻土防治：地下水：盲沟地下水：盲沟地表水地表水（1 1）排水）排水路堤底部铺设：草皮、泥炭、苔、炉渣、粘土层路堤底部铺设：草皮、泥炭、苔、炉
8、渣、粘土层散热桩散热桩（2 2）保温）保温通风管通风管抛石边坡抛石边坡第五节第五节 盐渍土盐渍土 土层中易溶盐的含量大于土层中易溶盐的含量大于0.5%时，这种土一时，这种土一般可称为盐渍土。般可称为盐渍土。新疆规定：在公路工程中，地表面以下新疆规定：在公路工程中，地表面以下1m内易内易溶盐（氯化钠、硫酸钠、硫酸镁）含量平均大于溶盐（氯化钠、硫酸钠、硫酸镁）含量平均大于0.3%的土为盐渍土。的土为盐渍土。1.盐渍土的形成条件盐渍土的形成条件 地下水的矿化度较高，有充分盐分的来源。地下水的矿化度较高，有充分盐分的来源。地下水埋藏较浅，毛细作用能达到地表或接近地下水埋藏较浅，毛细作用能达到地表或接近
9、地表，有被蒸发作用影响的可能。地表，有被蒸发作用影响的可能。气候比较干燥，一般年降雨量小于蒸发量的地气候比较干燥，一般年降雨量小于蒸发量的地区，易形成盐渍土。区，易形成盐渍土。2.2.盐渍土的分类盐渍土的分类盐渍土的分类盐渍土的分类 n按形成条件分类：按形成条件分类：盐土碱土胶碱土n按分布区域分类：按分布区域分类：滨海盐渍土内陆盐渍土冲积平原盐渍土按含盐性质分类：1.氯盐型：具强烈的吸湿性导致土有很大的塑性和压缩性。2.硫酸盐型：结晶时体积膨胀，失水干燥 时体积缩小，周期性松胀变化使土的结构破坏。3.碳酸盐型：具明显碱性反应。潮湿时具很大的亲水性、塑性膨胀性。按盐渍化程度分类：按盐渍化程度分类
10、：盐渍土名称细粒土土层的平均含盐量（质量百分数）粗粒土通过10mm筛孔土的平均含盐量（质量百分数）氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土0.310.30.5250.51.5中盐渍土150.52581.53强盐渍土582581036过盐渍土851063.盐渍土的不良工程性质盐渍土的不良工程性质 n 盐渍土的膨胀性（盐涨性）盐渍土的膨胀性（盐涨性）：硫酸盐沉淀结晶时，体积增大，脱水时体积缩小。干旱地区日温差较大。由于温度的变化，硫酸盐的体积时缩时胀，致使土体结构疏松。n 盐渍土的力学性质：盐渍土的力学性质：盐渍土的强度与土的含水量关系密切，
11、含水量较低且含盐量较高时，土的强度就较高，反之较低。n 盐渍土的湿陷性和水稳性（溶陷性）盐渍土的湿陷性和水稳性（溶陷性）：水对盐渍土的稳定性影响很大，在潮湿的情况下，一般均表现为吸湿软化，使稳定性降低。n 盐渍土的压实性盐渍土的压实性：当土中的含盐量增大时，其最佳密度逐渐减小，当含盐量超过定限度时，就不易达到规定的标准密度。n 盐渍土中的有害毛细水作用：盐渍土中的有害毛细水作用：盐渍土中的毛细水上升能直接引起地基土的浸湿软化和次生盐渍化，进而使土的强度降低，产生盐胀、冻胀等病害。公路盐胀第六节第六节第六节第六节 红黏土红黏土红黏土红黏土 红土是岩石在热带、亚热带特定的湿红土是岩石在热带、亚热带
12、特定的湿热气候条件下，经历了不同程度的红土化热气候条件下，经历了不同程度的红土化作用而形成的一种含较多粘粒，富含铁铝作用而形成的一种含较多粘粒，富含铁铝氧化物胶结的红色粘性土、粉土。红土具氧化物胶结的红色粘性土、粉土。红土具有较特殊的工程特性，虽然孔隙比较大，有较特殊的工程特性，虽然孔隙比较大，含水较多，但却常有偏低的压缩性和较高含水较多，但却常有偏低的压缩性和较高的强度，是一种区域性特殊土。的强度，是一种区域性特殊土。1.红土的分类n 按物质来源不同，有两类红土：类是各种岩石类是各种岩石的残积物的残积物(局部坡积物局部坡积物)，经红土化作用而形成的残积，经红土化作用而形成的残积红土。红土。另
13、一类是非残积成因的堆积物另一类是非残积成因的堆积物(冲积、洪积、冲积、洪积、冰积冰积)经红土化作用而形成的网纹红土。经红土化作用而形成的网纹红土。n综合成因、年代、母岩特征等因素，对红土分类如以下五种：碳酸盐岩形成的典型红粘土玄武岩形成的红粘土 花岗岩形成的红土 红层出露区红土 中更新世网纹红土 红红粘粘土土红粘土红粘土：由碳酸盐类岩石在湿热气候条件下，经强烈由碳酸盐类岩石在湿热气候条件下，经强烈风化作用而形成的高塑性粘土。风化作用而形成的高塑性粘土。分布分布:主要分布在主要分布在:云贵高原、四川东部、广西、粤北云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西。及鄂西、湘西。低山丘陵地带顶部和山间盆
14、地、缓坡及坡脚低山丘陵地带顶部和山间盆地、缓坡及坡脚地段。地段。2.红土的工程性质 n 液限较高，含水较多，饱和度常大于80%，土常处于硬塑至可塑状态。n 孔隙比变化范围大，一般孔隙比较大，尤其是残积红土，孔隙比常超过0.9，甚至达2.0。n 强度变化范围大，一般较高，粘聚力一般为1060kPa，内摩擦角为1030或更大。n 膨胀性极弱，但某些土具有一定的收缩性，这与红土的粒度、矿物、胶结物等情况有关，某些红土化程度较低的“黄层”收缩性较强，应划入膨胀土范畴；n 浸水后强度一般降低，部分含粗粒较多的红土，湿化崩解明显。综上所述，红土是一种处于饱和状态，孔隙比较大，以硬综上所述，红土是一种处于饱和状态，孔隙比较大，以硬塑和可塑状态为主，具中等压缩性，强度较高的红粘土，具塑和可塑状态为主，具中等压缩性，强度较高的红粘土，具有一定的收缩性。有一定的收缩性。