土的工程分类和特殊土的工程地质特征.docx

第三章土的工程分类和特殊土的工程地质特征
本章学习要点：
学习最具代表性的几种工程分类方法，特别是土的工程地质分类，《建筑地基基础设计 规 范》分类法。掌损碎石土、砂土、粉土、粘性土的分类标志。本节是本章重点内容之一，应掌握 各类土的分
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 地及山前谷地沉积地淤泥类土。
沿海沉积的淤泥类土，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：
泻湖相沉积
溺湖相沉积
滨海相沉积
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）牛轨湖
（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
〜；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：az 〜l - 5Mpai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，0Q 0;直剪，0=2°〜5°, c=；
在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高而增人，固结快剪的0=10。〜15。，c =

5、较显著的触变性和蠕变性
二、膨胀土
在工程建设中，经常会遇到一种具有特殊变形性质的粘性土，它的体积随含水量地增加而膨 胀，随含水屋减少而收缩，并且这种作用循环町逆，具有这种膨胀和收缩性的土，即称为膨胀土。
（一）分布和成因
膨胀土一般分布在盆地内岗，山前丘陵地带和二、三级阶地上。人多数是上更新世及以前的 残坡枳、冲积、洪积物，也有晚第三纪至第四纪的湖泊沉积及其风化层。
（-）成分和结构特征
（1） 从岩性上看，以粘土为主，具有黄、红、灰、白等色，土中含有较多的粘土，粘土
占总数的98%,粘土矿物多为蒙脱石、伊利石和高岭石。蒙脱石含量越多，膨胀性越强烈。
（2） 结构致密，呈坚硬〜硬塑状态，强度较高，内聚力较大。
（3） 裂隙发育，竖向、斜交和水平三种均有，可见光滑镜面和擦痕。
（4） 富含铁、镭结核和钙质结核。
（5） 化学成分为 SQ2（45%〜66%）、A12O3（13%〜31%）> Fe2O3（3〜15%）.硅铝率
K=3 〜5。
（三） 一般工程地质特征
膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较人：液限为40%〜68%，塑限为17%〜35%,塑 性指数为
18 〜33。
膨胀土的饱和度一般较大，常在80%以上，天然含水率较小，17%〜30%。
（四） 膨胀土的判别和胀缩性分级
1、 膨胀土的判别
凡是具有前面所述的特征，且自由膨胀率Fs大于40%者，应判定为膨胀土。
“自由膨胀率Fs”系指人工制备的烘干土，在水中增加的体积与原体枳的比，以百分率表 示。
2、 土的胀缩性分级
膨胀土的胀缩性，根据胀缩总率划分为强、中等和弱三级：（eps >4,胀缩性强
J e 2〜4,中等
eps 〜2顶弱
胀缩总率以£户表示，并按卞式计算：
%=£+f （W-W,”）
式中：勺,05:，％
C虬:土的收缩系数
w : 土的天然含水量
W/n : 土在收缩过程中含水率的下限值，％
如式中勺，’为负值时，按负值考虑，女U（vv-vvw,）大于8%时按8%考虑，小于0时按0考 虑。
式中收缩系数可通过收缩试验测得，它是土的收缩曲线的直线部分的斜率，即：
式中g：与Aw相应的收缩率之差
叱”：反映了地基土的收缩变形受大气降雨和蒸发的综合影响，可按下式计算：
wpf = kWp式中：k是条件系数；Wp为土的塑限。
三、红粘土
红粘土是指碳酸盐类岩石（石灰岩，白云岩，泥质泥岩等），在亚热带温湿气候条件下，经 风化而成的残积、坡枳或残〜坡积的褐红色、棕红色或黄褐色的高塑性粘土。
（一）成因和分布
成因类型：残积、坡枳、和残〜坡积
上部为坡积，下部为残积的情况居多。
主要分布在云南、贵州、广西、安徽、四川东部等。
（-）成分和结构特征
红粘土的粘粒组分（）含量高，一般可达55〜70%,粒度较均匀，高分 散性。
粘土颗粒主要是多以高岭石和伊利石类粘土矿物为主。
主要化学成分为：SiCh （〜%）、A1： O3 （〜%）、Fe2O3 （ -%）.硅铝 率一般均小于2。
常呈蜂窝状结构，常有很多裂隙（网