土的工程分类和特殊土的工程地质特点.docx

椿品课程《土质学与土力学》第三章
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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》分类疏松软弱的粉质粘性土。
物质组成和结构特点：
粒度上主要是粉质粘土和粉质砂土
含人量粘土矿物和部分石英、长石、云母；有机质含量较多（5%〜15%）。
呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等暗淡的颜色，污染手指并有臭味。
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，厚度较人，土质较疏松软弱；大致可分为四个类型:
泻湖相沉积
溺湖相沉枳
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：ag—〜,且随天然含水率的增人而增大。
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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，020；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，并且这种作用循环可逆，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。
（二）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、怯结核和钙质结核。
（5）化学成分为SiO2（45%、66%）、AbO3（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，在水中增加的体枳与原体积的比，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
Jeps2〜4,中等
〜2,弱
胀缩总率以0”表示，并按下式计算：
纭=+U（w-w”J
式中：勺,：，％
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CJL：土的收缩系数
W:土的天然含水量
叱“：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C"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"聽：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：
=kwp式中：R是条件系数；旳,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、坡积或残〜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、坡积、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。
（二）成分和结构特征
红粘土的粘粒组分（粒径〈）含量高，一般可达5