特殊土的工程地质性质课件软土上课讲义

1、指导思想：指导思想： 总的说来，特殊总的说来，特殊(tsh)土比较宽泛、其性质研土比较宽泛、其性质研究方法多种多样，没有统一的规律。重点讲究方法多种多样，没有统一的规律。重点讲1、2种特殊种特殊(tsh)土的性质和处理方法，不求全。土的性质和处理方法，不求全。任务：任务：1、特殊、特殊(tsh)土的基本矿物组成及其特点、岩土的基本矿物组成及其特点、岩土结构特点土结构特点(深入深入)2、特殊、特殊(tsh)土的物理化学性质、力学性质土的物理化学性质、力学性质(深入深入)3、评价和处理方法、评价和处理方法4、学习一种处理方法，计算技能、学习一种处理方法，计算技能第一页，共40页。黏土矿物：黏土矿物

2、： 1、蒙脱石的晶体构造，单位晶层间存在多少、蒙脱石的晶体构造，单位晶层间存在多少种形式种形式(xngsh)的水分子，在什么条件下含有的水分子，在什么条件下含有3个、个、2个水分子？个水分子？2、天然土往往是、天然土往往是Ca质蒙脱石，什么是质蒙脱石，什么是Ca质蒙质蒙脱石？脱石？3、伊利石与蒙脱石的结构相似，为何有不同、伊利石与蒙脱石的结构相似，为何有不同的水理性质？的水理性质？4、了解：从结构形式、了解：从结构形式(xngsh)或水理特性分析，或水理特性分析，海绿石、绿磷石可划分为伊利石类。海绿石、绿磷石可划分为伊利石类。5、叙述高岭石和绿泥石的晶体构造？、叙述高岭石和绿泥石的晶体构造？第

3、二页，共40页。微结构：微结构： 1、微结构特征分类及其与岩土性质的联系？、微结构特征分类及其与岩土性质的联系？ 2、定向排列结构的特点？、定向排列结构的特点？ 3、紊流结构特点？、紊流结构特点？ 4、粒状堆叠结构和粒状架空、粒状堆叠结构和粒状架空(jikng)结构结构特点？特点？ 5、胶粘式结构特点？、胶粘式结构特点？第三页，共40页。特殊土的概念特殊土的概念 我国幅员广大，地质条件复杂，分布土我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁多，工程性质各异。类繁多，工程性质各异。 有些土类，由于地理环境、气候条件、有些土类，由于地理环境、气候条件、地质成因、物质成分及次生变化等原因而各地质成因、物质

4、成分及次生变化等原因而各具有与一般土类显著不同的特殊工程性质，具有与一般土类显著不同的特殊工程性质，当其作为建筑场地、地基当其作为建筑场地、地基(dj)及建筑环境时，及建筑环境时，如果不注意这些特点，并采取相应的治理措如果不注意这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成工程事故。施，就会造成工程事故。 第四页，共40页。特殊土的概念特殊土的概念 特殊性土特殊性土 具有一定分布区域具有一定分布区域(qy)或工程意义上具有特殊成分、状态和结构或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土称特征的土称 黄土西北、华北等干旱、半干旱气候区黄土西北、华北等干旱、半干旱气候区 红粘土西南亚热带湿热气候区红粘土

5、西南亚热带湿热气候区 软土（包括淤泥和淤泥质土）软土（包括淤泥和淤泥质土） 冻土冻土 膨胀土南方膨胀土南方(nnfng)和中南地区和中南地区 盐渍土盐渍土 混合土混合土 填土填土 污染土污染土根据工程根据工程(gngchng)特特性性第五页，共40页。软土指在水流缓慢的环境中沉积软土指在水流缓慢的环境中沉积(chnj)，有微生物参，有微生物参与作用，富含有机质，天然含水量大，孔隙比、压缩性与作用，富含有机质，天然含水量大，孔隙比、压缩性高，承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。高，承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。一、软土淤泥一、软土淤泥(yn)土土第六页，共40页。一、软土淤泥一、软土淤

6、泥(yn)土土第七页，共40页。分类分类 （1）按软土的形成环境分）按软土的形成环境分 1）沿海软土）沿海软土 泻湖相沉积泻湖相沉积(chnj)、溺谷相沉积、溺谷相沉积(chnj)、滨海相沉积、滨海相沉积(chnj)、三角洲相沉积、三角洲相沉积(chnj) 2）内陆软土）内陆软土 湖相沉积湖相沉积(chnj)、河漫滩相沉积、河漫滩相沉积(chnj)、牛轭湖相沉、牛轭湖相沉积积(chnj)、山区谷地沉积、山区谷地沉积(chnj) （2）按有机质含量分类）按有机质含量分类 有机质含量有机质含量60% 泥炭泥炭（3）按天然含水量和孔隙比分）按天然含水量和孔隙比分 淤泥淤泥 淤泥质土淤泥质土 5 .

7、1, eL5 . 10 . 1 ,eL第八页，共40页。软土组成及结构特征软土组成及结构特征 1）颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质）颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时，有腥臭味含量高时，有腥臭味 2）粒度）粒度(l d)成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达6070 3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定量的有机质，可高达定量的有机质，可高达8 9 4）软土具

8、有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低主要原因比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低主要原因之一之一 5）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复杂的土体。互交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复杂的土体。一、软土淤泥一、软土淤泥(yn)土土第九页，共40页。1、高孔隙比、高孔隙比 孔隙比常见值为孔隙比常见值为1.02.0；2、饱水、天然含水率大于液限、饱水、天然含水率大于液限 液限一般为液限一般为4060

9、; 饱和度一般饱和度一般90; 天然含水率多为天然含水率多为5070。未扰动时，处于软塑状态未扰动时，处于软塑状态(zhungti)，一经扰动，结构破坏，一经扰动，结构破坏，处于流动状态处于流动状态(zhungti)。3、透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。、透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。4、高压缩性：、高压缩性：a12一般为一般为0.71.5Mpa1，且随天然含水率，且随天然含水率的增大而增大。的增大而增大。二、工程地质性质二、工程地质性质(xngzh)的基的基本特点本特点第十页，共40页。5、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关、抗剪强度很低，且与加荷

10、速度和排水固结条件有关不排水：三轴快剪不排水：三轴快剪,0左右；直剪，左右；直剪，25，c0.02Mpa；在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高(t go)而增大，而增大，固结固结快剪的快剪的1015，c0.02Mpa。6、较显著的触变性和蠕变性、较显著的触变性和蠕变性二、工程地质性质二、工程地质性质(xngzh)的基的基本特点本特点第十一页，共40页。工程工程(gngchng)特性：特性： 263页页二、工程地质性质的基本二、工程地质性质的基本(jbn)特点特点第十二页，共40页。第十三页，共40页。第十四页，共40页。第十五页，共40页。第十六页，共40页

11、。第十七页，共40页。kcmdbacMdMbMf地基承载力地基承载力特征值特征值基底基底(j d)下下1倍短边倍短边宽深度内土宽深度内土的粘聚力标的粘聚力标准值准值与与 有关有关(yugun)的承载力的承载力系数，查系数，查表表k基底上基底上土的加土的加权重度权重度第十八页，共40页。dcp基础基础(jch)埋深埋深基底基底(j d)以上土的加以上土的加权平均重度权平均重度由不排水由不排水剪切试验剪切试验确定的粘确定的粘聚力聚力第十九页，共40页。dcpu14. 5基础基础(jch)埋深埋深基底基底(j d)以上土的加以上土的加权平均重度权平均重度由不排水剪由不排水剪切试验确定切试验确定的粘聚

12、力的粘聚力dcpu71. 5方形基础方形基础条形基础条形基础得到极限荷载后得到极限荷载后/安全系数安全系数3第二十页，共40页。11110iiiinisisazazEps第二十一页，共40页。iniicHs1iiiciiiiipppCeee1100log111第二十二页，共40页。scdssssEbpksdd075. 01zHvcdms01niaiiisttCeHs110log1第二十三页，共40页。khhw002122110zzzz承压水层上覆土层承压水层上覆土层(t cn)厚度厚度第二十四页，共40页。堆载预压法堆载预压法真空预压法真空预压法降水降水(jingshu)预压法预压法电渗排水法

13、电渗排水法联合加压法联合加压法第二十五页，共40页。第二十六页，共40页。第二十七页，共40页。第二十八页，共40页。bdp2平面布置：等边三角形或正方形布置。有效排水直径与间距平面布置：等边三角形或正方形布置。有效排水直径与间距(jin j)的关系为：的关系为：lde05. 1lde13. 1井径比确定井径比确定第二十九页，共40页。井距：间距可按井径比井距：间距可按井径比n选用选用(xunyng)，据工程实践，塑料排水，据工程实践，塑料排水带或袋装砂井带或袋装砂井n=1522，普通砂井，普通砂井，n=68。weddn 井深井深：根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定，一般应：根据建筑

14、物对地基的稳定性、变形要求和工期确定，一般应尽可能的深。尽可能的深。砂料砂料：应选中粗砂，粘粒含量不应大于：应选中粗砂，粘粒含量不应大于3%。砂井直径砂井直径第三十页，共40页。范围：大于或等于建筑物基础范围：大于或等于建筑物基础(jch)外缘所包围的范围。外缘所包围的范围。大小：对沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压处理，大小：对沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压处理，超载量大小根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确超载量大小根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确定，并应使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于定，并应使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于附加应力。附加应力。加荷

15、速率：根据地基土的强度来确定。加荷速率：根据地基土的强度来确定。预压时间：当排水竖井底面以下受压土层经预压完成的变预压时间：当排水竖井底面以下受压土层经预压完成的变形和平均固结度符合设计要求时。形和平均固结度符合设计要求时。第三十一页，共40页。建筑建筑(jinzh)地基处理技术规范地基处理技术规范JGJ79-2002，在一级或多，在一级或多级等速加载条件下，当固结时间为级等速加载条件下，当固结时间为t时，时，111iiTTtiiniiteeeTTpqU时间单位时间单位d， 第第i级荷载的加载速率；级荷载的加载速率；Ti 、Ti1分别为第分别为第i级级荷载加载的起始和终止时间，当计算第荷载加载

16、的起始和终止时间，当计算第i级加载过程中某时间的固级加载过程中某时间的固结度时，改为结度时，改为t； 、 为参数。为参数。iq 第三十二页，共40页。 条件条件参数参数竖向排水竖向排水固结固结 30%向内径向向内径向排水固结排水固结竖向和向内径向排水竖向和向内径向排水固结固结（竖井穿透受压土层）（竖井穿透受压土层）128224Hcv28enhdFc22284enhvdFcHc28ch径向排水固结径向排水固结( ji)系数，系数，cv竖向排水固结竖向排水固结( ji)系数系数 cm2/s；H为土层竖向排水距离，双面排水时为土层厚度的一半，单面时为土为土层竖向排水距离，双面排水时为土层厚度的一半，

17、单面时为土层厚度；层厚度； 为双面排水土层或固结为双面排水土层或固结( ji)应力均匀分布的单面排应力均匀分布的单面排水土层平均固结水土层平均固结( ji)度度 2222413ln1nnnnnFnzUzU第三十三页，共40页。在瞬时在瞬时(shn sh)加载条件下，考虑井阻和涂抹影响时，竖加载条件下，考虑井阻和涂抹影响时，竖井地基径向排水平均固结度井地基径向排水平均固结度 可按下式计算可按下式计算tFdcreheU281rUrsnFFFF 1543lnnnFnwhrqkLF422 skkFshsln1kh为天然为天然(tinrn)土层水平渗透系数，土层水平渗透系数，cm/s；ks为涂抹区土的水

18、平为涂抹区土的水平向渗透系数，可取向渗透系数，可取(1/51/3)kh，cm/s；s为涂抹区直径与竖井直径为涂抹区直径与竖井直径比值，取比值，取23，中灵敏取低值，高取高值；，中灵敏取低值，高取高值；L为竖井深度，为竖井深度，cm；qw为竖井纵向通水量，为单位水力梯度下单位时间的排水量，为竖井纵向通水量，为单位水力梯度下单位时间的排水量，cm3/s。42wwwdkq砂料渗透系数砂料渗透系数第三十四页，共40页。对正常固结对正常固结( ji)饱和黏性土，某一时间的抗剪强度，可按下式计饱和黏性土，某一时间的抗剪强度，可按下式计算，算，cutzfftUtan0地基土的天然抗剪强度地基土的天然抗剪强度预压荷载引起的该点的竖预压荷载引起的该点的竖向附加应力向附加应力该点