软土及其工程性质

1、1 、软土及其工程性质什么是软土？软土有哪些特性？软土(Soft Clay)的概念岩土工程勘察规范: 软土是天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土，包括淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。淤泥类土泥炭类土软土淤泥淤泥质土泥炭泥炭质土孔隙比1.5有机物含量10%60%孔隙比1.01.5有机物含量60%软土(Soft Clay)的概念 软土地区工程地质勘察规范软土地区工程地质勘察规范: 1、外观以灰色为主的细粒土； 2、天然含水量大于或等于液限； 3、天然孔隙比大于或等于1.0。 公路软土地基路堤设计与施工技术规范公路软土地基路堤设计与施工技术规范中判别标准：特征指标

2、名称特征指标名称天然含水量天然含水量（% %）天然孔隙比天然孔隙比十字板剪切强度十字板剪切强度（kPakPa）指标值指标值3535（或液限）（或液限）1.01.0350.05，压力自压力自9.810帕增加到帕增加到29.410帕时压缩系数帕时压缩系数a1-30.1;强度极低，常处于流动状态，视为强度极低，常处于流动状态，视为软弱地基。软弱地基。 淤泥按孔隙比可再细分为淤泥（孔隙比大于淤泥按孔隙比可再细分为淤泥（孔隙比大于 1.5）和淤泥质土（孔隙比为）和淤泥质土（孔隙比为11.5）。）。 淤泥的自然结构变化十分敏感，结构及其强度受力破坏后能自动复原，这就是所谓淤泥的自然结构变化十分敏感，结构及

3、其强度受力破坏后能自动复原，这就是所谓的触变性。的触变性。 淤泥不宜作天然地基，因为它会产生不均匀沉降，使建筑物产生裂缝、倾斜、影响淤泥不宜作天然地基，因为它会产生不均匀沉降，使建筑物产生裂缝、倾斜、影响正常使用。在淤泥上进行建筑时必须采取人工加固措施。如压密、夯实，用垂直砂井排正常使用。在淤泥上进行建筑时必须采取人工加固措施。如压密、夯实，用垂直砂井排水，加速淤泥固结。有时可采用柱基，或在建筑物上部采用适应于不均匀沉降的刚性圈水，加速淤泥固结。有时可采用柱基，或在建筑物上部采用适应于不均匀沉降的刚性圈梁，沉降缝等结构措施，以保证建筑物的稳定安全。梁，沉降缝等结构措施，以保证建筑物的稳定安全。

4、泥炭、泥炭质土的概念 有机质含量达到或超过有机质含量达到或超过30%的松软沉积物，是湿地环境的特定产物。经过地质过程而的松软沉积物，是湿地环境的特定产物。经过地质过程而硬化成岩，便是褐煤。硬化成岩，便是褐煤。 泥炭是泥炭是沼泽沼泽在形成过程中的产物，也是沼泽地形的特征之一。泥炭的主要来源是泥碳在形成过程中的产物，也是沼泽地形的特征之一。泥炭的主要来源是泥碳苔（苔（Peat Moss）或泥碳藓（）或泥碳藓（Sphagnum），但除此以外其他的有机物质例如死去的沼泽），但除此以外其他的有机物质例如死去的沼泽植植物物乃至于乃至于动物动物与与昆虫昆虫的的尸体尸体，都有可能成为泥炭的形成来源。这些物质在

5、死亡后沉积在，都有可能成为泥炭的形成来源。这些物质在死亡后沉积在沼泽底部，由于沼泽底部，由于潮湿潮湿与偏酸性与偏酸性 的环境，而无法完全的环境，而无法完全腐败腐败分解，因而形成所谓的分解，因而形成所谓的泥炭层泥炭层。 泥炭呈块体，含水量一般为泥炭呈块体，含水量一般为8090%，泥炭的比重一般为，泥炭的比重一般为1.201.60，中国泥炭的发，中国泥炭的发热量，多数为热量，多数为9.5015.0兆焦兆焦/千克。泥炭质地松软，容易燃烧。千克。泥炭质地松软，容易燃烧。 泥炭在自然状态下，组成物质横跨泥炭在自然状态下，组成物质横跨液相液相、气相气相和和固相固相三种状态。其中固相物质的部三种状态。其中固

6、相物质的部分，主要包含分，主要包含有机物有机物质和质和矿物矿物质两部分。而如果以组成物质的角度来看，泥炭主要的成质两部分。而如果以组成物质的角度来看，泥炭主要的成分是有机物质（也是碳元素的主要来源），而其中又以固相的有机物质比例最高。分是有机物质（也是碳元素的主要来源），而其中又以固相的有机物质比例最高。 软土的分布北部中部南部 我国软土按区域分为内陆沿海软土、内陆软土和山区软土。 我国软土的主要分布地区按工程性质结合自然地质地理环境，可划分为北部、中部、南部三个地区。 北中部分界线：沿秦岭走向向东至连云港以北的海边； 中南部分界线：沿苗岭、南岭走向向东至蒲田的海边。软土的分布和层理沿海软土沿

7、海软土东海、黄海、渤海、南海等，如上海、天津、宁波、温州等东海、黄海、渤海、南海等，如上海、天津、宁波、温州等内陆软土内陆软土长江中下游、淮河平原、松辽平原等，洞庭湖、洪泽湖、太长江中下游、淮河平原、松辽平原等，洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周等湖、鄱阳湖四周等山区软土山区软土昆明的滇池地区、贵州六盘水地区等昆明的滇池地区、贵州六盘水地区等软土的层理构造：二元结构软土的层理构造：二元结构1、厚度变化大：几米几十米；、厚度变化大：几米几十米；2、厚度变化较大的地区，地表一般有一个、厚度变化较大的地区，地表一般有一个13m的硬壳层，的硬壳层，其下为其下为530m的饱和软土（上海市一般为的饱和软土（

8、上海市一般为2045m ）。）。软土的成因软土 软土是在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的饱和软弱淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、泥炭质土等。 软土按沉积环境及成因分为四类。滨海相泻湖相湖相河漫滩相溺谷相三角洲相牛轭湖相沼泽相滨海沉积软土湖泊沉积软土河滩沉积软土沼泽沉积软土软土的成因及分布 滨海相沉积为主的软土:如湛江、香港、厦门、舟山、宁波、连云港、塘沽、大连湾等； 泻湖相沉积的软土以温州、宁波为代表； 溺谷相软土在福州、泉州一带； 三角洲相软土如上海地区、珠江下游的广州地区； 河漫滩相沉积软土在长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区； 内陆软土主要为湖相沉积，如

9、洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周以及昆明的滇池地区等。 沼泽相沉积软土主要分布在内蒙、东北大、小兴安岭、西南森林地区。各地软土的物理性质指标区别区别海陆海陆别别典型地区典型地区沉积相沉积相土层土层埋深埋深物理性质指标（平均值）物理性质指标（平均值）天然天然含水含水量量容重容重孔隙孔隙比比饱和饱和度度液限液限塑塑限限塑限塑限指数指数液限液限指数指数有机有机质含质含量量m mg/cmg/cm3 3北部北部地区地区沿海沿海天津塘沽、连云港、天津塘沽、连云港、大连等大连等滨海滨海0 0343445451.781.781.231.2393934242222219191.251.257.57.5三角洲三角

10、洲5 59 940401.791.791.111.1197973535191916161.351.35中部中部地区地区沿海沿海温州湾、宁波、舟温州湾、宁波、舟山山滨海滨海2 2323252521.711.711.411.419898464624242424温州、宁波地区温州、宁波地区泻湖泻湖1 1353551511.671.671.611.6198984747252524241.341.346.56.5福州、泉州福州、泉州溺谷溺谷12512558581.631.631.741.7495955252313126261.91.91111长江下游（上海）长江下游（上海）三角洲三角洲2 2191943

11、431.761.761.241.2498984040232317171.111.11内陆内陆昆明的滇池昆明的滇池高原湖高原湖泊泊77771.541.541.931.93707028281.281.2818.418.4洞庭湖、洪泽湖、洞庭湖、洪泽湖、太湖等太湖等平原湖平原湖泊泊47471.741.741.311.314343232319199.99.9长江中下游、珠江长江中下游、珠江下游、淮河平原、下游、淮河平原、松辽平原等松辽平原等河漫滩河漫滩47471.751.751.221.22393917171.441.44南方南方地区地区沿海沿海湛江、香港、厦门湛江、香港、厦门滨海滨海0 09 961

12、611.631.631.651.6595955353272726261.941.94珠江下游（广州）珠江下游（广州）三角洲三角洲1 110101.581.581.671.675454373724241 2, , , , , ,LPLute cakII q S 软土的工程性质软土的工程性质2、压缩系数高3、渗透系数小透水性弱，垂向渗透系数在透水性弱，垂向渗透系数在 量级。量级。1、抗剪强度低：不排水抗剪强度均在排水抗剪强度均在520 kPa，一般低于，一般低于20 kPa 。11 2111 211 2111 20.10.10.50.50.51.54.5aMPaMPaaMPaaMPaaMPaMPa

13、，为低压缩性土；，为中压缩性土；，为高压缩性土。软土的一般为，最大者达681010/cm s软土的工程性质软土的工程性质4、灵敏度高触变性：触变性：粘性土受到扰动作用导致结构破坏、强度丧失，当扰动停止后，强度逐渐恢复的性质。触变性用灵敏度触变性用灵敏度 表示表示 。 软土一般，软土一般， ，甚至达，甚至达810或更大。或更大。utuqSq3 4tS 软土的工程性质软土的工程性质5、流变性软土在长期荷载作用下，随时间增长发生缓慢而长期软土在长期荷载作用下，随时间增长发生缓慢而长期的剪切变形，导致土的长期强度小于瞬间强度的性质。的剪切变形，导致土的长期强度小于瞬间强度的性质。6、不均匀性因沉积环境

14、变化，常夹有厚薄不等的粘土层，使地层因沉积环境变化，常夹有厚薄不等的粘土层，使地层在垂直和水平分布上不均匀。易产生差异沉降。在垂直和水平分布上不均匀。易产生差异沉降。 1927年，昆士兰大学的Thomas Parnell教授为了向学生证明某些形似固体的东西实际是流体，把一些沥青放进漏斗。沥青每9年左右落下一滴。首滴1938年滴下，现已滴出8滴，下一滴可能在今年（2014年）。现在实验由John Mainstone教授看管。软土的基本特性 具有高含水量、低密度、低强度、高压缩性、低透水性和中等灵敏度的特点。 含水量：34%72%， 液限：35%60%， 孔隙比：1.01.9， 饱和度：大于95%， 塑性指数：1320， 天然容重：1519kN/m3, 抗剪强度