工程地质4第四章

第四章地貌与第四纪松散沉积物第一节：地貌第二节：第四纪松散沉积物第三节：特殊土及其工程性质

地貌学是研究地表地貌的形态特征、成因、分布及发展规律的学科。

第四纪地质学是研究距今二三百万年（现在国际上认为距今180万年，也有人为是260万年）内的沉积物、生物、气候、地层、构造运动和地壳发展历史的学科。常将两者合并为一门课程介绍。因为两者为一个事物的两个方面，地貌侧重于研究外表，第四纪侧重于研究内容。第一节地貌地貌条件与公路工程的建设及运营有着密切的关系，应当学习和掌握一定的地貌知识。。

公路常穿越不同的地貌单元，地貌条件是评价公路工程地质条件的重要内容之一。

地貌不尽控制着公路工程的布局，使用效果，而且控制着其工程量和造价。

地貌影响公路工程的稳定性，因为地貌反映着组成其的地质组成与构造，不仅反映着外力地质作用情况，也反映着内力地质作用的特点。地形：指地表既成形态的某些外部特征，高低起伏，坡度大小，空间分布等，实际就是地表的形态。陆地地形主要有山岭、高原、平原、丘陵、盆地五类。地貌：由于内、外力地质作用的长期进行，在地壳表面形成的各种不同成因、不同组成、不同类型、不同规模的起伏形态。地貌类型很多。一.地形与地貌地貌与地形不仅内容不同，表示方式也不同

不同地貌反映地区构造、岩性、水文地质、物理地质作用等。

二.地貌形成、发展规律和影响因素

地貌的形成与发展主要取决于三个方面：地质作用力（内力—加大起伏、外力—减小起伏）和地表物质基础（岩性—抗风化与侵蚀；构造---时代老-逆地貌、时代新-正地貌）及时间。地貌的形成主要受内、外力地质作用的共同控制－内力地质作用形成了地表的其本起伏形态－大的隆起与大的凹陷。外力地质作用削高填平，夷平地表。某一时期的地表形态，取决于当时及以前一定时期内、外力地质作用之间强烈程度差异－量的比例关系。

总体来讲：内力地质作用使地表上升的上升量远大于外力地质作用的剥蚀量，则地表就会升高，形成山岭、高原地貌。内力地质作用使地表上升的上升量小于外力地质作用的剥蚀量，则地表就会被夷平，形成剥蚀平原。如果内力地质作用使地表下降的下降量远大于外力地质作用的堆积量，则地表就会下降，形成低地。如果内力地质作用使地表下降的下降量小于外力地质作用的堆积量，则地表就会被填平，形成堆积平原。

当然地貌的形成和发展还受岩性、气候、植被等影响。大陆上的地貌类型大陆上的地貌类型有构造山系和裂谷；高原与平原；丘陵与盆地等。准葛尔塔里木柴达木四川青藏黄土云贵内蒙古盆地高原

三.地貌分级与分类

1.地貌的分级:一般将地貌分为四级。巨型地貌：大陆与海洋，大的内海及大的山系都是巨型地貌。巨型地貌几乎完全是由内力作用形成的，所以又称大地构造地貌。大型地貌：山脉、高原、山间盆地等为大型地貌，基本上也是由内力作用形成的。中型地貌：河谷及河谷之间的分水岭等为中型地貌，主要由外力作用造成。内力作用产生的基本构造形态是中型地貌形成和发展的基础，而地貌的外部形态决定于外力作用的特点。小型地貌：残丘、阶地、沙丘、小的侵蚀沟等为小型地貌，基本上受着外力作用的控制。2.地质学上地貌的形态分类形态类别绝对高度(m)相对高度(m)平均坡度(°)举例山地高山＞3500＞1000＞25喜马拉雅山、天山中山3500～10001000～50010～25大别山、庐山、雪峰山低山1000～500500～2005～10川东平行岭谷、华蓥山丘陵＜500＜200闽东沿海丘陵平原高原＞600＞200青藏、内蒙、黄土、云贵高原高平原＞200成都平原低平原0～200东北、华北、长江中下游平原洼地低于海平面高度吐鲁番洼地公路工程上对地貌形态的分类地貌形态分类地面自然坡度(°)相对高度（m）地形说明平原区≤3°平坦，无明显起伏微丘区3°~20°＜100起伏不大，有残丘孤山重丘区＞20°100~200低岭宽谷,或聚或散山岭区＞200低、中山，有山脉形态注：1.一般松散堆积物的天然休止角约为35°。2.35°—15为°坡面径流强烈侵蚀范围。3.5°--15为°坡面径流侵蚀较弱范围。4.﹤5°径流基本不侵蚀。3.地貌的成因分类

1）.内力地貌

:构造地貌：由地壳的构造运动所造成的地貌。火山地貌：由火山喷发出来的熔岩和碎屑物质堆积所形成的2）.外力地貌:水成地貌：以水的作用为地貌形成和发展的基本因素。冰川地貌：以冰雪的作用为地貌形成和发展的基本因素。风成地貌：以风的作用为地貌形成和发展的基本因素。

岩溶地貌：以地表水和地下水的溶蚀作用为地貌形成和发展的基本因素。

重力地貌：以重力作用为地貌形成和发展的基本因素。冰川的地质作用－搬运与沉积作用冰川沉积物－冰碛（音：qi）終碛(堤)：堆积在冰川前端的弧形垅岗底碛：冰床上广泛堆积的冰碛层鼓丘：平行分布的梭形冰碛丘边碛中碛冰斗冰斗刃脊U型谷角峰四.山岭地貌1.山岭地貌的形态要素山顶：山岭的最高部分，有尖、园、平之分，呈长条状时称为山脊。山脚：山岭与周围平地的接触处；山坡：位于山顶与山脚之间的斜坡。2.山岭地貌的成因类型构造变动形成的山岭：如平顶山、单面山、褶皱山、断块山火山作用形成的山岭：常见有锥状火山和盾状火剥蚀作用形成的山岭：如河间分水岭褶皱山地堑地垒

3.垭口---山脊上标高较低的鞍部叫垭口。

越岭线若能寻找合适的垭口，可以降低公路高程和减少展线工程量。隧道也一般选择穿越垭口，可以减少随道延米和工程量。垭口的主要类型及特征：

1）.构造型垭口:又可分为（1）.断层破碎带型垭口：工程地质条件较差，一般以低路堤、浅路堑通过，以保证地面原有的稳定性。（2）.背斜张裂带型垭口：工程地质条件相对好一些，主要水文地质条件好，岩层相对稳定。（3）.单斜软弱层型垭口：岩性较差，不宜大挖，以浅路堑或路堤形式通过。在山体地质结构的基础上，以剥蚀和堆积作用为主因素形成。特点：垭口外形浑园，宽厚，松散堆积层较大。道路多以低填或浅挖通过。以外力强烈剥蚀为主导因素所形成的垭口，其形态特征与山体地质结构无明显联系。特点：松散覆盖层很薄，基岩多半裸露。可采用隧道方案、中堑深挖等方式通过。2).剥蚀型垭口：

3).剥蚀-堆积型垭口：4.山坡---为山顶和山脚间的斜坡地段。山脊线与越岭线常在山坡上要进行相应的展线。

山坡的外部形态特征包括山坡的高度、坡度及纵向轮廓等。山坡类型及特征：

1）.根据纵向轮廓分为：（1）.直线形坡①.单一岩性的长期侵蚀：稳定性较高.②.单斜岩层构成：开挖路堑后顺层滑动.③.松散堆积层构成：一般为很厚的残、坡积层，稳定性最差。（2）.凸形坡：上缓下陡，由河流的强烈下切形成的。

其稳定性主要取决于取决于岩体结构。（3）.凹形坡：

上陡下缓，由河流缓慢下切形成，稳定性差。（4）.阶梯形坡：①.

由软硬不同的水平或近于水平的岩层经差异风化形成，一般稳定性较高；②.由多次滑坡形成的－近于极限平衡状态。③.由平行的多条正断层形成，稳定性取决于断层的规模及稳定程度..根据纵向坡度分为:

微坡---小于150缓坡----16—300陡坡----31—700垂直坡---大于700山岳对交通运输的影响影响山区交通建设的一般原则原因方式首选公路运输，其次是铁路运输①山岳地区修建交通运输干线的成本高、难度大；②建造公路的成本、技术难度较铁路小线路走向①线路选在地势相对和缓的山间盆地和河谷地带；②线路一般呈“之”字或“8”字形(线路尽量与等高线平行)；③避开陡坡和断层、滑坡、泥石流等地质灾害多发地段；④在适宜的过河点跨过河流；⑤尽量选择两点间最近距离、经过各级居民点；⑥避免占用耕地、避开农田水利设施在山岳地区交通运输建设选线一般应按地形大势来确定路线的走向。原因：①尽量节约建设成本的需要；②降低技术难度的需要；③工程施工安全的需要；④降低运营成本和提高运营安全性的需要。(如果像平原地区那样，选取最直、最短的线路，就必须开拓较多的山坡，填实沟谷，建造较多的桥梁或隧道线网密度一般来说平原、缓丘、山间盆地、河谷等人口稠密、经济发达的地方线网密度大山岳地区人口主要集中在河谷地带，这样可以联系较多的居民点，方便人们的出行，吸引较多的客货流，从而提高营运量，增加经济效益五.平原地貌

平原地貌是地壳在升降运动微弱或长期稳定的条件下，经过风化剥蚀夷平或岩石风化碎屑经搬运而在低洼地面堆积所形成的。平原地貌具有大地表面开阔平坦、地势高低起伏不大的外部形态。

一般说来，平原地貌有利于公路选线及工程建设，但应注意地基的选择和设计，在选择有利地质条件的前提下，可以设计成比较理想的公路线形。平原地貌的分类

按高程分类：如前所述可分为：

1).高原2).高平原3).低平原4).洼地四类按成因分类：

1).构造平原:主要由地壳运动所形成,一般地形面与岩层面一致,松散堆积物不是很大,地下水埋藏较浅.

2).剥蚀平原:主要是经外力长期剥蚀夷平所形成,通常地形面与岩层面不一致,松散堆积层很薄常有基岩裸露地表,分布面积一般不大.

3).堆积平原:主要是在地壳缓慢、稳定下降的情况下，经各种外力地质作用的堆积填平所形成，一般分布范围大、地形开阔平坦，松散堆积层很厚，地下水埋藏浅。第二节第四纪松散沉积物第四纪沉积物一般为不良地质条件，常为滑坡、泥石流等不良地质现象的发生提供物质基础。

第四纪沉积物一般具有压密固结程度低、结构松散、强度低、稳定性差、承载力低、变形量大、透水性强,部分对水很敏感等特点。第四纪的特点：1.人类的出现及人类文明的发展古猿→猿人→古人→新人→现代人阶段石器→陶器→铜器→铁器→计数机时代2.气候发生了显著降温，并出现明显冷暖波动3.地壳活动异常活跃（喜马拉雅山、火山）4.哺乳动物为主的时代5.陆相沉积物广泛发育且正在形成中

地球上的气候一直呈波浪式发展,冷暖干湿相互交替,变化的周期长短不一:大冰期与大间冰期,时间尺度为106-108年亚冰期与亚间冰期,时间尺度为105年副冰期与副间冰期,时间尺度为104年小冰期与小暖期,时间尺度为102-103年在地球历史上曾发生过三次大冰期:

震旦纪大冰期（6亿年前）;寒武—石炭纪大间冰期（3-6亿年前）;

石炭---二迭纪大冰期(2-3亿年前)；三迭—第三纪大间冰期(2—0.02亿年前）；

第四纪大冰期(200万年前开始）。

第四纪五次亚冰期：序号距今万年欧洲中国

1

1.0冰后期

2

6.5玉木冰期

大理冰期

3

10里斯—玉木间冰期

4

23里斯冰期庐山冰期

5

30明德—里斯间冰期

6明德冰期大故冰期

7

70恭兹—明德间冰期

8恭兹冰期鄱阳冰期

在玉木亚冰期中有五次副冰期，它们的时程在1--几十万年，现在距玉木亚冰期的第五次副冰期结束已有一万年。在亚冰期气温比现在低8-12度；在亚间冰期气温比现在高5-10度。地质时代气候分期第四纪全新世(Q4)冰后期更新世晚更新世(Q3)玉木冰期里斯—玉木间冰期里斯冰期中更新世(Q2)民德—里斯间冰期民德冰期早更新世(Q1)民德—恭兹间冰期恭兹冰期恭兹—多脑间冰期多脑冰期第四纪沉积物成因分类

成因成因类型主导地质作用风化残积残积物物理、化学风化作用重力堆积坠积物崩塌堆积物滑坡堆积物土溜较长期的重力作用短促间发生的重力破坏作用大型斜坡块体重力破坏作用小型斜坡块体表面的重力破坏作用大陆流水堆积坡积物洪积物冲积物三角洲堆积（河—湖）物湖泊堆积物沼泽堆积物斜坡上雨水、雪水间有重力的搬运、堆积作用短期内大量地表水流搬运、堆积作用长期的地表水流沿河谷搬运、堆积作用河水、湖水混合物堆积作用浅水型的静水堆积作用潴水型的静水堆积作用海水堆积滨海堆积物浅海堆积物深海堆积物三角洲堆积（河-海）物海浪及岸流的堆积作用浅海相动荡及静水的混合堆积作用深海相静水的堆积作用河水、海水混合物堆积作用地下水堆积泉水堆积物洞穴堆积物化学堆积作用及部分机械堆积作用机械堆积作用及部分化学堆积作用冰川堆积冰碛堆积物冰水堆积物冰碛湖堆积物固体状态冰川的搬运、堆积作用冰川中冰下水的搬运、堆积作用冰川地区的静水堆积作用风力堆积风积物风-水堆积物风的搬运堆积作用风的搬运堆积作用后来又经流水的搬运堆积作用

第四纪沉积物和其他地质历史时期的沉积物不同，具有以下特征。①．陆地上第四纪沉积物除在特殊条件下固结坚硬之外，一般呈松散状态或半固结状态。②．在松散堆积物中，生物化石保存较丰富，在海相地层中，微体生物遗体化石分布广泛。③．第四纪陆相堆积物因受内、外力地质作用，地貌、岩石性质、气候，水文等因素影响，形成不同类型的堆积物，所以无论是在地层性质、厚度以及空间分布上都多变化。有时在很短的距离内，同一时代的堆积物，相变化较大，有时在同一层位中，所含的化石也很不稳定第四纪堆积物在形成时，同时遭受外界营力破坏，很难保存其原始状态。由于地貌部位遭受到破坏，使得第四纪堆积物处于不同高度，增加了地层对比的困难。④．第四纪是人类出现与发展的时代。人类的活动，给第四纪增添了光彩，给第四纪沉积物带来明显的特色。人类化石与文化遗址成为第四纪地层的重要标志之一，是研究第四纪地质的重要内容第三节特殊土及其工程地质性质

我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁多，工程性质各异。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具有与一般土类显著不同的特殊（不良）工程性质，当其作为建筑场地、地基及建筑环境时，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。

特殊土：人们把这些具有特殊工程性质的土称为特殊土。特殊土分布的区域性：各种天然或人为形成的特殊土的分布，都有其一定的区域性。

在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土主要包括：

1).沿海及内陆地区各种成因的软土：

2).主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土；

3).西南亚热带湿热气候区的红粘土；

4).主要分布于南方和中南地区的膨胀土；

5).主要分布于沿海及西北干旱区的盐渍土;

6).高纬度、高海拔地区的多年冻土以及人工填土和污染土等。液限wL：流动状态与可塑状态间的分界含水量称液限；塑限wp：可塑状态与半固体状态间分界含水量称塑限；缩限ws：半固体状态与固体状态间的分界含水量称缩限。

塑性指数Ip是指液限和塑限的差值（省去%号），即土处在可塑状态的含水量变化范围，用Ip表示。

液性指数IL:是指粘性土的天然含水量与塑限的差值除以塑性指数，用IL表示。即孔隙比e：土中孔隙体积与土颗粒体积之比一.软土软土：泛指淤泥及淤泥质土，是第四纪后期于沿海地区的滨海相、泻湖相、三角洲相和溺谷相；内陆平原或山区的湖相和冲积洪积沼泽相等静水或非常缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成的饱和软粘性土。

分类1：当e>=1.5时，称淤泥；当1.5＞e＞=1.0时，称淤泥质土。它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；

分类2：当土中有机质含量[5%，10%]，称有机质土；当有机质含量（10%，60%]时称泥炭质土；当有机质含量（﹥60%，）时，称为泥炭。泥炭是未充分分解的植物遗体堆积而成的一种高有机土，呈深褐-黑色。其含水量极高，压缩性很大且不均匀，往往以夹层或透镜体构造存在于一般粘性土或淤泥质土层中，对工程极为不利。

1.软土的特征：

颜色—多为灰绿、灰黑色，用手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时，有腥臭味；主要粒度成分—粘粒及粉粒，粘粒含量高达60%～70%；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；常有一定量的有机质，可高达8%～9%；

结构构造----具有曲型的海绵状或蜂窝状结构；一般具有层理构造。

2.软土的不良工程性质

1）孔隙比大（e>1.0）、含水量高（w〉Il）2）软土透水性差、压缩性高、固结时间长3）强度低，且随排水条件变化大4）软土具有触变性，在动荷载作用下结构破坏强度降低呈流动状态。5）软土具有流变性，在较小荷载长期作用下变形不断增长而破坏。

1).换土垫层法

2).反压护道法

3).排水固结法（砂井排水、塑料板排水）

4).强夯法、振冲法、挤密桩法(砂石桩、石灰桩、土桩和灰土桩)

5).人工降排水

6).高压喷射注浆法、深层搅拌法和灌浆法

7).土工织物加固法等。

3.公路常用的软土地基加固与处理方法二.黄土

黄土是第四纪以来，在干旱、半干旱气候条件下，陆相沉积的一种特殊土。

1.黄土的主要特征：

1).颜色—淡黄、褐色或灰黄色：

2).颗粒组成—粉粒为主，约占60%～70%；粘粒含量较少，一般仅占10％-20％；

3).含有碳酸盐、硫酸盐及少量易溶盐等多种可溶盐；

4).结构疏松孔隙比大，一般在1．0左右，且具有肉眼可见的大孔隙；孔隙度一般为33%～64%；质地均一无层理，但具有柱状节理和垂直节理。296-50

粉粒约占60~70%，其次是砂粒和粘粒。黄土的粒度成分

2。黄土的分类:

黄土按其成因可分为原生黄土和次生黄土。一般认为，具有上述典型持征，没有层理的风成黄土为原生黄土。原生黄土经过水流冲刷、搬运和重新沉积而形成的为次生黄土。次生黄土有坡积、洪积、冲积、坡积-洪积、冲积-洪积及冰水沉积等多种类型。它一般不完全具备上述黄土特征，具有层理，并含有较多的砂粒以至细砾，故也称为黄土状土。

在天然含水量时,呈坚硬或硬塑状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，但遇水浸湿后，有的即使在其自重作用下也会发生剧烈而大量的沉陷(称为湿陷性)，强度也随之迅速降低。而有些地区的黄土却并不发生湿陷。

可见，同是黄土，但遇水浸湿后的反应却有很大差别。凡天然黄土在上覆土的自重压力作用下，或在上覆土的自重压力与附加压力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的，称为湿陷性黄土。否则，称为非湿陷性黄土。而非湿陷性黄土的工程性质接近一般粘性土。因此，分析、判别黄土是否属于湿陷性的、其湿陷性强弱程度、地基湿陷类型和湿陷等级，是黄土地区工程勘察与评价的核心问题。

同时，由于黄土形成的地质年代和所处的自然地理环境不同，其组成与结构特征及工程特征又有明显的差异。我国黄土按形成年代的早晚，有老黄土和新黄土之分。黄土形成年代愈久，由于盐分溶滤较充分，固结成岩程度大，大孔结构退化，土质愈趋密实，强度高而压缩性小，湿陷性减弱甚至不具湿陷性。反之，形成年代愈短，其特性适相反。

时代地层的划分说明全新世（Q4）黄土黄土状土一般具湿陷性晚更新世（Q3）黄土马兰黄土中更新世（Q2）黄土离石黄土上部部分土层具湿陷性早更新世（Q1）黄土午城黄土不具湿陷性注：全新世（Q4）黄土包括湿陷性

黄土和新近堆积

黄土黄土：干旱气候条件下形成的一种特殊沉积物。分布:我国西北及华北地区,面积约63万km2。3。天然状态下的工程地质性质1）、塑性较弱，塑性指数多在8－14之间。2）、含水较少，天然含水量一般在10－25％之间。高原Q3马兰黄土含水量还低，11－20％，甚至有低于10％的。河谷阶地Q4黄土含水略高，常为15－25％。3）、密实程度很差，孔隙较大，孔隙率高，常为45－55％(孔隙比0.8－1.1)，干容重常仅1.3－1.5克／厘米3。

4）、透水性较强，由于大孔和垂直节理发育，故透水性比粒度成分相类似的一般粘性土要强得多，常具中等透水性(渗透系数超过l米／天)。但具有明显的各向异性，垂直方向比水平方向要强得多，渗透系数可大数倍甚至数十倍。

5）、强度较高。尽管孔隙率很高，但压缩性仍属中等，抗剪强度较高。但新近堆积黄土(Q4)土质松软，强度低，压缩性高。6）、黄土的湿陷性：天然黄土在一定的压力作用下，浸水后产生突然明显的下沉现象，称为湿陷。它不同于一般意义土的压缩。

附：

湿陷是在一定压力作用下，由于水的渗入而使土的连结显著减弱的一种特殊变形。一般压缩变形：是随荷重的增加，使变形量增大，而水对连接阻力的减小是不显著的，压缩变形是逐渐进行的，而且过程较长。湿陷变形：是在荷重没有变化的情况下，由于水的渗入而使连结阻力显著减弱，致使湿陷前后连接变化很大，所以湿陷变形往往在较短时间内形成，且变形量很大。

湿陷发生在自重压力和建筑物的附加压力下，称为非自重湿陷；即湿陷起始压力>自重压力

黄土发生湿陷的条件：黄土内部疏松结构、水的浸入和一定的附加压力是引起湿陷的内在、外部条件。

黄土湿陷发生在一定的压力下，称湿陷起始压力

湿陷发生在黄土的饱和自重压力下称为自重湿陷；即湿陷起始压力<自重压力

4

.

影响湿陷性的因素

黄土的天然含水量：一般来讲含水量低，湿陷性强，含水量高，湿陷性弱，一般含水量超过25％时就不再具有湿陷性了。黄土的形成年代：黄土越老，湿陷性越弱，老黄土不具有湿陷性了。

黄土的密实程度：黄土越密实，湿陷性越弱。因此可以采取相应的措施，改善湿陷性黄土的工程性质。简单来说：具体来讲：

1）。根据对黄土的微结构的研究，黄土中骨架颗粒的大小、含量和胶结物的聚集形式，对于黄土湿陷性的强弱有着重要的影响。骨架颗粒愈多，彼此接触，则粒间孔隙大，胶结物含量较少，成薄膜状包围颗粒，粒间连结脆弱，因而湿陷性愈强；相反，骨架颗粒较细，胶结物丰富，颗粒被完全胶结，则粒间连结牢固，结构致密，湿陷性弱或无湿陷性。

2）．黄土中粘土粒的含量愈多，并均匀分布在骨架颗粒之间，则具有较大的胶结作用，土的湿陷性愈弱

3）．黄土中的盐类，如以较难溶解的碳酸钙为主而具有胶结作用时，湿陷性减弱，而石膏及易溶盐含量愈大，土的湿陷性愈强。4）．影响黄土湿陷性的主要物理性质指标为天然孔隙比和天然含水量。当其它条件相同时，黄土的天然孔隙比愈大，则湿陷性愈强。实际资料表明；西安地区的黄土，如e＜0.9，则一般不具湿陷性或湿陷性很小；兰州地区的黄土，如e＜0.86，则湿陷性一般不明显。黄土的湿陷性随其天然含水量的增加而减弱。5）．在一定的天然孔隙比和天然含水量情况下，黄土的湿陷变形量将随浸湿程度和压力的增加而增大，但当压力增加到某一个定值以后，湿陷量却又随着压力的增加而减少。

6）．黄土的湿陷性从根本上与其堆积年代和成因有密切关系。充分反映了我国黄土的地层年代划分及其湿陷性特征。按成因而言，

风成的原生黄土及暂时性流水作用形成的洪积、坡积黄土均具有的孔隙性，且可溶盐未及充分溶滤，故均具有较大的湿陷性。而冲积黄土一般湿陷性较小或无湿陷性。对于同一堆积年代和成因的黄土的湿陷性强烈程度还与其所处环境条件有关。如在地貌上的分水岭地区，地下水位深度愈大的地区的黄土，湿陷性愈大；埋藏深度愈小而土层厚度愈大的，湿陷影响愈强烈。5.防治黄土湿陷的措施

①.采用物理、化学等方法，提高黄土强度，降低孔隙度，加强其内部联结如：

Ⅰ.

强夯法；Ⅱ.

挤密法

②.防排水。包括排除地表水和地下水。

③.换填法。在湿陷性黄土层不厚(1～3m)，下面又是硬土层或基岩。换填的土是砂夹卵石，回填厚度每层15cm，填后浇水再夯实。

④.预浸水法

⑤.深层浸水法三.膨胀土

1。概念：

膨胀土是指含有大量的强亲水性粘土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土。它一般强度较高，压缩性低，易被误认为工程性能较好的土，但由于具有膨胀和收缩特性，在膨胀土地区进行工程建筑，如果不采取必要的设计和施工措施，会导致大批建筑物的开裂和损坏，并往往造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂等严重的不稳定因素。分布：我国是世界上膨胀土分布广、面积大的国家之一，据现有资料在广西、云南、湖北、河南、安微、四川、河北、山东、陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围的分布。2.

膨胀土的特性

1).

颜色：呈黄、黄褐、灰白、花斑(杂色)和棕红色

2).

膨胀土是一种粘性土，具有明显的吸水膨胀软化、失水收缩开裂特性；自由膨胀量一般超过40％，也有超过100％的。天然孔隙比小，变化范围常在0.50－0.80之间。

3).粒度成分以粘粒为主；粘粒含量多达35％-85%。其中粒径＜0.002mm的胶粒含量一般也在30％－40％范围。液限一般为40％－50％。塑性指数多在22－35之间。天然含水量接近或略小于塑限，故一般呈坚硬或硬塑状态。

4).主要矿物成分-蒙脱石、伊利石，具有强烈的亲水性、快速崩解性、弱的抗风化性；

5）.反复胀缩，强度衰减，导致其上的工程建筑物开裂、下沉、失稳破坏。膨胀土在天然条件下一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低。当膨胀土的含水量剧烈增大或土的原状结构被扰动时，土体强度会骤然降低，压缩性增高。这显然是由于土的内摩擦角和内聚力都相应减小及结构强度破坏的缘故。

6）.

膨胀土中各种成因的裂隙十分发育；近地表部位常有不规则的网状裂隙。裂隙面光滑，呈蜡状或油脂光泽，时有擦痕或水迹，并有灰白色粘土(主要为蒙脱石或伊里石矿物)充填，在地表部位常因失水而张开，雨季又会因浸水而重新闭合。

7）.早期(第四纪以前或第四纪早期)生成的膨胀土具有超固结性。膨胀土剖面

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>50>90＞4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35～5065～902～4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30～3540～650.7～2.03.膨胀土的膨胀等级

4。防治措施：

①.为防止边坡变形，首先要根据路基工程地质条件，合理确定路堑边坡形式。一般情况下，膨胀土边坡要求一坡到顶，坡脚设置侧沟平台；

②.采取一定的排水措施，防止地表水渗入坡体；

③.支挡措施：设抗滑挡墙、抗滑桩、片石垛、填土反压等；

④.坡面防护措施：常用的有植物防护和骨架防护。四.盐渍土

1.概念：岩石在风化过程中分离出少量的易溶盐类（氯盐、硫酸盐、碳酸盐），易溶盐被水流带至江河、湖泊洼地或随水渗入地下溶入地下水中，当地下水沿土层的毛细管升高至地表或接近地表，经蒸发作用水中盐分分离出来聚集于地表或地表下土层中，当土层中易溶盐的含量大于0.5%时，这种土成为盐渍土。概念一：土层中易溶盐的含量大于0.5%时，这种土一般可称为盐渍土。概念二：新疆地方规范规定：在公路工程中，地表面以下1米内易溶盐（绿化钠、硫酸钠、硫酸镁；中溶盐：硫酸钙；难溶盐：碳酸钙）含量平均大于0.3%的土为盐渍土。

2.盐渍土的形成条件

1）.地下水的矿化度较高，有充分盐分的来源。

2).地下水埋藏较浅，毛细作用能达到地表或接近地表，有被蒸发作用影响的可能。

3).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。3.盐渍土的盐渍程度分类

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0.3～10.3～0.52～50.5～1.5中盐渍土1～50.5～25～81.5～3强盐渍土5～82～58～103～6过盐渍土>8>5>10>64.盐渍土的不良工程性质

1).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。

2).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。

3).盐渍土的力学性质：盐渍土的强度与土的含水量关系密切，含水量较低且含盐量较高时，土的强度就较高，反之较低

4).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

5).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。

附：1.盐渍土的物理性质

1）.盐渍土的含水量

盐渍土中含有大量的易溶盐。在自然条件下部分溶解在土中的水份里，当含盐量超过饱和浓度时，多余部分盐则以固体形态存在于土中，溶解在水份里的盐并不能协同土颗粒起骨架作用。而现在的含水量测定方法（烘干法）把土中含盐的“水溶液”，当作纯水考虑，这就使土中的“固相”增加，“液相”减少，根据土的三相图求得的计算指标与实际有出入，如干密度偏大，饱和度偏小等。在目前尚无新的测试方法的情况下，铁道部第一勘测设计院建议将氯盐渍土的实测含水量折算为“含液量”来考虑。所谓“含液量”是指图中的水溶液质量与土和固体盐的质量比。

2）.氯盐渍土的可塑性

研究资料表明,液、塑限随含盐量的增加而降低，有色西安勘察院对察尔汗盐湖区的氯盐渍土进行试验时，土的可溶盐含量为6%-10%,进行了洗盐（自来水和蒸馏水各洗三遍）及未洗盐的可塑性试验，发现未洗盐的土其液限含水量平均值比洗盐后的土小2%-3%,塑限含水量小1%-2%。另外人工配置的含盐量的试验也表明含盐量越大，土的可塑性越

3).硫酸盐渍土的膨胀性

硫酸盐渍土的膨胀性（又称盐胀）是硫酸盐渍土一项重要的工程性质，硫酸盐沉淀结晶时，体积增大，脱水时体积缩小，致使原有土体结构破坏而疏松。土中硫酸钠含量、温度变化以及含水量及密度等是影响硫酸盐渍土的膨胀变形的主要因素。a）含水量水是硫酸钠结晶膨胀的首要条件，无水或过饱和的硫酸钠在低温条件下转变为晶体硫酸钠时需要10个水分子，所需的水分约为自身重量的1.3倍。在硫酸盐渍土中，肉眼鉴定为较干的土时，往往实测的含水量却比较大，这主要是结晶水被烘干的缘故。所以用烘干法测定硫酸盐渍土的含水量存在一定问题，可用计算方法修正。

b)含盐量

土中硫酸钠含量的多少是决定硫酸盐渍土膨胀程度的主要因素，一般认为含盐量在2%以内时因膨胀带来的危害性较小。试验表明：土中硫酸盐含量小于2%时一般路基完好，高于这个含量膨胀量迅速增加。c)温度

在土中含水量、含盐量等具备膨胀的条件下，温度是促使土体膨胀的决定因素，试验表明，一般在正温150C左右开始有膨胀反映，至负60C冰点附近时膨胀量达到最大值，在这个温度变化相应的范围内，膨胀反映速度最快，一般能完成膨胀量的90%以上，若温度继续下降，膨胀增量也不再明显增加。西北干旱地区昼夜温差大，硫酸盐的体积时而增大，时而缩小。尤其在冬季，由于温度下降幅度较大，土体膨胀破坏也特别厉害。4).碳酸盐对土的膨胀影响碳酸盐中含有大量吸附性阳离子，遇水时便于胶体颗粒相互作用，在胶体颗粒和粘土颗粒周围形成结合水膜，减少了颗粒间的粘聚力，使其互相分离，引起土体膨胀。试验表明，当土中碳酸钠含量超过0.5%时，其膨胀量即显著增大。5).氯盐渍土的吸湿性氯盐渍土内含有较多的一价钠离子，一价钠离子的水解半径大，水化能力强，在其周围可形成较厚的水化薄膜，因此使盐渍土具有较强的吸湿性和饱水性。这种现象也叫“泛潮”。影响吸湿性的因素很多，如降雨、气压、风、温度、湿度等，但主要因素是空气中的相对湿度，据观测一般泛潮时的相对湿度在40%以上。２．盐渍土地基处理方法浸水预溶法、强夯法、浸水预溶＋强夯法、换土垫层法、降低地下水位法、碎石桩法等。盐渍土公路盐胀五.红粘土

1.概念：红粘土是碳酸盐类等岩石在热带、亚热带特定的湿热气候条件下，经历了不同程度的红土化作用而形成的一种含较多粘粒，富含铁铝氧化物胶结的红色粘性土、粉土。

红粘土及次生红粘土广泛分布于我国的云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、丘陵地带顶部和山间盆地、洼地、缓坡及坡脚地段。黔、桂、滇等地古溶蚀地面上堆积的红粘土层，由于基岩起伏变化及风化深度的不同，造成其厚度变化极不均勾．常见为5－8m，最薄为0.5m，最厚为20m。在水平方向常见咫尺之隔，厚度相差达10