第四章第5节-特殊土工程特性

CollegeofCivilEngineering第四章土的工程性质及分类第五节：特殊土的工程特性定义：在干旱气候条件下形成的一种淡黄色或褐黄色的特殊土。2.成因和分布：沙漠下风处，即秦岭以北11个省市，面积64万平方公里。主要在甘肃中部和东部、宁夏南部、陕西北部、山西北部，共41.2万平方公里，厚100－200m。

一.黄土3.特征：（1）颗粒粒度：以粉砂为主，占60~70％，其次为粘土。（2）易溶盐含量高，碳酸盐类占10~30％，其次为氯化物和硫化物。（3）质地均一，结构松散，孔隙大，孔隙度为33~64％。（4）垂直节理发育。（5）具湿陷性。黄土地貌4.分类：（1）按成因分类（2）按形成年代分类（3）按湿陷性分类5.主要工程地质问题（1）黄土的湿陷性：地表局部汇水溶解潜蚀碟形洼地（2）黄土陷穴：地下水潜蚀地下洞穴塌陷（形成于地下水水力梯度大的地方）。庆阳县西南老公路边大陷坑

309国道K2115+100路基陷穴

黄土洞穴对路基、路面的破坏：庆西K13+900路肩暗穴塌陷

312国道K1973+530塌陷

吴旗—志丹S303省道边陷穴对路基的侵蚀312国道1973+900路面拉裂

312国道K1970+650段309国道K1788+500处公路路面沉降黄土洞穴对路堤边坡的破坏：312国道路堤边坡陷穴导致路堤失稳后引起路基破坏（定西大山川）

排水槽前端跌穴对路堤边坡的破坏（蓝色虚线为迭穴后退可能造成的破坏）

宁夏S101省道K321+630陷穴造成老公路（下部平台）毁坏

312国道K1928+660跌穴造成排水槽断裂悬空312国道K1925+240跌穴造成排水槽断裂悬空

高填方路段的边沟断裂引起路堑沉陷

312国道见到的因暗穴和陷穴造成的边沟沉陷和断裂312国道K1973+820处由于黄土暗穴及雨水作用造成排水渠毁坏

甘肃合水—西峰公路K32边沟断裂后使路肩塌陷黄土洞穴对排水设施及其它附属设施的破坏6.湿陷性黄土的土质改良

(1)重锤表层夯实：一般采用2.5～3.0t的重锤，落距4.0～4.5m，可消除地下1.2～1.75m黄土层的湿陷性。

(2)强夯：一般采用8～40t的重锤（最重达200t），落距10～20（最大达40m)的高度自由下落，击实土层。

(3)土垫层：先将处理范围内的黄土挖出，然后用素土或灰土在最佳含水量下回填夯实。可消除地表下1～3m的黄土层的湿陷性。(4)挤密桩：先在土内成孔，然后在孔中分层填入素土或灰土并夯实。在成孔和填土夯实过程中，桩周的土被挤压密实，从而消除湿陷性。

(5)化学灌浆加固：通过注浆管，将化学浆液注入土层中，使溶液本身起化学反应，或溶液与土体起化学反应，生成凝胶物质或结晶物质，将土胶结成整体，从而消除湿陷性。定义：由强亲水粘土矿物组成的，具有膨胀结构，以及强胀缩性，多裂隙性，强度衰减性的高塑性粘土。2.成因和分布：风化的粘土矿物被流水带到东南部河流中下游沉积。当为蒙脱石、伊犁石时为膨胀土。主要分布在太行山——秦岭——四川盆地西缘——云南下关这一线的东南边。二.膨胀土3.特征：（1）颗粒粒度：以粘土矿物为主，占35~50％以上，其次为粉砂。（2）矿物成分：以蒙脱石、伊犁石为主。（3）具膨胀结构：（4）强烈胀缩性：4.主要工程地质问题⑴膨胀：边坡及洞室鼓胀。边坡滑塌（吸水后粘聚力为O，内摩擦角只有几度）⑵降度降低:地基下沉和侧鼓，并产生不均匀沉降基床翻浆泥⑶收缩:

边坡开裂、地基沉降量大。5.膨胀土防治

(1)地基防治:防水保湿地基土质改良防止水进入天沟、侧沟、吊沟、盲沟地表隔水层防止水流失：水平和垂直隔水层，合理绿化。（距建筑物15m远）换填土灌石灰水形成Ca(oH)2吸收周围水分子形成Caco3胶结土壤

地表防护：排水沟坡面加固：植被护坡⑵边坡防治：骨架护坡：片石护坡、拱形护坡支挡措施：抗滑桩、挡墙

⑶

加大基础埋深:增大基础侧面摩擦力，或增加附加压力克服土的膨胀。定义：天然含水量大、压缩性高、承载力低，抗剪强度差的软塑——流塑状粘性土。（如淤泥、淤泥质土）。2.成因和分布：河流入海口、湖沼洼地等静水或缓慢流水下沉积，并经生物化学作用而成。主要分布在长江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖、洪泽湖、太湖、湖、滇池、牛轭湖、沼泽等地。三.软土3.特征：（1）颗粒粒度以粘土为主，可达60－70％，其次为粉砂。（2）矿物成分以伊犁石为主，有机质可达8－9％。（3）具典型的蜂窝状结构，孔隙度在50－65％之间。（4）具层理性。4.主要工程地质问题（1）承载力低,一般容许承载力为0.1MPa，有时甚致低于0.04MPa。（2）压缩性高、沉降量大、固结慢。（3）触变性。（4）流变性。5.软土的防治

⑴

排水砂井：Φ=0.4~2.0m，灌入中、粗砂。

⑵

砂垫层；

⑶

抛石挤淤和爆破排淤。

⑷

生石灰桩吸水散热→桩周温度升高，使软土脱水

⑸

强夯：锤重10~20t，升高10~40m，自由下落，靠冲击力使软土迅速排水，加固深度达11~12m。

⑹旋喷桩：水泥砂浆化学浆液

⑺换填土；

⑻软沉井；

⑼堆截顶压。定义：温度低于0℃，并含有冰的特殊土。（一）季节性冻土

1.定义：冬季冻结，夏季全部融化的特殊土。

2.成因和分布：高纬度冻土。——长江以北。

3.主要工程地质问题:冻胀融沉性。四.冻土（二）多年冻土

1.定义：冻结状态持续三年以上，甚致百年不化的冻土。

2.成因和分布：3.主要特征：（1）组成：岩土颗粒、水。（2）结构：

（3）构造:

4.主要工程地质问题

因冻胀融沉造成地表水地下水：盲沟5.冻土防治

⑴

排水

路堤底部铺设:草皮、泥炭、苔藓、炉渣、