软土及其工程性质说课材料

软土及其工程性质软土(SoftClay)的概念

《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》中判别标准：特征指标名称天然含水量（%）天然孔隙比十字板剪切强度（kPa）指标值≥35（或液限）≥1.0<35淤泥、淤泥质土的概念

在静水或缓慢的流水环境中沉积，经物理

化学和生物化学作用形成的，未固结的软弱细粒或极细粒土。属现代新近沉积物。淤泥按粒度组成可以是粉土质的或粘土质的，细砂质或极细砂质的极少。海滨淤泥的粘土矿物以伊利石和蒙脱石为主，淡水淤泥则是以伊利石和高岭石为主。淤泥含有较多的(2～3％)和多的(10～12％)有机质，其含量随深度而减少。淤泥的主要特性是：天然含水率高于液限，孔隙比多大于1.0；干密度小,只有0.8～0.9克／立方厘米;压缩性特别高,压力自9.8×10帕增加到19.6×10帕时，压缩系数为a1-2>0.05，压力自9.8×10帕增加到29.4×10帕时压缩系数a1-3>0.1;强度极低，常处于流动状态，视为软弱地基。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1～1.5）。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梁，沉降缝等结构措施，以保证建筑物的稳定安全。泥炭、泥炭质土的概念

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。经过地质过程而硬化成岩，便是褐煤。

泥炭是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苔（PeatMoss）或泥碳藓（Sphagnum），但除此以外其他的有机物质例如死去的沼泽植物乃至于动物与昆虫的尸体，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，由于潮湿与偏酸性的环境，而无法完全腐败分解，因而形成所谓的泥炭层。泥炭呈块体，含水量一般为80～90%，泥炭的比重一般为1.20～1.60，中国泥炭的发热量，多数为9.50～15.0兆焦/千克。泥炭质地松软，容易燃烧。泥炭在自然状态下，组成物质横跨液相、气相和固相三种状态。其中固相物质的部分，主要包含有机物质和矿物质两部分。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东海、黄海、渤海、南海等，如上海、天津、宁波、温州等内陆软土长江中下游、淮河平原、松辽平原等，洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周等山区软土昆明的滇池地区、贵州六盘水地区等软土的层理构造：二元结构1、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1～3m的硬壳层，其下为5～30m的饱和软土（上海市一般为20～45m）。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海陆别典型地区沉积相土层埋深物理性质指标（平均值）天然含水量容重孔隙比饱和度液限塑限塑限指数液限指数有机质含量m％g/cm3

％％％

％北部地区沿海天津塘沽、连云港、大连等

滨海0～34451.781.23934222191.257.5三角洲5～9401.791.11973519161.35

中部地区沿海温州湾、宁波、舟山滨海2～32521.711.4198462424

温州、宁波地区泻湖1～35511.671.61984725241.346.5福州、泉州溺谷1~25581.631.74955231261.911长江下游（上海）三角洲2～19431.761.24984023171.11

内陆昆明的滇池高原湖泊

771.541.93

70

281.2818.4洞庭湖、洪泽湖、太湖等平原湖泊

471.741.31

432319

9.9长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等河漫滩

471.751.22

39

171.44

南方地区沿海湛江、香港、厦门滨海0～9611.631.65955327261.94

珠江下游（广州）三角洲1～10

1.581.67

543724

软土的工程性质2、压缩系数高3、渗透系数小透水性弱，垂向渗透系数在量级。1、抗剪强度低：不排水抗剪强度均在5~20kPa，一般低于20kPa。软土的工程性质4、灵敏度高触变性：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。触变性用灵敏度表示。软土一般，，甚至达8~10或更大。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。1927年，昆士兰大学的ThomasParnell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JohnMainstone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：1.0~1.9，

饱和度：大于95%，

塑性指数：13~20，

天然容重：15~19kN/m3,

抗剪强度：10~30kPa，

压缩系数：0.5~2.0MPa-1，

渗透系数：1×10-3~1×10-7㎝/s，

固结系数：（0.1~1.0）×10-3㎝2/s，

灵敏度：4~8。2.具有一定的结构性