土的工程分类和特殊土的工程地质特征

一：前曰在2013年12月19日的下午，我们在姜开渝老师的带领下，来到了重庆三峡学院百安校区进行了工程地质实习，实习路线从百安校区的山顶到山脚，主要进行了一些特殊土的了解以及边坡结构以及建筑结构等；重庆三峡学院百安校区修建的项目背景是“十五”期间，通过“共建、合作、调整、合并”等措施，我国大规模进行了教育资源的整合，高等教育体制和布局发生了历史性的变革。重庆市高等教育正在由原来的“精英教育”向大众化的高等教育过渡，在校学生规模和高校的整体实力进一步增强。2003年，重庆市委、市政府结合我市实际，制定出台了我市高等教育近期和中长期发展总体规划，重庆市的高等教育又将有一个大的发展，尤其是重庆市大学城的开工建设，为重庆市区高校提供了很大的发展机会。然而，我院校园用地严重不足，已经成为制约学院发展的瓶颈。而从重庆市高校的布局和万州区作为建设百万人口大城市来看，也必然要求在万州建一所实力强、规模较大的普通本科高校。因此，在重庆市教委和万州区政府的领导和支持下，经过充分论证，选定在五桥百安坝征用1710亩作为学院扩建新校区。新校区采取整体规划一步到位、分步实施的原则。新校区建设完成后，原有吊岩坪校区在条件成熟时，拟整体置换。新校区规模为容纳学生20000人，总投资8.2亿元。由于重庆三峡学院百安校区的建设工作还在进行中，由于校区是刚建设不久的，许多设施都保存的完好，以及部分施工痕迹也能被人观察到，使得同学们能够更好的直观的理解。本次实习，主要是了解一些特殊土的工程地质特征以及它们在建筑工程以及边坡工程等工程中的具体应用。以及一些常见的建筑结构，“二力杆”等建造工程中的具体运用，以及岩石等特征，通过本次实习，使我们学会了用理论知识分析实际问题，并用实际问题检验理论标准的理论与实践相结合的方法。二、实习目的了解常见特殊土的工程性质等三、实习内容1、特殊土的工程地质特征一、土的分类（一）按地质成因分类：土按地质成因可分为：残积、坡积、洪积、冲积、冰积、风积等类型。（二）按颗粒级配和塑性指数分类土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。（3）按工程特性分具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土称特殊性土，根据工程特性分为：,湿陷性土J红粘土软土（包括淤泥和淤泥质土）多年冰土膨胀土盐滞土混合土填土污染土(4)根据有机质含量分类分类名称有机物含量(Q)无机土有机质土泥炭质土泥炭QV5%5%WQW10%10%VQW60%Q>60%二、特殊土的工程地质特性特殊土：是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程地质性质也较特殊的土。特殊土的种类甚多，常见的有淤泥类土、膨胀土、红粘土、黄土类土、人工填土等。1、淤泥类土的工程地质特性1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限孔隙比常见值为1.0〜2.0；液限一般为40%〜60%，饱和度一般＞90%，天然含水率多为50〜70%。未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动状态。2、透水性极弱：一般垂直方向地渗透系数较水平方向小些。3、高压缩性：a12一般为0.7〜1.5MpaT，且随天然含水率的增大而增大。4、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关不排水：三轴快剪，8^0;直剪，8=2。〜5°，c=0.02Mpa；在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高而增大，固结快剪的8=10°〜15°，c=0.02Mpa。5、较显著的触变性和蠕变性2、膨胀土的工程地质特性在工程建设中，经常会遇到一种具有特殊变形性质的粘性土，它的体积随含水量地增加而膨胀，随含水量减少而收缩，并且这种作用循环可逆，具有这种膨胀和收缩性地土，即称为膨胀土。膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大：液限为40%〜68%，塑限为17%〜35%，塑性指数为18〜33。膨胀土的饱和度一般较大，常在80%以上，天然含水率较小，17%〜30%。3、红粘土的工程地质特性1、高塑性和分散性液限一般为50〜80%，塑限为30〜60%，塑性指数一般为20〜50。2、高含水率、低密度天然含水率一般为30%〜60%，饱和度＞85%，密实度低，大孔隙明显，孔隙比＞1.0；液性指数一般都小于0.4；坚硬和硬塑状态。3、强度较高，压缩性较低固结快剪值8°〜18°，c值可达0.04〜0.09MPa，多属中压缩性土或低压缩性土，压缩模量5〜15MPa。4、不具湿陷性，但收缩性明显，失水后强烈收缩，原状土体缩率可达25%。红粘土具有这些特殊性质，是与其生成环境及其相应的组成物质有关。（1）沿深度上，随着深度的加大，红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数都有较大的增高，状态由坚硬、硬塑可变为可塑、软塑，而强度则大幅度降低。（2）在水平方向上，由于地形地貌和下伏基岩起伏变化，性质变化也很大，地势较高的，由于排水条件好，天然含水率和压缩性较低，强度较高，而地势较低的则相反。4、湿陷性黄土的工程地质特性黄土在一定压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著附加下沉，导致建筑物破坏，具有特性的黄土，称湿陷性黄土。我国湿陷性黄土的固有特征有：1）黄色、褐黄色、灰黄色；2）粒度成分以粉土颗粒（0.05〜0.005mm）为主，约占60%；3）孔隙比e一般在1.0左右，或更大；4）含有较多的可溶性盐类，例如：重碳酸盐、硫酸盐、氯化物；5）具垂直节理；6）一般具肉眼可见的大孔。其工程特征：1）塑性较弱；2）含水较少；3）压实程度很差，孔隙较大；4）抗水性弱，遇水强烈崩解，膨胀量较小，但失水收缩交明显；5）透水性较强；6）强度较高，因为压缩中等，抗剪强度较高。5、人工填土的工程地质特征人工填土是一种特殊性土。它是由于人类活动任意堆填而成的土。在我国大多数古老城市的地表面，普遍覆盖一层人工杂土堆积层。这种填土无论其物质组成，分布特征和工程性质均相当复杂，且具有地区性特点。人工填土的工程性质与天然沉积土比较起来有很大不同。性质很不均匀，分布和厚度变化上缺乏规律性；物质成分异常复杂。有天然土颗粒，有砖瓦碎片和石块，以及人类活动和生产所抛弃的各种垃圾；是一种欠压密土，一般具有较高的压缩性，孔隙比很大。往往具有浸水湿陷性。根据其成分和成因，将人工填土分为三类：1、素填土：由碎石、砂土、粘性土等组成的填土。根据孔隙比指标判定其类型。1）粘性老素填土：堆积年限在10年以上，或孔隙比＜1.10；2）非粘性老素填土：堆积年限在5年以上，或孔隙比＜1.10；3）新素填土：堆积年限少于上述年限或指标不满足上列数据的素填土。2、杂填土：含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。3、冲填土：由水力充填泥沙形成的填土。含大量水，比自然沉积的饱和土强度低，压缩性高，常呈流塑状态，扰动易发生触变现象。此外，还有冻土、盐滞土等等。2、新校区地理选址的综合评价新校区选址万州五桥百安坝。五桥百安坝是万州百万人口大城市的“八大组团”之一，是集行政、商贸、教育、卫生、居住和绿色农业生态园区为一体的主城区。在自然地理条件上，地质结构稳定，无地质灾害隐患，地势较为平缓，上下两个平台视野开阔，适合修建各种教学用房大型建筑。上平台约400亩，下平台约1300亩，东西长约1800米，南北宽约1000米。北可俯瞰五桥主城区，南以“人老壳石”岩为界，可眺望五十公里以外的丘陵地带，西可望滚滚长江，东邻魏家岩为界，魏家岩以东约有5平方公里的农业生态园区和城市规划发展预留地。新校区内东西向有一个不太明显的弧型山脉——魏家岩。该地段地质结构为万县向斜、北东褶皱、南东移、砂石五类（长石石英砂岩），产状156、基岩局部裸露，覆压层0.5—2米，基础建设工程量小，建设所需石材可以就地取材，可节约大量建设成本；在市政基础设施上，水、电、气、交通和通讯管线等已基本配套到位；在周边有三峡医专（筹）、万州体校、万州职教中心、万州中学、五桥职中、五桥移民小学等众多学校以及中心医院、青少年文化宫等卫生、文化服务单位；在长远发展上，东接万州区城市规划大学园区预留2平方公里的发展