土的工程地质性质如残积土坡积土

土工程地质性质一、土成因类型特征依据土地质成因,土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积及冰水沉积土和风积土等类型。一定成因类型土含有一定沉积环境、含有一定土层空间分布规律和一定土类组合、物质组成及结构特征。但同一成因类型土,在沉积形成后,可能遭到不一样自然地质条件和人为原因改变,而含有不一样工程特征。1.残积土形成原因:岩石经风化后未被搬运原岩风化剥蚀后产物,其分布关键受地形控制,如在宽广分水岭地带及平缓山坡,残积土较厚。工程特征:通常呈棱角状,无层理结构,孔隙度大;存在基岩风化层（带）,土成份和结构呈过渡改变。工程地责问题:（1）建筑物地基不均匀沉降,原因土层厚度、组成成份、结构及物理力学性质改变大,均匀性差,孔隙度较大;（2）建筑物沿基岩面或某软弱面滑动等不稳定问题,原因原始地形改变大,岩层风化程度不一。2.坡积土形成原因:经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运,及土粒在重力作用下顺着山坡逐步移动形成堆积物,通常分布在坡腰上或坡脚下,上部与残积土相接。工程特征:具分选现象;下部多为碎石、角砾土;上部多为粘性土;土质（成份、结构）上下不均一,结构疏松,压缩性高,土层厚度改变大。工程地责问题:建筑物不均匀沉降;沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。3.洪积土形成原因:碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成临时性山洪急流挟带在山谷出口处或山前倾斜平原堆积形成洪积土体。山洪携带大量碎屑物质流出沟谷口后,因水流流速骤减而呈扇形沉积体,称洪积扇。工程特征:具分选性;常具不计划交替层理结构,并含有夹层、尖灭或透镜体等结构;近山前洪积土含有较高承载力,压缩性低;远山地带,洪积物颗粒较细、成份较均匀、厚度较大。工程地责问题:洪积土通常可作为良好建筑地基,但应注意中间过渡地带可能地质较差,因为粗碎屑土与细粒粘性土透水性不一样而使地下水溢出地表形成沼泽地带,且存在尖灭或透镜体。4.冲积土形成原因:碎屑物质经河流流水作用搬运到河谷中坡降平缓地段堆积而形成,发育于河谷内及山区外冲积平原中。依据河流冲积物形成条件,可分为河床相、河漫滩相、牛轭湖相及河口三角洲相。工程特征:古河床相土压缩性低,强度较高,而现代河床堆积物密实度较差,透水性强;河漫滩相冲积物含有双层结构,强度很好,但应注意其中软弱土层夹层;牛轭湖相冲积土压缩性很高、承载力很低,不宜作为建筑物天然地基;三角洲沉积物常常是饱和软粘土,承载力低,压缩性高,但三角洲冲积物最上层常形成硬壳层,可作低层或多层建筑物地基。5.湖泊沉积物形成原因:分湖边沉积物和湖心沉积物两类,湖边沉积物由湖浪冲蚀湖岸形成碎屑物质在湖边沉积而形成,近岸带多为粗颗粒卵石、圆砾和砂土,远岸带为细颗粒砂土和粘性土;湖心沉积物由河流和湖流挟带细小悬浮颗粒抵达湖心后沉积形成,关键是粘土和淤泥,常夹有细砂、粉砂薄层。工程特征:湖边沉积物含有显著斜层理结构,近岸带土承载力高,远岸带则差些;湖心沉积物压缩性高,强度很低;若湖泊逐步淤塞,则可演变为沼泽,形成沼泽土,关键由半腐烂植物残体和泥炭组成,含水量极高,承载力极低,通常不宜作天然地基。6.海洋沉积物海洋沉积物可分为以下四类:滨海沉积物:关键由卵石、圆砾和砂等组成,含有基础水平或缓倾层理结构,其承载力较高,但透水性较大。浅海沉积物:关键由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物（硅质和石灰质）组成,有层理结构,较滨海沉积物疏松、含水量高、压缩性大而强度低。陆坡和深海沉积物:关键是有机质软泥,成份均一。海洋沉积物:在海底表层沉积砂砾层很不稳定,伴随海浪不停移动改变,选择海洋平台等构筑物地基时,应慎重对待。7.冰积土和冰水沉积土冰积土和冰水沉积土是分别由冰川和冰川融化冰下水进行搬运堆积而成,其颗粒以巨大块石、碎石、砂、粉土及粘性土混合组成。通常分迭性极差,无层理,但冰水沉积常具斜层理。颗粒呈棱角状,巨大块石上常有冰川擦痕。8.风积土风积土是指在干旱气候条件下,岩石风化碎屑物被风吹扬,搬运一段距离后,在有利条件下堆积起来一类土。颗粒关键由粉粒或砂粒组成,土质均匀,质纯,孔隙大,结构松散。最常见是风成砂及风成黄土,风成黄土含有强湿陷性。

二、.特殊土关键工程性质特殊土是指含有一定分布区域或工程意义上含有特殊成份、状态或结构特征土。中国特殊土不仅类型多,而且分布广,如多种静水环境沉积软土,西北、华北等干旱、半干旱气候区湿陷性黄土,西南亚热带湿热气候区红粘土,南方和中南地域膨胀土,高纬度、高海拔地域多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土等。（1）软土:软土指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限细粒土,包含淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土分布软土在中国沿海地域分布广泛,内陆平原和山区亦有分布。中国东海、黄海、渤海、南海等沿海地域,比如滨海相沉积天津塘沽,浙江温州、宁波等地,以及溺谷相沉积闽江口平原河滩相沉积长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地域。内陆(山区)软土关键位于湖相沉积洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四面和古云梦泽地域边缘地带,以及昆明滇池地域,贵州六盘水地域洪积扇等。（2）湿陷性黄土湿陷性黄土:在上覆土自重压力作用下,或在上覆土自重压力与附加压力共同作用下,受水浸湿后土结构快速破坏而发生显著附加下沉黄土。湿陷性黄土特征和分布黄土是第四纪干旱和半干旱气候条件下形成一个特殊沉积物。颜色多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色;颗粒组成以粉土粒为主,粒度大小较均匀,粘粒含量较少;含碳酸盐、硫酸盐及少许易溶盐;含水量小,;孔隙比大,且含有肉眼可见大孔隙;含有垂直节理,常展现直立天然边坡。黄土按其成因可分为原生黄土和次生黄土。通常认为不具层理风成黄土为原生黄土。原生黄土经过流水冲刷、搬运和重新沉积而形成为次生黄土。次生黄土通常含有层理,并含有砂砾和细砾。中国黄土分布面积约64万km2,其中含有湿陷性约27万km2,分布在北纬33°～47°之间。通常湿陷性黄土大多指新黄土,即晚更新世马兰黄土和全新世次生黄土,它广泛覆盖在老黄土之上河岸阶地,颗粒均匀或较为均匀,结构疏松,大孔发育。黄土湿陷性形成及影响原因（1）黄土湿陷性形成原因内在原因:黄土结构特征及其物质组成。外部条件:水浸润和压力作用。（2）黄土湿陷性影响原因:黄土湿陷性强弱与其微结构特征、颗粒组成、化学成份等原因相关,在同一地域,土湿陷性又与其天然孔隙比和天然含水量相关,并取决于浸水程度和压力大小。中国湿陷性黄土固有特征有:1）黄色、褐黄色、灰黄色;2）粒度成份以粉土颗粒（0.05～0.005mm）为主,约占60％;3）孔隙比e通常在1.0左右,或更大;4）含有较多可溶性盐类,比如:重碳酸盐、硫酸盐、氯化物;5）具垂直节理;6）通常具肉眼可见大孔。湿陷性黄土工程特征: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,但失水收缩交显著;5）透水性较强;6）强度较高,因为压缩中等,抗剪强度较高。（3）红粘土红粘土定义与形成条件红粘土指碳酸盐岩系出露区岩石,经红土化作用形成棕红、褐黄等色高塑性粘土,液限通常大于50%,上硬下软,具显著收缩性,裂隙发育。经再搬运后仍保留红粘土基础特征,液限大于45%小于50%土称为次生红粘土。形成条件:1）气候特点:气候改变大,年降水量大于蒸发量,潮湿气候有利于岩石机械风化和化学风化;2）岩性:关键为碳酸盐类岩石,当岩层褶皱发育、岩石破碎时,更易形成红粘土。红粘土分布规律红粘土关键为残积、坡积类型,也有洪积类型,其分布多在山区或丘陵地带。这种受形成条件所控制土,为一个区域性特殊性土。在中国以贵州、云南、广西分布最为广泛和经典,其次在安徽、川东;粤北、鄂西和湘西也有分布。通常分布在山坡、山麓、盆地或洼地中,其厚度改变与原始地形和下伏基岩面起伏改变亲密相关。红粘土成份特点红粘土粒度成份中,小于0．005mm粘粒含量为60％～80％,其中小于0．002mm胶粒占40％～70％,使红粘土含有高分散性。红粘土矿物成份关键为高岭石、伊利石和绿泥石。红粘土化学成份以SiO2、A12O3和Fe2O3为主,其次为CaO、MgO、K2O和Na2O。粘土矿物含有稳定结晶格架,细粒组结成稳固团粒结构,土体近于两相系且土中水多为结合水。1）红粘土物理力学性质:一是天然含水量、孔隙比、饱和度以及塑性界限（液限和塑限）都很高,但却含有较高力学强度和较低压缩性,二是多种指标改变幅度很大。2）红粘土裂隙性与胀缩性A.裂隙性:处于坚硬和硬塑状态红粘土层,因为胀缩作用形成了大量裂隙,且裂隙发生和发展速度极快,在干旱气候条件下,新挖坡面数日内便可被收缩裂隙切割得支离破碎,使地面水易侵入,土抗剪强度降低,常造成边坡变形和失稳。B.胀缩性:红粘土胀缩性能表现为以缩为主。即在天然状态下膨胀量微小,收缩量较大,经收缩后土试样浸水时,可产生较大膨胀量。3）红粘土中地下水特征红粘土透水性微弱,其中地下水多为裂隙性潜水和上层滞水,它补给起源关键是大气降水,基岩岩溶裂隙水和地表水体,水量通常均很小。在地势低洼地段土层裂隙中或软塑、流塑状态土层中可见土中水,水量不大,且不具统一水位。红粘土层中地下水水质属重碳酸钙型水,对混凝土通常不具腐蚀性。（4）膨胀土膨胀土分布膨胀土是指含有大量强亲水性粘土矿物成份,含有显著吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往复可逆高塑性粘土。膨胀土胀缩性会造成建筑物开裂和损坏,并造成坡地建筑场地坍毁、滑坡、地裂等严重不稳定原因。膨胀土特征（1）土表现场工程地质特征1）地形、地貌特征:膨胀土多分布于Ⅱ级以上河谷阶地或山前丘陵地域,部分处于I级阶地。2）土质特征:颜色呈黄、黄褐、灰白、花斑（杂色）和棕红等色;多为高分散粘土颗粒组成,常有铁锰质及钙质结核等零星包含物;近地表部位常有不规则网状裂隙。膨胀土物理、力学及胀缩性指标1）粘粒含量多达35％～85％。

2）天然含水量靠近或略小于塑限,故通常呈坚硬或硬塑状态。

3）天然孔隙比小,便其天然孔隙比随土体湿度增减而改变,即土体增湿膨胀,孔隙比变大;土体失水收缩,孔隙比变小。

4）自由膨胀量通常超出40％,而各地膨胀土膨胀率、膨胀力和收缩率等指标试验结果差异很大。

5）相关膨胀土强度和压缩性。膨胀土在天然条件下通常处于硬塑或坚硬状态,强度较高,压缩性较低。但会因干缩、裂隙发育及不规则网状与条带状结构等原因,破坏了土体整体性,降低承载力,并可能使土体丧失稳定性。注意不能单纯从“平衡膨胀力”角度,或小块试样强度考虑膨胀土地基整体强度问题。同时,当膨胀土含水量猛烈增大或土原状结构被扰动时,土体强度会骤然降低,压缩性增高。影响膨胀土胀缩变形关键原因及其评价关键内在原因:土粘粒含量和蒙脱石含量、土天然含水量和密实度及结构强度等。关键外部原因:引发地基土含水量猛烈或反复改变多种原因,如气候条件、地形地貌及建筑物地基不一样部位日照、通风及局部渗水影响等。膨胀土建筑场地与地基评价,应依据场地地形地貌条件、膨胀土分布及其胀缩性能、等级地表水和地下水分布、集聚和排泄条件,并按建筑物特点、等级和荷载情况,分析计算膨胀土建筑场地和地基胀缩变形量、强度和稳定性问题,为地基基础、上部结构及其她工程设施设计与施工提供依据。（5）填土填土是一定地质、地貌和社会历史条件下,因为人类活动而堆填土。填土在堆填方法、组成成份、分布特征及其工程性质等方面,表现出一定复杂性。在通常岩土工程勘察与设计工作中,怎样正确评价、利用和处理填土层,将直接影响到基础建设经济效益和环境效益。依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-）,填土可划分为素填土、杂填土、冲填土及压实填土四类。1）素填土由碎石、砂土、粉土或粘性土等一个或多个材料组成填土。素填土作为地基应注意工程地责问题以下:

1）素填土密实度和均匀性;

2）素填土地基不均匀性。2）杂填土杂填土为含有大量杂物填土,如建筑垃圾土、工业废料土、生活垃圾土等。以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为关键成份杂填土,通常不宜作为建筑物地基;对以建筑垃圾或通常工业废料关键组成杂填土,采取合适方法处理后可作为通常建筑物地基。利用杂填土作为地基时应注意工程地责问题以下:1）不均匀性:颗粒成份、密实度和平面分布及厚度不均匀性;2）工程性质随堆填时间而改变;3）结构松散、干或稍湿杂填土通常含有浸水湿陷性;4）含腐殖质及水化物问题。（3）冲填土（吹填土）冲填土由水力冲填泥砂形成沉积土,即在整理和疏浚江河航道时,有计划地用挖泥船,经过泥浆泵将泥砂夹大量水分,吹送至江河两岸而形成一个填