10特殊岩土体地质

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 特殊岩土体地质,考试大纲,熟练掌握岩溶地貌特征、岩溶发育规律和控制因素、岩溶水文地质的调查方法。,掌握岩溶渗漏可能性的宏观判别、渗漏量估算方法。,了解岩溶防渗、加固处理措施。,1,第九章 特殊岩土体地质,考试大纲,熟练掌握软（岩）土、湿陷性土、膨胀（岩）土、分散性土、红粘土、填土、盐渍土及冻土等特殊岩土的定义、特性指标、判别方法及工程地质特性。,掌握水利水电工程中特殊岩土的试验研究内容及评价方法。,了解特殊岩土常用的处理措施及适用条件。,2,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶发育规律和控制因素,1、岩石（体）的可溶性、透水性和水的溶蚀能力、流动性是,岩溶发育的基本条件,2、岩溶发育的影响因素：地层岩性、地质构造、气候条件、地下水的补给排泄条件,3,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶地貌特征与岩溶形态类型,1、岩溶地区具有特殊的地貌特征，如浑圆的溶丘、封闭的洼地，神奇的峰林和洞穴，伏流、暗河和岩溶大泉、深切岩溶峡谷等地貌景观；,2、主要的地表岩溶形态有岩芽、石林、溶隙、溶洞、溶蚀准平原、溶槽、溶蚀洼地、溶蚀槽谷、溶蚀平原、溶碟、漏斗、溶蚀谷地、峰丛、峰林、落水洞、竖井、干谷、盲谷、孤峰；,3、主要的地下岩溶形态有溶孔、落井、溶潭、伏流、溶穴、溶泉、天窗、暗河、溶洞 。,4,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶发育的基本规律,1、对可溶岩体，岩溶发育具有明显的分选性。厚层、质纯、粒粗的石灰岩中，岩溶发育强烈，洞体规模大；随组分中杂质（硅铝等）含量增加、岩层变薄，结构致密而发育程度渐弱，规模渐小。,2、岩体中各类结构面是岩溶水流动的集中通道，有利岩溶发育。地质构造线往往控制岩溶发育的延伸方向。,3、河流水系是岩溶水的排泄基准面。,5,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶发育的基本规律,4、水平状洞穴系统在竖向分布上具有成层性，某一高程水平的洞穴与既定的排水基准相适应，两者高程相当，水平洞穴是这一基准面岩溶水长期作用的结果，地壳或基准面升降，也可以出现数级水平洞穴，其发育程度及规模与地壳、基准面相对稳定时间有关。,5、向深处，岩溶发育程度与规模有减弱、渐小的趋势。,6,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶水文地质结构及岩溶水文地质单元,1、岩溶水文地质结构,背斜型、向斜型和单斜型及水平型等。,2、岩溶水文地质单元,相应的划分为背斜分流型、向斜汇流型、单斜顺层型和水平层流型。,7,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶水文地质的调查方法,1、岩溶水文地质测绘：重点调查岩溶水文地质方面的内容，如以岩溶层组、岩溶层、隔水层等划分地层单元，查明岩溶渗漏区的岩溶水文地质结构。,2、水文地质钻探是确定河间地块、河弯地块及两岸地下水位、地下水分水岭的重要手段。利用钻孔进行水文地质试验（抽水或压水）、连通试验、取水样分析、水温测量，并留作地下水动态长期观测等。对于揭穿有隔水层分隔的两个岩溶含水层，应进行分层观测水位。钻孔深度应穿过岩溶强烈发育带，可能严重渗漏层组内的钻孔不应少于2个。,8,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶水文地质的调查方法,3、硐探主要用于岩溶洞穴追索，了解洞穴的规模，延伸方向，充填情况等，也可用于地下暗河的追索，了解岩溶系统的延伸方向，补给情况，水源点高程等。,4、地球物理勘探主要的方法有地震法、声波法、电磁波法、电磁测深、电法、地质雷达等，可用于确定岩溶含水层的地下水位、流向、岩溶发育情况，岩溶的规模和延伸方向等。,9,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶水动态研究,1、观测网布置：岩溶区选择地下水露头点进行地下水动态观测。对部分重要的和具有代表性的钻孔、井、泉、地下暗河出口和地下暗河天窗做为固定观测点，进行定期观测。,2、长期观测钻孔应分层安装观测管，观测,各含水层,的地下水动态变化规律。,3、观测项目主要有水位、水温、水质（水的化学成分包括二氧化碳的含量）和水的颜色、气味等。,10,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,岩溶水动态研究,4、观测时间间隔视各地区的具体条件，具体项目和要求确定，一般每14周观测一次。第一个水文年观测应加密，以后可以适当延长时间间隔；洪水季节水位变动较大时，应加密观测次数，其它季节可以适当减少。洪水期，暴雨之后，应加密观测，至少每天观测一次，直至恢复正常变化为止。,5、观测资料整理：除记录外还应提供下列分析图件：各时期各含水层的地下水等水位线图；各观测点地下水位变化过程曲线图；地下水位、水量、水温、水质变化与水文、气象因素变化关系曲线图。,11,第九章 特殊岩土体地质,岩溶地质,连通试验,1、连通试验是岩溶勘察研究中常用的重要手段，主要用来判断岩溶地下通道的连通情况，确定各岩溶洞穴、水点之间的水力联系；确定岩溶地下水的补、排关系，运行方向及流速；论证隔水层或相对隔水层的可靠性。,2、连通试验主要的方法有水位传递法和示踪剂法两种。水位传递法主要利用抽水、压水、放水、闸水、灌水等手段抬高或降低地下水位，观测有关点的水位水量的变化，以判断相互连通关系。,示踪剂法,采用向流动水流投入示踪剂，通过观测其流经点和流出点来判断洞穴之间的连通情况和流向流速等。,12,第九章 特殊岩土体地质,软土,一、软（岩）土的定义,天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。,软土的工程性质：触变性、流变性、不均匀性、低强度、低透水性、高压缩性。,13,第九章 特殊岩土体地质,软土,二、软土的工程性质,1、触变性：当受到振动时，软土的结构连接被破坏，强度随之降低或变成稀释状态，这就是触变性，其大小常用灵敏度St来表示，软土的St一般在36之间。,2、流变性：在剪应力作用下，土体会发生缓慢而长期的剪切变形。,3、高压缩性：a,1-2,0.5Mpa,-1,，大部分压缩变形发生在垂直压力为100kPa左右。,14,第九章 特殊岩土体地质,软土,4、低强度：不排水抗剪强度小于30kPa。,5、低透水性：垂向渗透系数在i（10,-6,10,-8,）cm/s之间，对排水固结不利。,6、不均匀性：软土中常夹有厚薄不等的粉土、粉砂、细砂等，在水平和垂直向分布有差异。,15,第九章 特殊岩土体地质,软土,三、软土的试验要求,1、根据建筑物荷重和上覆土自重压力确定固结试验最后一级压力。,2、固结系数v、前期固结压力c试验的最后一级荷载、加荷级数及稳定标准，应按土的特性、上覆压力和建筑物的性质确定。固结系数的测定一般包括垂向和水平向，压力范围可采用在自重压力至自重压力与附加压力之和的压力范围内选定。,16,第九章 特殊岩土体地质,软土,3、软土的静弹性模量可用应力控制式三轴剪力仪，在围压固结条件下，采用垂向反复加、卸荷法确定。,4、软土的剪切试验应按地基应力状态的变化，加荷、卸荷速度，排水条件等选用合适的方法。,当土体加荷或卸荷速率超过土中孔隙水压力消散的速度时，宜采用自重压力预固结的不固结不排水三轴压缩试验或快剪试验；当土体排水速度快且施工过程较慢时，宜采用固结不排水三轴压缩试验或,17,第九章 特殊岩土体地质,软土,固结快剪；对土体可能发生较大应变的工程，应测定残余抗剪强度。,5、土压力计算所需的抗剪强度参数，应区别总应力强度和有效应力强度参数，后者可用固结不排水剪测孔隙水压力试验（C,U,）求得。,18,第九章 特殊岩土体地质,软土,软土的工程地质评价,1、地基的稳定性,2、持力层的选择：分析评价软土地基的均匀性，选择适宜的持力层。,3、地基强度：软土地基承载力，不宜采用单一的方法计算确定，应采用原位测试、理论计算及地区建筑经验相结合的综合分析的方法确定。当地基沉降计算范围内有软弱下卧层时，应验算下卧层的强度。,4、地基变形：地基的沉降量一般用分层总和法计算，也可考虑土的固结应力历史的沉降计算法。,19,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,一、基本概念,黄土,是干旱、半干旱气候条件下形成的，颜色以黄色为主，色调有深浅差异，颗粒组成以粉粒为主，级配均匀，具有大孔隙，富含碳酸盐的第四纪粘性土。,黄土的成因多种多样，即有风积，也有冲积、洪积。一般将风成黄土称为,原生黄土,，原生黄土无层理；原生黄土经流水冲刷、搬运、再沉积形成,次生黄土,，次生黄土具层理，常含有砂、砾等。,20,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,天然黄土在一定压力作用下，被水浸湿后土结构受到破坏而发生下沉的现象，称为,湿陷性,。,具有这种性质的黄土叫做,湿陷性黄土,；,不具备这种性质的黄土称为,非湿陷性黄土,。,21,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,二、黄土的湿陷机理,黄土是在干旱和半干旱条件下形成的，在干燥少雨的条件下，由于蒸发量大，水份不断减少，盐类析出，胶体凝结，产生了加固粘聚力，在土湿度不很大的情况下，上覆土层不足以克服土中形成的加固粘聚力，因而形成欠压密状态，一旦受水浸湿，加固粘聚力消失，就产生湿陷。,22,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,三、湿陷性黄土的物理力学性质,1、颗粒组成均一，粉粒占绝对优势，粘粒含量较低；,2、天然含水率一般较低；,3、孔隙比较大，一般在0.851.24之间，大多数在1.01.1之间，随深度增大而减小。,4、液限：一般当液限小于30%时，湿陷性较强；当液限大于30%时，湿陷性较弱。,5、抗剪强度，常见的黄土的粘聚力1225KPa，内摩擦角1525。,6、湿陷性黄土的压缩系数介于0.11.0MPa,-1,之间，除土的天然含水率的影响外，地质年代是一个重要因素。,23,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,四、湿陷性黄土勘察的特殊要求,1、试样必须保持其,天然湿度、密度和结构,。取样勘探点中，必须有足够数量的探井，其数量应为总量的1/31/2。,2、勘探点深度应大于压缩层深度，并应符合下列规定：,对非自重湿陷性黄土场地，还应大于基础底面下10m。,对自重湿陷性黄土场地，对陇西、陇东陕北晋西地区，应大于基础底面下15m；其他地区大于基础底面下10m。,24,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,五、湿陷性黄土试验,1、室内压缩试验,测定黄土的湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力。,测定湿陷系数的压力，应自基础底面（初步勘察时，自地面下1.5m）算起，10m以内应用200kPa，10m以下至非湿陷土层顶面，应用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa时，仍应用300kPa）。,25,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,对于压缩性较高的新近堆积黄土，基底以下5m以内时，试验压力宜应用100150kPa；510m和10m以下至非湿陷性黄土层顶面，应分别用200kPa和上覆土的饱和自重压力。,a.湿陷系数,s,应按下式计算：,s,= （,hp,hp,）/,h,0,式中：,hp,保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力下，下沉稳定后的高度（,cm,）；,26,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,hp,上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度（,cm,）；,h,0,土样的原始高度（,cm,）。,b.当采用,上覆土的饱和自重压力作为试验压力时，用上式计算出的是自重湿陷系数zs,。,c.,通过单线法压缩试验或双单线法压缩试验测定黄土的湿陷起始压力。,27,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,2、现场静载荷试验,现场测定黄土湿陷起始压力。,单线法和双线法。,3、现场试坑浸水试验,对重要建筑物或有特别要求的建筑物，通过试坑浸水试验实测自重湿陷量。,28,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,六、自重湿陷量计算,1、计算公式,式中,zsi,第,i,层土的自重湿陷系数；,h,i,第,i,层土的厚度（,cm,）；,0,因土质地区而异的修正系数，在缺乏实测资料时，可按下列规定取值：,1,）陇西地区可取,1.5,；,2,）陇东陕北晋西地区可取,1.2,；,29,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,3,）关中地区可取,0.9,；,4,）其他地区可取,0.5,。,2、,计算自重湿陷量,zs,，应自天然地面算起（当挖、填方的厚度和面积较大时，应自设计地面算起），至其下非湿陷性黄土层的顶面为止，其中自重湿陷系数,zs,小于,0.015,的土层不累计。,30,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,七、总湿陷量计算,1、计算公式,式中,si,第,i,层土的湿陷系数；,h,i,第,i,层土的厚度（,cm,）；,考虑基底下地基土的受水浸湿可能性和侧向挤出等因素的修正系数，在缺乏实测资料时，可按下列规定取值：,31,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,1,）基底下,05m,深度内，取,1.5,；,2,）基底下,510m,深度内，取,1.0,；,3,）基底下,10m,以下至非湿陷性黄土层顶面，在自重湿陷性黄土场地，可取工程所在地区的,0,值。,2、总湿陷量的计算深度，应自基础底面（如基底标高不确定初步勘察时，自地面下,1.5m,）算起。在非自重湿陷黄土场地，累计至基底下,10m,（或地基压缩层）深度止；在自重湿陷性黄土场地，累计至非湿陷性土层的顶面止。其中湿陷系数,s,（,10m,以下为,zs,）小于,0.015,的土层不累计。,32,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,八、湿陷性判别,1、湿陷性判别初判与复判。,2、初判主要是根据黄土的年代、在剖面图上的位置、土层结构等进行湿陷性判别。属初步判别，定性判别。,3、复判，属进一步判别，定量判别。内容包括：黄土的湿陷性质、建筑物场地的湿陷类型、黄土地基的湿陷量和湿陷等级等。,33,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,九、黄土湿陷性初判(GB50287),1、早更新世,Q,1,黄土不具有湿陷性；中更新世,Q,2,1,黄土不具有湿陷性；中更新世,Q,2,2,顶部部分黄土具有湿陷性；上更新世,Q,3,与全新世,Q,4,黄土具有湿陷性；,2、在完整的黄土地层剖面中，自地表向下依次第一层黄土，宜判为中等湿陷性；第二层黄土宜判为轻微湿陷性；第三层及以下各层黄土可判为无湿陷性。自地表向下第一层、第二层所夹的古土壤层宜判为轻微湿陷性，其余层次黄土所夹的古土壤层宜判为无湿陷性。,34,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,3、凡潜水位以下的饱和黄土，宜判为无湿陷性。黄土的天然含水量超过塑性界限含水量时，宜判为轻微湿陷性或无湿陷性黄土。,4、较新的风积黄土和坡积黄土宜判为中等或严重湿陷性，且湿陷量很大。年代较新的冲积黄土，且下伏有厚层砂卵石层的冲积黄土宜判为严重湿陷性。,35,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,十、黄土湿陷性复判,1、黄土湿陷性判别,当s0.015时，为湿陷性黄土；,当s 0.015时，为非湿陷性黄土。,2、黄土湿陷程度判别,当0.015,s,0.03,时，湿陷性轻微；,当0.03,0.07时，湿陷性强烈。,36,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,3、场地湿陷类型判别,根据自重湿陷量zs判定黄土自重湿陷性。,当zs7cm时，为非自重湿陷性黄土；,当zs7cm时，为自重湿陷性黄土。,4、湿陷等级判定,根据总湿陷量（s）判定黄土地基的湿陷等级，见下表。,37,第九章 特殊岩土体地质,湿陷性黄土,湿陷性黄土湿陷等级,湿陷类型,非自重湿陷性场地,自重湿陷性场地,计算自重湿陷量,（,mm,）,zs,70,70350,总湿,陷量,s,(mm),s,300,（轻微）,（中等）,300700,（中等）,（严重）,（很严重）,注：当总湿陷量计算值,s,600mm,，自重湿陷量计算值,zs,300mm,时，可判为级，其它情况可判为级。,38,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,一、膨胀（岩）土的定义,含有大量亲水矿物，湿度变化时有较大体积变化，变形受约束时产生较大内应力的岩土，为膨胀岩土。其特点是在环境湿度变化影响下可产生强烈的胀缩变形。,39,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,二、膨胀土的特征,1、野外特征,多分布在二级及二级以上阶地与山前丘陵地区，个别分布在一级阶地上，呈龙岗、丘陵与浅而宽的沟谷，地形坡度平缓，一般小于12度，无明显的自然陡坎。在流水冲刷作用下，水沟水渠常易崩塌、滑动而淤塞。,40,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,2、结构特征,膨胀土多呈坚硬半坚硬状态，结构致密，成棱形土块者常具有胀缩性，棱形土块越小，胀缩性越强。土内分布有裂隙，斜交剪切裂隙越发育，胀缩性越严重。另外，膨胀土多由细腻的胶体颗粒组成，断口光滑，土内常包含钙质结核和铁锰结核，呈零星分布，有时富集成层。,41,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,3、地表特征,分布在沟谷头部、库岸和开挖边坡上的膨胀土常易出现浅层滑坡，新开挖的边坡，旱季常出现剥落，雨季则出现表面滑塌。有时，在旱季出现长可达数十米至近百米、深数米的地裂，雨季闭合。,4、地下水特征,膨胀土地区多为上层滞水或裂隙水，无统一地下水位，随着季节水位变化，常引起地基的不均匀胀缩变形。,42,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,三、膨胀土的工程地质特性,1、膨胀土的化学成份以SiO,2,、AL,2,O,3,、Fe,2,O,3,为主；,2、矿物成份主要是蒙脱石和伊利石等次生粘土矿物。,3、膨胀土的物理力学性质指标是判定膨胀土的重要依据之一。具有如下特点：,（1）土的天然孔隙比变化范围在0.50.8之间；,（2）塑性指数大于17，多数在2235之间；,（3）液性指数小，在天然状态下呈坚硬或硬塑状态；,43,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,（4）粘粒含量高，粒径0.002mm的超过20%；,（5）自由膨胀率一般超过40%，最高的大于70%；,（6）缩限一般大于12%，但红粘土类型的膨胀土缩限偏大；,（7）土的压缩性小，多属低压缩性土；,（8）c、值浸水前后相差大，尤其是c值可下降23倍。,44,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,四、膨胀土的指标与试验,1、自由膨胀率,自由膨胀率是指用人工制备的烘干土，在纯水中膨胀稳定后的体积增量与原体积之比。,式中,ef,自由膨胀率（,%,）；,V,w,土样在水中膨胀稳定后的体积（,ml,）；,V,0,土样初始体积(,ml),。,45,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,2、膨胀率,膨胀率试验分为有荷载膨胀率试验和无荷载膨胀率试验。有荷载膨胀率是指试样在特定荷载及有侧限条件下浸水膨胀稳定后试样增加的高度与试样原始高度之比。无荷载膨胀率是指试样在无荷载及有侧限条件下浸水后的膨胀量与试样原始高度之比。,46,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,（1）有荷载膨胀率计算公式：,式中:,ep,某荷载下的膨胀率（,%,）；,Z,p,某荷载下膨胀稳定后的量表读数（,mm,）；,Z,o,加荷前量表读数（,mm,）；,某荷载下的仪器压缩变形量（,mm,）；,h,o,试样的初始高度。,47,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,（2）,无荷载膨胀率计算公式：,式中:,e,某荷载下的膨胀率（,%,）；,Z,t,某荷载下膨胀稳定后的量表读数（,mm,）；,48,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,3、膨胀力,膨胀力是指土体吸水膨胀时产生的内应力，通常采用平衡法测定。当试样浸水膨胀，立即施加平衡荷重，保持试样体积不变，根据施加的最大平衡荷重计算膨胀力：,49,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,式中,：,p,e,膨胀力（,kPa,）；,W,施加在试样上的总平衡荷重（,N,）；,k,压缩仪杠杆比；,A,试样面积（,cm,2,）。,4、收缩率,收缩试验是测定细粒土在自然风干条件下的线缩率、体缩率、收缩系数等收缩指标。在室温不高于,30,条件下测定不同时间试样的含水率及收缩变形量，以及在收缩变形稳定后烘干体积。,50,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,（1）线缩率按下式计算：,式中,si,试样在某时刻的线缩率（,%,）；,Z,0,百分表初始读数（,mm,）,Z,i,某时刻的百分表读数（,mm,）。,51,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,（2）体缩率按下式计算：,式中,v,试样在某时刻的体缩率（,%,）；,V,o,试样初始体积（,cm,3,）；,V,d,试样烘干后的体积（cm,3,）,52,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,（3）收缩系数按下式计算：,式中：,竖向收缩系数；,收缩曲线上第阶段两点线缩率之差（,%,）；,相应于两点含水率之差（%）。,53,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,五、膨胀土地基变形量计算,按下列三种情况分别计算：,当离地表,1m,处地基土的天然含水率等于或接近最小值时，或地面有覆盖且无蒸发可能时，以及建筑物在使用期间，经常有水浸湿的地基，可按,膨胀变形量,计算；,当离地表,1m,处地基土的天然含水率大于,1.2,倍塑限时，或直接受高温作用的地基，可按,收缩变形量,计算；,其他情况下可按,胀缩变形量,计算。,54,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,1、地基土的膨胀变形量，应按下式计算：,式中：,S,e,地基土的膨胀变形量（,mm,）,e,计算膨胀变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，若无可依据经验时，三层及三层以下建筑物，可采用,0.6,；,epi,基础底面下第,i,层土在该层土的平均自重压力与平均压力之和作用下的膨胀率，由室内试验确定；,55,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,h,i,第,i,层土的计算厚度（,mm,）；,n,自基础底面至计算深度内所划分的土层数。计算深度应根据大气影响深度确定；有浸水可能时，可按浸水影响深度确定。,2、地基土的收缩变形量应按下式计算：,56,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,式中：,S,s,地基土的收缩变形量（,mm,）；,s,计算收缩变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，若无可依据经验时，三层及三层以下建筑物，可采用,0.8,；,si,第,i,层土的收缩系数，应由室内试验确定；,wi,地基土收缩过程中，第,i,层土可能发生的含水率变化的平均值（以小数表示）；,其计算方法见专业案例P839。,57,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,n,自基础底面到计算深度内所划分的土层数，计算深度可取大气影响深度，当有热源影响时，应按热源影响深度确定。,3、,地基土的胀缩变形量应按下式计算：,式中：,计算胀缩变形量的经验系数，可取,0.7,。,58,第九章 特殊岩土体地质,膨胀岩土,六、膨胀土的地基评价,1、膨胀土膨胀潜势按自由膨胀率,ef确定：,40,ef65为弱潜势；,65,ef90为中等潜势；,ef90为强潜势。,2、膨胀土胀缩等级按分级变形量Se确定：,15Se35 级,35Se70 级,Se70 级,59,第九章 特殊岩土体地质,分散性土,分散性土的定义,分散性土是指其所含粘性土颗粒在水中散凝呈悬浮状，易被雨水或渗流冲蚀带走引起破坏的土。分散性土属低液限粘土，,土的分散特性是由主要粘土矿物蒙脱石和低含盐量的水两方面因素决定的，须高度重视土和水这两个不可分割的,特性因子,组合的辩证关系。,60,第九章 特殊岩土体地质,分散性土,分散性土试验方法,碎块试验、双比重计试验、针孔试验和孔隙水可溶盐试验。不少工程实践证明，针孔试验和孔隙水可溶盐试验结果更符合实际。,各项试验的要求、评价标准及分散性土的综合分类标准见手册P841843,61,第九章 特殊岩土体地质,红粘土,红粘土,是指碳酸盐类岩石（如石灰岩、白云岩等）及部分砂岩、页岩等在亚热带温湿气候条件下，经过风化作用所形成的褐红色、棕红、黄褐等色的粘性土。,根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）的规定，颜色为棕红或褐黄，复盖于碳酸盐系之上，其液限大于或等于50%的高塑性粘土应判定为,原生红粘土,。原生红粘土经搬运、沉积后仍保留其基本特征，且其液限大于45%的粘土，可判定为,次生红粘土,。,62,第九章 特殊岩土体地质,红粘土,红粘土的特性分类,1、红粘土的状态按含水比（,W,）即天然含水量（）与液限（,L,）的比值可分为五种状态；,2、红粘土的复浸水特性即以土的界限液塑比I,r,及液塑比I,r,可分为两类；,3、红粘土的结构按其裂隙发育特征可分为三类；,4、按地基均匀性划分为两类。,详见手册P844,63,第九章 特殊岩土体地质,红粘土,红粘土的工程地质特性,1、红粘土的矿物成份主要为高岭石、伊利石和绿泥石。,2、红粘土的物理力学特性表现为天然含水量、孔隙比、饱和度以及液限、塑限很高，但却,具有较高的力学强度和较低的压缩性。,3、红粘土具有从地表向下由硬变软的现象，相应的土的强度则逐渐降低，压缩性逐渐增大。,64,第九章 特殊岩土体地质,红粘土,4、具有胀缩性。红粘土受水浸湿后体积膨胀，干燥失水后体积收缩，其胀缩性表现为以缩为主。由于胀缩性形成了大量的收缩裂隙，常造成边坡变形失稳，由于地基的胀缩变形致使建筑物开裂破坏。,5、红粘土透水性微弱，地下水多为裂隙性潜水和上层滞水。,65,第九章 特殊岩土体地质,盐渍土,盐渍土的定义,盐渍岩土,系指含有较多易溶盐类的岩土。对易溶盐含量大于0.3%，并具有吸湿、溶陷、盐胀、腐蚀等特性的土称为盐渍土；,对含有较多的石膏、芒硝、岩盐等硫酸盐或氯化物的岩层称为,盐渍岩,。,66,第九章 特殊岩土体地质,盐渍土,盐渍岩土的分类,按含盐性质可分为氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土和碱性盐渍土。,按含盐量分为弱盐渍土、中盐渍土、强盐渍土、超盐渍土。,盐渍岩按含盐矿物成份分为石膏盐渍岩和芒硝盐渍岩等。,67,第九章 特殊岩土体地质,盐渍土,盐渍土的工程地质评价,1、根据地区的气象、水文、地形、地貌、场地积水、地下水位、管道渗漏、地下洞室等环境条件变化，对场地建筑适宜性做出评价。,2、评价岩土中含盐类型、含盐量及主要含盐矿物对岩土工程性质的影响。,3、盐渍土地基的承载力宜采用载荷试验确定，当采用其他原位测试方法时，应与载荷试验结果进行对比，并应考虑盐渍岩的水溶性影响。,68,第九章 特殊岩土体地质,盐渍土,4、盐渍岩边坡的坡度宜比非盐渍岩的软质岩石边坡适当放缓，对软弱夹层，破碎带及中、强风化带应部分或全部加以防护。,69,第九章 特殊岩土体地质,冻土,冻土的定义与分类,温度达到或低于0并含有固相水（冰）的各类土，称为,冻土,。,冻土分为,多年冻土,（又称永久冻土）和,季节冻土,。,多年冻土,是指冻结状态持续达3年或3年以上的土（,岩土规范定义为2年,）。,季节性冻土,泛指2年间冬季冻结而夏季曾经融化的土。,70,第九章 特殊岩土体地质,冻土,冻土的定义与分类,按冻结状态，可将冻土分为坚硬冻土、塑性冻土和松散冻土。,坚硬冻土中未冻水含量很少，土的强度高；,塑性冻土中含较多未冻结的水，强度不高，具有塑性；,松散冻土的含水量较小，土粒未被冰所冻结，仍呈松散状态。,71,第九章 特殊岩土体地质,冻土,与冻土相关的有关概念,冻土总含水量,：指冻土中所有冰和未冻水的总质量与冻土骨架质量之比。即天然温度的冻土试样，在105110,0,C下烘至恒重时，失去的水的质量与干土的质量之比。,冻土相对含冰量,：指冰的质量与冻土中全部水的质量之比。,冻土质量含冰量,：指冻土中冰的质量与冻土中干土质量之比。,72,第九章 特殊岩土体地质,冻土,与冻土相关的有关概念,冻土体积含冰量,：指冻土中冰的体积与冻土总体积之比。,冻土未冻水含量,：在一定负温条件下，冻土中未冻水质量与干土质量之比。,融化下沉系数,：冻土融化过程中，在自重作用下产生的相对融化下沉量。,融化压缩系数,：指冻土融化后，在单位荷重下产生的相对压缩变形量。,73,第九章 特殊岩土体地质,冻土,冻土的物理力学性质,季节性冻土在冻结状态时，具较高强度和较低压缩性，融化后则承载力大为降低，压缩性急剧增高，使地基产生融陷；相反在冻结过程中又产生冻胀，对地基均不利。,冻土的冻胀和融陷与土的颗粒大小、含水率有关，一般土的颗粒愈粗，含水率愈小，土的冻胀与融陷性愈小；反之则愈大,74,冻土层的平均冻胀率,的计算,冻土层的平均冻胀率是季节性冻土地基与季节性融化层土冻胀性分级的重要依据。计算公式：,式中： 地表冻胀量（mm）；,Z,d,设计冻深（mm），,h冻土层深度（mm）。,季节性冻土与季节融化层土的冻胀性分级见手册P848表9-2-14,75,土的融化下沉系数,0,的计算,土的融化下沉系数,0,是多年冻土融化下沉性分级的重要依据。计算公式：,式中：h,1,、e,1,分别为冻土试样融化前的高度（mm）和孔隙比,H,2,、e,2,分别为冻土试样融化后的高度（mm）和孔隙比,多年冻土的融沉性分级见手册P849表9-2-15。共分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷5级。,76,