特殊土的工程地質(zhì)性質(zhì)軟土實(shí)用教案

1、指導(dǎo)思想： 總的說(shuō)來(lái)，特殊土比較寬泛、其性質(zhì)研究方法多種多樣，沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)律。重點(diǎn)講1、2種特殊土的性質(zhì)和處理方法，不求全。任務(wù)：1、特殊土的基本礦物組成及其特點(diǎn)、巖土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(深入)2、特殊土的物理化學(xué)(w l hu xu)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)(深入)3、評(píng)價(jià)和處理方法4、學(xué)習(xí)一種處理方法，計(jì)算技能第1頁(yè)/共41頁(yè)第一頁(yè)，共41頁(yè)。黏土礦物： 1、蒙脫石的晶體構(gòu)造，單位晶層間存在多少種形式的水分子，在什么條件下含有3個(gè)、2個(gè)水分子？2、天然土往往是Ca質(zhì)蒙脫石，什么是Ca質(zhì)蒙脫石？3、伊利石與蒙脫石的結(jié)構(gòu)相似，為何有不同的水理性質(zhì)？4、了解(lioji)：從結(jié)構(gòu)形式或水理特性分析，海綠石、綠磷石可

2、劃分為伊利石類(lèi)。5、敘述高嶺石和綠泥石的晶體構(gòu)造？第2頁(yè)/共41頁(yè)第二頁(yè)，共41頁(yè)。微結(jié)構(gòu)： 1、微結(jié)構(gòu)特征分類(lèi)(fn li)及其與巖土性質(zhì)的聯(lián)系？ 2、定向排列結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)？ 3、紊流結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 4、粒狀堆疊結(jié)構(gòu)和粒狀架空結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 5、膠粘式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？第3頁(yè)/共41頁(yè)第三頁(yè)，共41頁(yè)。特殊土的概念 我國(guó)幅員廣大，地質(zhì)條件復(fù)雜，分布土類(lèi)繁多，工程性質(zhì)各異。 有些土類(lèi)，由于地理環(huán)境(hunjng)、氣候條件、地質(zhì)成因、物質(zhì)成分及次生變化等原因而各具有與一般土類(lèi)顯著不同的特殊工程性質(zhì)，當(dāng)其作為建筑場(chǎng)地、地基及建筑環(huán)境(hunjng)時(shí)，如果不注意這些特點(diǎn)，并采取相應(yīng)的治理措施，就會(huì)造成工程事故。

3、第4頁(yè)/共41頁(yè)第四頁(yè)，共41頁(yè)。特殊土的概念 特殊性土 具有一定分布區(qū)域(qy)或工程意義上具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土稱(chēng) 黃土西北、華北(Hubi)等干旱、半干旱氣候區(qū) 紅粘土西南亞熱帶濕熱氣候區(qū) 軟土（包括淤泥和淤泥質(zhì)土） 凍土 膨脹土南方和中南地區(qū) 鹽漬土 混合土 填土 污染土根據(jù)工程(gngchng)特性第5頁(yè)/共41頁(yè)第五頁(yè)，共41頁(yè)。軟土指在水流緩慢的環(huán)境中沉積，有微生物參與作用，富含有機(jī)質(zhì)，天然含水量大，孔隙比、壓縮性高，承載力低的一種(y zhn)軟塑到流塑狀態(tài)的粘性土。一、軟土淤泥(yn)土第6頁(yè)/共41頁(yè)第六頁(yè)，共41頁(yè)。一、軟土淤泥(yn)土第7頁(yè)/共41頁(yè)第七頁(yè)，

4、共41頁(yè)。分類(lèi) （1）按軟土的形成環(huán)境分 1）沿海(ynhi)軟土 瀉湖相沉積、溺谷相沉積、濱海相沉積、三角洲相沉積 2）內(nèi)陸軟土 湖相沉積、河漫灘相沉積、牛軛湖相沉積、山區(qū)谷地沉積 （2）按有機(jī)質(zhì)含量分類(lèi) 有機(jī)質(zhì)含量60% 泥炭（3）按天然含水量和孔隙比分 淤泥 淤泥質(zhì)土 5 . 1, eL5 . 10 . 1 ,eL第8頁(yè)/共41頁(yè)第八頁(yè)，共41頁(yè)。軟土組成及結(jié)構(gòu)特征軟土組成及結(jié)構(gòu)特征 1）顏色多為灰綠、灰黑色，手摸有滑膩感，能染指，）顏色多為灰綠、灰黑色，手摸有滑膩感，能染指，有機(jī)質(zhì)含量高時(shí)，有腥臭味有機(jī)質(zhì)含量高時(shí)，有腥臭味 2）粒度成分主要為粘粒及粉粒，粘粒含量高達(dá)）粒度成分主要為粘粒

5、及粉粒，粘粒含量高達(dá)6070 3）礦物成分，除粉粒中的石英、長(zhǎng)石）礦物成分，除粉粒中的石英、長(zhǎng)石(chn sh)、云母外，粘粒中的粘土礦物主要是伊利石，高嶺石云母外，粘粒中的粘土礦物主要是伊利石，高嶺石次之。此外軟土中常有一定量的有機(jī)質(zhì)，可高達(dá)次之。此外軟土中常有一定量的有機(jī)質(zhì)，可高達(dá)8 9 4）軟土具有典型的海綿狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)，是造成）軟土具有典型的海綿狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)，是造成軟土孔隙比大、含水量高、透水性小、壓縮性大、軟土孔隙比大、含水量高、透水性小、壓縮性大、強(qiáng)度低主要原因之一強(qiáng)度低主要原因之一 5）軟土常具有層理構(gòu)造，軟土和薄層的粉砂、泥）軟土常具有層理構(gòu)造，軟土和薄層的粉砂、泥炭層等相

6、互交替沉積、或呈透鏡體相間形成性質(zhì)復(fù)炭層等相互交替沉積、或呈透鏡體相間形成性質(zhì)復(fù)雜的土體。雜的土體。一、軟土淤泥(yn)土第9頁(yè)/共41頁(yè)第九頁(yè)，共41頁(yè)。1、高孔隙(kngx)比 孔隙(kngx)比常見(jiàn)值為1.02.0；2、飽水、天然含水率大于液限 液限一般為4060; 飽和度一般90; 天然含水率多為5070。未擾動(dòng)時(shí)，處于軟塑狀態(tài)，一經(jīng)擾動(dòng)，結(jié)構(gòu)破壞，處于流動(dòng)狀態(tài)。3、透水性極弱：一般垂直方向的滲透系數(shù)較水平方向小。4、高壓縮性：a12一般為0.71.5Mpa1，且隨天然含水率的增大而增大。二、工程地質(zhì)性質(zhì)(xngzh)的基本特點(diǎn)第10頁(yè)/共41頁(yè)第十頁(yè)，共41頁(yè)。5、抗剪強(qiáng)度很低，且與

7、加荷速度和排水固結(jié)( ji)條件有關(guān)不排水：三軸快剪,0左右；直剪，25，c0.02Mpa；在排水條件下，抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)( ji)程度提高而增大，固結(jié)( ji)快剪的1015，c0.02Mpa。6、較顯著的觸變性和蠕變性二、工程地質(zhì)性質(zhì)的基本(jbn)特點(diǎn)第11頁(yè)/共41頁(yè)第十一頁(yè)，共41頁(yè)。工程(gngchng)特性： 263頁(yè)二、工程地質(zhì)性質(zhì)(xngzh)的基本特點(diǎn)第12頁(yè)/共41頁(yè)第十二頁(yè)，共41頁(yè)。第13頁(yè)/共41頁(yè)第十三頁(yè)，共41頁(yè)。第14頁(yè)/共41頁(yè)第十四頁(yè)，共41頁(yè)。第15頁(yè)/共41頁(yè)第十五頁(yè)，共41頁(yè)。第16頁(yè)/共41頁(yè)第十六頁(yè)，共41頁(yè)。第17頁(yè)/共41頁(yè)第十七頁(yè)，共41頁(yè)。

8、kcmdbacMdMbMf地基承載力特征值基底(j d)下1倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值與 有關(guān)(yugun)的承載力系數(shù)，查表k基底上土的加權(quán)重度第18頁(yè)/共41頁(yè)第十八頁(yè)，共41頁(yè)。dcp基礎(chǔ)(jch)埋深基底(j d)以上土的加權(quán)平均重度由不排水剪切試驗(yàn)確定的粘聚力第19頁(yè)/共41頁(yè)第十九頁(yè)，共41頁(yè)。dcpu14. 5基礎(chǔ)(jch)埋深基底(j d)以上土的加權(quán)平均重度由不排水剪切試驗(yàn)確定的粘聚力dcpu71. 5方形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)得到極限荷載后/安全系數(shù)3第20頁(yè)/共41頁(yè)第二十頁(yè)，共41頁(yè)。11110iiiinisisazazEps第21頁(yè)/共41頁(yè)第二十一頁(yè)，共41頁(yè)。iniic

9、Hs1iiiciiiiipppCeee1100log111第22頁(yè)/共41頁(yè)第二十二頁(yè)，共41頁(yè)。scdssssEbpksdd075. 01zHvcdms01niaiiisttCeHs110log1第23頁(yè)/共41頁(yè)第二十三頁(yè)，共41頁(yè)。khhw002122110zzzz承壓水層上覆土層(t cn)厚度第24頁(yè)/共41頁(yè)第二十四頁(yè)，共41頁(yè)。堆載預(yù)壓法真空(zhnkng)預(yù)壓法降水預(yù)壓法電滲排水法聯(lián)合加壓法第25頁(yè)/共41頁(yè)第二十五頁(yè)，共41頁(yè)。第26頁(yè)/共41頁(yè)第二十六頁(yè)，共41頁(yè)。第27頁(yè)/共41頁(yè)第二十七頁(yè)，共41頁(yè)。第28頁(yè)/共41頁(yè)第二十八頁(yè)，共41頁(yè)。bdp2平面布置：等邊三角形或

10、正方形布置。有效(yuxio)排水直徑與間距的關(guān)系為：lde05. 1lde13. 1井徑比確定第29頁(yè)/共41頁(yè)第二十九頁(yè)，共41頁(yè)。井距：間距可按井徑比n選用，據(jù)工程(gngchng)實(shí)踐，塑料排水帶或袋裝砂井n=1522，普通砂井，n=68。weddn 井深：根據(jù)建筑物對(duì)地基的穩(wěn)定性、變形要求和工期確定，一般應(yīng)盡可能的深。砂料：應(yīng)選中粗砂，粘粒含量不應(yīng)大于3%。砂井直徑第30頁(yè)/共41頁(yè)第三十頁(yè)，共41頁(yè)。范圍：大于或等于建筑物基礎(chǔ)外緣所包圍的范圍。大小：對(duì)沉降有嚴(yán)格限制的建筑，應(yīng)采用超載(chozi)預(yù)壓處理，超載(chozi)量大小根據(jù)預(yù)壓時(shí)間內(nèi)要求完成的變形量通過(guò)計(jì)算確定，并應(yīng)使預(yù)

11、壓荷載下受壓土層各點(diǎn)的有效豎向應(yīng)力大于附加應(yīng)力。加荷速率：根據(jù)地基土的強(qiáng)度來(lái)確定。預(yù)壓時(shí)間：當(dāng)排水豎井底面以下受壓土層經(jīng)預(yù)壓完成的變形和平均固結(jié)度符合設(shè)計(jì)要求時(shí)。第31頁(yè)/共41頁(yè)第三十一頁(yè)，共41頁(yè)。建筑(jinzh)地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002，在一級(jí)或多級(jí)等速加載條件下，當(dāng)固結(jié)時(shí)間為t時(shí)，111iiTTtiiniiteeeTTpqU時(shí)間單位d， 第i級(jí)荷載的加載速率；Ti 、Ti1分別為第i級(jí)荷載加載的起始和終止時(shí)間，當(dāng)計(jì)算第i級(jí)加載過(guò)程中某時(shí)間的固結(jié)度時(shí)，改為t； 、 為參數(shù)。iq 第32頁(yè)/共41頁(yè)第三十二頁(yè)，共41頁(yè)。 條件條件參數(shù)參數(shù)豎向排水豎向排水固結(jié)固結(jié) 30%向內(nèi)徑

12、向向內(nèi)徑向排水固結(jié)排水固結(jié)豎向和向內(nèi)徑向排豎向和向內(nèi)徑向排水固結(jié)水固結(jié)（豎井穿透受壓土層）（豎井穿透受壓土層）128224Hcv28enhdFc22284enhvdFcHc28ch徑向排水固結(jié)( ji)系數(shù)，cv豎向排水固結(jié)( ji)系數(shù) cm2/s；H為土層豎向排水距離，雙面排水時(shí)為土層厚度的一半，單面時(shí)為土層厚度； 為雙面排水土層或固結(jié)( ji)應(yīng)力均勻分布的單面排水土層平均固結(jié)( ji)度 2222413ln1nnnnnFnzUzU第33頁(yè)/共41頁(yè)第三十三頁(yè)，共41頁(yè)。在瞬時(shí)加載條件下，考慮井阻和涂抹影響時(shí)，豎井地基徑向(jn xin)排水平均固結(jié)度 可按下式計(jì)算tFdcreheU28

13、1rUrsnFFFF 1543lnnnFnwhrqkLF422 skkFshsln1kh為天然土層水平滲透系數(shù)，cm/s；ks為涂抹區(qū)土的水平向滲透系數(shù)，可取(1/51/3)kh，cm/s；s為涂抹區(qū)直徑與豎井直徑比值，取23，中靈敏取低值，高取高值；L為豎井深度，cm；qw為豎井縱向(zn xin)通水量，為單位水力梯度下單位時(shí)間的排水量，cm3/s。42wwwdkq砂料滲透系數(shù)第34頁(yè)/共41頁(yè)第三十四頁(yè)，共41頁(yè)。對(duì)正常固結(jié)飽和(boh)黏性土，某一時(shí)間的抗剪強(qiáng)度，可按下式計(jì)算，cutzfftUtan0地基土的天然抗剪強(qiáng)度預(yù)壓荷載引起的該點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力該點(diǎn)的固結(jié)度第35頁(yè)/共41頁(yè)第三十五頁(yè)，共41頁(yè)。對(duì)正常(zhngchng)固結(jié)或弱固結(jié)黏性土，預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量sf可按下式計(jì)算：iniiiifheees10101自重應(yīng)力多對(duì)應(yīng)的孔隙比為第i層土層厚度自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和所對(duì)應(yīng)的孔隙比經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，1.11.4荷載較大、較軟弱時(shí)取較大值變形計(jì)算時(shí)，受壓層的計(jì)算深度可用應(yīng)力比法確定，即取為附加應(yīng)力與土的自重應(yīng)力的比值為0.1的深度第36頁(yè)/共41頁(yè)第三十六頁(yè)，共41頁(yè)。砂墊層的厚度不應(yīng)小于500mm，砂墊層的干密度應(yīng)大于1.5g/cm3，其滲透系數(shù)宜大