第四章第5節(jié)-特殊土工程特性

CollegeofCivilEngineering第四章土的工程性質(zhì)及分類第五節(jié)：特殊土的工程特性定義：在干旱氣候條件下形成的一種淡黃色或褐黃色的特殊土。2.成因和分布：沙漠下風(fēng)處，即秦嶺以北11個(gè)省市，面積64萬平方公里。主要在甘肅中部和東部、寧夏南部、陜西北部、山西北部，共41.2萬平方公里，厚100－200m。

一.黃土3.特征：（1）顆粒粒度：以粉砂為主，占60~70％，其次為粘土。（2）易溶鹽含量高，碳酸鹽類占10~30％，其次為氯化物和硫化物。（3）質(zhì)地均一，結(jié)構(gòu)松散，孔隙大，孔隙度為33~64％。（4）垂直節(jié)理發(fā)育。（5）具濕陷性。黃土地貌4.分類：（1）按成因分類（2）按形成年代分類（3）按濕陷性分類5.主要工程地質(zhì)問題（1）黃土的濕陷性：地表局部匯水溶解潛蝕碟形洼地（2）黃土陷穴：地下水潛蝕地下洞穴塌陷（形成于地下水水力梯度大的地方）。慶陽縣西南老公路邊大陷坑

309國道K2115+100路基陷穴

黃土洞穴對(duì)路基、路面的破壞：慶西K13+900路肩暗穴塌陷

312國道K1973+530塌陷

吳旗—志丹S303省道邊陷穴對(duì)路基的侵蝕312國道1973+900路面拉裂

312國道K1970+650段309國道K1788+500處公路路面沉降黃土洞穴對(duì)路堤邊坡的破壞：312國道路堤邊坡陷穴導(dǎo)致路堤失穩(wěn)后引起路基破壞（定西大山川）

排水槽前端跌穴對(duì)路堤邊坡的破壞（藍(lán)色虛線為迭穴后退可能造成的破壞）

寧夏S101省道K321+630陷穴造成老公路（下部平臺(tái)）毀壞

312國道K1928+660跌穴造成排水槽斷裂懸空312國道K1925+240跌穴造成排水槽斷裂懸空

高填方路段的邊溝斷裂引起路塹沉陷

312國道見到的因暗穴和陷穴造成的邊溝沉陷和斷裂312國道K1973+820處由于黃土暗穴及雨水作用造成排水渠毀壞

甘肅合水—西峰公路K32邊溝斷裂后使路肩塌陷黃土洞穴對(duì)排水設(shè)施及其它附屬設(shè)施的破壞6.濕陷性黃土的土質(zhì)改良

(1)重錘表層夯實(shí)：一般采用2.5～3.0t的重錘，落距4.0～4.5m，可消除地下1.2～1.75m黃土層的濕陷性。

(2)強(qiáng)夯：一般采用8～40t的重錘（最重達(dá)200t），落距10～20（最大達(dá)40m)的高度自由下落，擊實(shí)土層。

(3)土墊層：先將處理范圍內(nèi)的黃土挖出，然后用素土或灰土在最佳含水量下回填夯實(shí)?？上乇硐?～3m的黃土層的濕陷性。(4)擠密樁：先在土內(nèi)成孔，然后在孔中分層填入素土或灰土并夯實(shí)。在成孔和填土夯實(shí)過程中，樁周的土被擠壓密實(shí)，從而消除濕陷性。

(5)化學(xué)灌漿加固：通過注漿管，將化學(xué)漿液注入土層中，使溶液本身起化學(xué)反應(yīng)，或溶液與土體起化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠物質(zhì)或結(jié)晶物質(zhì)，將土膠結(jié)成整體，從而消除濕陷性。定義：由強(qiáng)親水粘土礦物組成的，具有膨脹結(jié)構(gòu)，以及強(qiáng)脹縮性，多裂隙性，強(qiáng)度衰減性的高塑性粘土。2.成因和分布：風(fēng)化的粘土礦物被流水帶到東南部河流中下游沉積。當(dāng)為蒙脫石、伊犁石時(shí)為膨脹土。主要分布在太行山——秦嶺——四川盆地西緣——云南下關(guān)這一線的東南邊。二.膨脹土3.特征：（1）顆粒粒度：以粘土礦物為主，占35~50％以上，其次為粉砂。（2）礦物成分：以蒙脫石、伊犁石為主。（3）具膨脹結(jié)構(gòu)：（4）強(qiáng)烈脹縮性：4.主要工程地質(zhì)問題⑴膨脹：邊坡及洞室鼓脹。邊坡滑塌（吸水后粘聚力為O，內(nèi)摩擦角只有幾度）⑵降度降低:地基下沉和側(cè)鼓，并產(chǎn)生不均勻沉降基床翻漿泥⑶收縮:

邊坡開裂、地基沉降量大。5.膨脹土防治

(1)地基防治:防水保濕地基土質(zhì)改良防止水進(jìn)入天溝、側(cè)溝、吊溝、盲溝地表隔水層防止水流失：水平和垂直隔水層，合理綠化。（距建筑物15m遠(yuǎn)）換填土灌石灰水形成Ca(oH)2吸收周圍水分子形成Caco3膠結(jié)土壤

地表防護(hù)：排水溝坡面加固：植被護(hù)坡⑵邊坡防治：骨架護(hù)坡：片石護(hù)坡、拱形護(hù)坡支擋措施：抗滑樁、擋墻

⑶

加大基礎(chǔ)埋深:增大基礎(chǔ)側(cè)面摩擦力，或增加附加壓力克服土的膨脹。定義：天然含水量大、壓縮性高、承載力低，抗剪強(qiáng)度差的軟塑——流塑狀粘性土。（如淤泥、淤泥質(zhì)土）。2.成因和分布：河流入?？?、湖沼洼地等靜水或緩慢流水下沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用而成。主要分布在長江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖、洪澤湖、太湖、湖、滇池、牛軛湖、沼澤等地。三.軟土3.特征：（1）顆粒粒度以粘土為主，可達(dá)60－70％，其次為粉砂。（2）礦物成分以伊犁石為主，有機(jī)質(zhì)可達(dá)8－9％。（3）具典型的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔隙度在50－65％之間。（4）具層理性。4.主要工程地質(zhì)問題（1）承載力低,一般容許承載力為0.1MPa，有時(shí)甚致低于0.04MPa。（2）壓縮性高、沉降量大、固結(jié)慢。（3）觸變性。（4）流變性。5.軟土的防治

⑴

排水砂井：Φ=0.4~2.0m，灌入中、粗砂。

⑵

砂墊層；

⑶

拋石擠淤和爆破排淤。

⑷

生石灰樁吸水散熱→樁周溫度升高，使軟土脫水

⑸

強(qiáng)夯：錘重10~20t，升高10~40m，自由下落，靠沖擊力使軟土迅速排水，加固深度達(dá)11~12m。

⑹旋噴樁：水泥砂漿化學(xué)漿液

⑺換填土；

⑻軟沉井；

⑼堆截頂壓。定義：溫度低于0℃，并含有冰的特殊土。（一）季節(jié)性凍土

1.定義：冬季凍結(jié)，夏季全部融化的特殊土。

2.成因和分布：高緯度凍土。——長江以北。

3.主要工程地質(zhì)問題:凍脹融沉性。四.凍土（二）多年凍土

1.定義：凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)三年以上，甚致百年不化的凍土。

2.成因和分布：3.主要特征：（1）組成：巖土顆粒、水。（2）結(jié)構(gòu)：

（3）構(gòu)造:

4.主要工程地質(zhì)問題

因凍脹融沉造成地表水地下水：盲溝5.凍土防治

⑴

排水

路堤底部鋪設(shè):草皮、泥炭、苔蘚、爐渣、