第四紀(jì)沉積物與土

圖地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)示意圖B-基礎(chǔ)寬度；D-基礎(chǔ)砌置深度土在工程上的作用：作為建筑物的地基；作為建筑材料；作為建筑物周圍的介質(zhì)環(huán)境.問(wèn)題：土如何生成呢？Ch2第四紀(jì)沉積物與土

絕對(duì)地質(zhì)年代：

指組成地殼的巖層從形成到現(xiàn)在有多少“年”。它能說(shuō)明巖層形成的確切時(shí)間，但不能反映巖層形成的地質(zhì)過(guò)程。

2.0地質(zhì)年代(地球發(fā)展時(shí)間段)

相對(duì)地質(zhì)年代：

說(shuō)明巖層形成的先后順序及其相對(duì)的新老關(guān)系，如哪些巖層是先形成的，是老的；哪些巖層是后形成的，是新的，它并不包含用“年”表示的時(shí)間概念。

地質(zhì)年代單位：宙、代、紀(jì)、世、期(從大到小)

地層單位：宇、界、系、統(tǒng)、階(從大到小)對(duì)應(yīng)關(guān)系：地層單位地質(zhì)年代單位宇…………….宙界…………….代系…………….紀(jì)統(tǒng)…………….世階…………….期如：形成一個(gè)系的地層所需的時(shí)間為一個(gè)紀(jì)。2.0地質(zhì)年代2.0地質(zhì)年代2地質(zhì)年代表地表巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)，沉積下來(lái)的年代不長(zhǎng)，未經(jīng)壓緊，并呈松散狀態(tài)的沉積物。建筑場(chǎng)地一般涉及的都是第四紀(jì)沉積物。第四紀(jì)沉積物（土）：風(fēng)化作用風(fēng)化產(chǎn)物，即殘積物（1）形成各種堆積物的地質(zhì)作用；（2）堆積物的形成過(guò)程、工程性質(zhì)巖石搬運(yùn)、沉積坡積物洪積物沖積物海積物湖積物風(fēng)積物冰磧物ch2第四紀(jì)沉積物與土巖石經(jīng)風(fēng)化后未被搬運(yùn)而殘留于原地的碎屑物質(zhì)所組成的土體，它處于巖石風(fēng)化殼的上部。1殘積土(eluvium)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)（Qel）ch2第四紀(jì)沉積物與土殘積土(eluvium)：殘積土的工程性質(zhì)：粒度成分和礦物成分受氣候和母巖巖性的控制。其發(fā)育情況還和地形有關(guān)?？紫抖取?qiáng)度↓、壓縮性↑，均質(zhì)性差，但具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土片流將山坡高處的風(fēng)化碎屑物順坡沖洗，堆積在較平緩的山坡腳處而形成。地貌上稱坡積裙。2坡積土(diluvium)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qdlch2第四紀(jì)沉積物與土坡積土的工程性質(zhì)：坡積土的顆粒沿斜坡由上而下、由粗變細(xì)的分選現(xiàn)象。上部分較細(xì)，下部?jī)?yōu)較粗。結(jié)構(gòu)疏松，一般具較高的壓縮性。對(duì)建筑物常有不均勻沉降問(wèn)題。2坡積土(diluvium)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土由暴雨形成的暫時(shí)性山洪急流帶來(lái)的碎屑物質(zhì)在山溝出口處堆積而成。地貌上稱洪積扇。3洪積土(proluvium):2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qplch2第四紀(jì)沉積物與土3洪積土(proluvium):新疆天山腳下洪積扇2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土3洪積土(proluvium):分選性較好，離山前較近的洪積土顆粒粗，地下水位埋藏深，具有較高的承載力，壓縮性低，是工民建的良好地基。離山較遠(yuǎn)的地帶，洪積土的顆粒細(xì)，透水性不好，土質(zhì)弱，承載力低，作為建筑物地基時(shí)應(yīng)慎重對(duì)待。洪積土的工程性質(zhì)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土河床相沖積土：在河流上游多是粗大的石塊、礫石和粗砂，中下游或平原地區(qū)沉積物變細(xì)，磨圓度好，厚度很大。古河床相土的壓縮性低，強(qiáng)度高?，F(xiàn)代河床堆積物的密實(shí)度差，透水性強(qiáng)，若作為水工建筑物的地基將引起壩下滲漏。飽水砂土還可能由于振動(dòng)而引起液化。4沖積土(alluvium)：由河流的流水作用將碎屑物質(zhì)搬運(yùn)到河谷中坡降平緩地段堆積而成。據(jù)河流沖積物的形成條件可分為河床相、河漫灘相、牛軛湖相、河口三角洲相。2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qalch2第四紀(jì)沉積物與土4沖積土(alluvium)：

河漫灘相沖積土：是在洪水期河水漫溢河床兩側(cè)，攜帶碎屑物質(zhì)堆積而成。土粒較細(xì)，可以是粉土、粉質(zhì)黏土或黏土，并夾有淤泥或泥炭等軟弱土層，覆蓋于河床相沖積土之上，形成上細(xì)下粗的“二元結(jié)構(gòu)”。圖3-21河漫灘沉積1-河床沉積物；2-河漫灘沖積層；3-山坡坡積裙2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土4沖積土(alluvium)：牛軛湖相沖積土：是在廢河道形成的牛軛湖中沉積的松軟土，顆粒很細(xì)，常含大量有機(jī)質(zhì)，有時(shí)形成泥炭。壓縮性很高，承載力很低，不宜作為建筑物的天然地基。2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土4沖積土(alluvium)：河口（?？冢┤侵尴鄾_積土：通常是淤泥質(zhì)土或典型淤泥。面積寬廣而厚度極大。不宜作為建筑物的天然地基。但表層硬殼層，有時(shí)可用作低層建筑物的地基2.1土的成因類型和工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土湖邊沉積物是湖浪沖蝕湖岸形成的碎屑物質(zhì)在湖邊沉積而形成的。近岸帶沉積的多是粗顆粒的卵石、圓礫和砂土，遠(yuǎn)岸帶則是細(xì)顆粒的砂土和黏性土。湖心沉積物是由河流攜帶的細(xì)小懸浮顆粒到達(dá)湖心后沉積形成，主要是黏土和淤泥，常夾有細(xì)砂、粉砂薄層，土的壓縮性高，強(qiáng)度低。沼澤土主要由半腐爛的植物殘?bào)w——泥炭組成，含水量極高，承載力極低，不宜作天然地基。5湖積土(lakedeposit)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qlch2第四紀(jì)沉積物與土濱海沉積物主要由卵石、圓礫和砂組成，承載力較高。淺海沉積物主要由細(xì)粒砂土、黏性土、淤泥和生物化學(xué)沉積物組成，有層理構(gòu)造，較疏松，含水量高，壓縮性大而強(qiáng)度低。深海沉積物主要是有機(jī)質(zhì)軟泥。6海積土(marinedeposit)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qmch2第四紀(jì)沉積物與土由冰川或冰水挾帶搬運(yùn)所形成的沉積物。分選性極差,石料占多數(shù),冰水沉積物可有一定成層性、分選性。7冰積土(glacialdeposit)：2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qglch2第四紀(jì)沉積物與土8風(fēng)積土(eoliandeposit)：在干旱的氣候條件下，巖石的風(fēng)化碎屑物被風(fēng)吹揚(yáng)，搬運(yùn)一段距離后，在有利的條件下堆積起來(lái)的一類土，最常見(jiàn)的是風(fēng)成砂和風(fēng)成黃土。風(fēng)蝕作用形成的戈壁荒漠2.1土的成因類型和工程性質(zhì)Qeol1土的分類原則2.2

土的工程分類

土的分類目的:就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分成一定的類別，目的在于通過(guò)通用的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，便于在不同土類間作有價(jià)值的比較、評(píng)價(jià)、積累以及學(xué)術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的交流.分類原則：(1)分類要簡(jiǎn)明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要測(cè)定方法簡(jiǎn)單，方便(2)土的分類體系所采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不同類工程用土的不同特性分類體系：(1)建筑工程系統(tǒng)分類體系(2)工程材料系統(tǒng)分類體系側(cè)重把土作為建筑地基和環(huán)境，研究對(duì)象為原狀土，例如：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)地基土分類方法側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基工程。研究對(duì)象為擾動(dòng)土，例如：《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)工程用土的分類和《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051-93)土的工程分類ch2第四紀(jì)沉積物與土2我國(guó)土的分類標(biāo)準(zhǔn)ch2第四紀(jì)沉積物與土（1）土按堆積年代分：老堆積土，一般堆積土，新近堆積土（2）土據(jù)地質(zhì)成因可分為：殘積土、坡積土、沖積土、湖積土等（3）土據(jù)有機(jī)質(zhì)含量分為：無(wú)機(jī)土、有機(jī)質(zhì)、泥炭質(zhì)土和泥炭（4）土據(jù)特殊性分為：濕陷性土、紅粘土、軟土、混合土等（5）土按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和粘性土2.2

土的工程分類此節(jié)內(nèi)容與《土力學(xué)》課程內(nèi)容重復(fù),此略!ch2第四紀(jì)沉積物與土2.3

土的物質(zhì)組成及物理力學(xué)指標(biāo)2.4

主要特殊土的工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土特殊土是指某些具有特殊物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)、工程性質(zhì)也較特殊的土。是在一定的條件下形成的，其分布有明顯的區(qū)域性特征。特殊性土的種類有：

沿海及內(nèi)陸靜水沉積的淤泥類軟土南方和中南地區(qū)的膨脹土西南亞熱帶濕熱氣候條件下的紅黏土西北、華北干旱氣候區(qū)的黃土西北、華北干旱氣候區(qū)的鹽漬土高緯度、高海拔寒冷氣候區(qū)的凍土各地人類工程活動(dòng)的人工填土ch2第四紀(jì)沉積物與土1軟土是在靜水或水流緩慢的環(huán)境中沉積，并有微生物的參與，含有較多有機(jī)質(zhì)的疏松軟弱黏性土。分布:沿海地區(qū)濱海相、瀉湖相、三角洲相；內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖積洪積沼澤相。

分類：

孔隙比e>1.5時(shí),稱淤泥;1.5>e>1.0時(shí),稱淤泥質(zhì)土;5%<有機(jī)質(zhì)含量<10%時(shí),稱有機(jī)質(zhì)土;10%<有機(jī)質(zhì)含量<60%時(shí),稱泥炭質(zhì)土;有機(jī)質(zhì)含量>60%時(shí),稱泥炭。2.4

主要特殊土的工程性質(zhì)ch2第四紀(jì)沉積物與土1軟土工程特性：含水率高，天然含水率>液限，軟塑－流塑狀態(tài)。滲透性低，水平向滲透系數(shù)較大。壓縮性高，變形大而不均勻;變形穩(wěn)定歷時(shí)長(zhǎng)強(qiáng)度低,與加荷速度和排水條件有關(guān)顯著的觸變性(高靈敏度)和流變性流變(Rheology)：在一定荷載下，土的剪切變形隨時(shí)間增長(zhǎng)的特性。

觸變(thixotropy)：土受擾動(dòng)后強(qiáng)度降低，但隨時(shí)間增長(zhǎng)強(qiáng)度能部分恢復(fù)的性能。2.4

主要特殊土的工程性質(zhì)軟土地基要滿足承載力和變形要求，否則要進(jìn)行人工處理!

換土墊層法某工地深層攪拌樁深層攪拌樁防滲墻

工程實(shí)例2：杭寧高速公路K101＋960通道

低強(qiáng)度混凝土樁復(fù)合地基

2009年5月，新建鎮(zhèn)江市金山湖湖岸工程現(xiàn)場(chǎng)，建設(shè)者正在給大面積地基蓋“棉被”“栽水帶”。湖岸工程主要是采取開挖原有魚塘塘底及塘埂土方堆筑，土質(zhì)主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，其特點(diǎn)是含水量高，孔隙比大，壓縮性大，弱透水性，強(qiáng)度低。建設(shè)者對(duì)重要廣場(chǎng)及景觀節(jié)點(diǎn)部位的軟土地基采用真空排水預(yù)壓法進(jìn)行加固處理，可以基本消除地基土的不均勻沉降，大大減少工后沉降，防止地面下沉和開裂，確保工程的整體質(zhì)量更好地滿足景觀性、實(shí)用性的技術(shù)要求。ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)2濕陷性黃土(loessalsoil

)是干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物。分布在我國(guó)西北及華北地區(qū),面積約63萬(wàn)km2。ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)2濕陷性黃土(loessalsoil

)黃土分類：按形成年代分：老黃土、新黃土、新近堆積黃土

黃土形成年代愈久，固結(jié)成巖程度大，大孔結(jié)構(gòu)退化，土質(zhì)愈趨密實(shí)，強(qiáng)度高而壓縮性小。濕陷性減弱甚至不具濕陷性。黃土濕陷性(collapsibility)：

天然黃土在上覆土的自重壓力作用下，或在上覆土的自重壓力與附加壓力共同作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的，稱為濕陷性黃土。按濕陷性分：濕陷性黃土和非濕陷性黃土ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)2濕陷性黃土(loessalsoil

)黃土濕陷性的形成原因?內(nèi)在因素：黃土的結(jié)構(gòu)特征及其物質(zhì)組成。外部條件：水的浸潤(rùn)和壓力作用。黃土的成分和結(jié)構(gòu)上的基本特點(diǎn)是：以石英和長(zhǎng)石組成的粉粒為主，礦物親水性較弱，粒度細(xì)而均一，連結(jié)雖較強(qiáng)但不抗水；未經(jīng)很好壓實(shí)，結(jié)構(gòu)疏松多孔，大孔性明顯。所以，黃土具有明顯的遇水連結(jié)減弱，結(jié)構(gòu)趨于緊密的傾向。黃土結(jié)構(gòu)示意圖ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)2濕陷性黃土(loessalsoil

)天然狀態(tài)下工程特性：含水較少，堅(jiān)硬—硬塑狀態(tài)壓實(shí)程度差，孔隙比高，孔隙大抗水性弱，遇水強(qiáng)烈崩解，濕陷明顯透水性較強(qiáng)，且呈各向異性強(qiáng)度較高，粒間連接較強(qiáng)，壓縮性中等。濕陷性黃土具有以下特征：

第一，黃土中具有大量孔隙，尤其是大孔隙，這是是否具有濕陷性和濕陷性強(qiáng)弱的基礎(chǔ)；第二，顆粒間的聯(lián)結(jié)因水分增加而易于削弱和破壞；

第三，粘粉含量低，尤其是具活動(dòng)晶格的粘土礦物含量低。ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)2濕陷性黃土(loessalsoil

)黃土地區(qū)工程病害防治：強(qiáng)夯法

擠密樁法ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)3

膨脹土(expansivesoil)：是一種富含親水性黏土礦物,且隨含水量的增減體積發(fā)生顯著脹縮變形的硬塑性黏土。分布：云南、廣西、貴州、湖北最具代表性。ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)3

膨脹土(expansivesoil)：特征：(1)呈黃褐、灰白、花斑等顏色；(2)黏粒含量高，且為親水性很強(qiáng)的蒙脫石等黏土礦物，土中可溶鹽及有機(jī)質(zhì)含量較低，常含鐵錳或鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)構(gòu)致密；(3)表面有大量網(wǎng)狀裂隙，裂面有臘狀光澤的擠壓面。ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)3

膨脹土(expansivesoil)：工程特性：(1)強(qiáng)親水性；(2)多裂隙性；(3)強(qiáng)脹縮性；天然含水率低吸水膨脹；飽和土干燥時(shí)收縮(4)強(qiáng)度衰減性；天然狀態(tài)下壓縮性低，承載力高，但由于干縮裂隙發(fā)育,穩(wěn)定性差。浸水后或被擾動(dòng)時(shí),強(qiáng)度驟然降低。（5）快速崩解性；（6）弱抗風(fēng)化性ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)3

膨脹土(expansivesoil)：在天然狀態(tài)下，膨脹土結(jié)構(gòu)致密，處于硬塑或半堅(jiān)硬狀態(tài)，但在不同的含水條件下，其結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的變化。夏天雨水多，膨脹土吸水發(fā)生膨脹，土體強(qiáng)度顯著下降，房屋地基下沉；冬季雨水少，膨脹土失水干燥，土質(zhì)雖然堅(jiān)硬，但卻發(fā)生收縮變化，產(chǎn)生明顯的張開裂隙。這種吸水膨脹、失水收縮的反復(fù)交替變化，造成房屋地基變形，導(dǎo)致整體性相對(duì)較差的土木結(jié)構(gòu)房屋墻體開裂、下沉。季節(jié)氣候影響ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)3

膨脹土(expansivesoil)：例如一U字形房屋建造在成都粘土(膨脹土)層上，前縱墻出現(xiàn)裂縫，而后縱墻完好無(wú)損，經(jīng)分析其原因是，前縱墻通風(fēng)條件較后縱墻為好，使地基土水分易于蒸發(fā)、土體收縮，從而引起磚墻裂縫；日照、通風(fēng)影響ch2第四紀(jì)沉積物與土2.4特殊土的主要工程性質(zhì)4填土(filling):指由于人類工程活動(dòng)而形成的土。素填土:主要由碎石、砂土或黏性土組成。其中不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少。(2)雜填土:建筑垃圾土、工業(yè)廢料土、生活垃圾土。

(浙江杭州、寧波等地由于城市的發(fā)展，建筑物的變遷，地表以碎磚瓦礫等建筑垃圾為主填積而成。）

(天津的舊城區(qū)和海河兩岸一般表層都有填土，主要成份有素土、瓦礫爐碴、爐灰、煤灰等雜物，有