第十五講黃土的特性與處治工程巖土在線開放34課件

第十五講黃土的特性與處治主講教師：王琛艷《工程巖土》在線開放課程學(xué)習(xí)內(nèi)容一黃土的特征二黃土的處治方法我們印象中的“黃土高坡”一、黃土的特征1、什么是黃土？黃土是以粉粒為主，含碳酸鹽，具大孔隙，質(zhì)地均一，無明顯層理而有顯著垂直節(jié)理的黃色陸相沉積物，在干旱氣候條件下形成，一般分布在沙漠下風(fēng)處。（3）顏色為淡黃、褐黃和灰黃色。（4）以粉土顆粒（0.075mm-0.005mm）為主，約占60%-70%。二、黃土2、黃土的特征（1）含各種可溶鹽，主要富含碳酸鈣，含量達(dá)10%-30%，對黃土顆粒有一定的膠結(jié)作用，常以鈣質(zhì)結(jié)核的形式存在，又稱姜石。（2）結(jié)構(gòu)疏松，孔隙多且大，孔隙度達(dá)33%-64%，肉眼可見蟲孔、植物根孔等。姜石（5）無層理，具柱狀節(jié)理和垂直節(jié)理，天然條件下穩(wěn)定邊坡近直立。（6）具有濕陷性。只具備部分特征的黃土稱為黃土狀土。根據(jù)黃土形成的地質(zhì)年代和成因上的不同，可以將黃土分成以下類型。砂黃土全新世Q4風(fēng)積黃土分布在黃土高原平坦的頂部和山坡上，厚度大，質(zhì)地均勻，無層理。新黃土晚更新期Q3坡積黃土多分布在山坡坡腳及斜坡上，厚度不均，基巖出露區(qū)常夾有基巖碎屑。老黃土中更新期Q2殘積黃土多分布在基巖山地上部，由表層黃土及基巖風(fēng)化而成。洪積黃土主要分布在山前溝口地帶，一般有不規(guī)則的層理，厚度不大。紅色黃土早更新期Q1沖積黃土主要分布在大河的階地上，如黃河及其支流的階地上。階地越高，黃土厚度越大，具有明顯層理，常夾有粉砂、粘土、砂卵石等，大河階地下部常有厚數(shù)米及數(shù)十米的砂卵石層3、黃土的分類（1）黃土的壓縮土的壓縮性用壓縮系數(shù)a表示：a＜0.1MPa-1低壓縮性土；a＝0.1-0.5MPa-1

中壓縮性土；a＞0.5MPa-1

高壓縮性土。黃土多為中壓縮性土；近代黃土為高壓縮性土；老黃土壓縮性較低。（2）黃土的抗剪強(qiáng)度：一般黃土的內(nèi)摩擦角Φ＝15-25°，凝聚力c＝30-40KPa，抗剪強(qiáng)度中等。3、黃土的工程性質(zhì)（3）黃土的濕陷性：天然黃土在一定的壓力作用下，浸水后產(chǎn)生突然的下沉現(xiàn)象，稱為濕陷。黃土濕陷性評價多采用浸水壓縮試驗的方法，計算相對濕陷性系數(shù)，根據(jù)相對濕陷性系數(shù)分為：非濕陷性黃土、輕微濕陷性黃土、中等濕陷性黃土、強(qiáng)濕陷性黃土。黃土的濕陷性引起邊坡塌陷（4）黃土陷穴：黃土地區(qū)常常有天然或人工洞穴，由于這些洞穴的存在和不斷發(fā)展擴(kuò)大，往往引起上覆建筑物突然塌陷，稱為陷穴。黃土陷穴的發(fā)展主要是由于黃土濕陷和地下水的潛蝕作用造成的。黃土的濕陷性引起公路路基塌陷二、黃土的處治方法由于黃土結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙、抗水性能差、易崩解、潛蝕、沖刷和濕陷性等特征，使之在黃土地區(qū)的工程出現(xiàn)多種病害，如路塹邊坡的剝落、沖刷、崩塌、滑坡；路堤和房屋建筑不均勻沉陷、變形開裂等。因此，在工程中必須采取相應(yīng)的措施，以保證安全。1、防水措施2、邊坡防護(hù)3、地基處理方法1.防水措施水的滲入是黃土地質(zhì)病害的根本原因，只要能做到嚴(yán)格防水，各種事故是可以避免或減少的。防水措施包括：場地平整，以保證地面排水暢通；做好室內(nèi)地面防水措施，室外散水，排水溝，特別是施工開挖基坑時要注意防止水的滲入；切實做到上下水道和暖氣管道等用水設(shè)施不漏水。（1）捶面護(hù)坡在西北黃土地區(qū)，為防治坡面剝落和沖刷，可用石灰爐渣灰漿、石灰爐渣三合土、四合土等復(fù)合材料在黃土路塹邊坡上捶面防護(hù)。這種方法適用于年降雨量稍大地區(qū)和坡率不陡于1：0.5的邊坡。防護(hù)厚度為10-15cm，一般采用等厚截面；只有當(dāng)邊坡較高時，才采用上薄下厚截面，基礎(chǔ)設(shè)有漿砌片石墻腳。2、邊坡防護(hù)此外，在黃土地區(qū)公路邊坡還可以采用植物防護(hù)、噴漿防護(hù)等邊坡防護(hù)方式。2.邊坡防護(hù)（2）砌石防護(hù)因黃土路塹邊坡普遍在坡腳1-3m高范圍內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重沖刷和應(yīng)力集中現(xiàn)象，可采用砌石防護(hù)，分為干砌和漿砌兩種。這種防護(hù)的效果較好，常被廣泛采用，可用于路塹的任何較陡的邊坡。因黃土地區(qū)缺乏片石，故采用此法又有一定的困難。

3、地基處理方法對基礎(chǔ)或建筑物下一定范圍內(nèi)的濕陷性黃土層進(jìn)行加固處理或換填非濕陷性土，達(dá)到消除濕陷性，減小壓縮性和提高承載力的目的。在濕陷性黃土地區(qū)，國內(nèi)外采用的地基處理方法有重錘表層夯實、強(qiáng)夯、換填土墊層、土樁擠密、化學(xué)加固等方法。

黃土地基處理方法方法施工要點適用范圍重錘表層夯實一般采用2.5～3.0t的重錘，落距4.0～4.5m。適用于2m以內(nèi)厚度的黃土地基強(qiáng)夯一般采用8～40t的重錘（最重達(dá)200t），落距10～20的高度自由下落，擊實土層。適用于大于2m的黃土地基換填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。適用于地表下1～3m的黃土層的濕陷性土樁擠密先在土內(nèi)成孔，然后在孔中分層填入素土或灰土并夯實。在成孔和填土夯實過程中，樁周的土被擠壓密實，從而消除濕陷性。適用于5-15m厚的黃土地基化學(xué)