土的工程分类和特殊土的工程地质特征文档格式.docx
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（二）按颗粒级配和塑性指数分类
土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。
1．土按颗粒大小分类
粒组名称
组漂石或块石
卵石或碎石
亚组大中小极大大中1
分界颗粒（mm）
8004002001006040安徽理工大学
砂粒
粉粒粘粒
中细粗中细极细粗细粗520.50.250.100.050.10.050.002
3．砂土的分类土的名称砾砂粗砂中砂
细砂粉砂
4、粉土的分类
土的名称砂质粉土粘质粉土
颗粒级配
粒径大于2mm的颗粒含量占全重25～50％粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50％粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50％粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重85％粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50％
粒径小于0.005mm的颗粒含量不超过全重10%粒径小于0.005mm的颗粒含量超过全重10%
5、粘性土的分类
（1）根据堆积时代分
1）老堆积土：
第四纪晚更新世及其以前堆积的粘性土，一般具有较高的强度和较低的压缩性。
2）一般堆积土：
第四纪全新世堆积的粘性土3）新近堆积土：
全新世以后
（（3）按工程特性分
安徽理工大学
2
具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土称特殊性土，根据工程特性分为：
湿陷性土
红粘土
软土（包括淤泥和淤泥质土）
多年冰土
膨胀土
盐滞土
混合土
填土
污染土
（4）根据有机质含量分类
第二节特殊土的工程地质特性
特殊土：
是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程地质性质也较特殊的土。
特殊土的种类甚多，常见的有淤泥类土、膨胀土、红粘土、黄土类土、人工填土等。
一、淤泥类土
（一）形成条件和成分结构特点
淤泥类土是指在水流缓慢、不通畅、缺氧和饱水条件下的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下，含较多的有机质，疏松软弱的粉质粘性土。
物质组成和结构特点：
1．粒度上主要是粉质粘土和粉质砂土
2．含大量粘土矿物和部分石英、长石、云母；
有机质含量较多（5％～15％）。
3．呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑等暗淡的颜色，污染手指并有臭味。
4．结构、常为蜂窝状、疏松多孔，定向排列明显、层理较发育，常具薄层状构造。
我国淤泥类土基本上可以分为两大类：
一类是沿海沉积淤泥类土；
一类是内陆和山区湖盆地及山前谷地沉积地淤泥类土。
沿海沉积的淤泥类土，分布较稳定，厚度较大，土质较疏松软弱；
大致可分为四个类型：
1．泻湖相沉积
2．溺湖相沉积
3．滨海相沉积
4．三角洲相沉积
分布在内陆平原区地淤泥类土主要有：
（1）湖泊
（2）河漫滩（3）牛轭湖
（二）工程地质性质的基本特点
1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限
孔隙比常见值为1.0～2.0；
液限一般为40％～60％，饱和度一般&
gt;
90％，天然含水率多安徽理工大学3
为50～70％。
未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动状态。
2、透水性极弱：
一般垂直方向地渗透系数较水平方向小些。
－3、高压缩性：
a1~2一般为0.7～1.5Mpa1，且随天然含水率的增大而增大。
4、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关
不排水：
三轴快剪，?
?
0；
直剪，?
2o～5o，c＝0.02Mpa；
在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高而增大，固结快剪的?
10o～15o，c＝0.02Mpa。
5、较显著的触变性和蠕变性
二、膨胀土
在工程建设中，经常会遇到一种具有特殊变形性质的粘性土，它的体积随含水量地增加而膨胀，随含水量减少而收缩，并且这种作用循环可逆，具有这种膨胀和收缩性的土，即称为膨胀土。
（一）分布和成因
膨胀土一般分布在盆地内岗，山前丘陵地带和二、三级阶地上。
大多数是上更新世及以前的残坡积、冲积、洪积物，也有晚第三纪至第四纪的湖泊沉积及其风化层。
（二）成分和结构特征
（1）从岩性上看，以粘土为主，具有黄、红、灰、白等色，土中含有较多的粘土，粘土占总数的98%，粘土矿物多为蒙脱石、伊利石和高岭石。
蒙脱石含量越多，膨胀性越强烈。
（2）结构致密，呈坚硬～硬塑状态，强度较高，内聚力较大。
（3）裂隙发育，竖向、斜交和水平三种均有，可见光滑镜面和擦痕。
（4）富含铁、锰结核和钙质结核。
（5）化学成分为SiO2（45%~66%）、Al2O3（13%~31%）、Fe2O3（3~15%）、硅铝率K＝3～5。
（三）一般工程地质特征
膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大：
液限为40％～68％，塑限为17%～35％，塑性指数为18～33。
膨胀土的饱和度一般较大，常在80％以上，天然含水率较小，17％～30％。
（四）膨胀土的判别和胀缩性分级
1、膨胀土的判别
凡是具有前面所述的特征，且自由膨胀率Fs大于40％者，应判定为膨胀土。
“自由膨胀率Fs”：
系指人工制备的烘干土，在水中增加的体积与原体积的比，以百分率表示。
2、土的胀缩性分级
膨胀土的胀缩性，根据胀缩总率eps划分为强、中等和弱三级：
eps&
4，胀缩性强eps2～4，中等eps0.7～2，弱
胀缩总率以eps表示，并按下式计算：
安徽理工大学4
eps?
ep0.5?
csL（w?
wm）
式中：
ep0.5：
在压力0.5MPa时的膨胀率，％
csL：
土的收缩系数
w：
土的天然含水量
wm：
土在收缩过程中含水率的下限值，％
如式中eps为负值时，按负值考虑，如（w?
wm）大于8％时按8％考虑，小于0时按0考虑。
式中收缩系数csL可通过收缩试验测得，它是土的收缩曲线的直线部分的斜率，即：
csL?
esLv
式中?
esL：
与?
w相应的收缩率之差
反映了地基土的收缩变形受大气降雨和蒸发的综合影响，可按下式计算：
wm?
kwp式中：
k是条件系数；
wp为土的塑限。
三、红粘土
红粘土是指碳酸盐类岩石（石灰岩，白云岩，泥质泥岩等），在亚热带温湿气候条件下，经风化而成的残积、坡积或残～坡积的褐红色、棕红色或黄褐色的高塑性粘土。
（一）成因和分布
成因类型：
残积、坡积、和残～坡积
上部为坡积，下部为残积的情况居多。
主要分布在云南、贵州、广西、安徽、四川东部等。
红粘土的粘粒组分（粒径&
lt;
0.005mm）含量高，一般可达55～70％，粒度较均匀，高分散性。
粘土颗粒主要是多以高岭石和伊利石类粘土矿物为主。
主要化学成分为：
SiO2（33.5~68.9%）、Al2O3（9.6~12.7%）、Fe2O3（13.4~36.4%）、硅铝率一般均小于2。
常呈蜂窝状结构，常有很多裂隙（网状裂隙）、结核和土洞。
（三）工程地质性质的基本特点
1、高塑性和分散性
液限一般为50~80%，塑限为30～60％，塑性指数一般为20～50%。
2、高含水率、低密度
天然含水率一般为30％～60％，饱和度&
85％，密实度低，大孔隙明显，孔隙比&
1.0；
液性指数一般都小于0.4；
坚硬和硬塑状态。
安徽理工大学5
3、强度较高，压缩性较低
固结快剪?
值8o～18o，c值可达0.04～0.09MPa，多属中压缩性土或低压缩性土，压缩模量5～15MPa。
4、不具湿陷性，但收缩性明显，失水后强烈收缩，原状土体缩率可达25％。
红粘土具有这些特殊性质，是与其生成环境及其相应的组成物质有关。
（1）沿深度上，随着深度的加大，红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数都有较大的增高，状态由坚硬、硬塑可变为可塑、软塑，而强度则大幅度降低。
（2）在水平方向上，由于地形地貌和下伏基岩起伏变化，性质变化也很大，地势较高的，由于排水条件好，天然含水率和压缩性较低，强度较高，而地势较低的则相反。
四、湿陷性黄土
黄土在一定压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著附加下沉，导致建筑物破坏，具有特性的黄土，称湿陷性黄土。
1、分布与特征
作为湿陷性土的典型代表——黄土，在全世界的分布比较广泛的，据某些学者估计，黄土的覆盖面积在整个欧洲约占10％，亚洲约占30％；
以前苏联的黄土分布最广，约占其国土面积的15％；
我国黄土分布面积达60万平方公里，其中有湿陷性的约为43万平方公里。
主要分布在黄河中游的甘肃、陕西、晋、宁、河南、青海等省区。
地理位置属于干旱与半干旱气候地带。
其物质主要来源于沙漠与戈壁。
我国湿陷性黄土的固有特征有：
1）黄色、褐黄色、灰黄色；
2）粒度成分以粉土颗粒（0.05～0.005mm）为主，约占60％；
3）孔隙比e一般在1.0左右，或更大；
4）含有较多的可溶性盐类，例如：
重碳酸盐、硫酸盐、氯化物；
5）具垂直节理；
6）一般具肉眼可见的大孔。
其工程特征：
1）塑性较弱；
2）含水较少；
3）压实程度很差，孔隙较大；
4）抗水性弱，遇水强烈崩解，膨胀量较小，但失水收缩量较明显；
5）透水性较强；
6）强度较高，因为压缩中等，抗剪强度较高。
2、成因
我国黄土的粒度成分具有自西北向东南逐渐变细的规律，并可大致分三个弧形带。
从物质的主导来源而言，应认为绝大部分黄土是风成的。
3、地质年代
黄土在整个第四纪的各个世中均有堆积，而各世中黄土由于堆积年代长短不一，上覆土层厚度不一，其工程性质不一。
一般湿陷性黄土（全新世早期～晚更新期）与新近堆积黄土（全新世近期）具有湿陷性。
而比上两者堆积时代更老的黄土，通常不具湿陷性。
4、湿陷性评价
在黄土地区勘察中，湿陷性评价正确与否直接影响设计措施的采取。
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黄土的湿陷性计算与评价，按一般的工作次序，其内容主要有：
（1）判别湿陷性与非湿陷性黄土；
（2）判别自重与非自重湿陷性黄土；
（3）判别湿陷性黄土场地的湿陷类型；
（4）判别湿陷等
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