特殊土質(zhì)的工程性質(zhì)

陳靜茹　王元戎

摘 要 不同的土質(zhì)擁有不同的特性，在其上建筑構(gòu)筑物時(shí)有不同的方法，本文講述幾種重要的特殊土質(zhì)的工程特性：軟土、黃土、膨脹土、紅黏土以及鹽漬土。

關(guān)鍵詞 特殊土質(zhì) 軟土 工程特性 黃土

中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

我國(guó)地域遼闊，由于地域限制、地下水位、水域等原因，我國(guó)南北東西的土質(zhì)均不相同，本文來分析各種土質(zhì)的有缺點(diǎn)及其工程特性：

軟土：泛指淤泥與淤泥質(zhì)土，淤泥是在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)過生物化學(xué)作用形成的，其天然含水量大于液限、孔隙比等于1.5的黏土。天然含水率大于液限而孔隙比小于1.5大于等于1.0的黏性土或粉土，主要分布在沿海一帶，內(nèi)陸的河流下游，湖泊與沼澤地區(qū)。軟土的組成成分和狀態(tài)特性由其生成環(huán)境決定，主要由黏粒和粉粒等細(xì)小顆粒組成，淤泥的黏粒含量較高，黏土礦物成分以及水云母和蒙脫石為主，有機(jī)質(zhì)含量一般為5%-15%，最大達(dá)17%-25%，軟土含有大量的結(jié)合水，并由于存在一定強(qiáng)度的粒間連接而具有顯著的結(jié)構(gòu)性。軟土地基的加固方法有：砂井排水法；砂墊層法；生石灰法；強(qiáng)夯法；旋噴注漿法；換填法；軟土的工程特性：天然含水量高孔隙比大；壓縮性高，且壓縮性隨天然含水量及液限的增加而增高；軟土具有很高的親水性及低透水性，水不易排出，也不易壓密，因此軟土在建筑荷載作用下土體沉降變形量大，且沉降不均勻；抗剪強(qiáng)度低，主要由于內(nèi)摩擦角小幾乎為0白畬蟛懷？0埃塵哿σ話鬮？-15kPa；透水性低，排水固結(jié)的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，同時(shí)在加載初期地基中出現(xiàn)較高的空隙水壓力影響土體強(qiáng)度；較顯著的觸變性，土體觸變性指：當(dāng)原狀土的結(jié)構(gòu)未受到破壞時(shí)常具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但一經(jīng)擾動(dòng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度便被破壞，如果在含水量不變的條件下，靜置不動(dòng)又可恢復(fù)原來的強(qiáng)度；流變性，軟土產(chǎn)生蠕變，蠕變值：在一定荷載作用下，剪切變形隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增大。

濕陷性黃土分為自重性濕陷黃土和非自重濕陷黃土，自重濕陷黃土：在土上覆土層自重應(yīng)力下受水浸濕后即發(fā)生濕陷。非自重濕陷性黃土：在自重應(yīng)力下受水浸濕后不發(fā)生濕陷，需要在自重應(yīng)力和由外荷載引起的附加應(yīng)力共同作用下，受水浸濕才發(fā)生濕陷的。黃土濕陷性的原因及影響因素：外因：建筑物本身的上下水道涌水，大量降雨滲入地下；內(nèi)因：黃土中含有60多種礦物，以碎屑礦物為主，并含部分黏土礦物，碎屑礦物中主要為石英、長(zhǎng)石，黏土礦物絕大多數(shù)為水云母，并有少量脫蒙石和高嶺石；影響因素：黃土濕陷性的強(qiáng)弱與其微結(jié)構(gòu)特征顆粒組成，化學(xué)成分等因素有關(guān)，在同一地區(qū)，土的濕陷性由于其天然孔隙比和天然含水量有關(guān)，并取決于浸水程度和壓力。

膨脹土，具有顯著的受水膨脹和失水收縮兩種變形特性，膨脹土的特征：野外特征：土的顏色呈黃色、黃褐色、紅褐色、灰白色或花斑色，土的結(jié)構(gòu)致密，常呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)，一般分布在二級(jí)以上河谷階地、丘陵地區(qū)以及山前緩坡地帶。礦物成分：次生黏土礦物脫蒙石和伊利石，脫蒙石親水性強(qiáng)，浸濕后強(qiáng)烈膨脹。脹縮變形的主要因素：內(nèi)因：礦物化學(xué)成分、黏粒含量、土的干密度、含水量以及土的結(jié)構(gòu)；外因：當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地形地貌、周圍環(huán)境以及日照程度。

紅黏土，是碳酸類巖石在亞熱帶高溫潮濕氣候條件下經(jīng)過風(fēng)化作用形成的高塑性紅色黏土液限一般大于50%，經(jīng)搬運(yùn)后仍保留紅黏土的基本特征，液限大于45%的土成為次生紅黏土。紅黏土的組成成分：除仍含有一定數(shù)量的石英顆粒外，大量的黏土顆粒則主要為多水高嶺石、水云母類膠體二氧化硅及赤鐵礦、三水鋁土礦等組成，不含或極少含有機(jī)質(zhì)。多呈現(xiàn)褐紅色、棕紅、紫紅及黃褐色。沿深度狀態(tài)上部硬下部軟，因脹縮交替變化，紅黏土中網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，裂隙延伸至地下3-4m。破壞了土體的完整性，位于斜坡，陡坎上的豎向裂隙容易引起滑坡。紅黏土的天然含水率一般為40-60%高達(dá)90%，飽和度大于85%，多數(shù)處于飽和狀態(tài)，天然孔隙比大，一般為1.4-1.7，最高為2.0，具有大孔性，黏粒含量高土具有分散性，塑性指數(shù)為30-50，為高塑性黏土，一般程序較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，地基承載力較高。

鹽漬土，指在地表土層1m厚度內(nèi)，易溶鹽的平均含量大于0.5%，使之鹽漬化的土。鹽漬土的形成：礦化度比較高的地下水，沿著土層中毛細(xì)空隙上升到地表或接近地表，經(jīng)蒸發(fā)作用后，水中鹽分凝析出來，聚集于地表或地表下不深的土層中而形成鹽漬土。按其形成可分為：海濱鹽漬土、沖積平原鹽漬土、內(nèi)陸鹽漬土。鹽漬土對(duì)工程的影響：在干旱地區(qū)氯鹽的吸濕保濕和膠結(jié)等作用常常有利于路基的穩(wěn)定。路基在潮濕狀態(tài)下，由于易溶鹽的存在及其狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，能使路基的密度減小，并較快地喪失穩(wěn)定性，造成道路泥濘甚至坍塌，；當(dāng)含有硫酸鹽時(shí)對(duì)路基可產(chǎn)生危害的松脹作用，土體十分疏松，強(qiáng)度降低，失去穩(wěn)定性，鹽漬土的堿化作用可使土膨脹性增加，破壞路面的平整 。

綜上述，各類不同的土質(zhì)其物理力學(xué)性質(zhì)各不相同，在實(shí)際工程中我們應(yīng)該首先區(qū)分該地區(qū)的土質(zhì)尤其是在一個(gè)地區(qū)具有不同的土質(zhì)時(shí)更需要區(qū)分該地區(qū)的土質(zhì)，以便給實(shí)際工程正確的指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 才華，于玲.工程地質(zhì)學(xué)[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2012.