《特殊性土地基》PPT课件.ppt

第十二章 特殊性土 地 基 基 础 工 程 第一节 概述 n 人们把具有特殊工程性质的土类叫做特殊土。 n特殊土主要包括：湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、软土、冻土和盐渍土等 。 n 它们各自具有一些特殊的成分、结构和性质，如黄土的湿陷性、膨胀土 的胀缩性、软土的高压缩性、冻土的冻胀变形、盐渍土的融陷和腐蚀性等。 当其作为建筑物地基时，如果不注意这些特性，可能会造成事故。应根据其 特点和工程要求，因地制宜，综合治理。 n 我国广大的山区、丘陵地带，广泛分布着工程地质、水文地质条件更为 复杂的山区地基，经常出现多种不良地质现象，如滑坡、泥石流、崩塌、岩 溶和土洞等，给工程建设造成直接或潜在的威胁。因此必须正确认识山区建 设的特性，合理利用，正确处理山区地基。 n 我国是一个多地震的国家，约有2/3的省区发生过破坏性地震 ，地震中 地基的稳定性和变形以及抗震、防震措施是地震区地基基础设计必须主要考 虑的问题。 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 第二节 湿陷性黄土地基 黄土：含有大量的可溶性碳酸盐类 ，具有肉眼可见的大孔隙 ；颗 粒组成 以粉粒（0.0750.005mm）为主的黄色或褐黄色粉状土。 黄土的工程特征 ：湿陷性 所谓湿陷性，就是黄土浸水后在外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。 湿陷性黄土 自重湿陷性在土自重应力下浸湿后则发生湿陷 非自重湿陷性在土自重应力作用下受水浸湿后不发生湿陷， 它要在大于上覆土的自重应力（包括附加 应力和土的自重应力）受水浸湿时才发生湿陷。 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 一、黄土湿陷的机理 黄土湿陷的原因通常认为是由于黄土的结 构特性和胶结物质的水理特性决定的。 黄土是在干旱或半干旱的气候条件形成的 ，可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物，这 些因素增强了土粒之间抵抗滑移的能力， 阻止了土体的自重压密。 黄土受水浸 湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间，可溶 性盐类溶解和软化，骨架强度降低，土体 在上覆土层的自重压力或附加压力共同作 用下土的结构迅速破坏，土粒滑向大孔， 粒间孔隙减少，这就是黄土湿陷的机理。 黄土结构示意图 1砂粒； 2粗粉粒； 3胶结物； 4大孔隙 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 二、影响黄土湿陷性的因素： 1、黄土中胶结物含量大，粘粒含量多，黄土结构则致密，湿陷性降低， 并使力学性质得到改善；反之，结构疏松、强度降低、湿陷性强。此 外，对于黄土中的盐类，如以难溶的碳酸钙为主，则湿陷性弱；而以 其他碳酸盐、硫酸盐和氯化物等易溶盐为主，则湿陷性越强。 2、黄土的湿陷性与孔隙比和含水量大小有关。天然孔隙比e越大，或天 然含水量越小则湿陷性越强。饱和度Sr80的黄土，称为饱和黄 土，其湿陷性已退化。在天然含水量相同时，黄土的湿陷变形随湿度 的增加而增大。 3、 黄土的湿陷性还与外加压力有关，外加压力越大，湿陷量也显著增 加，但当压力超过某一数值时，再增加压力，湿陷量反而减少。 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 三、黄土地基的湿陷性评价 （1）湿陷性的判定： 由于黄土的湿陷量与所受的压力大小有关，所以湿陷性的有无、强弱， 应按某一给定的压力作用下土体浸水后的湿陷系数值来衡量。 湿陷系数： 保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力p时，下沉稳定后 的高度(cm)； 上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度(cm)； 土样的原始高度(cm)。 非湿陷性黄土 湿陷性黄土 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 测定湿陷系数的压力，应自基础底面算起，若为初步勘察时，自地 面下1.5m起算。 10m以内的土层应取200kPa；10m以下至非湿陷性土 层顶面，应取用其上覆土的饱和自重压力（当大于300kPa时，取 300kPa ）。当基底压力大于300kPa 时，宜按实际压力测定的湿陷系 数值判定黄土湿陷性。 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 （2）湿陷类型的划分 建筑场地的湿陷类型，应按实测自重湿陷量 或按室内压 缩试验累计的计算自重湿陷量 判定。 实测自重湿陷量 是根据现场试坑浸水试验确定。 计算自重湿陷量 是按室内压缩试验测定不同深度的土样 在饱和自重压力下计算的自重湿陷量。其计算公式如下： 当实测自重湿陷量 或计算自重湿陷量 小于7cm时， 为非自重湿陷性黄土场地；大于7cm时，为自重湿陷性黄土 场地。 基 础 工 程 第九章 区域性地基及其他 （3）地基湿陷等级判定 湿陷性黄土地基的湿陷等级，应按基底下各土层累计的总湿 陷量和计算自重湿陷量的大小等因素按下表确定。 湿陷性黄土地基的湿陷等级 总湿陷量可按下式计算： 特殊土的工程地质特性 淤 泥 类 土 1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限 孔隙比常见值为1.02.0；液限一般为40 60，饱和度一般90，天然含水率多 为5070。 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：a12一般为0.71.5Mpa1，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 5、较显著的触变性和蠕变性 膨 胀 土 膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大： 液限为4068，塑限为17%35， 塑性指数为1833。 膨胀土的饱和度一般较大，常在80以上， 天然含水率较小，1730。 特殊土的工程地质特性 特殊土的工程地质特性 红 粘 土 1、高塑性和分散性 液限一般为5080%，塑限为3060，塑性指数一 般为2050%。 2、高含水率、低密度 天然含水率一般为3060，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。 3、强度较高，压缩性较低 固结快剪值818，c值可达0.040.09MPa，多属 中压缩性土或低压缩性土，压缩模量515MPa。 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。 特殊土的工程地质特性 湿 陷 性 黄 土 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