土的工程分类及各种土的工程地质特征.ppt

工程地质学,第四章 土的工程分类及 各种土的工程地质特征,本章主要内容： 第一节 土的工程分类； 第二节 地基土的工程分类； 第三节 几种特殊土的工程地质特征。,第一节 土的工程分类 一、土的工程分类的意义 1、便于工程应用 2、便于理论研究和技术开发； 3、便于工程方案的制定。,二、常见的土的分类体系（土性及用途） 1根据土的地质成因分类：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、风积土； 2粘性土按沉积年代分：老粘性土（10万年）、一般粘性土（9千）、新近沉积粘性土； 3按固结程度对粘性土分类：超固结土、正常固结土、欠固结土； 4根据土的颗粒级配或塑性指数分类：碎石土、砂土、粉土、粘性土； 5根据土的特殊性质进行分类：湿陷性黄土、红粘土、膨胀土、多年冻土、盐渍土、软土、人工填土。,按最新规范，地基土可分为六大类：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。,一、岩石,第二节 地基土的工程分类,4、岩石野外描述 包括：地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造和岩石质量指标RQD。对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度；对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物的结晶大小和结晶程度。,二、碎石土,5、碎石土野外描述：颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、密实度、充填物的性质和充填程度等。,三、砂土,5、砂土野外描述：颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、密实度（密实、中密、稍密、松散4级）、湿度（稍湿、很湿、饱和3级）等。,四、粉土,5、粉土野外描述：颜色、包含物、湿度（分稍湿、中湿、很湿、饱和等4级）、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性等。,五、粘性土,5、粘性土野外描述：颜色、状态、包含物（如钙质结核、铁锰结核、植物根、贝壳等）、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性、土层结构。,六、人工填土,第三节 几种特殊土的工程地质特征,特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构，而且工程地质性质也比较特殊的土。特殊土一般具有典型的特性，如淤泥具有触变性，黄土具有湿眼陷性，膨胀土具有胀缩性。,1、淤泥的定义 淤泥类土是在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下形成的，含较多有机质，其中孔隙比e大于1.5，含水率大于液限的土，称为淤泥， 若1e1.5，则称为淤泥质土。,一、淤泥类土,2、淤泥的工程性质,1、高含水量和高孔隙性； 2、渗透性弱； 3、压缩性高； 4、抗剪强度低； 5、触变性。,1、黄土的定义 黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。,二、黄土,I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色； II. 粒度成分以粉土为主，约占有60%70%，一般不含0.25mm的颗粒； III. 含各种可溶盐，富含碳酸盐（CaCO3），可形成钙质结核（姜结石）； IV. 孔隙多且大，结构疏松； V. 具有湿陷性（被水浸湿后土体显著沉陷）。,2、黄土的特征,黄土在世界上的分布面积达1300万km2，我国的黄土面积是世界上最大的，达64万km2，比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土最厚处约410m左右，在兰州市七里河区西津村。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分布，但主要集中在黄河的中游陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚100200m，薄处仅几公分。,3、黄土的分布,黄土高原的自然景象,4、黄土的分类 按生成年代分类,下更新世 Q1 （午城黄土） 中更新世 Q2 （离石黄土） 上更新世 Q3 （马兰黄土） 全 新 世 Q41,老黄土 新黄土 新近堆积的黄土：全新世 Q42,风积 坡积 残积 洪积 冲积等,4、黄土的分类 按生成过程分类,黄土的分类,黄土质粘土 IP17 黄土质砂粘土 7IP17 黄土质粘砂土 1IP7 黄土质砂土 IP1,按塑性指数IP分类,黄土结构疏松，密度较低，一般：,Gs 2.542.84； 1.51.8g/cm3； rd 1.31.6g/cm3，与e有关,一般认为： rd 1.5g/cm3时，一般为非湿陷性黄土,5、黄土的工程性质,黄土的天然含水量一般为138.6%，有的干燥地区则为112%，含水量较低。,天然含水量低的黄土 湿陷性较强,一般认为：天然含水量25%时，无湿陷性。,一般c=3040kPa， j =1525，我国北部黄土的j可达 2728。,黄土的透水性比一般粘性土大,天然黄土在一定压力的作用下，受水浸湿后土体结构受到破坏而发生的下沉现象，称为黄土湿陷。,6、黄土的湿陷性,黄土的相对湿陷系数 dsh=（h2h2）/h2 dsh 0.02， 非湿陷性黄土 0.02 dsh 0.03，轻微湿陷性黄土 0.03 dsh 0.07，中等湿陷性黄土 dsh 0.07， 强烈湿陷性黄土,7、黄土湿陷性的判定方法,采用物理、化学等方法，提高黄土强度，降低孔隙度，加强其内部联结； 强夯法； 挤密法 防排水。包括排除地表水和地下水。 换填法。在湿陷性黄土层不厚(13m)，下面又是硬土层或基岩。换填的土是砂夹卵石，回填厚度每层15cm，填后浇水再夯实。 预浸水法 深层浸水法,8.防治黄土湿陷的措施,三、膨胀土,膨胀土是一种粘性土，含有较多的亲水性粘土矿物，吸水膨胀，遇水崩解或软化，失水收缩，抗冲刷性能差，这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土。,1、膨胀土的特征,（1）颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色； （2）粒度成分中以粘土颗粒为主，一般在50%以上，最低也要大于30%，粉粒次之，砂粒最少； （3）矿物成分中粘土矿物占优势，多为伊利石、蒙脱石，高岭石含量很少； （4）胀缩强烈，膨胀时产生膨胀压力，收缩时形成收缩裂隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减； （5）各种成因的大小裂隙发育； （6）早期生成的膨胀土具有超固结性。,2、膨胀土的分布,膨胀土分布很广，全世界都有分布，在我国的分布也很广。,外界条件的改变 土中水份的变化 地基产生体积变形 基础破坏，建筑物、地坪开裂,强亲水性 多裂隙性 强胀缩性 强度衰减性 快速崩解性 弱抗风化性等,3、膨胀土的工程