膨胀土-工程地质

膨胀土,膨胀土简介,膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石,为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。膨胀土是特殊土的一种，常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水，以及防止地基土含水量变化等工程措施。,膨胀土的定义,指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。,膨胀土的特点,粒度组成中，粘粒含量大于30。粘土矿物以蒙脱石、伊利石等强亲水性矿物为主。土体湿度增高时，体积膨胀，形成膨胀压力；土体干燥时，体积收缩，形成收缩裂缝。膨胀、收缩随环境变化可往复发生，导致强度衰减。属液限大于40的高塑性粘土。属固结性粘土。,膨胀土的分布范围,膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。,膨胀土易被误认为是工程地质性质较好的土，但实际上膨胀土易随湿热环境变化，产生体积变形而导致建筑物变形破坏。膨胀土由于干燥或其他原因常形成裂隙，裂隙面光滑，间而有次生土质充填，故而又称为裂隙土。常是控制边坡稳定的重要因素。,膨胀土的危害,膨胀土粘粒成份主要由强亲水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土。该土具有吸水膨胀.失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用不可低估，并且构成的破坏是不易修复的。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大。,膨胀土的初步判别,土的颜色为灰白、灰绿色，棕、红、灰色、黄褐色等等。网状裂隙极发育，有蜡面，易风化呈细粒状，鳞片状隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。粘土细腻，滑感特强以为主，粘土中含有少量粉砂，滑感较强，含较多钙质或铁锰结核，以钙质结核为主，在旱季呈坚硬或硬塑状态，在雨季粘滑。,出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，无明显自然陡坎。坡面常见浅层溜坍，滑坡，地面裂隙。当坡面有数层土时，其中膨胀土层往往形成凹形坡。新开挖（槽）壁易发生坍塌等。浅层基础的单层或多层建筑物出现裂缝，且建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。,膨胀土的变化,物理性质,膨胀土按粘土矿物分类，可以归纳为两大类：一类以蒙脱石为主。一类以伊力土和高岭土为主。蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀，而伊力土和高岭土则发生有限的膨胀。,引起膨胀土发生变化的条件,一、含水量二、干容重,含水量,膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小及变化有关。如果其含水量保持不变，则不会有体积变化。当粘土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。含水量的轻微变化，仅1%2%的量值，就足以引起有害的膨胀。很干的粘土表示有危险。这类粘土能吸收很多的水，其结果是对结构物发生破坏性膨胀。比较潮湿的粘土，由于大部分膨胀已经完成，进一步膨胀将不会很大。但应注意的是，潮湿的粘土，在水位下降或其它的条件变化时，可能变干，显示的收缩性也不可低估。,干容重,粘土的干容重与其天然含水量是息息相关的，干容重是膨胀土的另一重要指标。=18.0KN/m的粘土，通常显示很高的膨胀潜势。在安康地区，人们对这种土的评语是“硬的象石头”。这表明着粘土将不可避免地出现膨胀问题。,力学性质,一、膨胀潜势二、膨胀力,膨胀潜势,膨胀潜势：简单的讲，就是在室内按AASHO标准压密实验，把试样在最佳含水量时压密到最大容重后，使有侧限的试样在一定的附加荷载下，浸水后测定的膨胀百分率。膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。膨胀量的大小主要取决于环境条件，如润湿程度.润湿的持续时间和水分的转移方式等。,膨胀力,膨胀力，也就是膨胀压力。试样膨胀到最大限度以后，再加荷载直到回复到其初始体积为止所需的压力。对某种给定的粘土来说，其膨胀压力是常数，它仅随干容重而变化。因此，膨胀力可以方便的用作衡量粘土的膨胀特性的一种尺度。对于未扰动的粘土来讲，干容重是土的原位特征。所以在原位干容重时土的膨胀压力可以直接用来论述膨胀特性。,膨胀土路基处理,（1）填高不足1米的路堤，必须换填非膨胀土，并按规定压实。（2）使用膨胀土作填料时，为增加其稳定性，采用石灰处治，石灰剂量范围10%12%，要求掺灰处理后的膨胀土，其胀缩总率接近零为佳。（3）路堤两边边坡部分及路堤顶面要用非膨胀土作封层，必要时须铺一层土工布，从而形成包心填方。（4）路堑边坡不要一次挖到设计线，沿边坡予留厚度3050cm一层，待路堑挖完后，再削去予留部分，并以浆砌花格网护坡封闭。,（5）路堤与路堑分界处，即填挖交界处，两者土内的含水量不一定相同，原有的密实度也不禁相同，压实时应使其压实的均匀.紧密，避免发生不均匀沉陷。（6）施工时应避开雨季作业，加强现场排水。路基开挖后各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不宜间隔太久。路堤.路堑边坡按设计修整后，应立即浆砌护墙.护坡，防止雨水直接侵蚀。（7）膨胀土地区路床的强度及压实标准应严格遵守国家有关规定、规范。,膨胀土是影响道路及其它构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理.力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过改变土