特殊土的工程地质性质软土实用教案

1、指导思想： 总的说来，特殊土比较宽泛、其性质研究方法多种多样，没有统一的规律。重点讲1、2种特殊土的性质和处理方法，不求全。任务：1、特殊土的基本矿物组成及其特点、岩土结构特点(深入)2、特殊土的物理化学(w l hu xu)性质、力学性质(深入)3、评价和处理方法4、学习一种处理方法，计算技能第1页/共41页第一页，共41页。黏土矿物： 1、蒙脱石的晶体构造，单位晶层间存在多少种形式的水分子，在什么条件下含有3个、2个水分子？2、天然土往往是Ca质蒙脱石，什么是Ca质蒙脱石？3、伊利石与蒙脱石的结构相似，为何有不同的水理性质？4、了解(lioji)：从结构形式或水理特性分析，海绿石、绿磷石可

2、划分为伊利石类。5、叙述高岭石和绿泥石的晶体构造？第2页/共41页第二页，共41页。微结构： 1、微结构特征分类(fn li)及其与岩土性质的联系？ 2、定向排列结构的特点？ 3、紊流结构特点？ 4、粒状堆叠结构和粒状架空结构特点？ 5、胶粘式结构特点？第3页/共41页第三页，共41页。特殊土的概念 我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁多，工程性质各异。 有些土类，由于地理环境(hunjng)、气候条件、地质成因、物质成分及次生变化等原因而各具有与一般土类显著不同的特殊工程性质，当其作为建筑场地、地基及建筑环境(hunjng)时，如果不注意这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成工程事故。

3、第4页/共41页第四页，共41页。特殊土的概念 特殊性土 具有一定分布区域(qy)或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土称 黄土西北、华北(Hubi)等干旱、半干旱气候区 红粘土西南亚热带湿热气候区 软土（包括淤泥和淤泥质土） 冻土 膨胀土南方和中南地区 盐渍土 混合土 填土 污染土根据工程(gngchng)特性第5页/共41页第五页，共41页。软土指在水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用，富含有机质，天然含水量大，孔隙比、压缩性高，承载力低的一种(y zhn)软塑到流塑状态的粘性土。一、软土淤泥(yn)土第6页/共41页第六页，共41页。一、软土淤泥(yn)土第7页/共41页第七页，

4、共41页。分类 （1）按软土的形成环境分 1）沿海(ynhi)软土 泻湖相沉积、溺谷相沉积、滨海相沉积、三角洲相沉积 2）内陆软土 湖相沉积、河漫滩相沉积、牛轭湖相沉积、山区谷地沉积 （2）按有机质含量分类 有机质含量60% 泥炭（3）按天然含水量和孔隙比分 淤泥 淤泥质土 5 . 1, eL5 . 10 . 1 ,eL第8页/共41页第八页，共41页。软土组成及结构特征软土组成及结构特征 1）颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，）颜色多为灰绿、灰黑色，手摸有滑腻感，能染指，有机质含量高时，有腥臭味有机质含量高时，有腥臭味 2）粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达）粒度成分主要为粘粒

5、及粉粒，粘粒含量高达6070 3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石）矿物成分，除粉粒中的石英、长石(chn sh)、云母外，粘粒中的粘土矿物主要是伊利石，高岭石云母外，粘粒中的粘土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定量的有机质，可高达次之。此外软土中常有一定量的有机质，可高达8 9 4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙比大、含水量高、透水性小、压缩性大、软土孔隙比大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低主要原因之一强度低主要原因之一 5）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相

6、互交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复炭层等相互交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复杂的土体。杂的土体。一、软土淤泥(yn)土第9页/共41页第九页，共41页。1、高孔隙(kngx)比 孔隙(kngx)比常见值为1.02.0；2、饱水、天然含水率大于液限 液限一般为4060; 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。3、透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。4、高压缩性：a12一般为0.71.5Mpa1，且随天然含水率的增大而增大。二、工程地质性质(xngzh)的基本特点第10页/共41页第十页，共41页。5、抗剪强度很低，且与

7、加荷速度和排水固结( ji)条件有关不排水：三轴快剪,0左右；直剪，25，c0.02Mpa；在排水条件下，抗剪强度随固结( ji)程度提高而增大，固结( ji)快剪的1015，c0.02Mpa。6、较显著的触变性和蠕变性二、工程地质性质的基本(jbn)特点第11页/共41页第十一页，共41页。工程(gngchng)特性： 263页二、工程地质性质(xngzh)的基本特点第12页/共41页第十二页，共41页。第13页/共41页第十三页，共41页。第14页/共41页第十四页，共41页。第15页/共41页第十五页，共41页。第16页/共41页第十六页，共41页。第17页/共41页第十七页，共41页。

8、kcmdbacMdMbMf地基承载力特征值基底(j d)下1倍短边宽深度内土的粘聚力标准值与 有关(yugun)的承载力系数，查表k基底上土的加权重度第18页/共41页第十八页，共41页。dcp基础(jch)埋深基底(j d)以上土的加权平均重度由不排水剪切试验确定的粘聚力第19页/共41页第十九页，共41页。dcpu14. 5基础(jch)埋深基底(j d)以上土的加权平均重度由不排水剪切试验确定的粘聚力dcpu71. 5方形基础条形基础得到极限荷载后/安全系数3第20页/共41页第二十页，共41页。11110iiiinisisazazEps第21页/共41页第二十一页，共41页。iniic

9、Hs1iiiciiiiipppCeee1100log111第22页/共41页第二十二页，共41页。scdssssEbpksdd075. 01zHvcdms01niaiiisttCeHs110log1第23页/共41页第二十三页，共41页。khhw002122110zzzz承压水层上覆土层(t cn)厚度第24页/共41页第二十四页，共41页。堆载预压法真空(zhnkng)预压法降水预压法电渗排水法联合加压法第25页/共41页第二十五页，共41页。第26页/共41页第二十六页，共41页。第27页/共41页第二十七页，共41页。第28页/共41页第二十八页，共41页。bdp2平面布置：等边三角形或

10、正方形布置。有效(yuxio)排水直径与间距的关系为：lde05. 1lde13. 1井径比确定第29页/共41页第二十九页，共41页。井距：间距可按井径比n选用，据工程(gngchng)实践，塑料排水带或袋装砂井n=1522，普通砂井，n=68。weddn 井深：根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定，一般应尽可能的深。砂料：应选中粗砂，粘粒含量不应大于3%。砂井直径第30页/共41页第三十页，共41页。范围：大于或等于建筑物基础外缘所包围的范围。大小：对沉降有严格限制的建筑，应采用超载(chozi)预压处理，超载(chozi)量大小根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确定，并应使预

11、压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于附加应力。加荷速率：根据地基土的强度来确定。预压时间：当排水竖井底面以下受压土层经预压完成的变形和平均固结度符合设计要求时。第31页/共41页第三十一页，共41页。建筑(jinzh)地基处理技术规范JGJ79-2002，在一级或多级等速加载条件下，当固结时间为t时，111iiTTtiiniiteeeTTpqU时间单位d， 第i级荷载的加载速率；Ti 、Ti1分别为第i级荷载加载的起始和终止时间，当计算第i级加载过程中某时间的固结度时，改为t； 、 为参数。iq 第32页/共41页第三十二页，共41页。 条件条件参数参数竖向排水竖向排水固结固结 30%向内径

12、向向内径向排水固结排水固结竖向和向内径向排竖向和向内径向排水固结水固结（竖井穿透受压土层）（竖井穿透受压土层）128224Hcv28enhdFc22284enhvdFcHc28ch径向排水固结( ji)系数，cv竖向排水固结( ji)系数 cm2/s；H为土层竖向排水距离，双面排水时为土层厚度的一半，单面时为土层厚度； 为双面排水土层或固结( ji)应力均匀分布的单面排水土层平均固结( ji)度 2222413ln1nnnnnFnzUzU第33页/共41页第三十三页，共41页。在瞬时加载条件下，考虑井阻和涂抹影响时，竖井地基径向(jn xin)排水平均固结度 可按下式计算tFdcreheU28

13、1rUrsnFFFF 1543lnnnFnwhrqkLF422 skkFshsln1kh为天然土层水平渗透系数，cm/s；ks为涂抹区土的水平向渗透系数，可取(1/51/3)kh，cm/s；s为涂抹区直径与竖井直径比值，取23，中灵敏取低值，高取高值；L为竖井深度，cm；qw为竖井纵向(zn xin)通水量，为单位水力梯度下单位时间的排水量，cm3/s。42wwwdkq砂料渗透系数第34页/共41页第三十四页，共41页。对正常固结饱和(boh)黏性土，某一时间的抗剪强度，可按下式计算，cutzfftUtan0地基土的天然抗剪强度预压荷载引起的该点的竖向附加应力该点的固结度第35页/共41页第三十五页，共41页。对正常(zhngchng)固结或弱固结黏性土，预压荷载下地基的最终竖向变形量sf可按下式计算：iniiiifheees10101自重应力多对应的孔隙比为第i层土层厚度自重应力与附加应力之和所对应的孔隙比经验系数，1.11.4荷载较大、较软弱时取较大值变形计算时，受压层的计算深度可用应力比法确定，即取为附加应力与土的自重应力的比值为0.1的深度第36页/共41页第三十六页，共41页。砂垫层的厚度不应小于500mm，砂垫层的干密度应大于1.5g/cm3，其渗透系数宜大