岩土工程地质分级与分类

1、第七章 岩土工程地质分级与分类主要内容1. 工程岩体分级2. 土的工程分类7.1 工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 地质时代相同或不同的地质时代相同或不同的岩石岩石和经成岩作用、和经成岩作用、构造运动以及风化、地下水等次生作用而产生构造运动以及风化、地下水等次生作用而产生于岩石中的于岩石中的结构面结构面组合而成的整体。组合而成的整体。结构面：结构面：岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二维地质界面均称为结构面。小的二维地质界面均称为结构面。软弱结构面：软弱结构面：工程上把力学强度明显低于

2、围岩的结构面工程上把力学强度明显低于围岩的结构面称为软弱结构面。称为软弱结构面。7.1 工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水岩体赋存于一定地质环境之中，地应力，地温，地下水等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是等因素对其物理力学性质有很大影响，而岩石试件只是为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质为实验室实验而加工的岩块，已完全脱离了原有的地质环境。环境。 岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存岩体在自然状态下经历了漫长的地质作用过程，其中存在着各种地质构造和弱

3、面，如不整合，褶皱，断层，节在着各种地质构造和弱面，如不整合，褶皱，断层，节理，裂隙等等。理，裂隙等等。 一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，一定数量的岩石组成岩体，且岩体无特定的自然边界，只能根据解决问题的需要来圈定范围。只能根据解决问题的需要来圈定范围。7.1 工程岩体分级一、分级的目的一、分级的目的n 岩体岩体 rock mass rock mass 根据上述特征，根据上述特征，岩体岩体是地质体的一部分，并且是由是地质体的一部分，并且是由处于一定地质环境中的处于一定地质环境中的各种岩性和结构特征岩石所组成各种岩性和结构特征岩石所组成的集合体的集合体，也可以看成是由结构面所包围

4、的结构体和结，也可以看成是由结构面所包围的结构体和结构面共同组成的。构面共同组成的。 岩体强度远远低于岩石强度；岩体强度远远低于岩石强度；岩体变形远远大于岩石本身；岩体变形远远大于岩石本身；岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。岩体的渗透性远远大于岩石的渗透性。 （1 1）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，）通过分类，概括地反映各类工程岩体的质量好坏，预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、预测可能出现的岩体力学问题。为工程设计、支护衬砌、建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。建筑物选型和施工方法选择等提供参数和依据。（2 2）为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提）

5、为岩石工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据。供必要的基本依据。（3 3）便于施工方法的总结）便于施工方法的总结, ,交流交流, ,推广，为便于行业内技推广，为便于行业内技术改革和管理。术改革和管理。一、分级的目的目的：评价工程岩体的稳定性目的：评价工程岩体的稳定性 岩石分级方法早在岩石分级方法早在17741774年欧洲人罗曼就提出来了。他年欧洲人罗曼就提出来了。他首先对石灰岩作了系统分类。以后，首先对石灰岩作了系统分类。以后，1818世纪末俄国人维尔世纪末俄国人维尔涅尔涅尔(Bepuep)(Bepuep)又将岩石定性地分成五类：松软岩、软岩、又将岩石定性地分成五类：松软岩、软

6、岩、裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工裂隙破碎岩、次坚硬岩和坚硬岩。而真正把岩石分级同工程联系起来还是从程联系起来还是从1919世纪后期才开始。世纪后期才开始。2020世纪世纪5050年代以后，年代以后，岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受到重视，从而岩体分级促进了工程建设的发展，越来越受到重视，从而加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄今各种加快了发展的步伐，取得了重大进展。据统计，迄今各种各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选各样的岩体分级方法已有百余种之多。如何正确认识和选取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。取合理的分级方法，是人们普遍关注的问题。

7、一、分级的目的 任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因任何一种岩体分级方法都是为一定的目的服务的，因此它必然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复此它必然存在一定的局限性，而且由于岩体客观存在的复杂性，同样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外杂性，同样一种岩体分级方法，在某一场合适用，在另外一个场合又未必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩一个场合又未必适用，因为这些方法都是针对某种类型岩石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分石工程或专门需要而制定的。例如用于锚杆支护的围岩分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质的岩石分级；地铁岩层分级；坝基岩体分级以及工程地质

8、的岩石分级等等。级等等。一、分级的目的按用途：按用途：通用分级通用分级专用分级专用分级二、影响岩体工程性质的主要因素n 岩石质量岩石质量 岩石的强度和变形岩石的强度和变形室内单轴抗压强度指标。室内单轴抗压强度指标。 单轴抗压：岩石单向受压时抵抗破坏的能力。n 岩体完整性岩体完整性 各种结构面的影响各种结构面的影响结构面的调查统计、试验。结构面的调查统计、试验。n水的影响水的影响 水对岩石的软化；渗流的影响。水对岩石的软化；渗流的影响。 软化系数：岩石浸水饱和前后的单轴干、湿抗压强度之比。n风化程度风化程度 分化的分级分类分化的分级分类2020世纪世纪7070年代至今，多种分级方案，反映岩体年代

9、至今，多种分级方案，反映岩体的结构特征、所处的环境特征、力学特征。的结构特征、所处的环境特征、力学特征。P99P99表表7.17.1 影响较大的：影响较大的：RMRRMR、RSRRSR、Q Q、Z Z系统等系统等 我国我国工程岩体分级标准工程岩体分级标准- -强制性标准强制性标准(1994)(1994) 三、工程岩体分级的代表性方案三、工程岩体分级的代表性方案7.2 土的工程分类n土是由固、液、气三相组成的松散沉积物。n土是岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积形成的堆积体， 不同成因的土的工程性质不同。7.2 土的工程分类一、土的工程分类概述一、土的工程分类概述根据土类，可以大致判断土的基本工程性质

10、，并可结合根据土类，可以大致判断土的基本工程性质，并可结合其他因素评价地基的承载力、抗渗流与抗冲刷稳定性，在其他因素评价地基的承载力、抗渗流与抗冲刷稳定性，在振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等振动作用下的可液化性以及作为建筑材料的适宜性等根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法根据土类，可以合理确定不同土的研究内容与方法当土的性质不能满足工程要求时，也需根据土类（结合当土的性质不能满足工程要求时，也需根据土类（结合工程特点）确定相应的改良与处理方法。工程特点）确定相应的改良与处理方法。n土的工程分类的目的土的工程分类的目的一、土的工程分类概述以成因、地质年代为基础的原则以成因、

11、地质年代为基础的原则 因为土是自然历史的产物，土的性质受土的成因（包括形成环因为土是自然历史的产物，土的性质受土的成因（包括形成环境）与形成年代控制。境）与形成年代控制。是工程特性差异的原则是工程特性差异的原则 土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土得不同特性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质得不同特性，即同类土的工程性质最大程度相似，异类土的工程性质显著差异。显著差异。是简明的原则是简明的原则 土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质，土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质，又

12、要其测定方法简单，且使用方便。又要其测定方法简单，且使用方便。n土的分类原则土的分类原则一、土的工程分类概述普通分类普通分类 对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的对粗粒土按粒度成分来分类；对细粒土按土的AtterbergAtterberg界限来界限来分类分类 土的成因分类土的成因分类专门分类专门分类 以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个或几个单项指标所以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个或几个单项指标所提出的分类。提出的分类。n土的分类体系土的分类体系国家标准国家标准土的工程分类标准土的工程分类标准（GB/T50145-2007 ）行业标准行业标准建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规

13、范 （GB 50007GB 500072011) 2011) 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范 (GB 50021 (GB 500212001) 2001) （20092009版）版）二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）土的工程分类标准）土的工程分类标准1. 工程用土的类别应根据下列土的指标确定工程用土的类别应根据下列土的指标确定: 一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限一土颗粒组成及其特征；二土的塑性指标：液限wL塑限塑限wP和塑和塑性指数性指数IP；三土中有机质存在情况；三土中有机质存在情况2. 土的粒组划分标准：土颗粒粒径范围土的粒组划分

14、标准：土颗粒粒径范围u 一般规定一般规定二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）3. 土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数Cu和曲率系Cc数确定并应符合下列规定二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）4. 细粒土应根据塑性图分类塑性图的横坐标为土的液限纵坐标为塑性指数二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）u 一般土的分类巨粒土含巨粒的土粗粒土细粒土一般土按其不同粒组的相对含量可划分二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90

15、） 巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组级配所含细粒的塑性高低可划分为16种土类（表7-14，7-15，7-16）； 细粒土（试样中细粒组质量多于或等于总质量的的土称细粒土）按塑性图所含粗粒类别以及有机质多寡可划分为16种土类。（表7-17）u 一般土的分类二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）表示土类的代号按下列规定构成：a) 一个代号即表示土的名称b) 由两个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示副成分或土的级配或土的液限。c) 由三个基本代号构成时第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示液限，第三个基本代号表示土中微

16、含的成分。u 一般土的分类CHG含砾高液限粘土含砾高液限粘土二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）u 地基土的分类碎石土砂土粉土粘性土人工填土建筑地基基础设计规范 (GB50007 2011) 二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（1）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于）碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于的含量高于整个土体的重量的整个土体的重量的 50 ，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石土又可以进一步细分，见下表。状，碎石土又可以进一步

17、细分，见下表。 u 地基土的分类地基土的分类二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（2）砂土即细）砂土即细中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在砂粒直径变化在 0.75- 2mm 之间，且粒径大于之间，且粒径大于 0.075mm 的土粒的土粒含量超过含量超过 50 。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。 u 地基土的分类地基土的分类二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准

18、（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（3）粒径大于）粒径大于0.075mm的颗粒不超过全重的颗粒不超过全重50，且塑性指数小于，且塑性指数小于或等于或等于10的土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉的土。根据颗粒级配（粘粒含量）按下表分为砂质粉土和粘质粉土。土和粘质粉土。 u 地基土的分类地基土的分类二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（4）粘性土粘性土：塑性指数大于10的土。根据塑性指数按下表分为粉质粘土和粘土。 u 地基土的分类二、土的工程分类方案简介n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（4）粘性土粘性土：塑性

19、指数大于10的土。u 地基土的分类Q3及其以前沉积的粘性土；具较高强度和较低压缩性。长江中下游下蜀粘土。Q4沉积的粘性土；分布面积广，工程性质变化大。文化期以来沉积的粘性土；强度低。河漫滩及山前冲洪积扇的表面。n 土的分类标准（土的分类标准（GBJ-90GBJ-90）（5）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、）人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城

20、市垃圾物。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、是城市垃圾物。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。挖淤形成的土。 u 地基土的分类三、我国主要特殊土的基本特性 特殊土是指某些具有特殊物质成分和结特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、工程性质也较特殊的土。是在一定的条构、工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成的，其分布有明显的区域性特征。件下形成的，其分布有明显的区域性特征。三、我国主要特殊土的基本特性 在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括：土包括：n沿海及内陆地区各种成因的沿海及内陆地区各种成因的软土软土：n

21、主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土黄土；n西南亚热带湿热气候区的西南亚热带湿热气候区的红粘土红粘土；n主要分布于南方和中南地区的主要分布于南方和中南地区的膨胀土膨胀土；n高纬度、高海拔地区的高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工填土和多年冻土及盐渍土、人工填土和污染土污染土等。等。（一）黄土（刘东生院士）黄土黄土是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪是在干旱、半干旱气候条件下形成的第四纪的一种松散的特殊土。的一种松散的特殊土。（一）黄土n黄土的分布黄土的分布黄土在世界上的分布面积达黄土在世界上的分布面积达13001300万万kmkm2

22、2，我国的我国的黄土面积是世界上最大的，达黄土面积是世界上最大的，达6464万万kmkm2 2，比法国和瑞比法国和瑞士的面积总和还要大。黄土士的面积总和还要大。黄土最厚最厚处约处约410410m m左右。在左右。在我国，西北、中原、华北、华东、东北等地均有分我国，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布，但主要集中在黄河的中游陕、甘、宁、青陕、甘、宁、青及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多及山西、河南一带，其厚度各不相同。陕甘地区多厚厚100100200200m m，薄处仅几公分。薄处仅几公分。（一）黄土黄土高原的自然景象（一）黄土n黄土的分类按成因分：原生黄

23、土和次生黄土按形成年代分：老黄土和新黄土按湿陷性分：湿陷性黄土和非湿陷性黄土（一）黄土n黄土的分类按生成年代分类下更新世下更新世 Q Q1 1 （午城午城黄土）黄土）中更新世中更新世 Q Q2 2 （离石离石黄土）黄土）上更新世上更新世 Q Q3 3 （马兰马兰黄土）黄土）全全 新新 世世 Q Q4 41 1 老黄土老黄土新黄土新黄土新近堆积的黄土：新近堆积的黄土：全新世全新世 Q Q4 42 2（一）黄土n黄土的成分和结构黄土的结构黄土的结构 黄土黄土结构疏松，发育结构性的孔隙结构疏松，发育结构性的孔隙；孔隙大小多少与成因和年代密切相关，一孔隙大小多少与成因和年代密切相关，一般地层越老，孔隙

24、率越高。般地层越老，孔隙率越高。（一）黄土n黄土的特征黄土的特征I.I. 颜色为淡黄、褐色或灰黄色颜色为淡黄、褐色或灰黄色；II.II. 粒度成分以粉粒为主粒度成分以粉粒为主，约占有约占有60%70%60%70%，一般，一般不含不含0.250.25mmmm的颗粒；的颗粒；III.III. 含各种可溶盐含各种可溶盐，富含碳酸盐（，富含碳酸盐（CaCOCaCO3 3），），可形可形成钙质结核（姜结石）；成钙质结核（姜结石）；IV.IV. 孔隙多且大，结构疏松孔隙多且大，结构疏松；V.V. 无层理，但有垂直节理和柱状节理无层理，但有垂直节理和柱状节理。天然条件。天然条件下能保持近于垂直的边坡；下能保

25、持近于垂直的边坡；（一）黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、天然状态下黄土的主要特点是压实程度差，孔隙大、孔隙率高，含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性孔隙率高，含水少、透水性强；一般强度较高、压缩性较小较小 。 湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷湿陷性黄土受水浸湿后会产生较大的沉陷湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的加应力共同作用下，因浸水后土的结构迅速破坏而发生显著的附附加下沉加下沉，其强度也随着迅速降低，

26、其强度也随着迅速降低 。湿陷性黄土又分为自重湿陷性。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土（有的老黄土不具湿陷性和非自重湿陷性黄土（有的老黄土不具湿陷性)。 地基湿陷引起附加沉降（一）黄土n黄土的工程特性黄土的工程特性黄土湿陷的原因？黄土湿陷的原因？ 结构：大孔隙结构：大孔隙 ，骨架颗粒为碳酸盐类；，骨架颗粒为碳酸盐类；矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的矿物组成：粉粒为主，粉土粒含量常占土重的6060以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可以上，含有大量的碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶盐类。溶盐类。浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破坏，浸水后粒间可溶性盐类被溶解造成结构联结破

27、坏，又因其大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。又因其大孔隙的特点，因而受水后浸湿后突发沉陷。（一）黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征黄土湿陷性的判定方法黄土湿陷性的判定方法 黄土的相对湿陷系数黄土的相对湿陷系数 s s= =（h h1 1h h2 2）/h/h0 0 s 0.015 0.015， 非非湿陷性黄土湿陷性黄土0.00.015 15 s 0.03 0.03，弱弱湿陷性黄土湿陷性黄土0.03 0.03 s 0.07 0.07，中等中等湿陷性黄土湿陷性黄土 s 0.07 0.07， 强烈强烈湿陷性黄土湿陷性黄土（一）黄土n黄土的工程地质特征黄土的工程地质特征湿陷性黄土分类湿陷

28、性黄土分类 自重湿陷性黄土：自重湿陷性黄土：在自重压力作用下在自重压力作用下, ,受水浸湿受水浸湿而发生湿陷的黄土。而发生湿陷的黄土。非自重湿陷性黄土非自重湿陷性黄土： 在其自重压力与附加压力在其自重压力与附加压力共同作用下才发生湿陷的黄土。共同作用下才发生湿陷的黄土。 （二）红粘土p 红粘土是指在亚热带湿热气候条件红粘土是指在亚热带湿热气候条件下下，碳酸，碳酸盐类岩石及其间所夹的其他岩石，经红土化作用盐类岩石及其间所夹的其他岩石，经红土化作用形成的高塑性粘土。形成的高塑性粘土。p 红粘土一般呈褐红、棕红等颜色，液限大于红粘土一般呈褐红、棕红等颜色，液限大于5050，上硬下软，具明显的收缩性，

29、裂隙发育。，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。p 经流水再搬运后仍保留其基本经流水再搬运后仍保留其基本特征特征，液限大，液限大于于4545的坡、洪积粘土，称为次生红粘土，在相的坡、洪积粘土，称为次生红粘土，在相同物理指标情况下，其力学性能低于红粘土。同物理指标情况下，其力学性能低于红粘土。 （二）红粘土p红粘土的分布特征红粘土的分布特征 红粘土及次生红粘土广泛分布于我国的云贵高原、四川红粘土及次生红粘土广泛分布于我国的云贵高原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区的低山、丘陵地带顶低山、丘陵地带顶部部和和山间盆地、洼地、山间盆地、洼地、缓坡缓坡及坡脚地段

30、及坡脚地段。由于基岩起伏变化。由于基岩起伏变化及风化深度的不同，造成其厚度变化极不均勾及风化深度的不同，造成其厚度变化极不均勾，常见为常见为5 58m8m，最薄为最薄为0 0. .5m5m，最厚为，最厚为20m20m。在水平方向常见咫尺之隔，。在水平方向常见咫尺之隔，厚度相差达厚度相差达1010m m之巨。上层中常有石芽、溶洞或土洞分布其之巨。上层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造成间，给地基勘察、设计工作造成困难。困难。（二）红粘土p红粘土的工程地质特征红粘土的工程地质特征物理力学性质物理力学性质：天然含水天然含水量量和和孔隙孔隙比很大，比很大，但其强度高、压缩性低但其强

31、度高、压缩性低，工程性能良好工程性能良好；各各种指标的变化幅度很大种指标的变化幅度很大。裂隙性和胀缩性裂隙性和胀缩性：红粘土具有较小的吸水膨红粘土具有较小的吸水膨胀性胀性，但具有，但具有强烈的失水收缩性强烈的失水收缩性。故裂隙发。故裂隙发育也是红粘土的一大特征。育也是红粘土的一大特征。（二）红粘土 虽然天然含水量高，孔隙比很大，但却具有较虽然天然含水量高，孔隙比很大，但却具有较高的力学强度和较低的压缩性高的力学强度和较低的压缩性? ?p红粘土的工程地质特征红粘土的工程地质特征（二）红粘土小于小于0.002mm0.002mm的胶粒占的胶粒占404070%70%，具，具高分散性高分散性；含水铁铝硅

32、氧化物失水相互凝聚胶结，絮状结构；含水铁铝硅氧化物失水相互凝聚胶结，絮状结构；粘土矿物本身具有非常稳定的结晶格架；粘土矿物本身具有非常稳定的结晶格架；粒间水膜比较薄，多为结合水。粒间水膜比较薄，多为结合水。p红粘土的成分特点红粘土的成分特点（二）红粘土 从各地区已有资料可知从各地区已有资料可知，红粘土本身的物理力学性质指，红粘土本身的物理力学性质指标又有相当大的变化范围，以贵州省的红粘土为例，其天然标又有相当大的变化范围，以贵州省的红粘土为例，其天然含水量的变化范围达含水量的变化范围达25258888，天然孔隙比，天然孔隙比0.70.72.42.4，液，液限限3636l25l25，塑性指数，塑

33、性指数18187575，液性指数，液性指数0.450.451.41.4。内摩擦。内摩擦角角2 23131度，内聚力度，内聚力1010140kPa140kPa，变形模量，变形模量4 436MPa36MPa。其物。其物理力学性质变化如此之大理力学性质变化如此之大，承载力自然会有显著的差别。貌，承载力自然会有显著的差别。貌似均匀的红粘土，其工程性能的变化却十分复杂，这也是红似均匀的红粘土，其工程性能的变化却十分复杂，这也是红粘土的一个重要特点。粘土的一个重要特点。红粘土的物理力学性质变化范围及其规律性红粘土的物理力学性质变化范围及其规律性（二）红粘土1) 1) 呈褐红色呈褐红色, ,富含铁铝氧化物，

34、黏粒含量很高，具有高度富含铁铝氧化物，黏粒含量很高，具有高度分散性，颗粒细而均匀，黏土矿物以高岭石为主；分散性，颗粒细而均匀，黏土矿物以高岭石为主；2) 2) 土层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间；土层中常有石芽、溶洞或土洞分布其间；3) 3) 地表裂隙发育；地表裂隙发育；4) 4) 沿深度含水量增大，土质由硬变软；沿深度含水量增大，土质由硬变软；5) 5) 在水平方向上厚度变化较大，造成地基不均匀性。在水平方向上厚度变化较大，造成地基不均匀性。 n红粘土特征红粘土特征（二）红粘土1.1.高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。高含水量、高塑性，硬塑或可塑状态。2.2.孔隙比大、低密度、孔隙饱水。孔隙

35、比大、低密度、孔隙饱水。3.3.压缩性低、强度高、地基承载力高。压缩性低、强度高、地基承载力高。4.4.浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。浸水后膨胀量小，但失水后收缩剧烈。n红粘土工程特性红粘土工程特性（二）红粘土n红粘土地基评价红粘土地基评价 红粘土的红粘土的表层表层，为良好地基。可充分利用其作为天然地基，为良好地基。可充分利用其作为天然地基持力层，基础宜尽量浅埋。持力层，基础宜尽量浅埋。 红粘土的红粘土的底层底层，接近下卧基岩面附近，尤其在基岩面低洼，接近下卧基岩面附近，尤其在基岩面低洼处，因地下水积聚，常呈软塑流塑状态，强度低，压缩处，因地下水积聚，常呈软塑流塑状态，强度低，压缩性高，容

36、易引起地基不均匀沉降。应注意查清基岩面起伏性高，容易引起地基不均匀沉降。应注意查清基岩面起伏状况，并进行必要的处理。状况，并进行必要的处理。 对红粘土中的对红粘土中的土洞土洞，应查明其部位与大小，进行填充处，应查明其部位与大小，进行填充处理。理。 红粘土中的红粘土中的网状裂隙网状裂隙，对土坡和基础有不良影响，基槽应，对土坡和基础有不良影响，基槽应防止日晒雨淋。防止日晒雨淋。（三）软土u软土软土在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高压缩性高，承载力低承载力低，抗剪强度低抗剪强度低的软塑流塑状态的粘性的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥等。土，如

37、淤泥等。u分类分类1 1：当：当e=1.5e=1.5时，称时，称淤泥淤泥；当；当1.51.5e e=1.0=1.0时，称时，称淤淤泥质土泥质土。它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；。它是淤泥与一般粘性土的过渡类型；u分类分类2 2：当土中有机质含量：当土中有机质含量5%5%，10%10%，称，称有机质土有机质土；当有；当有机质含量（机质含量（10%10%，60%60%时称时称泥炭质土泥炭质土；当有机质含量；当有机质含量（60%60%，）时，称，）时，称泥炭泥炭。u软土的特征：富含有机质，天然含水量大于液限，天然孔软土的特征：富含有机质，天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于隙比大于或等于1 1。

38、（三）软土n 成因类型成因类型沿海沉积型沿海沉积型内陆湖盆沉积型内陆湖盆沉积型河滩沉积型河滩沉积型沼泽沉积型沼泽沉积型滨海相滨海相: :泻湖相泻湖相; ;溺谷相溺谷相: :三角洲相三角洲相n 软土的分布软土的分布软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及平原软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及平原低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖沼泽地区低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖沼泽地区也常遇到软土。也常遇到软土。（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质1 1高含水量和高孔隙性高含水量和高孔隙性2 2渗透性弱渗透性弱3 3压缩性高压缩性高（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性

39、质1 1高含水量和高孔隙性高含水量和高孔隙性 软土的天然含水量总是大于液限。软土的天然含水量总是大于液限。 据统计：软土的据统计：软土的天然含水量天然含水量一般为一般为5050- -7070，最，最大甚至超过大甚至超过200200。软土的如此高含水量和高孔隙性特。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质2 2渗透性弱渗透性弱 软土的渗透系数一般在软土的渗透系数一般在i i1010-4-4一一i i1010-8-8之间，之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层而大部分滨海

40、相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。 由于该类土渗透系数小、含水量大且呈饱和状由于该类土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态，这态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。著影响。（三）软土n 软土的物理力学性质软土的物理力学性质3 3压缩性高压缩性高 软土均属高压缩性土，而且压缩系数随着土的软土均属

41、高压缩性土，而且压缩系数随着土的液限和天然含水量的增大而增高。液限和天然含水量的增大而增高。（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征1. 1. 变形大而不均匀变形大而不均匀2. 2. 变形稳定历时长变形稳定历时长3. 3. 抗剪强度低抗剪强度低4. 4. 较显著的触变性和蠕变性较显著的触变性和蠕变性（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征1.1. 变形大而不均匀变形大而不均匀 实际资料表明，对于砖墙承重的混合结构，如以层实际资料表明，对于砖墙承重的混合结构，如以层数来表示地基受荷的大小，则数来表示地基受荷的大小，则4-64-6层的

42、民用房屋其平均层的民用房屋其平均沉降量一般可达沉降量一般可达25-5025-50cmcm；对于大型构筑物，如水池、对于大型构筑物，如水池、油罐等，其沉降量一般都大于油罐等，其沉降量一般都大于5050cmcm，甚至超过甚至超过100100cmcm。 显然在相同条件下，软土地基的变形量比一般粘性显然在相同条件下，软土地基的变形量比一般粘性土地基要大几倍至十几倍土地基要大几倍至十几倍。因此上部荷重的差异和复杂。因此上部荷重的差异和复杂的体型都会引起严重的差异沉降和倾斜。的体型都会引起严重的差异沉降和倾斜。（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征2. 2. 变形稳定历时

43、长变形稳定历时长 因软土的渗透性很弱，水分不易排出，故使建筑因软土的渗透性很弱，水分不易排出，故使建筑物沉降稳定历时较长。例如沿海闽、浙一带这种软粘物沉降稳定历时较长。例如沿海闽、浙一带这种软粘土地基上的大部分建筑物在建成约土地基上的大部分建筑物在建成约5 5年之久的时间后，年之久的时间后，往往仍保持着每年往往仍保持着每年1 1cmcm左右的沉降速率，其中有些建筑左右的沉降速率，其中有些建筑物则每年下沉物则每年下沉3-43-4cmcm。（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征3. 3. 抗剪强度低抗剪强度低 软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密软土的抗剪

44、强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关。不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，其内摩切相关。不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，其内摩擦角为零，内聚力一般都小于擦角为零，内聚力一般都小于2020kPakPa；排水条件下的抗排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。这是因为在土体受荷剪强度随固结程度的增加而增大。这是因为在土体受荷时，其中孔隙水在充分排出的条件下，使土体得到正常时，其中孔隙水在充分排出的条件下，使土体得到正常的压密，从而逐步提高其强度。因此，要提高软土地基的压密，从而逐步提高其强度。因此，要提高软土地基的强度，必须控制施工和使用时的加荷速度，特别是在的强度，必须控制施工和使用时的加

45、荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便每增加一级荷重与土体在开始阶段加荷不能过大，以便每增加一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适应。新的受荷条件下强度的提高相适应。（三）软土n软土在建筑荷载作用下的变形特征软土在建筑荷载作用下的变形特征4. 4. 较显著的触变性和蠕变性较显著的触变性和蠕变性 触变触变：原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降：原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土的强度或很快地使土体变成稀释状态。当软土地低了土的强度或很快地使土体变成稀释状态。当软土地基受到振动荷载后，易产生侧向滑动，沉降及基底面两基受到振动荷载后，易产生侧向滑动，沉降及基底面两侧挤出等现象。

46、侧挤出等现象。 软土的软土的蠕变性蠕变性是比较明显的。在长期恒定应力作用是比较明显的。在长期恒定应力作用下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰下，软土将产生缓慢的剪切变形，并导致抗剪强度的衰减。在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的减。在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降。上海等地许多工程的现场实洲结果表明：次固结沉降。上海等地许多工程的现场实洲结果表明：当土中孔隙水压力完全消散后，建筑物还继续沉降。当土中孔隙水压力完全消散后，建筑物还继续沉降。（三）软土n 软土的工程性质软土的工程性质软土由于具有触变流变、低强度、高压缩软土由于具有触变流变、低强度、高压缩性

47、及低透水性的特点，因此软土地基的变形破性及低透水性的特点，因此软土地基的变形破坏主要是坏主要是承载力低承载力低，地基变形大地基变形大或或发生挤出发生挤出，造成建筑物的破坏。且造成建筑物的破坏。且易产生不均匀沉降易产生不均匀沉降。（四）膨胀土膨胀土膨胀土是一种粘性土，含有较多的亲水性是一种粘性土，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，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抗冲刷性能差，这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土膨胀土。（四）膨胀土 我国是世界上膨胀土分布广、面积大的国家之一，据我国是世界上膨胀土分布广、面积大的国家之一，据现有资料在广西、云南、湖北、河南、安微、四川、河北、现有资料在广西、云南、湖北、河南、安微、四川、河北、山东、陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围山东、陕西、浙江、江苏、贵州和广东等地均有不同范围的的分布。分布。n按其成因大体有残积按其成因大体有残积坡积、坡积、湖湖积、冲积积、冲积洪积和冰水沉洪积和冰水沉积等四个类型，其中以残、坡积型和湖积型者积等四个类型，其中以残、坡积型和湖积型者胀缩胀缩性最强。性最强。n从形成年代看，一般为上更新统及其以前形成的土层。从形成年代看，一