红粘土分解培训课件

1、红粘土主要特征及处理方法陈磊红粘土分解第1页红粘土主要内容一、红粘土分布和组成二、红粘土工程特征三、红粘土工程地质勘探关键点四、红粘土地基评价五、红粘土地基处理红粘土分解第2页（1）定义红粘土是出露在地表碳酸盐岩在更新世纪以来湿热环境中，经过一系列复杂物理和化学风化，尤其是红土化作用，形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色高塑性粘土。形成红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新土层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特征，液限大于45%称次生红粘土。1.1定义、成因及分布1 红粘土分布和组成红粘土分解第3页（2）成因暴露在地表碳酸盐岩在漫长地质历史时期内，经过各种物理风化逐步分解为岩石碎屑。岩

2、石碎屑因比表面积较大，化学风化逐步占据主导地位，而在温暖湿润气候条件下，化学反应速度快，经以下几个阶段，碳酸盐岩碎屑就会变成红粘土：1）饱和硅铝阶段 其特点是岩石中氯化物和硫酸盐将全部被溶解，首先淋滤出Cl-和SO42-。因为溶于水中CO2部分为游离CO2，它可形成碳酸，使水介质成为弱酸性，在这种介质条件下，因为游离CO2和H2O共同作用，灰岩和白云岩发生碳酸化反应，碳酸盐变成重碳酸盐。 红粘土分解第4页2）酸性硅铝阶段经过饱和硅铝阶段，几乎全部盐基被溶淋掉，所以碱性条件逐步被酸性条件代替。此时，前阶段形成原碳酸岩中原生粘土矿物伊利石、蒙脱石又被破坏，形成在酸性条件下稳定不含K、Na、Ca、M

3、g盐基稳定粘土矿物高岭石。3）铝铁土阶段 在此阶段，铝硅酸盐粘土矿物被分解，形成SiO2、Al2O3、Fe2O3及其水化物，其矿物成份主要为针铁矿、赤铁矿和水铝矿，从而形成了一个红色疏松铁质或铝质土壤，即红粘土，故这个阶段又称为红土化阶段。红粘土分解第5页（2）红粘土分布红粘土形成与分布与地质历史上气候条件亲密相关，其形成与分布范围气候条件为湿热热带、亚热带，降雨量应在1000mm以上，年平均气温为19 23 。其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低溶蚀夷平面及岩溶洼

4、地、岩溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地、孤峰准平原及丘陵洼地等地貌单元；在东部主要分布在高阶地以上丘陵区。经搬运再沉积形成次生红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其它沉积物之上，其分布约占总量10% 40%，自西向东逐步增多。红粘土分解第6页1.2红粘土组成成份 红粘土组成成份与其母岩、气候环境及风化作用强度有着亲密关系，即使是灰岩，其中碳酸盐矿物成份、自生非碳酸盐矿物及陆源碎屑矿物种类及含量也不尽相同。不一样地方红粘土因其气候环境不一样，如温度、湿度等，红土化作用强度也不相同，因而不一样地方红粘土在化学成份和矿物成份上表现出显著差异。红粘土分解第7页（1）粒度与化学成份在

5、红粘土粒度组组成中，细颗粒占绝对优势，其中小于5m粘粒平均高达76%，而小于2 m颗粒多达50%以上，据报道，已见土中小于1 m颗粒最高可达93%。因而能够看出红粘土含有很高分散性。红粘土分解第8页红粘土化学成份以氯化物和氢氧化物为主，其中尤以铝、铁和硅氧化物含量最高。它们多以游离氧化物，其中游离氧化物Fe2O3能够晶态（赤铁矿）、微晶态（针铁矿）和胶态（羟铁矿）三种物态赋存，氧化铁赋存状态及其含量决定了红粘土颜色，直接反应了红土化作用强度，其中晶态赤铁矿含量越高，红粘土颜色越红，红土化作用强度也越大；而羟铁矿含量越高，土颜色越浅，表明红土化作用强度越弱。这深入表面，红粘土工程性质与其颜色有亲

6、密关系，颜色越深（红），其工程性质也就越好。红粘土分解第9页（2）红粘土矿物成份与结构1）次生含有晶质结构粘土矿物其含量普通占红粘土40%50%，其中主要包含高岭石、绿泥石、蛭石、伊利石等，有时还可见到少许蒙脱石。由下表可知，红粘土中粘土矿物以水稳定性矿物高岭石、绿泥石为主，其次为亚水稳性伊利石、蛭石和不含或少含有非水稳性蒙脱石。红粘土分解第10页2)次生非晶质粘土矿物红粘土中次生非晶质粘土矿物，包含水铝英石、氧化铁、氧化铝、氧化硅及其水化物，它们是不发生X射线衍射峰黏胶物质，其中又以游离铁为主，这也是与其它粘土主要区分之一。这些无定性物质普通含有很大表面积，化学活性很高，不稳定，能够在一定条

7、件下老化。3）可溶性盐类矿物及有机质可溶性盐类矿物主要有重碳酸盐，其次为钙、镁硫酸盐和氯化物。它们溶解后，多以阴、阳离子存在于红粘土孔隙水溶液中。红粘土中有机质含量可达0.35%左右，其主要成份有纤维素、有机酸、腐殖质等，其中腐殖质绝大多数与矿物颗粒结合形成有机无机复合体。红粘土分解第11页2.1红粘土物理力学特征2 红粘土工程特征红粘土物理力学特征普通如表18-3所表示红粘土分解第12页红粘土分解第13页（1）红粘土物性指标特征1）高塑性、高液限、高孔隙比。其中、p、L、 e等物性指标都显著大于其它土类，相当于软土。红粘土中粘土矿物即使缺乏强亲水性蒙脱石，但因其粒度组成高分散性，因而反应在表

8、征其塑性L和Ip以及表征密度孔隙比e值都很高。以致有公路部门将高含水量、高塑性、高孔隙比合称为“三高土”。而且研究表明，风干脱水对红粘土液、塑限没有显著影响，所以，对含水量较高红粘土作为路基填料，翻晒后即使含水量降低了，不过并不能改变其塑性大小。另外，作为路基填料，红粘土在到达压实度时最正确含水量也远远高于普通粘性土。红粘土分解第14页红粘土分解第15页2）物性指标改变幅度大。如、p、L、 e等及其对应力学指标改变均较大。3）天然红粘土饱和度Sr多在90%以上，使红粘土成为两相分散系，含水量和孔隙比展现出良好线性关系。红粘土含水量较高、饱和度大显然与其较强滞水性相关，因为其粘粒含量高、孔隙比较

9、高、孔隙多而小，因而粘粒表面形成了较多吸附水。4）渗透性差，可视为不透水层。在无压条件下充分浸水，胀限含水量只比天然含水量增加了1% 3%，足见其渗透性之差。红粘土分解第16页5)胀缩性能特征。普通粘土在浸水和失水后，因为其粘土片间水膜厚度和减薄，都会表现出一定胀缩性。阳离子交换结果会使粘土矿物周围结合水扩散层水膜厚度发生改变，使粘土表现出胀缩性，这种特征对红粘土也不例外。其胀缩性仅次于膨胀土，而比普通粘土显著。红粘土分解第17页（2）红粘土力学性质有表18-3可见红粘土即使内摩擦角小，但粘聚力大，无侧限抗压强度（达200400KPa）比软土高数倍至十余倍，因而含有较高抗剪强度，承载力也较高；

10、其空隙比大，但压缩系数却甚小，说明红粘土力学指标不一样于普通粘土和其它特殊土，而含有独自特点和相关规律。红粘土高孔隙、低压缩、高塑性、高承载力工程特征是由红粘土较为独特结构所决定。研究表明红粘土强度主要由游离氧化铁所形成铁质胶结作用产生，红粘土中游离氧化铁以胶态和微晶两种形式赋存。研究表明，红粘土结构联接强度不但取决于土中所含游离氧化铁多少，更主要是游离氧化铁存在物态形式，红粘土中游离氧化铁含量越高，其力学指标越高，土中晶质氧化铁对胶态氧化铁比值越高，其力学指标也越高。红粘土分解第18页红粘土分解第19页红粘土分解第20页2.2红粘土土体结构特征普通红粘土以收缩胀缩特征在土体结构上表现为其显著

11、裂隙型。天然状态下红粘土呈致密状、无层理，上部易受大气影响，多呈半坚硬半硬塑状态；当表层失水超出土塑限时，土中就会出现裂隙，靠近地表裂隙呈竖向开口状，往深处逐步减弱，呈网状微裂隙且逐步闭合。裂隙存在又为深部红粘土失水提供了通道，从而使深部土体收缩，裂隙加深。红粘土分解第21页红粘土中裂隙发育深度普通为3 4m，已见最大深度8.0m，裂隙面光滑，有带擦痕，有被铁锰质浸染。裂隙发生和发育甚快在干旱气候条件下，新挖路堑坡面数周甚至数日便可被收缩裂隙切割支离破碎，使地表水易于浸入，土抗剪强度降低，造成边坡变形和失稳破坏。而在雨季湿润气候条件下，裂隙又可因红粘土吸水膨胀而闭合，如此重复胀缩，使红粘土结构

12、强度几乎丧失，抗剪强度也大大降低，这是红粘土路堑边坡长久稳定性低主要原因。红粘土分解第22页2.3厚度改变与岩土接触关系特征土层厚度改变大是红粘土主要特征之一。1）地貌条件在高原和山区，红粘土分布不连续，普通厚3 8m，少数达15 30m；在平原和丘陵分布较连续，普通厚10 15m，最厚者达40m。在地貌横剖面上，坡丘，坡谷土层较薄，坡麓较厚；在谷夷平面及岩溶洼地，槽谷中央，土层相对较厚。因而红粘土在水平方向改变较大，常见水平相距1m，土层相差数米甚至更多。当用作地基时，它既是一个有刚性下卧层有限厚度地基，又是一个可压缩层厚度改变悬殊不均匀地基。2）母岩岩性及岩溶发育条件在厚层、中厚层石灰岩和

13、白云质灰岩分布地域，岩溶发育强烈，基岩表面起伏强烈。高程改变大，致使上覆红粘土层改变大，在开挖路堑坡面上，经常可见有地段石芽、石笋突出路面高程数米至十多米。而相邻地段基岩仍深埋在路面高程以下。泥灰岩、泥晶灰岩等不纯灰岩分布地域，岩溶化弱，基岩顶面较为平整，起伏小，故粘土层后打改变较小。红粘土分解第23页红粘土湿度改变特征在垂直方向上除受局部地表水影响外，红粘土从地表向下直至基岩顶面，其含水量逐步增大，土状态由硬变软，对应土强度也由上而下相对降低，压缩性则相对增大。这与普通粘土在自重作用下，因排水固结，密度随深度递增，土工程性质变得很好规律相反。工程实践中，红粘土软硬程度多以含水比来划分。右图绘

14、出了红粘土含水比aw，天然含水量w和孔隙比e随埋藏深度而递增改变规律.500页图红粘土分解第24页岩土接触关系特征经历了红土化由岩到土演变，使红粘土不论在外观、成份还是组织结构上都发生了很显著不一样于母岩质改变。除少数泥灰岩分布地段外，与下覆基岩岩溶不整合接触，它不含有普通残积土与母岩呈过渡状态垂直分带特征，这是红粘土区分于其它红土主要标志。实测剖面资料表明，岩土间不论在外观性状还是组成成份上都是呈突变。红粘土分解第25页3.1 红粘土工程分类3 红粘土工程地质勘探关键点（1）安土成因分类按地质成因可分为：红粘土和次生红粘土。次生红粘土情况比较复杂，在成份上因为迁徙过程中掺和了一些其它成份和较

15、粗粒度物质，固结度也较差。相关分析结果表明，对同一物性指标，次生红粘土承载力只及红粘土3/4。它成可塑、软塑状态百分比在总量中也显著增高，压缩性也普遍较红粘土高。所以，岩土工程勘察中，应注意将不一样成因两类土区分开来，单独给予研究。（2）按土体结构状态分类天然状态红粘土为整体致密状，土中形成网状裂隙，使之变成了由不一样延伸方向、宽度和长度裂隙面与其间土块所组成土体。致密状少裂隙与富裂隙土体，它们工程性能有显著差异。依据土中裂隙特征描述与量测以及天然与保湿扰动状态土样无侧限抗压强度之比St，提出土体结构分类，见下表红粘土分解第26页（3）按土复水特征分类类:收缩后再浸水，膨胀量能回到原来位置；类

16、：收缩后再浸水，膨胀量不能恢复到原来位置。（4）按地基均匀性分类按地基均匀性，即按基底下深度为Z范围内地层组成份为两类：类：全由红粘土组成；类：由红粘土与岩石共同组成。红粘土分解第27页3.2红粘土工程地质勘察关键点红粘土分布地域道路工程除遵照现行公路工程地质勘察规范常规要求外，还应在各勘察阶段，分别针对路基工程、桥梁工程、隧道工程及筑路材料料场等，依据红粘土本身特点，进行工程地质勘察，其勘察关键点以下：（1）工程地质调查与测绘工程地质调查与测绘时，应首先查明以下问题：1）道路中线两侧150 200m范围内红粘土分布地段地形地貌特征、微地貌形态，主要地貌单元、地形形态与地表坡度改变，天然边坡和

17、人工开挖边坡稳定情况，红粘土边坡滑坡溜坍、地裂发育程度，天然红粘土中裂隙密度、延伸深度、延伸方向等，以及因为红粘土胀缩性及土洞坍塌引发不良地质现象类型、规律和分布特点。2）当地气候资料：年降水量、蒸发量、雨季与旱季连续时间；气候条件改变对红粘土边坡稳定性影响等。3）不一样地貌单元上红粘土与次生红粘土分布范围、厚度、物质组成等。红粘土分解第28页4)地表水及地下水分布、动态及对红粘土湿度状态竖向分布、土质软化影响。5）红粘土分布区段已经有各类建筑物使用情况，已经有道路病害及其原因分析，红粘土工程地质勘察与道路工程设计施工经验、有效工程办法及其经济分析。（2）勘探勘探应分阶段进行，从初勘到祥勘，逐

18、次深入。勘探方法应以钻探为主，辅以人力钻探和挖深等方法进行。对土洞勘探应以综合物探法为主结合钻孔验证。同时应结合进行原位试验、取样和室内土工试验。1）勘探应查明问题红粘土厚度，下覆层岩岩性，岩溶发育特征，红粘土横向厚度改变及土洞分布情况。经过试验确定红粘土物质组成、土性、土体结构等特征及其差异。红粘土在垂直剖面上颜色、土质、土性、湿度及物理力学性质改变。2）路基勘探勘探点应沿道路中心线布置。当红粘土厚度不大时，钻孔应钻至基岩顶面一下3m；当红粘土较厚时，填方段钻孔深度不应小于6m，挖方段应钻至路基设计标高一下5m。红粘土分解第29页3）桥梁勘探桥位勘探应结合桥型方案墩台位置布置勘探孔，钻孔深度

19、应穿过红粘土，深入基岩深度按岩溶区桥位勘探要求进行。对桩基墩台，应每桩1孔，以查明红粘土厚度改变和基岩起伏情况；对扩大基础，每一墩台基础钻孔数应大于5个，勘探点最小间距可达6m，钻孔深度应钻至完整基岩以下3m。4）隧道勘探隧道勘探，钻孔深度应穿过红粘土层，当碰到溶洞时，应穿越溶洞，在溶洞底板完整基岩中钻进35m。5）红粘土料场勘探对取土用作路基填料红粘土料场，应查明料场平面范围，着重查明可用红粘土厚度及其在水平方向上改变。（3）试验1）红粘土取样测试数量可不按勘探点总量百分比确定，而按划分土质单元控制，土质单元在垂直剖面上可依据不一样湿度或 不一样颜色来划分。红粘土分解第30页2）常规试验：密

20、度、相对密度、含水量；界限含水量、液限、塑限、缩限；颗粒分析；渗透试验；红粘土矿物成份、化学成份分析；pH值得测定。3）红粘土胀缩性试验：自由膨胀率及不一样应力下膨胀力、膨胀率、收缩系数试验及不一样失水量条件下膨胀量试验。4）力学强度试验：压缩试验、剪切试验、无侧限抗压强度试验、干燥失水-浸水膨胀-复失水-复浸水胀缩循环剪切试验。5）为确定红粘土作为路基填料路用性质击实试验、CBR试验。6）必要或可能时采取电子显微镜对红粘土微观结构和结构连结进行试验观察。7）原位试验：标贯试验、静力和动力触探试验、浅层土静载试验、深层土旁压试验，有条件时也可进行不确定剪切面原位剪切试验。红粘土分解第31页红粘

21、土分解第32页红粘土分解第33页4.1 地基均匀性评价4.2基础埋置深度确实定4.3地基承载力评价红粘土地基承载力评价应在土质单元划分基础上进行，依据土工试验资料及相关规范确定。当用静力触探试验确定红粘土地基承载力时，可按公式计算。另外还可依据其它原位试验结果确定红粘土地基承载力，如荷载板试验、旁压试验等。4.4对土洞评价由地表水或地下水作用及其它作用形成土洞，均含有顶板强度低、发展快特点，尤其是土层较薄地段，更易发展成地表塌陷，危及路基及边坡稳定。所以，查明土洞分布、成因及规模，开展对土洞与塌陷预测十分主要。4 红粘土地基评价红粘土分解第34页4.5红粘土裂隙评价土中裂隙对工程影响及对其评价

22、主要有：（1）分布于红粘土中深长地裂对工程危害极大，裂隙最长可达数公里，深可及8.0m。地裂经过地段，其上建筑物无不破损，且不是普通工程办法能给予治理，在公路选线时应尽可能绕避之。（2）土中细微裂隙使土体整体性遭到破坏，大大减弱了土体强度。试验表明，湿度状态均为硬塑土，致密结构者无侧限抗压强度可达300 400KPa，而沿裂面剪损者强度不及100KPa。原位水平推挤法剪切试验亦说明，裂隙使抗剪强度降低了50%以上。所以当承受较大水平荷载、基础浅埋、外侧地面倾斜或有临空面等情况时，裂隙将组成土体稳定和受力条件不利原因，土抗剪强度及地基承载力都应作对应折减。（3）土体结构为巨块状、碎块状红粘土，因

23、为裂隙存在，组成含水性能差异很大裂隙“含水层”，影响工程施工和使用。（4）对一些低矮边坡，按天然土抗剪强度指标计算，坡高小于允许直立高度，但裂隙使土体失去固有连续性，因而可能失稳而垮塌。对较高边坡，土体破坏时将沿着竖向裂隙以及土体中不利方向裂面形成弧形滑面。红粘土分解第35页4.6对地表水、地下水影响评价地表水及土中裂隙水存在，对工程影响主要有：（1）水入渗并长久活动于土中，使裂隙面附近土体软化。普通说来，可塑和软塑土分层界面与裂隙水水位大致相近，地面水体组成了裂隙水补给起源，在其浸润范围内，使表层坚硬、硬塑土湿度显著增加，降低土承载能力和增大压缩性。（2）水存在和运动，影响土体施工作业和建筑

24、物水下部分正常使用。在水影响与作用下，因为土重度增大、抗剪强度降低以及动水压力，使支挡结构物墙背土压力增大，这是雨后一些墙背为红粘土挡墙坍塌原因之一。（3）人工削坡使埋藏于深处、含水量较高土体外露，失水收缩，状态变硬，这些理应使土抗剪强度增大，边坡更趋稳定，即使土体因干缩而裂隙遍布，坡体依然屹立，但已干缩土体一旦遭受水浸入就会湿化崩解。(4)红粘土中裂隙水水量伴随初见水位深度增大而降低，表层裂隙水，因为裂隙宽大，水量较大；深部则较小。红粘土分解第36页4.7路基填料评价作为路堤填料，红粘土经压实后到达很高强度，其CBR值最高可达25，但压实度则要由取土质单元而定。因为红粘土在竖直剖面上自上而下

25、湿度逐步增大，工程性质逐步变差。所以当使用红粘土作为公路筑路材料，压实填土路堤时，事先必须经过击实试验，确定填料最大干重度和最正确含水量，选择取土场上限含水量较低或靠近塑限坚硬至硬塑状态红粘土。对液限大、干密度小及靠近下覆基岩软塑状态红粘土，因塑性大而不分散，即使翻晒，但只能风干表面，内部仍为软塑态，难以破碎，改良填料土性各种方法也因之难以实施，因而不能作为填料，而只能作为弃方处理。对于弃方标准，经过对京珠高速公路湖南耒（阳）宜（章）段大量试验研究，以液限值大于60%和最大干容重小于15KN/m3作为高速公路填方、路堤填料控制指标是可行。现场填筑碾压对液限值小于50%红粘土能够到达95%压实度

26、。对液限值在50%60%范围时红粘土则只能到达93%压实度。试验还表明，对含水量大于塑限5 6个百分点以上可塑状态红粘土，即使CBR值能到达5左右，完全符合规范要求，但压实度普通不能到达93%压实度，且碾压时易起“弹簧”成为“橡皮土”，所以只能作为包边土。有经翻晒后作红粘土分解第37页为路基填料，可到达90%或93%压实度，但若碾压密实后不及时覆盖，则会因表面失水收缩，形成网状裂隙，而且表面形成大量“薄皮”松懈脱落，工程施工车辆碾压后形成厚厚粉尘，所以对这类红粘土最多只能作为路基而不应将其作为路床填料。红粘土分解第38页5 红粘土地基处理方法5.1路基工程中红粘土处理方法红粘土即使强度较高，压

27、缩性较小，但因与岩溶伴生，且含水量、液限均较普通粘土高，含有胀缩性等，所以常被称作为“有问题土”或特殊土，红粘土路基也被称之为特殊土路基。当其含水量高于塑限时，不论是作为路堤填料，还是作为路堑段地基都需要进行必要处理，其处理方法主要有以下几个。（1）垫层置换法路堑地段红粘土地基，普通位于红粘土土坡、丘下部，含水量往往超出了最正确含水量，所以极难到达95%压实度。当施工期间气候条件不利时，可采取垫层换填处理，即将路基基底超挖大于30cm厚度，改用其它好粘土、砂石、灰土、粉煤灰等材料辅填碾压密实后形成置换垫层，并做好防水处理，然后再在其上进行路面工程施工。这么不但处理了压实度问题，深入提升路基强度

28、，而且可消除红粘土膨胀性对路面影响。红粘土分解第39页5 红粘土地基处理方法5.1路基工程中红粘土处理方法红粘土即使强度较高，压缩性较小，但因与岩溶伴生，且含水量、液限均较普通粘土高，含有胀缩性等，所以常被称作为“有问题土”或特殊土，红粘土路基也被称之为特殊土路基。当其含水量高于塑限时，不论是作为路堤填料，还是作为路堑段地基都需要进行必要处理，其处理方法主要有以下几个。（1）垫层置换法路堑地段红粘土地基，普通位于红粘土土坡、丘下部，含水量往往超出了最正确含水量，所以极难到达95%压实度。当施工期间气候条件不利时，可采取垫层换填处理，即将路基基底超挖大于30cm厚度，改用其它好粘土、砂石、灰土、

29、粉煤灰等材料辅填碾压密实后形成置换垫层，并做好防水处理，然后再在其上进行路面工程施工。这么不但处理了压实度问题，深入提升路基强度，而且可消除红粘土膨胀性对路面影响。红粘土分解第40页（2）土性改良法对以缩为主，含有中等膨胀性或液限大于55%，含水量大于塑限红粘土或天然稠度Wc在0.91.0红粘土填料可参考膨胀土地基（换填、石灰、粘性土固化剂、水泥等改性）一些处理方法和工程经验进行处理。1）石灰改良法京珠高速公路湖南耒（阳）宜（章）段红粘土改良试验表明，对含水量高达40%红粘土掺加6%（重量比）生石灰，12h后含水量降低了6%，靠近于塑限值（32%），压实度则到达90%。对不宜做路堤填料红粘土可

30、经过掺加3%5%石灰进行土性改良。对路堑地段路基，也可将基底翻松，然后洒石灰水或消石灰，并随即压实来消除红粘土膨胀性。除石灰外，还可采取水泥、NCS固化剂等降低土体含水量，改进过湿红粘土压实性能。2）砂石、粉煤灰等瘦化剂改良法试验表明，在红粘土中加粗砂、碎石、石屑、粉煤灰、矿渣等瘦化剂也可大大降低红粘土液限，降低其塑性，到达改良目标。因为这些瘦化剂材料与红粘土均匀拌合不易实现，花费工时，所以在实践中可采取分层摊铺，即每30 40cm厚红粘土，上铺8cm左右瘦化剂，而后碾压密实，使每30 40cm厚粘土层顶部形成10cm左右厚上结石层。红粘土分解第41页（3）降低压实标准填筑于下路床及上、下路堤

31、红粘土填料，当进行处理或采取重型压实标准有困难时，可采取轻型压实标准。对高速公路和一级公路，采取轻型压实标准下路床，上、下路堤压实度分别大于98%、95%、90%，其它等级道路要求下路床应大于95%，上、下路堤均要求大于90%，零填及路堑路床则要求大于95%。红粘土分解第42页研究表明，红粘土结构强度较大，对于稠度大于1.0红粘土，尤其是含有胀缩性红粘土结构强度与膨胀能力含有反相关关系，原有结构连结被破坏后扰动土，较原状土含有更大膨胀和胀缩变形，密实度越高，其膨胀量和膨胀力越大；在同一密度条件下，初始含水量越低，其膨胀量和膨胀能力越大。红粘土天然含水量较高，又分布在南方多雨湿润气候区，要将土含

32、水量降到重型击实标准最正确含水量十分困难。土质改性、翻晒等，不但增大了工程成本，工作量大，费时颇多，影响施工进度。即使花了很大代价，在施工期间和完工后，压实红粘土也可因吸水膨胀而降低密实度，且压实度越高，吸水后膨胀越大。现有研究认为，路基建成后，不论初始含水量怎样，在当地自然条件和道路系统影响下，经过自然平衡，其含水量将逐步稳定在某一平衡范围，如外界条件不改变，将不再有较大波动。基于上述，国外对胀缩性较高粘土地基，通常采取较高含水、较低密实标准，即按轻型压实标准在最正确含水量或略高含水量下压实到较低干密度。红粘土分解第43页（4）路基开裂及其控制办法含有胀缩性红粘土填筑路堤最显著病害之一，是形

33、成于路基表面和边坡坡面收缩裂隙。收缩裂隙发育程度与土性、填料含水量、含水量均匀性、气候条件以及胀缩循环次数关系亲密。土膨胀性越强，失水后收缩性也越强，即裂隙越发育；气候越干燥、填料含量越高、水分在土中分布越不均匀，其裂隙也越发育；红粘土经历胀缩循环次数越多，土结构强度就越低，其收缩裂隙也越发育。对湖南耒(阳)宜(章)高速公路红粘土填料试验研究说明，取自地表下5m下伏灰岩靠近溶沟处过湿状态红粘土试样，风干后，制成含水量为16% 28.3%击实试样，采取重型击实后，取得干重度dmax=15.1KN/m3， opt=22.5%.取含水量为28% 30%，重型标准击实度k=90%，体积为997cm3圆

34、柱击实试样，采取室内风干方法，进行整体收缩试验，结果求得击实红粘土平均缩限为15.85%，平均线收缩率为6.09%，平均体缩率为20.8%收缩系数为0.373.但采取读数显微镜观察，收缩后试样仅在局部发生了微裂隙，最大裂隙宽度仅0.02mm，而工程现场过湿红粘土填筑路基表面却普遍出现网状裂隙，最大宽度可达红粘土分解第44页5 6cm。其原因很可能与现场压实土体初始含水量不均匀及碾压条件相关。因为填料过湿，呈团块状，在秋季干燥气候条件下摊铺风干，表面失水，但内部含水量改变甚小，碾压后造成各层路基表里干湿不一，内部含水量也很不均匀，这种湿度不均匀土体显然比湿度均匀击实试样更有利于收缩裂隙形成。为控

35、制红粘土路基开裂，可采取以下简单而又经济工程办法：1）连续施工，防止已压实路基表面因暴露时间较长，风干失水出现龟裂。2）对已开裂填筑层，翻松、洒水、重新压实，然后及时覆盖。3）对已压实红粘土路基，如因故不能及时进行上路床、路面等上部结构层施工时，可在压实路基顶面采取封层覆盖处理，如在路面下用两布一膜复合土工布覆盖，而后在其上及时铺设一层10cm厚中细砂保护层，平整碾压，并形成4%排水横坡再填筑上部基床材料，到达保温隔离和预防表面开裂目标。4）在红粘土路基顶面采取胀缩性很小粘土或碎石、砂砾及粉煤灰等无机颗粒材料填筑。5）对红粘土路堤边坡，采取非胀缩性粘土作为包边土，包边土厚1.5m左右，扎实后预

36、防坡面开裂及地表水渗透。红粘土分解第45页对于高路堤也可采取土工格栅加固边坡，约束红粘土侧向膨胀。将土工格栅分层摊铺，与过湿红粘土层一道填筑压实。土工格栅沿横断面铺设宽度应大于2m，铺网垂直间距为每层填土填筑压实厚度，土工格栅应反包坡面，用U形钉固定，并种植草皮。良好草皮覆盖，能有效地抑制坡面开裂。5.2红粘土人工边坡稳定性及其处理（1）红粘土人工边坡稳定性及其影响原因在公路工程中，红粘土路堑开挖后形成人工边坡，因为外界条件改变，暴露在自然环境中人工边坡将发生失水现象，下部原来较弱红粘土变得较坚硬，有利于边坡稳定。人工红粘土边坡有较高短期稳定性，但其长久稳定性却较低，这是因为红粘土人工边坡受到

37、以下原因影响：1）红粘土本身胀缩性。伴随季节改变，红粘土坡面含水量也经历屡次干湿循环改变，即干燥失水-开裂-复浸水-裂隙部分闭合-再失水-再开裂。在这么改变过程中产生了大量收缩裂隙，红粘土原有较高结构强度部分丧失；抗剪强度降低，因而降低了其长久稳定性。对贵阳含有中等膨胀性红粘土室内试验表明，原状土结构强度Pu值仅为24KPa,即基本丧失，而把击实试样风干再在105下烘干48h，然后将其置于保湿器中，使其迟缓吸湿至平衡或所需含水量，测试其结构强度则视扰动程度红粘土分解第46页而为80210KPa，较原状土显著降低。2）边坡应力状态改变。路堑开挖后，一部分土体被卸除，结果形成了含有临空面人工边坡。

38、因为卸荷引发人工边坡土体结构松弛和应力状态改变，坡面因失去横向约束而造成主动土压力、边坡应力、重力调整分布而造成软弱结构面剪应力增大。3）风化作用。在大气影响范围内，边坡地表和坡面将因各种风化营力作用,如各种物理侵蚀、化学溶解、水解水化等，使土体结构变为疏松，孔隙增大，土颗粒间联结力减弱，形成新风化带。尤其是红粘土干缩裂隙极有利于风化作用进行，致使裂隙深入发展，边坡稳定性降低。4）地表水侵入。暴露红粘土人工边坡因为孔隙、裂隙较多，结构改变疏松，所以在雨季，极有利于地表和坡面流水侵入，从而使土体含水量增大，氧化铁等胶体活化，粘粒结合水膜增厚，因胀缩性产生软弱结构面深入软化，加之土体中水渗流产生渗

39、流力，土体因饱和而使自重增加等原因，最终造成红粘土人工边坡局部坍塌和整体滑坡。因为上述原因，新开挖出来人工边坡往往在还未进行边坡防护和绿化之前一、两年，甚至几个月时间内就出现了失稳破坏。红粘土分解第47页（2）红粘土路堑边坡处理坡率设计红粘土边坡短期稳定性好，有边坡开挖后，下部灰岩直接出露于路基平面以上，地质勘察时，有钻孔在地面下不深处即可见到灰岩，所以人们往往误认为开挖边坡稳定性好，而实际上红粘土与下伏基岩不整合接触面就是一个软弱面。红粘土边坡最基本特点之一就是上硬下软，尤其是靠近基岩处更是呈软塑甚至流塑状态。所以，对红粘土路堑边坡稳定性分析和计算时，应以其下部最软土体饱和强度快剪指标为依据

40、。当存在裂隙等软弱面时，取软弱面为滑动面进行验算；无裂隙时，可按圆弧滑动面验算；如不整合面出露，滑弧出口应经过不整合面。要充分考虑有水渗流情况，包含边坡背部静水压力和动水压力，适当增大安全系数，可取稳定安全系数为1.2.可参考弱膨胀土边坡坡率设计，即对边坡高度小于4m时，坡率小于1:1.25；坡高4 6m和坡高6 8m者，坡率应分别小于1:1.75；高度大于8m，应分级放坡或采取支挡办法，分级边坡平台宽度应大于1.0m。红粘土分解第48页坡面防护为了预防开挖边坡遭受风化和流水冲蚀及坡面失水开裂，必须对坡面进行防护。路堑边坡坡面防护主要办法有：（1)表面排水:设置坡顶和坡面排水系统，预防地表水侵

41、入边坡土体；（2）坡面植被防护：常以铺设草皮为主，包含骨架衬砌植草；（3）片石护坡。边坡支挡对已经有变形或出现地裂路堑边坡，以预防其继续发展应采取必要支挡加固办法。对因受其它原因限制，而必须采取较陡边坡坡率路堑，尤其是深路堑边坡，也应采取对应加固办法，其主要有：（1）挡土墙：为防止坡脚因剪应力过大而产生塑性破坏，挡土墙应为仰斜式，并使排水沟和墙体连成一体，这么既可预防路面雨水侵入墙底软化挡墙地基，提升挡墙承载力及抗滑、抗倾覆稳定性，同时保护路基土不致因水侵入而引发膨胀变形。（2）土钉支护：采取土钉网格梁支护，既可经过土钉加劲作用，增大边坡稳定性，又可经过与土钉连为一体钢筋混凝土网格梁对坡面框箍约束作用抑制坡面因土压力