【文章內(nèi)容簡介】 (4)粘性土是指塑性指數(shù)大于 10的土。粘性土的工程性質(zhì)與土的 7 . 2 . 2 土的工程分類方案簡介 成因、形成年代的關(guān)系非常密切同成因和年代的粘性土，盡管其某些物理性質(zhì)指標值可能很接近，但其工程性質(zhì)可能相差很懸殊。因而粘性土可按沉積年代、塑性指數(shù)進行分類。 ①粘性土按沉積年代分類 老粘土是指第四紀晚更新世 (Q3)及其以前沉積的粘性土。它是一種沉積年代久、 I程性質(zhì)較好的粘性土，一般具有較高的強度和較低的壓縮性。其物理力學(xué)性質(zhì)比具有相近物理指標的一般粘性土要好。廣泛分布于長江中下游的晚更新世的下蜀粘土 (Q： )、湖南湘江兩岸的網(wǎng)紋狀粘性土 (Q2)和內(nèi)蒙包頭地區(qū)的下亞層 (Q3)都屬于老粘土。 B．一般粘性土 一般粘性土是指第四紀全新世 (Q： )(文化期以前 )沉積的粘性土。其分布面積最廣，遇到的也最多，工程性質(zhì)變化很大。 7 . 2 . 2 土的工程分類方案簡介 新近沉積的粘性土是指文化期以來新近沉積的粘性土，強度較低。其野外鑒別 方法見表 7． 21。 我國主要特殊土的基本特性 7． 2． 3 我國主要特殊土的基本特性 特殊土是指具有一定分布區(qū)域或工程意義上具有特殊成分、或結(jié)構(gòu)特征的土。我國的特殊土不僅類型多，而且分布廣。下面簡要介紹我國幾種主要特殊土的基本特性。 7． 2． 3 . 1黃土 (1)黃土的成因和分布 黃土是第四紀干旱和半干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物。顏色多呈黃色、淡灰黃色或褐黃色。 黃土按成因分為原生黃土和次生黃土，一般認為不具層理的風成黃土為原生黃土。原生黃土經(jīng)過流水沖刷、搬運和重新沉積而形成的為次生黃土。次生黃土一般具有層理，并含有砂礫和細礫。 我國主要特殊土的基本特性 我國黃土分布面積約 64萬 km2。其中具有濕陷性的約 27萬 km2。分布在北緯 33’～ 47‘之間。 (2)黃土的堆積時代及代表地層 我國黃土堆積時代包括整個第四紀。形成于距今 120～ 70萬年之間的下更新世 (Q1)午城黃土和形成于距今 70～ 10萬年之間的中更新世 (Qz)離石黃土稱為老黃土，其大孔結(jié)構(gòu)多已退化，一般僅在黃土的上部有輕微濕陷性，或在大壓力下有濕陷性。 Q2黃土分布普遍，厚度為 50～ ?0 m，在黃河中游最厚可達 170 m。 覆蓋在上述黃土及河谷階地之上的晚更新世 (Q3)馬蘭黃土，形成于距今 10一 o． 5萬年。全新世早期 (Q4)堆積的黃土，形成于距今 5000年以內(nèi)。 Q3黃土和銷黃土土質(zhì)相近，均勻、疏松，大孔和蟲孔發(fā)育，具垂直節(jié)理，有較強烈的濕陷性，稱之為新黃土。此層黃土與工程建設(shè)關(guān)系最為密切。 我國主要特殊土的基本特性 在全新世上部，部分地段還有新近堆積的黃土存在，稱為Q2黃土，為最新堆積物。其工程特性與一般濕陷性黃土差別很大。 (3)黃土的成分和結(jié)構(gòu) ①黃土的顆粒組成 黃土以粉土 (0． 05～ o． 005)為主，平均含量達 50％以上。這一粒級又可分為細砂、粉土和粘粒。中國各地黃土的顆粒組成，在大體相似的前提下，不同時代黃土在垂直方向上有所不同，早期黃土與晚期黃土比較，前者較后者顆粒細；在水平方向上的區(qū)域性變化也比較顯著，以山西馬蘭黃土為例，從北往南細砂普遍減少，而粘土含量普遍增加。 ． ②黃土的礦物成分 中國黃土礦物成分復(fù)雜。但不同時代黃土的礦物種類和礦物晶體形態(tài)變化不大。粗礦物一般為次棱角狀到棱角狀，表面比較新鮮，較少受到風化；細粒礦物以伊利石、蒙脫石為主，反映 我國主要特殊土的基本特性 黃土形成于比較干燥的氣候條件下，并具有較大的濕陷性。 ③黃土的化學(xué)成分 黃土的化學(xué)成分與黃土的礦物成分和風化有關(guān)。主要有 Si0A120，、 CaO，其次為 Fe， O，、 MgO和 K20，此外尚含微量分散元素。 黃土中的易溶鹽類，以碳酸鹽為主，氯化物和硫酸鹽次之。黃土中易溶鹽含量的區(qū)域性變化比較明顯，不同成因黃土中易溶鹽含量亦不同，例如沖積黃土易溶鹽含量低于其它成因黃土。易溶鹽類含量的垂直變化則不甚明顯。 黃土的結(jié)構(gòu)與成因密切相關(guān)。殘積、坡積黃土多具不等粒“ 斑狀 ” 結(jié)構(gòu)，大孔隙多，形狀復(fù)雜，孔隙邊緣明顯；而沖積黃土則具有細粒 “ 等粒 ” 結(jié)構(gòu)，大孔隙少，多為長形或圓形粒間小孔，輪廓不甚清楚。 我國主要特殊土的基本特性 黃土孔隙率高達 40％～ 50％，這是由于除粒間小孔外，黃土中還發(fā)育各種特有的大孔隙。大孔隙竺主態(tài)和成因都很復(fù)雜，有蟲孔、植物根孔、裂隙、封閉空洞和巨大的潛蝕空洞等。由于這些大孔隙的存在，竺苧土具有特殊的工程地質(zhì)性質(zhì) —— 濕陷性。黃土孔隙率隨黃土地層年代和成因而變化，一般地層越老，孔隙率越低；坡積、殘積黃土的孔隙率比沖積黃土高。 (4)黃土的基本工程地質(zhì)特征 ①壓縮性 我國濕陷性黃土的壓縮系數(shù)介于 o． 1～ 1． oMPa— ’之間，除受土的天然含水量影響外，地質(zhì)年代 O是二個重要因素。 Q：和 Q3早期的黃土，其壓縮性多為中等偏低，或低壓縮性；而 Q晚期和 Q4的黃 177。 ，多為中等偏高壓縮性。新近堆積黃土一般具有高壓縮性，且其峰值往往在壓力不到 200 kPa時出現(xiàn)，壓縮系數(shù)最大值達 1． 0— 2． 0 MPa— ’。 我國主要特殊土的基本特性 ② 抗剪強度 當黃土的含水量低于塑限，水分變化對強度的影響最大，隨著含水量的增加，土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力都降低較多；但當含水量大于塑限時，含水量對抗剪強度的影響減??；而超過飽和含水量時，抗剪強度的變化就不大。 土的含水量相同時，則土的干重度越大，其抗剪強度也越高。 浸水過程中，黃土濕陷處于發(fā)展之中，此時土的抗剪強度降低最多。但當黃土的濕陷壓密過程 S基本苧束，此時土的含水量雖很高，但抗剪強度卻高乎濕陷過程。因此，濕陷性黃土處于地下水位變動帶時，其抗剪強度最低；而處于地下水位以下的黃土，抗剪強度反而高些。 我國主要特殊土的基本特性 7． 2． 3． 2 紅粘土 (1)紅粘土的定義與形成條件 碳酸鹽巖系出露區(qū)的巖石，經(jīng)紅土化作用形成的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土稱為紅粘土。其液限一般大于 50，上硬下軟，具明顯的收縮性，裂隙發(fā)育。經(jīng)再搬運后仍保留紅粘土基本特征，液限大于 45小于 50的土稱為次生紅粘土。 紅粘土的形成，一般應(yīng)具備氣候和巖性兩個條件。其氣候特點是，氣候變化大，年降水量大于蒸發(fā)量，潮濕的氣候有利于巖石的機械風化和化學(xué)風化；就巖性而言，主要為碳酸鹽類巖石，當巖層褶皺發(fā)育、巖 6破碎時，更易形成紅粘土。 (2)紅粘土的分布規(guī)律 紅粘土主要為殘積、坡積類型，也有洪積類型，其分布多在山區(qū)或丘陵地帶。這種受形成條件所控制的土，為一種區(qū)域性的特殊性土。在我國以貴州、云南、廣西分布最為廣泛和典型， 我國主要特殊土的基本特性 其次在安徽、川東、粵北、鄂西和湘西也有分布。一般分布在山坡、山麓、盆地或洼地中。其厚度的變化與原始地形和下伏基巖面的起伏變化密切相關(guān)，分布在盆地或洼地時，其厚度變化大體是邊緣較薄，向中間逐漸增厚；分布在基巖面或風化面上時，則取決于基巖起伏和風化層深度。當下伏基巖的溶溝、溶槽、石芽等較發(fā)育時，上覆紅粘土的厚度變化極大，常僅咫尺之隔，竟相差 10m之多。就地區(qū)論，貴州的紅粘土厚度約 3— 6 m，超過 10m者較少；云南地區(qū)一般為 7— 8m，個別地段可達 10一 20 m；湘西、鄂西、廣西等地一般在 10 m左右。 (3)紅粘土的成分特點 紅粘土的粒度成分中，小于 0． 005 mm的粘粒含量為 60％～80％，其中小于 o． 002 mm的膠粒占 40％～ 70％，使紅粘土具有高分散性。紅粘土的礦物成分主要為高嶺石、伊利石和綠泥石。紅粘土的化學(xué)成分些 Si0 A120，和 Fe20~為主，其次為 CaO、 我國主要特殊土的基本特性 MgO、 K： O和 Na20。粘土礦物具有穩(wěn)定的結(jié)晶格架，細粒組結(jié)成穩(wěn)固的團粒結(jié)構(gòu)，土體近于兩相系且土中水多為結(jié)合水，所有這些都是決定紅粘土具有良好力學(xué)性能的基本因素。