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正文內(nèi)容

特殊土的主要工程性質(zhì)-powerpointpresen(編輯修改稿)

2025-01-25 23:53 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 : ?自重濕陷性:濕陷性黃土受水浸濕后 , 在其自重壓力下發(fā)生濕陷 。 ?非自重濕陷性黃土: 在其自重壓力與附加壓力共同作用下才發(fā)生濕陷 。 兩種類型 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 將濕陷性黃土劃分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土對(duì)工程建筑的影響具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義 。 例如在自重濕陷性黃土地區(qū)修筑渠道初次放水時(shí)就產(chǎn)生地面下沉 。 兩岸出現(xiàn)與渠道平行的裂縫;管道漏水后由于自重濕陷可導(dǎo)致管道折斷;路基受水后由于自重濕陷而發(fā)生局部嚴(yán)重坍塌;地基土的自重濕陷往往使建筑物發(fā)生很大的裂縫或使磚墻傾斜 , 甚至使一些很輕的建筑物也受到破壞; 而在非自重濕陷性黃土地區(qū)這類現(xiàn)象極為少見 。 所以在這兩種不同濕陷性黃土地區(qū)建筑房屋 ,采取的地基設(shè)計(jì) 、 地基處理 、 防護(hù)措施及施工要求等方而均應(yīng)有較大區(qū)別 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 1. 黃土的濕陷類型可按室內(nèi)壓縮試驗(yàn) , 在土的飽和 (Sr> )自重壓力下測定的自重濕陷系數(shù)來判定 。 自重濕陷系數(shù)按下式計(jì)算: -保持天然濕度和結(jié)構(gòu)的土樣 , 加壓至土的飽和自重壓力時(shí) , 下沉穩(wěn)定后的厚度 (cm)。 -上述加壓穩(wěn)定后的土樣 , 在浸水作用下 、 下沉穩(wěn)定后的厚度 (cm) 。 -土樣的原始厚度 (cm)。 則當(dāng) 時(shí) , 定為非自重濕陷性黃土; 時(shí) , 定為自重濕陷性黃土 。 0hhh zzsz????zhzh?0 ?zs? .?zs 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 2. 建筑場地或地基的濕陷類型 , 應(yīng)按試坑浸水試驗(yàn)實(shí)測自重濕陷量或按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)累計(jì)的計(jì)算自重濕陷量判定 。 ?當(dāng)實(shí)測或計(jì)算自重濕陷量小于或等于 7cm時(shí) , 定為非自重濕陷性黃土場地 。 ?當(dāng)實(shí)測或計(jì)算自重濕陷量大于 7cm時(shí) , 定為自重濕陷性黃土場地; 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 以 7cm作為判別建筑場地濕陷類型的界限值是 根據(jù)自重濕陷性黃土地區(qū)的建筑物調(diào) 查資料確定的 。 在河南 、 西安 大部分 非自重濕陷性黃土地區(qū) , 實(shí)測自重濕陷量一般不超過 3- 4cm,而蘭州等典型自重濕陷性黃土地區(qū)則常在10cm以上 , 有時(shí)達(dá) 30cm多 ;同時(shí)也考 慮了建筑物地基容許下沉的因素:當(dāng)?shù)鼗灾貪裣萘吭?7cm以內(nèi)時(shí) , 建筑物一般無明顯破壞待征 , 或墻面裂縫稀少 , 不影響建筑物的正常使用 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 現(xiàn)場試坑浸水試驗(yàn)判別建筑場地濕陷類型的方法雖然比較直接反映現(xiàn)場情況 , 但由于耗用水量較多 , 浸水時(shí)間較長 ( 一個(gè)月以 上 ) , 有時(shí)不具備浸水試驗(yàn)條件 , 有的受工期限制 , 故只有對(duì)新建地區(qū)的甲 、 乙類重要的建筑工程才宜進(jìn)行 , 而對(duì)一般工程只用計(jì)算自重濕陷量判定 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 計(jì)算自重濕陷量應(yīng)根據(jù)不同深度土樣的自重濕陷系數(shù) , 按下式計(jì)算: 式中 -第 i層土在上覆土的飽和 (Sr> )自重壓力下的自重濕陷系數(shù) -第 i層土的厚度 (cm); -因地區(qū)土質(zhì)而異的修正系數(shù) , 是為了使計(jì)算自重濕陷量盡量接近實(shí)測濕陷量 。 對(duì)隴西地區(qū) , 可取 ,對(duì)隴東 、 陜北地區(qū)可取 , 對(duì)關(guān)中地區(qū)可取 ;對(duì)其他地區(qū)可取 。 ????niizsizs h10 ??zsi?ih0? 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 計(jì)算自重濕陷量的累計(jì) ,應(yīng)自天然地面 (當(dāng)挖 、 填方的厚度和面積較大時(shí) , 自設(shè)計(jì)地面 )算起 , 至其下全部濕陷性黃土層的底面為止 ,其中自重濕陷系數(shù)小于 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 用計(jì)算自重濕陷量確定建筑場地的濕陷類型比較簡便 , 不受現(xiàn)場條件限制 , 缺點(diǎn)是土樣易受擾動(dòng) , 尤其地層不均勻時(shí) , 試驗(yàn)誤差較大 。 按試坑浸水試驗(yàn)實(shí)測自重濕陷量及按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)測定濕陷系數(shù) 、 自重濕陷系數(shù)等 , 應(yīng)符合《 黃土規(guī)范 》 有關(guān)附錄的規(guī)定 。 黃土濕陷起始?jí)毫Φ囊饬x及用途 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 研究認(rèn)為:濕陷性黃土浸水后 , 其內(nèi)聚力較其浸水前損失很大 (而內(nèi)摩擦角則相對(duì)減小較少 ), 但當(dāng)剩余的內(nèi)聚力與內(nèi)摩接力一起 , 尚能抵抗一定的外力而不破壞其結(jié)構(gòu) , 此時(shí)土體只發(fā)生壓縮變形 。 一旦外部壓力增大到某一界限 ,足以克服其剩余的內(nèi)聚力與內(nèi)摩擦力時(shí) , 則發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞 , 即發(fā)生濕陷 。 濕陷性黃土地基在某一壓力下浸水開始出現(xiàn)濕陷時(shí) , 此壓力即為濕陷起始?jí)毫?。 即當(dāng)黃土地基上的自重壓力和附加壓力之和小于濕陷起始?jí)毫r(shí) , 地基土只產(chǎn)生壓縮變形 , 不會(huì)發(fā)生濕陷 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 因此黃土濕陷起始?jí)毫?shí)質(zhì)上是黃土浸水后的剩余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 (或稱浸水結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 )。 而黃土的濕陷系數(shù)與濕陷起始?jí)毫κ峭煌馏w的結(jié)構(gòu)特性分別在變形和強(qiáng)度兩方面的反映 。 浸水結(jié)構(gòu)強(qiáng)度愈小的土 , 濕陷系數(shù)愈大 ,而濕陷起始?jí)毫τ?。 所以濕陷起始?jí)毫σ卜从沉它S土濕陷性的強(qiáng)烈程度 , 一切決定黃土濕陷性大小的因素 , 即決定其濕陷起始?jí)毫π∨c大的因素 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 濕陷起始?jí)毫κ欠从滁S土濕陷性的一個(gè)重要指標(biāo) , 并具有如下實(shí)用意義; 按濕陷起始?jí)毫? 劃分土層的濕陷類型 1. 用于確定土層和場地的濕陷類型 凡濕陷起始?jí)毫π∮谏细诧柡妥灾貕毫Φ耐翆?, 即為自重濕陷性的;反之為非自重濕陷性的 。不同濕陷類型的土層分布深度 ,可以從濕陷起始?jí)毫Ψ植记€與飽和自重壓力分布曲線在不同深度的對(duì)比求得 , 如圖所示 。 該圖反映關(guān)中部分地區(qū)深度 4- 8m土層有自重濕陷性 , 在地表小面積浸水條件下 , 可不考慮其場地的自重濕陷性 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 對(duì)于非自重濕陷性黃土地基 , 當(dāng)建筑物荷重不大時(shí) ,可適當(dāng)加大基礎(chǔ)底面積 , 控制基底壓力不超過土的濕陷起始?jí)毫?, 則地基即使受水浸濕也不致產(chǎn)生濕陷變形 ,因而可不采取設(shè)防措施; 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 對(duì)非自重濕陷性黃土地基 , 如果設(shè)計(jì)使在地基的某一深度以 下 , 作用在土體上的飽和自重壓力與附加壓力之和小于 土 的濕陷起始?jí)毫r(shí) ,則這一深度以下受水浸潤時(shí)將不致產(chǎn)生濕陷 。 所以當(dāng)需要消除 地基 全部濕陷性時(shí) , 可利用基底以下各土層的 濕陷起始?jí)毫?與 飽和自重壓力+附加壓力 分布曲線對(duì)比 , 決定處理 濕陷 性黃土層的厚度 H。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 濕陷起始?jí)毫χ?, 可按現(xiàn)場浸水載荷試驗(yàn)或按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)確定 。 按現(xiàn)場浸水荷載試驗(yàn)確定時(shí) , 應(yīng)在 壓力 與浸水下沉量關(guān)系曲線上 , 取其轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力作為濕陷起始?jí)毫χ?。 當(dāng) 曲線 上 的轉(zhuǎn)折點(diǎn)不明顯時(shí) , 可取浸水下沉量與承壓板寬度之比小于 、 等于 力值 。 按室內(nèi)壓縮試驗(yàn)確定濕陷起始?jí)毫r(shí) , 應(yīng)取壓力與濕陷系數(shù)關(guān)系曲線上 , 濕陷系數(shù)等于 值 。 黃土濕陷起始?jí)毫Φ拇_定方法 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 由若干個(gè)具有不同濕陷系數(shù)的黃土層所組成的濕陷性黃土地基 , 它的濕陷程度是由這些土層被水浸濕后可能發(fā)生濕陷量的總和來衡量 。 關(guān)于 黃土 地基濕陷等級(jí)的劃分 總濕陷量愈大 , 濕陷等級(jí)愈高 , 地基浸水后建筑物和地面的變形愈嚴(yán)重 , 對(duì)建筑物的危害也愈大 。 因此 , 對(duì)不同的濕陷等級(jí) ,應(yīng)采取相應(yīng)不同的設(shè)計(jì)措施 。 而要確定 濕陷等級(jí) , 則首先要解決可能被水浸濕和產(chǎn)生濕陷的濕陷性黃土層的厚度以及濕陷等級(jí)界限值的合理確定 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 應(yīng)該指出:總濕陷量是假定建筑物地基在規(guī)定的壓力作用下充分浸水時(shí)的濕陷變形 , 它沒有考慮地基與建筑物的共同作用 。 而且 建筑物地基可能發(fā)生的濕陷變形取決于很多因素 , 如浸水機(jī)率 、浸水方式 、 浸水時(shí)間 、 浸入地基的水量 、基礎(chǔ)面積 、 基礎(chǔ)形式 和 基底壓力大小等 ,所以總濕陷 量 只是近似地反映 了 地基 土的濕陷程度 , 而并非是建筑物地基的實(shí)際可能濕陷 量 。 紅粘土 紅粘土的特征、分布與研究意義 紅粘土的成分、物理力學(xué)特征及其變化規(guī)律 確定紅粘土地基承載力的幾個(gè)原則問題 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) ?紅粘土是指在亞熱帶濕熱氣候條件 下 ,碳酸鹽類巖石及其間所夾的其他巖石 ,經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土 。 ?紅粘土一般呈褐紅 、 棕紅等顏色 , 液限大于 50% 。 ?經(jīng)流水再搬運(yùn)后仍保留其基本 特征 ,液限大于 45% 的坡 、 洪積粘土 , 稱為次生紅粘土 , 在相同物理指標(biāo)情況下 , 其力學(xué)性能低于紅粘土 。 紅粘土的特征、分布與研究意義 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 紅粘土及次生紅粘土廣泛分布于我國的云貴高原 、 四川東部 、 廣西 、 粵北及鄂西 、湘西等地區(qū)的低山 、 丘陵地帶頂部和山間盆地 、 洼地 、 緩坡 及坡腳地段 。 黔 、 桂 、 滇等地古溶蝕地面上堆積的紅粘土層 , 由于基巖起伏變化及風(fēng)化深度的不同 , 造成其厚度變化極不均勾 . 常見為 5- 8m, 最薄為 ,最厚為 20m。 在水平方向常見咫尺之隔 , 厚度相差達(dá) 10m之巨 。 上層中常有石芽 、 溶洞或土洞分布其間 , 給地基勘察 、 設(shè)計(jì)工作造成 困難 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 紅粘土的一般特點(diǎn)是 天然含水 量 和 孔隙 比很大 , 但其強(qiáng)度高 、壓縮性低 , 工程性能良好 。 它的物理力學(xué)性質(zhì) 間 具有獨(dú)特的變化規(guī)律 , 不能用其他地區(qū)的 、 其他粘性土的物理 、 力學(xué)性質(zhì)相關(guān)關(guān)系來評(píng)價(jià)紅粘土的工程性能 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) ?紅粘土的組成成分 ?紅粘土的一般物理力學(xué)特征 ?紅粘土的物理力學(xué)性質(zhì)變化范圍及其規(guī)律性 ?裂隙對(duì)紅粘土強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響 紅粘土的成分、物理力學(xué)特征及其變化規(guī)律 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 由于紅粘土系 碳酸鹽類及其他類巖石的風(fēng)化后期產(chǎn)物 , 母巖中的較活動(dòng)性的成分 SO2Ca2+、 Na+、 K+經(jīng)長期風(fēng)化淋濾作用相繼流失 ,SiO2部分流失 , 此時(shí)地表則多集聚 含水鐵鋁氧化物及硅酸鹽礦物 , 并繼而脫水變?yōu)檠趸F鋁 。使土染成褐紅至磚紅色 。 因此 , 紅粘土的礦物成分除仍含有一定數(shù)量的石英顆粒外 , 大量的粘土顆粒則主要為 多水高嶺石 、 水云母類 、 膠體二氧化硅及赤鐵礦 、 三水鋁土礦 等組成 , 不含或極少含有機(jī)質(zhì) 。 紅粘土的組成成分 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 其中多水 高 嶺石的性質(zhì)與高嶺石基本相同 , 它具有不活動(dòng)的結(jié)晶格架 , 當(dāng)被浸濕時(shí) ,晶格 間距極少改變 , 故與水結(jié)合能力很弱 。而 三 水鋁土礦 、 赤鐵礦 、 石英及 膠體 二氧化硅等鋁 、 鐵 、 硅氧化物 , 也都是不溶于水的礦物 , 它們的性質(zhì)比多水高嶺石更穩(wěn)定 。 紅粘土顆粒周圍的吸附陽離子成分也以水化程度很弱的 三價(jià)鐵 、 鋁 為主 。 紅粘土的粒度較均勻 , 呈高分散 性 。 粘粒含量一般為 60% - 70% , 最大達(dá) 80% 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 天然含水量高 , 一般為 40% - 60% , 高達(dá) 90% 。 紅粘土的一般物理力學(xué)特征 密度小 , 天然孔隙比一般為 , 最高 , 具有大孔性 。 一般呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性 , 固結(jié)快剪內(nèi)摩擦角為 8。- 18。 , 內(nèi)聚力 40- 90kPa。 壓縮系數(shù) =, 變形模量 1030MPa, 最高可達(dá) 50MPA, 荷載試驗(yàn)比例界限 200- 300kPa。 高塑性 。 液限一般為 60% - 80% , 高達(dá) 110% ;塑限一般為 40%- 60% , 高達(dá) 90% ;塑性指數(shù)一般為 20- 50。 由于塑限很高 , 所以盡管天然含水量高 , 一般仍處于堅(jiān)硬或硬可塑狀態(tài) , 液性指數(shù)一般小于 。 但是其飽和度一般在 90% 以上 ,因此 , 甚至堅(jiān)硬粘土也處于飽水狀態(tài) 。 不具有濕陷性 , 其濕陷系數(shù) - 《 。 原狀土浸水后膨脹量很小 (< 2% ), 但失水后收縮劇烈 , 原狀土體積收縮率25% , 而擾動(dòng)土可達(dá) 40% - 50% 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 紅粘土:雖然天然含水量高 ,孔隙比很大 , 但卻具有較高的
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