【正文】 布很廣 ， 面積約 63萬 km2。 而非濕陷性黃土的工程性質(zhì)接近一般粘性土 。 ?凡天然黃土在上覆土的自重壓力作用下 ， 或在上覆土的自重壓力與附加壓力共同作用下 ，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的 ， 稱為 濕陷性黃土 。 而有些地區(qū)的黃土卻并不發(fā)生濕陷 。 它一般不完全具備上述黃土特征 ， 具有層理 ， 并含有較多的砂粒以至細(xì)礫 ， 故也稱為黃土狀土 。 ?原生黃土經(jīng)過水流沖刷 、 搬運和重新沉積而形成的為次生黃土 。 分類 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 黃土按其成因可分為原生黃土和次生黃土 。 濕陷性黃土 一般特征 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) ?定義 :黃土是第四紀(jì)干旱和半干旱氣候條件下形成的一種特殊沉積物 。 在固結(jié)沉降完成之后 ， 軟土還可能繼續(xù)產(chǎn)生可觀的次固結(jié)沉降 。 軟土的蠕變性是比較明顯的 。 關(guān)于軟土觸變性的特點 、實質(zhì) 、 評價標(biāo)準(zhǔn)及其工程意義 ， 見 。如果相反 ， 則土中水分將來不及排出 ， 土體強度不但來不及得到提高 ， 反而會由于土中孔隙水壓力的急劇增大 ， 有效應(yīng)力降低 ， 而產(chǎn)生土體的擠出破壞 。 這是因為在土體受荷時 ， 其中孔隙水在充分排出的條件下 ， 使土體得到正常的壓密 ， 從而逐步提高其強度 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 3. 抗剪強度低 軟土的抗剪強度小且與加荷速度及排水固結(jié)條件密切相關(guān) 。 圖 437 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 2. 變形穩(wěn)定歷時長 因軟土的滲透性很弱 ， 水分不易排出 ， 故使建筑物沉降穩(wěn)定歷時較長 。 3. 顯然在相同條件下 ， 軟土地基的變形量比一般粘性土地基要大幾倍至十幾倍 。 軟土的物理力學(xué)特性 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 3． 壓縮性高 軟土均屬高壓縮性土 ， 而且壓縮系數(shù)隨著土的液限和天然含水量的增大而增高 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 2． 滲透性弱 軟土的滲透系數(shù)一般在 i 104一 i 108之間 ，而大部分濱海相和三角洲相軟土地區(qū) ， 由于該土層中夾有數(shù)量不等的薄層或極薄層粉 、 細(xì)砂 、 粉土等 ， 故在水平方向的滲透性較垂直方向要大得多 。其 飽和度 一般大于 95％ ， 因而天然含水量與其天然孔隙比呈直線變化關(guān)系 。 天然含水量隨液限的增大成正比增加 。 軟土的物理力學(xué)特性 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 1． 高含水量和高孔隙性 2． 滲透性弱 3． 壓縮性高 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 1． 高含水量和高孔隙性 軟土的天然含水量總是大于液限 。 淤泥質(zhì)土 （ 2） 一般則呈稍欠壓密或正常壓密狀態(tài) ， 其強度隨深度有所增大 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 由于軟土的生成環(huán)境及粒度 、 礦物組成和結(jié)構(gòu)特征 ， 結(jié)構(gòu)性顯著且處于形成初期 ， 呈飽和狀態(tài) ，這都使 軟土在其自重作用下難于壓密 ， 而且來不及壓密 。 且在沉積過程中由于粒間靜電引力和分子引力作用 ， 形成 絮狀和蜂窩狀結(jié)構(gòu) 。 有機質(zhì)含量一般達(dá) 5％ 15％ ， 最大達(dá) 17％ 25％ 。 淤泥的粘粒含量較高 ， 一般達(dá) 30％ 60％ 。 軟土的組成和結(jié)構(gòu)特征 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 軟土的 組成成分和結(jié)構(gòu)特征是由其生成環(huán)境決定的 。 泥炭 是未充分分解的植物遺體堆積而成的一種高有機土 ， 呈深褐 黑色 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 分類 1：當(dāng) e= ， 稱 淤泥 ；當(dāng) ＞e＞ = ， 稱 淤泥質(zhì)土 。 軟土 軟土的工程特性與地基評價 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 軟土 ：泛指 淤泥及淤泥質(zhì)土 ， 是第四紀(jì)后期于沿海地區(qū)的濱海相 、 瀉湖相 、三角洲相和溺谷相；內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖積洪積沼澤相等 靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積 ， 并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟粘性土 。 特殊土的分布 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 在我國，具有一定分布區(qū)域和特殊工程意義的特殊土包括： ?沿海及內(nèi)陸地區(qū)各種成因的 軟土 ： ?主要分布于西北、華北等干旱、半干旱氣候區(qū)的 黃土 ； ?西南亞熱帶濕熱氣候區(qū)的 紅粘土 ； ?主要分布于南方和中南地區(qū)的 膨脹土 ； ?高緯度、高海拔地區(qū)的 多年凍土及鹽漬土、人工填土和污染土 等。 特殊土：人們把這些具有特殊工程性質(zhì)的土稱為特殊土 。特殊土的主要工程性質(zhì) 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) ?軟土 ?濕陷性黃土 ?紅粘土 ?膨脹土 ?填土 特殊土 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 引子： 我國幅員廣大 ， 地質(zhì)條件復(fù)雜 ， 分布土類繁多 ， 工程性質(zhì)各異 。 有些土類 ， 由于 地理環(huán)境 、 氣候條件 、 地質(zhì)成因 、 物質(zhì)成分及次生變化 等原因而各具有與一般土類顯著不同的特殊工程性質(zhì) ， 當(dāng)其作為建筑場地 、 地基及建筑環(huán)境時 ， 如果不注意這些特點 ， 并采取相應(yīng)的治理措施 ， 就會造成工程事故 。 特殊土分布的區(qū)域性：各種天然或人為形成的特殊土的分布 ， 都有其一定的規(guī)律 ， 表現(xiàn)一定的區(qū)域性 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 本章內(nèi)容： 主要闡述我國 軟土、黃土、紅粘土、膨脹土及人工填土 的分布、特征及其工程地質(zhì)問題。 軟土的特征 ：富含有機質(zhì) ， 天然含水量大于液限 ， 天然孔隙比大于或等于 1。 它是 淤泥與一般粘性土的過渡類型 ； 分類 2：當(dāng)土中有機質(zhì)含量 [5%， 10%]， 稱有機質(zhì)土 ；當(dāng)有機質(zhì)含量 （ 10%， 60%]時稱 泥炭質(zhì)土 ；當(dāng)有機質(zhì)含量 （ 60%， ） 時 ，稱 泥炭 。 其含水量極高 ， 壓縮性很大且不均勻 ， 往往以夾層或透鏡體構(gòu)造存在于一般粘性土或淤泥質(zhì)土層中 ， 對工程極為不利 。 組成成分 ：由于它形成于水流不通暢 、 飽和缺氧的靜水盆地 ， 這類土 主要由粘粒和粉粒等細(xì)小顆粒組成 。 粘粒的粘土 礦物成分以水云母和蒙脫石為主 ， 含大量的有機質(zhì) 。 結(jié)構(gòu)特征 ：粘土礦物和有機質(zhì)顆粒表面帶有大量負(fù)電荷 ，與水分子作用非常強烈 ， 因而在其顆粒外圍形成很厚的結(jié)合水膜 。 結(jié)論 ：軟土含大量的結(jié)合水 ， 并由于存在一定強度的粒間連結(jié)而具有顯著的結(jié)構(gòu)性 。 因此 ， 不僅使之必然具有 高孔隙性和高含水量 ，而且使 淤泥 （ 1） 一般呈欠壓密狀態(tài) ， 以致其孔隙比和天然含水量隨埋藏深度很小變化 ， 因而土質(zhì)特別松軟 。 淤泥和淤泥質(zhì)土一般呈軟塑狀態(tài) ， 但當(dāng)其結(jié)構(gòu)一經(jīng)擾動破壞 ， 就會使其強度劇烈降低甚至呈流動狀態(tài) 。 據(jù)統(tǒng)計：軟土的 天然含水量 一般為 50％ 70％ ，最大甚至超過 200％ 。 天然孔隙比 在 12之間 ， 最大達(dá) 34。 軟土的如此高含水量和高孔隙性特征是決定其壓縮性和抗剪強度的重要因素 。 由于該類土滲透系數(shù)小 、 含水量大且呈飽和狀態(tài) ， 這 不但延緩其土體的固結(jié)過程 ， 而且在加荷初期 ， 常易出現(xiàn)較高的孔隙水壓力 ， 對地基強度有顯著影響 。 軟土在建筑荷載作用下的變形特征 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 1. 變形大而不均勻 2. 變形穩(wěn)定歷時長 3. 抗剪強度低 4. 較顯著的觸變性和蠕變性 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 1. 變形大而不均勻 2. 實際資料表明 ， 對于磚墻承重的混合結(jié)構(gòu) ， 如以層數(shù)來表示地基受荷的大小 ， 則 46層的民用房屋其平均沉降量一般可達(dá) 2550cm； 七層的則多達(dá) 6070cm； 對于大型構(gòu)筑物 ， 如水池 、料倉 、 油罐等 ， 其沉降量一般都大于 50cm， 甚至超過 100cm。 因此上部荷重的差異和復(fù)雜的體型都會引起嚴(yán)重的差異沉降和傾斜 。 例如沿海閩 、 浙一帶這種軟粘土地基上的大部分建筑物在建成約 5年之久的時間后 ， 往往仍保持著每年 1cm左右的沉降速率 ， 其中有些建筑物則每年下沉 34cm。 不排水三軸快剪 所得抗剪強度值很小 ， 且與其側(cè)壓力大小無關(guān) ， 即其內(nèi)摩擦角為零 ， 其內(nèi)聚力一般都小于 20kPa； 直剪快剪 內(nèi)摩擦角一般為 25度 ， 內(nèi)聚力為 1015kPa； 排水條件下的抗剪強度隨固結(jié)程度的增加而增大 ， 固結(jié)快剪 的內(nèi)摩擦角可達(dá) 812度 ， 內(nèi)聚力為 20kPa左右 。 因此 ， 要提高軟土地基的強度 ， 必須控制施工和使用時的加荷速度 ， 特別是在開始階段加荷不能過大 ， 以便每增加一級荷重與土體在新的受荷條件下強度的提高相適應(yīng) 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 4. 較顯著的觸變性和蠕變性 由于軟土的結(jié)構(gòu)性在其強度的形成中占據(jù)相當(dāng)重要的地位 ，則觸變性也是它的一個突出的性質(zhì) 。 我國東南沿海地區(qū)的三角洲相及濱海一瀉湖相軟土的靈敏度一般在 4— 10之間 ， 個別達(dá) 1315。 在長期恒定應(yīng)力作用下 ， 軟土將產(chǎn)生緩慢的剪切變形 ， 并導(dǎo)致抗剪強度的衰減 。 上海等地許多工程的現(xiàn)場實洲結(jié)果表明：當(dāng)土中孔隙水壓力完全消散后 ，建筑物還繼續(xù)沉降 。 ?顏色 :多呈黃色 、 淡灰黃色或褐黃色； ?顆粒組成 :以粉土粒 (其中尤以粗粉土粒 ， 粒徑為 )為主 ， 約占 60％ 70％ ， 粒度大小較均勻 ， 粘粒含量較少 ， 一般僅占 10％ 20％ ；含碳酸鹽 、 硫酸鹽及少量易溶鹽； ?含水量小 ， 一般僅 8%20％ ； ?孔隙比大 ， 一般在 1． 0左右 ， 且具有肉眼可見的大孔隙； ?具有垂直節(jié)理 ， 常呈現(xiàn)直立的天然邊坡 。 ?一般認(rèn)為 ， 具有上述典型持征 ， 沒有層理的風(fēng)成黃土為原生黃土 。 次生黃土有坡積 、 洪積 、 沖積 、 坡積 洪積 、 沖積 洪積及冰水沉積等多種類型 。 特征 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 黃土和黃土狀土 (以下統(tǒng)稱黃土 ) ?在天然含水量時 ,呈堅硬或硬塑狀態(tài) ，具有較高的強度和低的或中等偏低的壓縮性 ， ?但遇水浸濕后 ， 有的即使在其自重作用下也會發(fā)生劇烈而大量的沉陷 (稱為濕陷性 )， 強度也隨之迅速降低 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 可見 ， 同是黃土 ， 但遇水浸濕后的反應(yīng)卻有很大差別 。 ?否則 ， 稱為 非濕陷性黃土 。 因此 ， 分析 、 判別黃土是否屬于濕陷性的 、其濕陷性強弱程度 、 地基濕陷類型和濕陷等級 ，是黃土地區(qū)工程勘察與評價的核心問題 。 其中濕陷性 黃土 約占 3／ 4， 遍及甘 、 陜 、 晉的大部分地區(qū)以及豫 、 寧 、 冀等部分地區(qū) 。 由于各地的地理 、 地質(zhì)和氣候條件的差別 ，濕陷性黃土的組成成分 、 分布地帶 、 沉積厚度 、濕陷特征和物理力學(xué)性質(zhì)也因地而異 ， 其濕陷性由西北向東南逐漸減弱 ， 厚度變薄 。 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 同時 ， 由于黃土形成的地質(zhì)年代和所處的 自然 地理環(huán)境不同 ， 其 組成與結(jié)構(gòu)特征及工程 特征 又有明顯的差異 。 黃土形成年代愈久 ， 由于 鹽分溶濾較充分 ， 固結(jié)成巖程度大 ， 大 孔 結(jié)構(gòu)退化 ， 土質(zhì)愈趨 密實 ， 強度高而壓縮性小 ，濕 陷性減弱甚至不具濕 陷 性 。 黃土濕陷性的形成及影響因素 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 黃土濕陷性的形成原因 黃土濕陷性的影響因素 黃土濕陷性及濕陷類型判別 黃土濕陷起始壓力的意義及用途 關(guān)于黃土地基濕陷等級的劃分 黃土濕陷性的形成原因 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) ?內(nèi)在因素 ：黃土的結(jié)構(gòu)特征及其物質(zhì)組成 。 黃土的結(jié)構(gòu)是在形成黃土的整個歷史過程中造成的，干旱和半干旱的氣候是黃土形成的必要條件。 成分特征 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) ?礦物成分 ：黃土的礦物成分主要是石英 (含量常超過一半 )， 長石 (含量常達(dá)四分之一以上 )， 碳酸鹽 (含量常為百分之十至十五 ， 主要是碳酸鈣 )， 粘土礦物 (含量一般只百分之十幾 )。 ?粒度成分 ：黃土基本上是由＜ ， 尤以－ 。 結(jié)構(gòu)特征 中山大學(xué)地球科學(xué)系 工程地質(zhì)學(xué) 從結(jié)構(gòu)排列和連結(jié)情況看 ， 黃土是由 : ?石英和長石 (還有少量的云母 ， 重礦物和碳酸鈣 )的 微砂和粗粉粒構(gòu)成基本骨架 ， 其中砂?；旧铣；ハ嗖唤佑| ， 浮在以粗粉粒所組成的架空結(jié)構(gòu)中 。 ?以高嶺石和水云母為主 (還有少量的腐植質(zhì)和其他膠體 )的 粘粒和所吸附的結(jié)合水以及部分水溶鹽作為膠結(jié)材料 ， 依附在上述各種顆粒的周圍 ， 將較粗顆粒膠結(jié)起來 ， 形成 大孔和