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第4章 岩石及特殊土的工程性质
二、膨胀土的胀缩性指标 1. 膨胀率Csw 在一定压力Psw及无侧向膨胀条件下,烘干土在高度上的膨胀变形。 原始高度 膨胀后高度 Csw 4%,Psw 0.025MPa时为膨胀土 2. 自由膨胀率Fs 3. 线缩率esl 烘干土粒全部浸水膨胀后增加的体积(△V)与原体积(V0)之比。 Fs 40%为膨胀土 饱水土样收缩后高度减小量( h0 -h)与饱水土样高度(h0)之比。 三、膨胀土的防治措施 1. 地基的防治措施 防水保湿 地基土质改良 防止水进入: 防止水流失: 天沟、侧沟、吊沟、盲沟 地表隔水层 水平和垂直隔水层,合理绿化 换填土 灌石灰水 形成Ca(oH)2吸收周围水分子 形成Caco3胶结土壤 2. 边坡的防治措施 地表防护:排水沟 坡面加固:植被护坡 骨架护坡:片石护坡、拱形护坡 支挡措施:抗滑桩、挡墙 4.6.3 软土 定义: 天然含水量大、压缩性高、承载力低,抗剪强度差的软塑——流塑状粘性土。(如淤泥、淤泥质土)。 2. 成因和分布: 河流入海口、湖沼洼地等静水或缓慢流水下沉积,并经生物化学作用而成。主要分布在长江三角洲、珠江三角洲、洞庭湖、洪泽湖、太湖、湖、滇池、牛轭湖、沼泽等地。 一、软土的特征 (1)颜色多为灰绿、灰黑色,有滑腻感,能染指。 (2)颗粒粒度以粘土为主,可达60~70%,其次为粉砂。 (3)矿物成分以伊利石为主,有机质可达8~9%。 (4)具典型的蜂窝状结构,孔隙度在50~65%之间。 (5)具层理性。 二、软土的工程性质 孔隙比和含水量: 透水性和压缩性: 强 度: 触变性: 5. 流变性: 孔隙比大,含水量高 透水性很差,固结慢,压缩性高 强度低 软土受到振动,颗粒联接破坏,土体强度降低,呈流动状态。 水分子定向排列被破坏。 在长期荷载作用下,变形可延续很长时间,最终引起破坏。 三、软土的变形破坏和地基加固 1. 软土的变形破坏 软土地基变形破坏:承载力低,地基变形大或发生挤出。 建筑物变形破坏:不均匀沉降 2. 地基加固措施 ⑴ 排水砂井:Φ=0.4~2.0m,灌入中、粗砂。 ⑵ 砂垫层; ⑶ 生石灰桩 吸水 散热→桩周温度升高,使软土脱水 ⑷强夯:锤重10~20t,升高10~40m,自由下落,靠冲 击力使软土迅速排水,加固深度达11~12m。 ⑸ 旋喷桩: 水泥砂浆 化学浆液 ⑹ 换填土; 4.6.4 冻土 定义:温度低于0℃,并含有冰的特殊土。 多年冻土 季节冻土 一、季节冻土及其冻融现象 1. 定义:冬季冻结,夏季全部融化的特殊土。 2. 成因和分布:高纬度冻土。——长江以北。 3. 主要工程地质问题: 冻胀融沉性。 二、多年冻土及其工程性质 定义: 冻结状态持续三年以上,甚致百年不化的冻土。 2. 成因和分布: 高 原 冻 土:青藏高原,西部高山 高纬度冻土:大、小兴安岭,满洲里—牙克石—黑河以北 衔接型 非衔接型 3. 特征 (1)组成: (2)结构: (3)构造: 矿物颗粒、冰、水、空气。 整体结构 网状结构 层状结构 4. 工程性质 物理及水理性质 力学性质 重度 密度 总含水量 相对含冰量 抗压强度 抗剪强度 压缩系数 5. 分类 冻胀率n:土在冻结过程中土体积的相对膨胀量。 冻结前的高度 冻结后的高度 强冻胀土: 冻 胀 土: 弱冻胀土: 不冻胀土: 6. 工程地质问题 边坡滑塌、路堤滑塌 地基冻胀、融沉及流变,热融下沉 冰丘和冰锥 三、冻土病害的防治措施 地表水 地下水:盲沟 ⑴ 排水 路堤底部铺设: 草皮、泥炭、苔藓、炉渣、粘土层 散热桩 通风管 抛石边坡 ⑷ 换填土:改为砂、砾、卵石土。 ⑸ 降低冰点:土中加化学物质。 ⑹ 旱桥 ⑵ 保温 4.6.5 各类特殊土的主要特性 黄 土→湿陷性 膨胀土→强烈胀缩性 软 土→承载力低,压缩性高、固结慢 冻 土→冻胀融沉性 本章小结 岩石的物理性质、水理性质和力学性质 风化作用类型及影响风化的因素 特殊土的工程性质及防治 喷浆护坡和框梁 拱形骨架护坡 拱形骨架护坡植草 筐窗护坡植草 4.5 岩石、土的工程分类 4.5.1 岩石按坚硬程度的划分 采用岩石单轴饱和抗压强度Rc实测值定量划分 Rc/MPa >60 60~30 30~15 15~5 5 坚硬程度 坚硬岩 较坚硬
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