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特殊土-膨胀土刘鸿燕特殊土-膨胀土《工程岩土与测试》

膨胀土膨胀土也是一种很重要的地区性特殊土类，按照我国《膨胀土地区建筑技术规范》（GB50112-2013）中的定义，膨胀土应是土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。众所周知，一般粘性土也都有膨胀、收缩特性，但其量不大，对工程没有太大的实际意义；而膨胀土的膨胀—收缩—再膨胀的周期性变形特性非常显著，并常给工程带来危害，因而工程上将其从一般粘性土中区别出来，作为特殊土对待。

1.概念

在工程建设中，经常会遇到一种具有特殊变形性质的粘性土，它的体积随含水量的增加而膨胀，随含水量减少而收缩，并且这种作用循环可逆，具有这种膨胀和收缩性的土，即称为膨胀土。

2.膨胀土的分布

膨胀土在我国的分布范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地均有不同范围的分布。膨胀土的成因类型及生成年代：成因：主要为残积、坡积、洪积、湖积及混合沉积类型。????生成年代：多在上新世N2～更新世晚期的Q3之间。

3.膨胀土的特征

（1）颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色；（2）粒度成分中以粘土颗粒为主，一般在50%以上，最低也要大于30%，粉粒次之，砂粒最少；（3）矿物成分中粘土矿物占优势，多为伊利石、蒙脱石，高岭石含量很少；（4）胀缩强烈，膨胀时产生膨胀压力，收缩时形成收缩裂隙。长期反复胀缩使土体强度产生衰减；（5）各种成因的大小裂隙发育；（6）早期生成的膨胀土具有超固结性。

4.膨胀土的工程性质

高塑性，含黏粒及粉粒为主；低含水量，呈坚硬－硬塑状态；孔隙比小，密度大；具膨胀力,自由膨胀量40%；天然状态下压缩性低，承载力高，但由于干缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时,强度骤然降低。

5.膨胀土的判别根据我国十余年来的实践经验，判别膨胀土的主要依据是工程地质特征与自由膨胀率。因此《膨胀土规范》中规定，凡具有下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率≥40%的土应判定为膨胀土。1）裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；2）多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，无明显自然陡坎；3）常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等；4）建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。

6.膨胀土的工程地质问题及防治措施

（1）膨胀土地区的路基主要的病害：边坡变形和基床变形抗剪强度的衰减及承载力的降低边坡溜坍、滑坡等失稳现象路基长期均匀下沉、翻浆冒泥等病害严重影响行车安全

湖南某高架灌渠支墩因膨胀土地基而倾斜

（2）膨胀土地区的地基地基的问题：承载力的问题和建筑物变形的问题特殊性：本身地基承载力较低还要考虑强度衰减，不仅有土的压缩变形还有湿胀干缩变形。

膨胀土地基上的房屋开裂

含水量的变化膨胀土胀缩变形

①防水保湿措施—防治地下水下渗和土中水分蒸发，保持地基土湿度稳定，控制胀缩变形。在建筑物周围设置散水坡，设水平和垂直隔水层加强上下水管道防漏措施及热力管道隔热措施建筑物周围合理绿化，防止植物根系吸水造成地基土不均匀沉降选择合理的施工方法，基坑不宜暴晒和浸泡，应及时处理夯实。（3）防治措施：

②建筑物布置和基础设计措施选择地形平坦地段，避免引起湿度变化；增加基础附加荷载克服土的膨胀；加大基础的埋深；加强结构刚度及增设沉降缝等。

③地基土改良措施—消除或减少土的胀缩性能换土法，挖出膨胀土，换填砂、砾石等非膨胀土压入石灰水法，石灰与水相互作用产生氢氧化钙，吸收周围水分，氢氧化钙与二氧化碳形成碳酸钙，起胶结土粒的作用。钙离子与土粒表面的阳离子进行离子交换，使水膜变薄脱水，使土的强度和抗水性提高。

总结：概念分布特征工程性质（重点）判别方法（重点）工程地质问题及防治措施（重点）