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吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》

高液限土边坡研究综述论文

2019-04-15

摘要:高液限土通常含有大量的蒙脱石、伊利石、高岭石等黏土成分；其主

要的特征是压实性差，经过压实后的土的压缩性仍然较大，且有明显的应变软

化。水的因素和人的活动是导致高液限失稳的主要原因。高液限土边坡破坏防

治必须坚持“先发制坡，以防为主”的原则，必须工程措施与生物措施相结

合。

关键词:高液限土;边坡;失稳原因;防治措施

1、概述

在工程中判别高液限土的3个指标为：小于0.074mm的颗粒含量大于

50%、液限大于50%，塑性指数大于26的土。目前边坡工程对具有膨胀性的高

液限土设计思路基本是参考膨胀土进行的，除了具有遇水膨胀、失水收缩的特

征外，更主要的特征是高液限土压实性差，经过压实后的土的压缩性仍然较

大，且有明显的应变软化。很多边坡工程失去效用，都是由于认清楚高液限土

的本质特征而引起的。

2、高液限土的矿物组成及工程性质

高液限土通常含有大量的蒙脱石、伊利石、高岭石等黏土成分。其中蒙脱

石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物，其晶格单元由两层硅氧四面体层

夹一层氧化铝八面体层构成，层间联接依靠范得华力，较弱，水分子容易进入

晶胞之间，增大晶胞距离，脱水后，又产生相应的收缩，其液限变化范围可达

到140～710%，塑限范围为50～100%[1]；在晶格之间，由于同晶置换作用，使

蒙脱石具有很强的吸附能力，大量的Na+、Ca2+填充进来，产生双电层效应，

导致粒间的膨胀。相似的，伊利石也具有2:1的三层晶体结构，但其吸附的阳

离子主要为Na+、K+，晶格间连接力较强，水分子不容易进入，所以伊利石亲

水性、胀缩性不如蒙脱石，其液限变化范围为80～120%，塑限为45～60%。伊

利石属于较不稳定的中间产物，性质介于蒙脱石和高岭石之间，并随着层间K+

含量的逐渐减少，而接近于蒙脱石。高岭石的结构单元是由一层铝氢氧晶片和

一层硅氧晶片组成的晶胞。晶胞之间的联结是氧原子与氢氧基之间的氢键，联

结力较强，晶胞之间的距离不易改变，水分子不能进入，亲水性及膨胀性较前

两种矿物成分小。

高液限土的工程性质与其母岩成份、含水量、密实度、外荷载大小及作用

方式、其他物理化学作用等都有关系。根据大量工程实践可知：高液限土透水

性较差；干硬时强度高，坚硬不易挖掘,不易压实；毛细现象明显，吸水后能

长时间保持水分，故吸水后承载力小、稳定性差；具有较大的可塑性、弱膨胀

性和粘性。

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3、高液限土边坡工程失稳的主要原因

3.1水的影响

3.1.1高液限土吸水引起的土体抗剪强度降低

高液限土的抗剪强度包括内摩擦力和粘聚力两部分。内摩擦力是土体受剪

切时,剪切面上下颗粒相对移动时,土粒表面相互摩擦产生的阻力；粘聚力是

使土体的颗粒粘结在一起成为团粒结构的力。粘聚力来源于两个部分：土吸力,

是土体孔隙、气压力与孔隙水压力之差,使之产生粘聚力；土中天然胶结物质

对土粒产生胶结作用,而具有的粘聚力。随着雨水入渗，水分逐渐积累，土体渐

渐饱和，一方面土体内孔隙气压减小，孔隙水压力增大，结果基质吸力减小，

再者水分在土粒表面形成润滑剂，使内摩擦角减小，减小其的内摩擦力，高液

限土的抗剪强度不断减小。

3.1.2高液限土边坡不同的水文地质条件引起坡体内应力的变化

高液限土不同的矿物组成