裂隙粘土的工程地质特征

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土体的分类以及工程地质性能

土体的分类以及工程地质性能

粘性土

粘性土为塑性指数大于10的土,它可分为粘土和粉质粘土。
塑性指数Ip 土的名称 粘土 粉质粘土 状态 坚硬 硬塑 液性指数IL 0.75<IL≤1 IL>1 状态 软塑 流塑
Ip>17 10<Ip≤17 液性指数IL
IL≤0 0<IL≤0.25
0.25<IL≤0.75 可塑 液性指数:粘性土的天然含水率和塑限的差值与塑性指数比值
红粘土

红粘土为碳酸盐岩系的岩石经红土化 作用形成的高塑性粘土。其液限一般大于 50。红粘土经再搬运后仍保留其基本特征, 其液限大于45的土为次生红粘土。
人工填土的分类

由人类活动堆填形成的各类土为人工填土。 人工填土根据其组成和成因,可分素填土、压实填 土、杂填土、冲填土。
素填土为由碎石土、砂土、粉土、粘性土等组成 的填土。经过压实或夯实的素填土为压实填土。 杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等 杂物的填土。 冲填土为由水力冲填泥沙形成的填土。
碎石土的密实度 (二)

超重型动力触探击数N120
超重型动力触探击数N120 11<N120≤14 密实度 密实
超重型动力触探击数N120 密实度 N120≤3 松散
3<N120≤6
6<N120≤11
稍密
中密
N120>14

很密

注:对于平均粒径大于50mm,或最大粒径大于100mm的碎石土
砂土的密实度 (一)
标准
岩体特征 透水率q (Lu) q<0.1 0.1≤q<1 1≤q<10 10≤q<100 q≥100 完整岩石,含等价开度小于 0.025mm裂隙的岩体 含等价开度0.025~ 0.05mm裂隙的岩体 含等价开度0.05~0.01mm 裂隙的岩体 含等价开度0.01~0.5mm 裂隙的岩体 含等价开度0.5~2.5mm裂 隙的岩体 含连通孔洞或等价开度大 于2.5mm裂隙的岩体

岩土体工程地质类型及特征

岩土体工程地质类型及特征

一、岩土体工程地质类型及特征岩土体工程地质类型的划分根据岩土体形成条件、结构、岩性、力学特性及工程地质特征的差别,可分为松散松软堆积层岩类、碳酸盐岩类及碎屑岩类3个岩体类型6个工程地质岩组。

(一)土体工程地质类型及物理力学特征此岩类的划分根据其结构特征、力学性质及工程特性分为中偏高压缩粘性土类岩组和低压缩碎石土类岩组2个工程地质岩组。

1、中偏高压缩粘性土类岩组(1)残坡积土(Q el+dl)残坡积层主要分布于沿线丘陵沟谷坡脚一带,多为紫红色、棕红色粉砂质粘土或浅黄色、灰黄色砂土、亚粘土、粉土夹(含)碎石,沿线厚度不一。

残坡积亚粘土天然含水量W18.8~24.00%,天然孔隙比e0.600~0.697,塑性指数Ip 8.4~12.6,液性指数I L 0.46~0.60为软塑状,凝聚力C26.6~45.1Kpa,内摩擦角φ10.1~18.7度,压缩系数a0.25~0.40为中~偏高压缩土类。

残坡积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。

(2)冲洪积土(Q4al+pl)冲洪积层主要分布于河床、河滩上,为灰色、浅灰色亚粘土、粘土及褐灰色细、粉砂土及砂砾卵石层,厚度不一。

亚粘土天然含水量W21.7~26.50%,天然孔隙比e0.619~0.838,塑性指数Ip 8.4~14.6,液性指数I L 0.46~0.87为可塑状,凝聚力C12.9~32.2Kpa,内摩擦角φ7.0~10.3度,压缩系数a0.31~0.47为中~偏高压缩土类。

粘土天然含水量W28.8~34.30%,天然孔隙比e0.838~0.978,塑性指数Ip 20.0~21.3,液性指数I L 0.54~0.77为软塑状,凝聚力C22.6~54.7Kpa,内摩擦角φ10.0~10.3度,压缩系数a0.24~0.605为中~高压缩土类。

冲洪积层的主要工程地质问题是湿陷变形、压缩沉降变形、蠕滑变形。

2、低压缩碎石土类岩组崩坡积土(Q4col+dl)崩坡积层主要分布于斜坡边缘、高陡斜坡的坡脚处,碎块石成份与地层岩性有关,为黄灰、红褐色亚粘土夹块石、碎石。

特殊土的工程性质

特殊土的工程性质

特殊土的工程性质土是地球表面尚未固结成岩的松散堆积物。

是自然历史时期经过各种地质作用形成的地质体。

土位于地壳的表层,主要是第四纪的产物,是人类工程经济活动的主要地质环境。

土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地残留或经过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的堆积物。

我国幅员广大,地质条件复杂,分布土类繁多,工程性质各异。

不同类别的工程,对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。

土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响,不同成因类型的土,其力学性质会有很大差别,特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态或结构特征的土。

我国的特殊土不仅类型多,而且分布广,各种天然或人为形成的特殊土的分布,都有其一定的规律,表现一定的区域性。

在我国,具有一定分布区域和特殊工程意义的特殊土包括:沿海及内陆地区各种成因的软土:主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的黄土;西南亚热带湿热气候区的红粘土;主要分布于南方和中南地区的膨胀土;高纬度、高海拔地区的多年冻土;以及盐渍土、人工填土和污染土等。

一、软土软土一般指压缩性大和强度低的饱和粘性土,多分布在江、河、海洋沿岸、内陆湖、塘、盆地和多雨的山间洼地。

软土一般为外观以灰色为主的细粒土,天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。

软土在我国沿海地区分布广泛,内陆平原和山区亦有分布。

我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区,例如滨海相沉积的天津塘沽,浙江温州、宁波等地,以及溺谷相沉积的闽江口平原河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地区。

内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边缘地带,以及昆明的滇池地区,贵州六盘水地区的洪积扇等。

工程性质:1、高含水量和高孔隙性、软土的高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素;2.、渗透性弱、软土渗透系数小、含水量大且呈饱和状态,这不但延缓其土体的固结过程,而且在加荷初期,常易出现较高的孔隙水压力,对地基强度有显著影响;3、压缩性高,。

土的工程分类和特殊土的工程地质特征

土的工程分类和特殊土的工程地质特征
常呈蜂窝状结构,常有很多裂隙(网状裂隙)、结核和土洞。
(三)工程地质性质的基本特点
1、高塑性和分散性
液限一般为50~80%,塑限为30~60%,塑性指数一般为20~50%。
2、高含水率、低密度
天然含水率一般为30%~60%,饱和度>85%,密实度低,大孔隙明显,孔隙比>1.0;液性指数一般都小于0.4;坚硬和硬塑状态。
国内外的土质分类方案很多,归纳起来有三种不同体系,一是按粒度成分,一种是按塑性指标,一种是综合考虑粒度和塑性的影响。
二、土的分类
(一)按地质成因分类:
土按地质成因可分为:残积、坡积、洪积、冲积、冰积、风积等类型。
(二)按颗粒级配和塑性指数分类
土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。
1.土按颗粒大小分类
上部为坡积,下部为残积的情况居多。
主要分布在云南、贵州、广西、安徽、四川东部等。
(二)成分和结构特征
红粘土的粘粒组分(粒径<0.005mm)含量高,一般可达55~70%,粒度较均匀,高分散性。
粘土颗粒主要是多以高岭石和伊利石类粘土矿物为主。
主要化学成分为:SiO2(33.5~68.9%)、Al2O3(9.6~12.7%)、Fe2O3(13.4~36.4%)、硅铝率一般均小于2。
0.7~2,弱
胀缩总率以 表示,并按下式计算:
式中: :在压力0.5MPa时的膨胀率,%
:土的收缩系数
:土的天然含水量
:土在收缩过程中含水率的下限值,%
如式中 为负值时,按负值考虑,如 大于8%时按8%考虑,小于0时按0考虑。
式中收缩系数 可通过收缩试验测得,它是土的收缩曲线的直线部分的斜率,即:
式中 :与 相应的收缩率之差

大连地区红粘土的分布、分类及其工程地质特征-2019年文档

大连地区红粘土的分布、分类及其工程地质特征-2019年文档

大连地区红粘土的分布、分类及其工程地质特征红粘土作为一种特殊土已被国内外广大地质和岩土工作者所认识,并且作了大量的研究工作。

本文把大连地区红粘土和工程地质特征进行介绍,以便在工程实践中加以研究和利用。

一、红粘土形成的特定地质环境和成土因素1.成土母岩对红粘土形成的影响,红粘土作为一种土,除了具备其他土的成土因素外,还应具有自己的成土规律。

岩石和岩石中矿物的耐风化能力是成土作用的内在因素,在一般的情况下矿物形成愈接近地表条件时,抵抗风化的能力愈强,总的来说稳定性从大到小的顺序为:氧化物>硅酸盐>碳酸盐和硫化物,因此岩石遭受风化作用的速度和程度,成土作用的类型等往往取决于岩石的类型和矿物成分。

2.气候条件是成土和形成红粘土作用的另一个主要的外在因素(温度、雨量),温度影响化学反应(分解)的速度控制水的效能。

3.地形、地貌和水文条件,成土作用的主要风化是化学风化,化学反应包括:水解、氧化、离子交换、水合、碳酸盐化、络离子形成、简单的化学溶解等。

造岩矿物(硅酸盐)主要通过水解而分解,由此可见除了气候条件而外,水在化学风化过程中起到主导作用,而水文条件和地貌、地形条件紧紧相关。

二、大连地区红粘土的分布和分类如前所述红粘土在我国南方广大地区的形成和分布受到多种因素的影响,近年来由于地区开发和研究的不断深入,在我国北方如大连地区也有所发现,北方地区红粘土和南方红粘土既有共同特征又有区别。

1.大连地区红粘土的形成。

大连位于我国东北地区南部,属温带季风型气候,在东北地区相对温和多雨,有利于岩石的化学风化和红土化的形成,又由于处在沿海丘陵,地形、地貌条件复杂,河流阶地也较为发育,这就初步具有了地形、地貌和水文条件有利于红粘土的形成。

区内成土母岩具备了红粘土的形成条件,本区主要分布震旦系地层:由下而上分别为:石英岩、板岩、互层带和石灰岩,其中石英岩和硅质岩往往构成低山和丘陵为剥蚀区,而泥质灰岩、板岩和广泛分布的辉绿岩墙地区,则地势低平,或形成负地形。

浅谈三大岩及其在工程地质上特性

浅谈三大岩及其在工程地质上特性

三大岩及其在工程地质上特性专业:土木工程班级:12301701 姓名:严豪江学号:201230170121 摘要:岩石是天然产出的由一种或多种矿物组成的,具有一定结构构造的集合体,也有少数包含有生物的化石。

按其成因分类主要分为三大类:岩浆岩、沉积岩、变质岩。

在地球结构和人类生活创造中,岩石处于重要的地位。

关键词:三大岩类工程地质特性1.引言地球,人类赖以生存的地方,表面约71%是海洋,剩下的部分被分成洲和岛屿。

岛屿和陆地的形成离不开岩石的形成,地球的形状和地表形态既是其内部物质状态及其运动的结果,又受到地球表层的水和大气的运动以及生物生命活动的影响。

岩石是由矿物形成的,要认识岩石,就必须先认识矿物。

地质学家不但把矿物看做是岩石的组成单元,而且把矿物看做是研究岩石生成环境和随后历史的一把重要钥匙。

岩石按不同的成因又可以分为三大岩类:岩浆岩、沉积岩和变质岩,在不同的工程方面都占有一席之地。

2.三大岩2.1岩浆岩2.1.1岩浆岩的概念及特性岩浆岩是由地壳深处的岩浆沿地壳构造薄弱带上升侵入地壳或喷出地面冷却凝固后形成的岩石,约占地壳总质量的95%,岩浆是熔化的岩石,也可以叫做硅酸盐熔融体,通常位于地表之下的岩浆房中。

主要成分是SiO2,也可以含有挥发性物质及部分固体物质。

岩浆是各种火成岩的前身,可以侵入邻近的地壳岩石或是冒出地表,经常处于活动状态,具有流动性。

岩浆存在于650℃到1200℃的温度中。

可低至650℃,高至1400℃。

熔岩中含有1~8%的挥发性物质。

岩浆处于高压之中,有时会经由火山道(或译火山管、火山流口)以熔岩流或是以火山碎屑物的火山喷出物的形式冒出。

这些火山喷发的产物通常包括了从没到过地表的液体、结晶体及溶解气体等。

岩浆会在地壳中各自分离的岩浆库内集结,不同地方的岩浆组成成份会稍有不同。

当地壳发生变动或受到其他内力作用时,承受巨大压力的岩浆就会沿着构造薄弱带上升,侵入地壳或喷出地面,经复杂的物理化学过程,最后冷却凝结就形成了岩浆岩。

各类土的工程地质特性

各类土的工程地质特性

第四章各类土的工程地质特性一、一般土的工程地质特性一般土按粒度成分特点,常分为巨粒土、粗粒土及细粒土三大类。

巨粒土和粗粒土为无粘性土,细粒土为粘性土。

粗粒土又分为砾类土和砂类土。

巨粒土和粗粒土的工程地质性质主要取决于粒度成分和土粒排列的松密情况,这些成分和结构特性直接决定着土的孔隙性、透水性、和力学性质。

细粒土的性质取决于粒间连结特性(稠度状态)和密实度,这些都与土中粘粒含量、矿物亲水性及水和土粒相互作用有关。

砾类土和砂类土为单粒结构;细粒土为团聚结构。

二、几种特殊土的工程地质特征1、淤泥类土淤泥类土是指在静水或水流缓慢的环境中沉积,有微生物参与作用的条件形成的,含较多有机质,疏松软弱(天然孔隙比大于1,含水率大于液限)的细粒土。

孔隙比大于1.5的称为淤泥,小于1.5大于1的称为淤泥质土。

工程地质性质的基本特点:①高孔隙比,高含水率,含水率大于液限②透水性极若③高压缩性④抗剪强度很低,且与加荷速度和排水固结条件有关。

由于这类土饱水而结构疏松,所以在振动等强烈扰动下其强度也会剧烈降低,甚至液化变为悬液。

这种现象称为触变性。

同时还具有蠕变性。

淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本因素。

有机物和粘粒含量越多,土的亲水性越强,则压缩性越高;孔隙比越大,含水率越高,压缩性越高,强度越低,灵敏度越大,性质越差。

2、黄土黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物。

颜色多呈黄色、淡黄色或褐黄色,颗粒组成以粉粒为主,粒度大小较均匀。

天然剖面上垂直节理发育。

被水浸润后显著沉陷(湿陷性)。

一般工程地质性质:①密度小,孔隙率大②含水较少③塑性较弱④透水性较强⑤抗水性弱⑥压缩性中等,抗剪强度较高。

⑦具有湿陷性(自重湿陷和非自重湿陷)湿陷系数,自重湿陷系数3、膨胀土又称胀缩土,系指随含水量的增加而膨胀,随含水量的减少而收缩,具有明显膨胀和收缩特性的细粒土。

成分和结构特征:粘粒含量高,一般35%以上。

矿物成分以蒙脱石和伊利石为主,高岭石含量较少。

工程地质学_第4章 各类土的工程地质特征

工程地质学_第4章 各类土的工程地质特征
粒径大于0.粒中,0.005~0.075mm的颗粒一般占绝大多 数,这类颗粒的吸附水能力弱于粘性土,但却明显强于砂土。如 果用含水量近于饱和的粉土团成小球,放在手心来回摇晃,并用 另一只手进行振击,则土中水会迅速渗出土面,这是其野外鉴别 的重要手段之一。
❖ 塑性图
细粒土是指土样中细粒组质量大于或等于总质量50%的土。 其中,粗粒组质量占总质量的25%~50%者称为含粗粒的细粒 土;含部分有机质者称有机质土。
❖ 细粒土分类
2. 特殊土分类
根据《土的分类标准》(GBJ145-90), 特殊土包括指黄土、膨胀土和红粘 土,可按其塑性指数在塑性图上的 位置初步判别。当取液限仪锥尖入 土深度为17mm的含水量为液限时, 按表4.12和图4.12判别。
黄土的湿陷性试验是在室内的固结
仪内进行的,其方法是:分级加荷至
规定压力,当下沉稳定后,使土样浸
水直至湿陷稳定为止,其湿陷系数的
计算式是:
s
hp hp ' h0
式中: h0 :原状土样的原始高度,cm hp :原状土样在规定压力下,下沉稳定后的高度,cm hp, :上述加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉 稳定后的高度,cm
❖ 黄土的野外性状
1、分布与特征
作为湿陷性土的典型代表——黄土,在全世界的分布比 较广泛的,据某些学者估计,黄土的覆盖面积在整个欧洲约 占10%,亚洲约占30%;
我国黄土分布面积达60万平方公里,其中有湿陷性的约 为43万平方公里。
主要分布在黄河中游的甘肃、陕西、晋、宁、河南、青 海等省区。地理位置属于干旱与半干旱气候地带。其物质主 要来源于沙漠与戈壁。
我国幅员广大,地质条件复杂,分布土类繁多,工程性质 各异。有些土类,由于地理环境、气候条件、地质成因、物质 成分及次生变化等原因而各具有与一般土类显著不同的特殊工 程性质,当其作为建筑场地、地基及建筑环境时,如果不注意 这些特点,并采取相应的治理措施,就会造成工程事故。
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在第四系更新统的老地层内,常有裂隙比较发育的粘土层,即裂隙粘土,又称“有缝粘土”。

这种粘土具有一般粘土没有的特殊结构,其工程地质特性也不同于一般粘土,在兴建水利工程和其他建筑工程时,常由于对土的性能认识和重视不够,工程措施不当,给施工和使用带来困难与危害。

有些渠道边坡由于土的风化剥蚀长期不能稳定,不少渠道边坡大量坍滑造成渠道堵塞不能使用;有的遂道工程,由于洞体坍塌引起严重破坏;有些地下建筑,也由于同样原因使工程废弃。

因此,裂隙粘土在渠道、洞室及天然地基等方面引起的问题日益引起人们的重视。

本文根据近几年来在水利工程和地下建筑工程方面的实践,对河南某些地区不同类型的裂隙粘土进行介绍,不当之处,望批评指正。

1.0裂隙粘土的分布特征
1.1裂隙粘土的分布
裂隙粘土在河南南部和西部都有广泛分布,尤其在山区和丘陵垄岗地区分布更为广泛。

由于古地形的起伏及地层所受的侵蚀程度不同,分布高程往往相差很大。

同一类型的裂隙粘土有的出露于丘陵或垄岗顶部,有的则深埋于其他地层之下。

如信阳淮河两岸的裂隙粘土,一般分布于较高的丘陵地带,在其底部很少见到底砾岩,多与第三系岩层直接接触。

在信阳地区,分布在地层中部的棕黄粘土,多呈团粒状结构,裂隙细小但较发育,土体极易碎裂,含有铁锰质结核。

郑州、洛阳地区的裂隙粘土,分布在中更新统地层下部的棕红、紫红色粘土,裂隙短小较发育成网纹状,土体易碎裂,含又铁锰质结核;裂隙内冲填白色钙质,人称“鸡粪土”;而裂隙面光洁,冲填物为铁锰质氧化物者,人称“油土”。

除了出露于丘陵或垄岗顶部外,这些裂隙粘土在黄土地区常埋藏于上更新统Q3黄土以下,在巩县西村黄土丘陵地区的大冲沟中可见到多层裂隙粘土的天然剖面,在每层裂隙粘土底部均有一层排列整齐的钙质结核层,钙质结核和钙质结核层由上向下逐渐变大、变厚,在其下部常有较厚的大钙质结核层及卵石层,钙质结核直径一般为10—20厘米,卵石为紫红色石英岩,多呈零星分布,局部呈透镜状。

在冲沟底部见有大漂石夹大钙质结核,漂石为紫红色石英岩,微风化,块状、稍具棱角,显然系搬移力很大,远距较近的佐证。

裂隙粘土以下为卵石层。

另外在偃师、伊川两地也有不同类型的裂隙粘土分布。

1.2裂隙粘土的特征
裂隙粘土为洪积、坡积相堆积物,一般颜色较深,常见为红色,有褐黄、棕黄、红、棕红、紫红等色,结构致密,孔隙比小,天然含水量低。

多呈坚硬或硬塑状态。

裂隙粘土是一般粘土的早期堆积物,多出现在中更新统地层内,具有较发育而不规则的裂隙,其成因类型比较复杂。

这种粘土为富含铁铝氧化物的风化产物,并含有亲水性和可溶性物质。

在高温多雨的环境下,经过长期胀缩、溶解和风化作用产生裂隙,裂隙产状错综复杂,竖向、水平、斜交各方向均有。

由于铁、铝氧化物不断聚集,裂隙充填物多呈棕褐、棕红及灰绿、灰白色,裂隙面多较粗糙,但有的光滑并具有油脂光泽构成土体的软弱结构面。

由于物质成分,形成环境及条件不同,裂隙性状和发育程度也不同。

一般来说,竖向裂隙发育的粘土多分布在地层表面和上部,受大气影响裂隙上大下小,向下逐渐尖灭,裂隙面
粗糙,冲填物常为灰绿、灰白色高岭土,及黑色铁锰质氧化物,这类土强度大、变形小、竖向透水性较大。

见照片七。

而斜交裂隙发育的粘土常分布于第三系岩层之上,裂隙较宽大,倾角由缓到陡,裂隙面光滑平整。

具有擦痕或水渍,充填物多以灰灰白色高岭土为主,并有一定数量的黑色铁锰氧化物。

土内常含强亲水性矿物,常具有高塑性和较强的胀缩性。

斜交剪切裂隙越育,胀缩性也越强。

这类裂隙粘土,在信阳二十里河,偃师的刘庄和伊川的寺沟均可见到。

土的强度低,变形较大,在斜坡地带,常引起滑坡或局部滑移。

这种粘土由于裂隙的发育互相切割使土体失去完整性,土体往往被切割成大小不等形状各异的棱角形块体,土块的大小和连结状况对强度、变形和透水性都有直接影响。

土的碎裂程度越严重,棱形块体之间的连接愈弱,其强度愈低,压缩性愈大,透水性也愈强。

棱形土块表面颜色较深,里面则较浅,块体本身密度大强度高,裂隙充填物则较软,块体之间的连接较弱,因此,裂隙粘土的工程性能不取决于棱形块体本身,往往取决于块体之间的软弱结构面。

裂隙粘土在卸荷、临空或无压情况下,在含水量降低时,都容易引起裂隙张开使土的强度大为降低。

同时,水也往往沿着裂隙形成渗透通道。

裂隙粘土的天然边坡很不稳定,在天然情况下,可以见到陡直的裂隙边坡,也可以见到平缓的天然边坡,但在大气影响下,土体不断风化,使边坡由陡变缓。

土的天然边坡与裂隙产状,气侯条件有关,从宏观剖面上看,竖向裂隙发育的土常能形成较陡的天然边坡,斜交和水平裂隙发育的土的天然边坡则往往较平缓。

同一类型的裂隙粘土在气侯比较干燥的郑州、洛阳地区,有时可呈现陡直边坡,但在多雨的信阳地区则多呈缓坡。

从巩县西村所见土的天然边坡演变情况看,在天然条件下,土体逐渐风化碎裂,边坡日渐平缓,可见土的天然边坡是不稳定的。

2.0裂隙粘土的工程地质特征
2.1裂隙粘土的化学成份及物理性质指标
裂隙粘土的物理力学特性主要取决于其的物质成分、结构特征和天然状态。

根据信阳、巩县和偃师各处试样的分析结果,土的矿物成分,一般是以伊利石、石英为主,并含有蒙脱石。

土的化学成份,以硅、铝、铁为主,硅铝分子比介于3—4之间,详见表2.1.1及表2.4。

从土的物理性试验结果表2.1.2来看,天然含水量一般低于或接近于塑限,巩县、偃师两地的天然含水量偏小,伊川地区天然含水量则稍高。

2.2裂隙粘土的强度和变形特征
裂隙粘土在天然条件下,一般处于坚硬或硬塑状态,密度较大,含水量小,粘粒含量较高,胶结较好,故强度较高,压缩性较低。

但由于其特殊的裂隙结构,不仅在工程应用上应考虑土的结构特征对工程的影响,而且在测试方法上也应考虑因测试方法不同而对土的强度产生的影响。

用直剪仪测定裂隙粘土的抗剪强度,受剪切面的限制,试验结果不能反应土体软弱结构面的强度,而三轴剪切试验能较好的反应土体软弱结构面的强度,但由于往往制样上的失败而无法取得工程所需要的试验结果。

1982年我院试验室研制成功了弹性油压制样器,解决了裂隙粘土的制样问题,取得了较好的成果。

试验结果比较如下:
天然状态的试样:C值约增大1/4,Φ值约增大1/3;
饱和状态的试样:C值约降低3-13%,Φ值约增大10-30%;
饱和固结的试样:C值约降低1/3,碎裂严重的土约降低1/10,Φ值约增大40%。

以上试验结果比较说明,直剪试验结果在很大程度上反应了菱形土块的强度,用直剪试验确定裂隙粘土的抗剪强度参数是不适宜的。

从表2.2看,各地区及不同类型的裂隙粘土,其压缩性非常接近,均属低压缩性粘土。

但土的强度差异却比较明显。

2.3裂隙粘土的透水特征
裂隙粘土的透水性与裂隙产状和发育程度有明显关系。

竖向裂隙发育的粘土,其垂直方向的透水性明显增大,裂隙发育短小的土,其不同方向的透水性差
异较小,见表2.3。

2.4裂隙粘土的胀缩特征
裂隙粘土的胀缩性是土和水相互作用时所表现的一种特性,取决于土的物质组成和天然状态,土的粘粒含量愈高,强亲水性矿物愈多,则胀缩变形愈大。

对于矿物成分相同的土,含水量愈低,孔隙比愈小,则膨胀性愈强。

从土胀缩性的指标看(见表2.4),裂隙粘土一般具胀缩性,但不一定属于膨胀土,应根据土的矿物成分、化学成分、土的膨胀性和天然状态进行判别。

在裂隙粘土中,发育斜交裂隙的硬粘土,一般为高塑性和强胀缩性的粘土,如信阳地区棕红色裂隙粘土和伊川县的褐黄色裂隙粘土,具有高塑性和较强的胀缩性。

3.0结论
1、裂隙粘土大部分为第四系中更新统地层内,属于一般粘土的早期堆积物,出露于丘陵地区或垄岗顶部,其化学成分,主要有较强的亲水性矿物组成。

粘粒含量较高,密度较大,天然含水量小,多低于或接近塑限,孔隙比较小,液性指数低。

裂隙粘土在天然条件下,一般处于坚硬或硬塑状态。

2、裂隙粘土具有较发育而不规则的裂隙,在天然状态下,致密坚硬,
强度大,地基承载力高,但在卸荷、临空的条件下,易引起裂隙张开,使土的强度降低,在水的作用下,对强度的影响尤为严重。

各地区及不同类型的裂隙粘土,其压缩性非常接近,均属低压缩性粘土。

裂隙粘土的透水性与裂隙产状和发育程度有明显关系。

竖向裂隙发育的粘土,其垂直方向的透水性明显增大,裂隙发育短小的土,其不同方向的透水性差异较小。

裂隙粘土一般具胀缩性,但不一定属于膨胀土,应根据土的矿物成分、化学成份、土的膨胀性和天然状态进行判别。

在裂隙粘土中,发育斜交裂隙的硬粘土,一般为高塑性和强胀缩性的粘土。

多属于具有胀缩性的中塑性粘土。

3、用直剪仪测定裂隙粘土的抗剪强度,受剪切面的限制,不能反应土体软弱结构面的强度,试验结果通常偏大。

故强度较高,压缩性较低。

但由于其特殊的裂隙结构,不仅在工程应用上应考虑土的结构特征对工程的影响,而且在测试方法上也应考虑因测试方法不同而对土的强度产生的影响。

4、在斜坡地带或洞室工程中,对存在裂隙发育碎裂严重的粘土和具
有大量光滑裂隙面的致密粘土,应注意裂隙面对降低土体强度的作用,裂隙粘土的软弱结构面,对工程建筑物的稳定具控制作用。

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