红粘土的物理性与力学性质的探讨
红黏土及其特征
红黏土及其特征一、红黏土的定义与分布1.定义我国红黏土的研究始于20世纪50年代后期，不同研究阶段对红黏土有过相应的描述和定义，最新的研究认为：红黏土是碳酸盐岩系出露区的岩石，经过更新世以来在湿热的环境中，由岩变土一系列的红土化作用，形成并覆盖于基岩上，呈棕红、褐黄等色的高塑性黏土。
其土性特征是液限wL大于55%，湿度状态的垂向变化有明显上部硬下部软的规律，失水后具有较大收缩性，土体中裂隙发育等。
已形成的红黏土，经后期水流搬运，仍然保留着红黏土的基本特征，其wL一般大于45%，称为次生红黏土。
早期研究对红黏土的特征概括为：红黏土成土母岩是碳酸盐类岩石，系由化学风化或残坡积而形成，塑性指数IP大于20，天然含水率接近塑限，天然孔隙比大于1.0，饱和度Sr大于85%以及土的压缩性低等。
在以后的研究中，是基于一些考虑才予以调整的。
关于成土母岩，鉴于在碳酸盐岩分布区内，经常夹杂着一些非碳酸盐类岩石，它们的风化物与碳酸盐类岩石的风化物是混杂的，都构成了这些地段红黏土成土的物质来源，因此，定义红黏土的成土母岩时，把由碳酸盐类岩石扩大为碳酸盐岩系岩石更确切。
提出红黏土是红土化作用的产物，是考虑到“红土化”一词在第四纪地质学、土壤学中早已赋予固有的含义，用它来概括红黏土的成因，既表征了红黏土成土的介质环境、由岩到土的一系列地球化学过程及成土之后新生黏土矿物再演变的全过程，它较之笼统地称之为化学风化或残坡积成因要明确全面得多。
红黏土虽然塑性高，但其中有一部分土的液限和塑限都很高，以致塑性指数与一般黏土、老黏土相近，相关分析表明，液限在反映红黏土特征上比较敏感，故而用wL 取代IP作为反映土性的特征指标。
从wL—e相关图中，对应于wL为45与50时的孔隙比e值为0.9与1.0，因此，只要确定了液限wL值，也就无需再提孔隙比e。
统计表明，红黏土的湿度状态大部分为坚硬与硬塑状，但仍有占总量25%者为可塑、软塑以至流塑状态。
改性红粘土物性机理研究
改性红粘土物性机理研究作者：王馨语赵硕郭明来源：《科技信息·上旬刊》2017年第03期摘要：通过添加多元改性材料的物理、化学效应，处理红粘土中自由水的问题，通过改善颗粒间界面相等方法来改变红粘土微观结构，解决红粘土具有易开裂和水稳定性差等特点。
本文从土体微观结构方面系统的对改性红粘土的水稳性提高机理进行分析。
关键词：多元改性材料；自由水；强度；机理1 普通红粘土的物理力学性质红粘土具有高孔隙比、高含水量、高塑性、无湿陷性等特点，同时具有较高的力学强度和较低的压缩性。
红粘土中小于2μm的颗粒在50%左右，粘土矿物团粒间有较大孔隙，土体内存在大量游离氧化铁胶体，红粘土内形成很多深渊状结构。
由于红粘土的颗粒微小、空隙比大，造成了土体内部不密实的深渊状结构。
游离氧化铁胶体为红粘土提供结构强度，但其对土体内部含水量作用敏感，在土体得失水的过程中，使得颗粒间连结力在一定条件下大幅降低。
2 红粘土性质改良的方法结合红粘土作为工程材料的特点及其深渊状结构，利用中心质原理改良粘性土的不良的性质可以从两个方面着手：（1）改变粘性土的界限含水量，即从粘性土的微观内部结构进行分析，通过解决红粘土颗粒与颗粒表面之间自由水和红粘土内部空气的问题来加以改善，使得粘性土的界限含水量整体向右移动；（2）解决红粘土遇水不稳定性的问题，即解决颗粒与颗粒、颗粒与矿物、矿物与矿物的界面相问题和界面间自由水的问题。
3 红粘土改性的原理及应用3.1微集料效应在改性红粘土的微集料中水泥颗粒（1-10μm）、粒化矿渣（5-7μm）、粉煤灰（0.2-2μm）、硅灰（这些连续的级配可以增加中心质层次，有效填充红粘土颗粒间孔隙，限制改性红粘土的收缩空间，增强改性红粘土的的抗渗性、抗压强度和结构稳定性性。
从而达到从红粘土的微观结构的改善来提高改性红粘土宏观力学的性能。
3.2形态与界面效应图5为添加多元材料后的改性红粘土孔隙被填充的电镜图。
改性掺料中的水泥颗粒、磨细矿渣、硅灰由于颗粒大小和颗粒外表形态的不同，不仅会产生良好集料颗粒间的界面效应，增强界面间摩擦力，还会抑制Ca（OH）2晶体在界面区的生长，从而改善界面过渡区的结构，使的胶体—集料界面间的黏结力增强3.3界面相的改善3.3.1降低界面过度层厚度由于改性材料之间存在界面效应，在颗粒间界面上形成了强度薄弱面，这种效应包括改性红粘土在拌合及压实过程中，粘土颗粒周围形成的水膜，使贴近骨料处比远离骨料出水灰比高，造成了界面过渡区域微孔隙体积的增大，土体中Ca（OH）2富集并择优取向，存在大量微裂缝。
不同剂量石灰处治高液限红粘土物理力学及工程性质
２ ０ １ ４年 １ 月第 １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
道路交通
４ １
的增 加 ， Ｃ Ｂ Ｒ值 呈 增 加 趋 势 ， 其 中前 ７ ｄ的增 加 幅 度最大 ， ７～２ ８ ｄ的增 幅次 之 ， ２ ８ ｄ以后 ， 各石 灰 用 量 的石 灰 处 治 土 Ｃ Ｂ Ｒ值增 幅逐 渐 平缓 。 （ ２ ） 在 养 生 龄期 相 同 的 情 况 下 ， 随 着 石 灰 用 量
０ 前 言
高 液 限粘 土 是 地 质 坡 残 积 物 ，岩 性 为含 砾 石 粘土 ， 由 于含 水 量 很 高 ， 用 在 路 基 中稳 定 性 较 差 ，
目前对于高液限土而言较 常规 的处理方法 为生石 灰处理… 。 生石灰的离子交换作用 ， 结 晶作用 ， 火山 灰作用和碳酸钙作用使 土体板结提高强度Ｉ Ｊ 。特 别地 ， 在 生 石 灰 粉 掺人 土后 ， 会 大 量 吸 收 土 体 中的
膨胀率 ， （ ％）
无荷载 数值 ５ ． ５ ４ ０ ． ２ ３ ８ ３ ４ ． ７ ０ ７ １ ９ ｌ ８ ％
５ ０ ｋ Ｐ ａ 荷载 ４ ． ５ ％
水分 ， 并释放热量 ， 这对于 降低高液限土 中较高的 天 然 含水 量 来 说 尤 为 重 要 ， 同 时会 改 变 土 的液 、 塑 限和塑性指数 ， 使土体更 易压实［ ４ １ 。本文对掺人不 同计 量 生 石 灰 后 的高 液 限 粘 土 的 物 理 力 学 和 工 程 性 质 进行 研 究 ，以全 面 了解 生 石 灰 对 高 液 限粘 土
４ ０ 道路交通
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ４ 年１ 月第 １ 期
不 同剂量 石灰处 治高 液 限红粘土物 理 力学 及 工程性 质
不同应力状态下红粘土的强度特性分析
红黏土是碳酸岩系出露区岩石，经红土化作用形成 的呈棕红色、褐黄色的区域性特殊土，具有高液限、高塑 性、高孔隙比、上硬下软的特征，较差的物理性质却拥有 较好的工程力学性质。红黏土天然剖面上，表层呈坚硬、 硬塑状态，向下逐渐变软，土的含水量、孔隙比等随深度 递增，强度逐渐降低，压缩性增大，这与一般的粘性土在 自重作用下排水固结，密度增大的规律相反，称作红黏土 的反剖面特征[1]。廖义玲通过对贵州典型红黏土的室内试 验发现[2]，红黏土的先期固结压力随深度减小，这与一般 粘土在自重作用下压力逐渐增大的规律相反，并且从土 的成因、结构和成分的制约等角度对该一反剖面特征进 行了分析。余培厚等认为[3]，红黏土的超固结性很大程度 上归因于自由氧化物的胶结结构。毕庆涛从红黏土的矿 物及化学成分方面对剖面特征进行了分析[4]。虽然许多学 者对红黏土的反剖面特征进行了研究[5-7]，但对红黏土的 力学特征的剖面性的报道还不多见，本文通过对某客运 专线沿线的红黏土进行室内试验，研究该区域红黏土随 深度变化的物理力学性状，及不同应力水平下的强度变 形特性。
摘 要：通过对不同深度红粘土试样进行固结不排水三轴剪切试验，分析红粘土在不同应力状态下应力应变变形，
其结果表明：应力峰值出现在应变约 2%处；围压越大，其屈服破坏的偏应力值越大，土体抵抗变形的能力越强；不
同 深 度 处 土 层 ，由 应 力 应 变 反 映 出 红 粘 土 的 固 结 特 性 不 同 ；且 随 着 土 层 深 度 的 增 加 ，红 粘 土 的 粘 聚 力 增 大 ，而 摩 擦
水泥红黏土力学性能试验研究
Ａｂｔａｔ Ｉ ｉ ｆｈｓｓｅｉ ｄｃａ ，ｈ ｆ ｃ ｏ ｍ ｎ ｏ ｔ ｔ ｇ ， ａ ＯＨ） ｏａｅｃａｇｓ ｎｕ ｃｎ ｎｄｃｍ ｒｓｉ ｔ ｎｔ ｆｅ ｓ ｃ： ｎｖ ｗ ｏ ｔｉ ｐｃａ ｒ ｌｙ ｔｅｅｅｔ ｆ ｅ ｅｔ ｎｅ ，ａｅ Ｃ （ ｒ ｅ ｌｅ ｆ ｃ ｃ ｎ ２ ｓｇ ｈ ｎｅ ｎ ｏｆ ｅ ｏ ｐｅｓ ｅｓｅ ｇ ｏ ｄ ｄ ｏ ｉ ｖ ｒ ｈ ｒ
研究 了水泥红黏土 的力 学性能 ， 由于无侧 限抗 压强度是反 映水
泥土物理力学特性 的一个重 要指标 Ｊ因此主要 研究水 泥掺 ， 量、 龄期、 ａ Ｏ 掺量等对水泥红黏土无侧限沆压强度的影响。 Ｃ （ Ｈ）
验 土样 的体积质量为 ２ ７ ／ ｍ ， ． １ｇｃ 液限为 ２ ％ ， １ 塑限为 ４ ％， ９ 最 优含水率为 ２ ％ ， ３ 最大干密度为 １６２ｓｃ 。 ．４ ／ｍ 。红黏土的颗粒组
第 ３ 卷第 ５ ４ 期
２１ ０ ２年 ５月
人
民 黄
河
Ｖｏ ． ４， ． １ ３ Ｎｏ ５ Ｍａ ２ ２ ｙ， ０１
ＹＥＬ ＯＷ Ｌ
ＲＩ ＶＥＲ
【 利 水 电工 程 】 水
水泥红黏土 力学性能试验研 究
赵振 亚 ， 申向 东
（ 内蒙古农 业大学， 内蒙古 呼和浩特 ０ ０ １ ） １０ ８
龄期 对水 泥红黏 土 无侧 限抗压 强度 的影 响 ．
摘
要 ： 对红黏 土这种特殊 土质 ， 究 了水泥掺 量 、 针 研 龄期 、 ａ Ｏ 掺 量等对 水泥红黏 土无侧 限抗压 强度 的影 响。结 Ｃ （ Ｈ）
果表 明： 水泥红黏土的无侧 限抗压 强度 随着龄期 的延 长而增 强； 泥土无侧 限抗 压强度随 着水泥掺 量 的增加逐 渐增 强， 水
有机质污染下红黏土物理力学特性变化规律分析
收稿日期：2013－09－23基金项目：广西研究生教育创新计划资助项目（YCSZ2014156）；广西自然科学基金重点项目（2010GXNSFD013011）作者简介：刘宝臣（1968－），男，内蒙古赤峰人。
教授，博士，主要从事土木工程测试、教学及科学研究工作。
E-mail ：bc0608@ 。
DOI ：10．13379/j．issn．1003-8825．2014．03．03有机质污染下红黏土物理力学特性变化规律分析刘宝臣，唐黔，张晨富，杨柏，潘宗源（桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林541004）摘要：桂林地区分布的红黏土，具有高液塑限、高含水率和较高承载力等特点。
通过有机质影响红黏土的作用机理进行分析，采用室内试验的手段和单因子的试验方法，改变有机质的掺量和含水率，来研究有机质红黏土的物理力学性质指标的变化规律。
结果表明:随着有机质含量的增加，试样的液限、塑限、塑性指数呈现出一定的增长规律。
随着有机质含量的增加，在一定范围内，试样的抗剪强度不断减少而压缩性不断的增加。
随着含水率的增加，试样的抗剪强度不断减少而压缩性不断的增加。
关键词：红黏土;有机质;含水率;单因子;物理力学性质中图分类号：TU446文献标志码：A文章编号：1003－8825（2014）03－0012－050引言红黏土是碳酸盐岩在湿热环境下经过风化作用形成的一种特殊性土［1］，其通常黏粒含量较高，所含矿物主要为高岭石，并含一定量的蒙脱石和石英等，液限一般大于50%，具有裂隙发育，收缩性明显以及压缩性低等特点［2］。
此外，红黏土还有明显的上硬下软的特性［3］，下层需要进行加固处理后才能作为建筑物地基。
但是，红黏土中有机质的存在，会使土的压缩性和孔隙比增大，抗剪强度减小［4］。
我国对红黏土成因、分类、力学特性与地质灾害等多方面有了较为全面的研究，但目前国内关于有机质红黏土的研究成果大多数是有关环境保护工程和土壤学方面的，而岩土工程意义上研究有机质条件下对红黏土物理力学特性影响的成果却很少。
红粘土的物理性与力学性质的探讨
红粘土的物理性与力学性质的探讨摘要：红粘土分布在我国各地，是几大特殊土之一，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，红粘土也逐渐应用于各类项目的建设中，研究和分析红粘土的物理性和力学性质就显得尤为重要，更好地了解其物理性和力学性质能够提高其应用程度和项目的建设质量。
本文通过相关实验研究和相关工程数据分析了红粘土的物理性和力学性质，以供相关人员进行参考。
关键词：红粘土；物理性；力学性质；对比分析引言：红粘土具有极高的使用价值，在工程的建设中被广泛应用，所以，研究和分析红粘土的物理性和力学性质有着十分重要的意义，对工程的建设和发展也存在着积极的影响，能够正确高效地解决在工程建设中出现的问题。
1.基本物理性质红粘土由不同的矿物成分和化学成分组成，有其独特的结构特征，这些方面都决定了红粘土的物理性质。
红粘土分布在我国全国各地，不同区域的红土化程度也存在差异，因此其物理性质也有所不同。
通过对比不同地区红粘土的指标，可以看出红粘土的特性和不同之处。
对比的土样样品，一些是使用相关取土设备进行的直接取样；一些是通过取土器在钻孔中取得。
取样的深度是 1.5米-8.0米，样品颜色均为褐红色、棕红色，呈细小颗粒。
通过符合相关标准的试验，以上红粘土的物理性质和各项指标如下表所示：以上表格的绘制和建立，对诸多与红粘土试验相关的资料进行了参考和结合应用，根据以上数据表明，红粘土中天然含水率较高，孔隙比较大，当红粘土处于硬塑状态时压缩性较低，抗剪强度也较大，比一般粘土承载力相对高一些；当红粘土处于可塑状态时，压缩性变大，甚至达到高压缩性，摩擦角虽然变化不大，但粘聚力下降。
3.总应力和有效应力强度红粘土的力学性质和土体内部应力变化和状态息息相关，对于直剪、三轴试验来说，都不能完全表现天然土层中真实的应力状态，得到的各项相关数据都不能很好地表现出实际的加荷形式和顺序，也不能反映在加荷途中应力-应变对红粘土土体强度的影响。
红粘土的工程特性
红粘土的工程特性红粘土是一种常见的土壤，它以其独特的结构特性在工程领域受到广泛应用。
它可以用作抗震基础、水利和堤坝、隧道及桥梁等工程基础建设、地基处理、土木建筑、路面施工及田坎调整等领域。
它的特性和性能对工程的使用有重要的意义。
本文就红粘土的工程特性和性能进行了探讨。
一、红粘土的结构特性红粘土是由粘结剂与颗粒材料连结而成的一种特殊类型的土壤，它具有高度弹性和粘性。
它的粘结剂有三类：水，火和地下水。
它的颗粒材料有石英，钙质碳酸盐和河沙等多种元素组成。
它的粒径分布尺寸大，粒径从0.002毫米到2毫米不等。
它的结构特性比普通土壤更加丰富复杂，结构层次六级以上，结构排列呈波状，粗细粒的比例大小可以进行控制，空气孔隙数量较多。
二、红粘土的工程特性红粘土具有显著的抗压强度，抗压强度大于普通土壤1.5～2.5倍，抗剪强度大于普通土壤1.5～2倍。
红粘土抗压强度比普通土壤明显提高，抗滑和抗冲突能力也有一定的改善，可以有效地改善工程的抗击性。
它具有良好的渗水性和降水透水性，能有效地把工程中的水分渗透排出，减少涝水的影响，改善现场的湿度状况，确保工程的安全。
它还具有抗老化能力强，能够抗热、耐酸碱老化，避免化学腐蚀，确保工程结构的稳定。
三、红粘土应用红粘土在工程建设中有着广泛的应用，如铁路、公路、桥梁、地铁等交通工程中，用作防治渗漏和涝水的基础；在水利工程中，用红粘土填充河床，用红粘土堵塞渗漏扩大河道宽度；在地质灾害防治中，红粘土用作固结土质土坡，用作防止地质灾害的堤坝；还可以用红粘土作为桩基地基处理，减少桩基与上部结构接触面的摩擦，提高结构的整体稳定性；还可以用作工厂废水污水处理池的底层，在路面工程中，红粘土也有广泛应用，如用可以用于补强路面的基础，生产抗滑路面，以及形成人行道和路肩边坡等。
四、结论红粘土是一种特殊的土壤，它的结构特性和工程特性使它在工程建设中有着真正的作用。
它的抗压强度和抗滑性能比普通土壤更强，具有渗水性和降水透水性好，抗老化能力强，抗击等性能优越。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
红粘土的物理性与力学性质的探讨
发表时间：2019-03-07T13:44:01.157Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第33期作者：刘军
[导读] 本文通过相关实验研究和相关工程数据分析了红粘土的物理性和力学性质，以供相关人员进行参考。
中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司
摘要：红粘土分布在我国各地，是几大特殊土之一，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，红粘土也逐渐应用于各类项目的建设中，研究和分析红粘土的物理性和力学性质就显得尤为重要，更好地了解其物理性和力学性质能够提高其应用程度和项目的建设质量。
本文通过相关实验研究和相关工程数据分析了红粘土的物理性和力学性质，以供相关人员进行参考。
关键词：红粘土；物理性；力学性质；对比分析
引言：红粘土具有极高的使用价值，在工程的建设中被广泛应用，所以，研究和分析红粘土的物理性和力学性质有着十分重要的意义，对工程的建设和发展也存在着积极的影响，能够正确高效地解决在工程建设中出现的问题。
1.基本物理性质
红粘土由不同的矿物成分和化学成分组成，有其独特的结构特征，这些方面都决定了红粘土的物理性质。
红粘土分布在我国全国各地，不同区域的红土化程度也存在差异，因此其物理性质也有所不同。
通过对比不同地区红粘土的指标，可以看出红粘土的特性和不同之处。
对比的土样样品，一些是使用相关取土设备进行的直接取样；一些是通过取土器在钻孔中取得。
取样的深度是1.5米-8.0米，样品颜色均为褐红色、棕红色，呈细小颗粒。
通过符合相关标准的试验，以上红粘土的物理性质和各项指标如下表所示：
以上表格的绘制和建立，对诸多与红粘土试验相关的资料进行了参考和结合应用，根据以上数据表明，红粘土中天然含水率较高，孔隙比较大，当红粘土处于硬塑状态时压缩性较低，抗剪强度也较大，比一般粘土承载力相对高一些；当红粘土处于可塑状态时，压缩性变大，
甚至达到高压缩性，摩擦角虽然变化不大，但粘聚力下降。
3.总应力和有效应力强度
红粘土的力学性质和土体内部应力变化和状态息息相关，对于直剪、三轴试验来说，都不能完全表现天然土层中真实的应力状态，得到的各项相关数据都不能很好地表现出实际的加荷形式和顺序，也不能反映在加荷途中应力-应变对红粘土土体强度的影响。
红粘土地基如果受到外力的作用，地基土内的孔隙水压力就会从最大的数值向零呈不断消散的趋势，这是一个根据时间而变化的过程，换句话说，红粘土的固结对时间有一个要求，土体的抗剪程度也是随其不断固结而逐渐增强。
根据有效应力原理，有效应力是导致土体抗剪强度发生变化的唯一影响因素，正确合理地理解分析作用在土体骨架上的应力以及表现内摩擦的数据，通过有效应力的方法和措施将以上两点测定出来，科学合理地运用有效应力强度指标去分析现实中红粘土土体的稳定程度，在试验的过程中要尽量地模仿现场的相关条件，才能在测定土体强度时得到更加科学合理的数据。
4.结语
综上所述，对于红粘土进行了一系列的相关试验，研究和分析得出的相关数据，更好地说明了红粘土的物理性和力学性质，通过理解这些特性，可以更直观地了解红粘土的具体特点，为日后的工程建设提供充足的理论基础。
只有更好地研究和分析红粘土，才能促进工程项目的建设和发展，为我国社会经济发展贡献力量。
参考文献
[1]丁坚平，王伍军.红粘土的电阻率与物理力学性质关系探讨[J].勘察科学技术，1991（6）：56-58.
[2]邓超文，杜赢中.红粘土力学性质与水溶液作用量化关系的探讨[J].广东公路交通，2005（1）：61-63.
[3]尤英锋.贵州红粘土的孔隙特殊性及形成原因探讨[D].
[4]贺珺.黔中红粘土物理性质指标特殊性研究[D].贵州大学，2009.
[5]廖义玲，秦刚.对贵阳地区红粘土成分结构的研究及红粘土特殊性本质的分析[J].贵州科学，1989（2）：39-51.
[6]袁志英，王伍军.对贵州红粘土物理力学指标统计分布规律的初步研究[J].贵州科学，1997（1）：27-31.
[7]王继庄.游离氧化铁对红粘土特性的影响[J].岩土工程学报，1983（1）。