红粘土(PPT)
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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。
工程地质特殊土红黏土
11:22:11
红黏土
工程地质特征
上硬下软： 红黏土具有典型的“上硬下软”特征。表现为坚硬—硬塑—
可塑—软塑—流塑状态，土的强度逐渐降低，压缩性逐渐增大。 以坚硬、硬塑状态红黏土为主，在地表广泛发育。可塑—软塑、 流塑状只占小部分，主要发育于近下伏基岩面的溶蚀沟、槽底部， 多呈透镜体状小范围产出。盆地、谷地（洼地）中心的次生红黏 土土层多为可塑或软塑状态。
11:22:11
红黏土
分类
地质成因
含水比 （贯入阻力）
11:22:11
原生红黏土：颜色为棕红或褐黄，覆盖于盐酸
盐系之上，其液限大于或等于 50%的高塑性黏土
次生红黏土：原生红黏土经搬运、沉积，仍保留
其基本特征，且其液限大于45红黏土 流塑红黏土
红黏土
成因
残积说：认为红黏土是岩石就地剥蚀、风化堆积而成的红色 风化壳。已被大多数学者否定，因为红黏土不符合 残积作用的一般特点。
水成说：主张红黏土是岩石风化剥蚀后经流水搬运至低洼处 或河湖两岸堆积的河湖相或冲积相沉积物。
风成说：强调红黏土与其上覆第四纪黄土一样都是风尘堆积 产物。
11:22:11
红黏土
成因
对于其成因，仍存在很大争议，不仅局限于前面三种观 点，同时许多学者也提出了“早起水成，晚期风成”、“与 地下水作用有关”、“风成堆积为主的多成因类型”、“岩 溶堆积成土观点”、“喀斯特成土作用说”、“碳酸盐岩黏 土化观点”等假说。目前对红黏土的成因的认识多限于沉积 学和地球化学方面的证据。目前急待开展红黏土地层系统的 生物地层学研究。
9.5 特殊土
11:22:11
红黏土
11:22:11
红黏土
红黏土作为一种特殊土类，最早报道见于 在印度西部马拉巴尔地区，该地区约60％分布 此黏土，因颜色为红色，称之为红土 ( laterite or lateritic soil)，因此，一 般认为印度西部马拉巴尔地区是红土工程性质 研究的发源地。
红黏土
工程地质特征
上硬下软： 红黏土具有典型的“上硬下软”特征。表现为坚硬—硬塑—
可塑—软塑—流塑状态，土的强度逐渐降低，压缩性逐渐增大。 以坚硬、硬塑状态红黏土为主，在地表广泛发育。可塑—软塑、 流塑状只占小部分，主要发育于近下伏基岩面的溶蚀沟、槽底部， 多呈透镜体状小范围产出。盆地、谷地（洼地）中心的次生红黏 土土层多为可塑或软塑状态。
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红黏土
分类
地质成因
含水比 （贯入阻力）
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原生红黏土：颜色为棕红或褐黄，覆盖于盐酸
盐系之上，其液限大于或等于 50%的高塑性黏土
次生红黏土：原生红黏土经搬运、沉积，仍保留
其基本特征，且其液限大于45红黏土 流塑红黏土
红黏土
成因
残积说：认为红黏土是岩石就地剥蚀、风化堆积而成的红色 风化壳。已被大多数学者否定，因为红黏土不符合 残积作用的一般特点。
水成说：主张红黏土是岩石风化剥蚀后经流水搬运至低洼处 或河湖两岸堆积的河湖相或冲积相沉积物。
风成说：强调红黏土与其上覆第四纪黄土一样都是风尘堆积 产物。
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红黏土
成因
对于其成因，仍存在很大争议，不仅局限于前面三种观 点，同时许多学者也提出了“早起水成，晚期风成”、“与 地下水作用有关”、“风成堆积为主的多成因类型”、“岩 溶堆积成土观点”、“喀斯特成土作用说”、“碳酸盐岩黏 土化观点”等假说。目前对红黏土的成因的认识多限于沉积 学和地球化学方面的证据。目前急待开展红黏土地层系统的 生物地层学研究。
9.5 特殊土
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红黏土
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红黏土
红黏土作为一种特殊土类，最早报道见于 在印度西部马拉巴尔地区，该地区约60％分布 此黏土，因颜色为红色，称之为红土 ( laterite or lateritic soil)，因此，一 般认为印度西部马拉巴尔地区是红土工程性质 研究的发源地。
红粘土
裸露的红粘土
红粘土的成土母质是第三纪红色粘土并被埋藏在黄土层下。由于强烈水土流失切割覆盖于其上的黄土层被侵蚀殆尽红色古土壤层出露地表。红色粘土层质地粘重吸水膨胀后水分难以下渗加之所处地形部位坡度较大每届降雨形成地表径流水土流失严重形成滑坡、泻溜和崩塌等重力侵蚀。年复一年侵蚀循环致使土壤发育微弱因形成与黄土母质在形态特征和理化性质上有很大差异的红粘土。
3、土体深厚质地粘重结持紧实孔隙度较低（41%-49%）。
4、胀缩率也很高膨胀率12%-32%收缩率10%-15%渗水性差渗透率低每分钟约0.7毫米重力水渗透深度只有50厘米左右。
红粘土 -
利用改良
红粘土的利用与改良
1、陡坡地红粘土侵蚀严重应恢复和保护植被；已垦殖的陡坡耕地应退耕种植林草控制水土流失。
2、种植绿肥增施有机肥秸秆还田科学施用磷肥可有效地改善土壤的理化性状。
3、复盐基红粘土的土体深厚酸碱度适中盐基饱和矿质养分较丰富是浙江沿海岛屿区重要土壤资源之一。利用状况有三种；一是坡耕地种植大麦、甘薯、玉米和夏类作物。二是林地主要分布在大、中岛屿上栽种黑松、毛竹以黑松为主。黑松较抗风又耐旱、耐瘠适应性强。目前黑松占岛屿林种的93%但宜间套阔叶树以防病虫危害；三是灌丛草地处于半荒芜状态多分布于边远小岛而部分大、中岛屿近村庄处的山坡地亦有小面积的分布。
老红粘土
土种名称：老红粘土
地理分布 ：零星分布在河北省平泉、邢台、遵化等县、地的低山丘陵下部与山麓平原交接处多为岗坡台地面积：1.3 万亩
海拔：米 500
植被类型：长有酸枣、荆条、白草、狗尾草等。
成土母质;母质为红色粘土。
土壤质地：土壤h7.6—8.5微碱性。阳离子交换量17-28me/100g土。
红粘土的组成和工程性质.
残积、坡积、和残、坡积。 注：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。
四、红粘土的成分和结构特征
• • • • • • • • • • • 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。 粘土颗粒主要是多水高岭石和伊利石类 粘土矿物为主。 主要化学成分为： SiO2 (33.5~68.9%)、 Al 2 O3 (9.6~12.7%)、 Fe2O3(13.4~36.4%)、硅铝率一般均小 于2。 常呈蜂窝状结构，常有很多裂隙（网状 裂隙）、结核和土洞。
红粘土的组成和工程性质
制作人： 魏平
什么是红粘土？
• 红粘土【red clay】一般用来指代古近纪晚期我国 广大地区广泛堆积的土状堆积物。其不同于目前 南方湿热环境的红土。在黄土高原地区其不连续 分布于上覆黄土之下，部分地区整合接触。其下 界年龄约8Ma，即形成于晚中新世，过去由于其 含有较多的三趾马化石而被称之为三趾马红土。 关于其成因，目前存在争议，不过多数学者倾向 于风成说。和黄土相比，红粘土没有湿陷性，但 是其在暴露地表时容易龟裂，成为破碎颗粒。野 外剖面中可见红粘土和钙质结核层交替成层分布。 压实后水稳性较好，强度较高。
红粘土的组成和工程性质
• 1、红粘土的定义与形成 条件 • 2、红粘土的分布规律 • 3、红粘土的成因和分类 • 4、红粘土的判定方法 • 5、红粘土的组成 • 6、红粘土的物性指标特 征
• 7、红粘土的力学性质
一、红粘土的定义与形成条件
• 红粘土的定义：碳酸盐岩 系出露区的岩石，经红土化 作用形成的棕红或褐黄等色 的高塑性粘土称为原生红粘 土。其液限一般大于或等于 50%，上硬下软，具明显的 收缩性，裂隙发育。
四、红粘土的成分和结构特征
• • • • • • • • • • • 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。 粘土颗粒主要是多水高岭石和伊利石类 粘土矿物为主。 主要化学成分为： SiO2 (33.5~68.9%)、 Al 2 O3 (9.6~12.7%)、 Fe2O3(13.4~36.4%)、硅铝率一般均小 于2。 常呈蜂窝状结构，常有很多裂隙（网状 裂隙）、结核和土洞。
红粘土的组成和工程性质
制作人： 魏平
什么是红粘土？
• 红粘土【red clay】一般用来指代古近纪晚期我国 广大地区广泛堆积的土状堆积物。其不同于目前 南方湿热环境的红土。在黄土高原地区其不连续 分布于上覆黄土之下，部分地区整合接触。其下 界年龄约8Ma，即形成于晚中新世，过去由于其 含有较多的三趾马化石而被称之为三趾马红土。 关于其成因，目前存在争议，不过多数学者倾向 于风成说。和黄土相比，红粘土没有湿陷性，但 是其在暴露地表时容易龟裂，成为破碎颗粒。野 外剖面中可见红粘土和钙质结核层交替成层分布。 压实后水稳性较好，强度较高。
红粘土的组成和工程性质
• 1、红粘土的定义与形成 条件 • 2、红粘土的分布规律 • 3、红粘土的成因和分类 • 4、红粘土的判定方法 • 5、红粘土的组成 • 6、红粘土的物性指标特 征
• 7、红粘土的力学性质
一、红粘土的定义与形成条件
• 红粘土的定义：碳酸盐岩 系出露区的岩石，经红土化 作用形成的棕红或褐黄等色 的高塑性粘土称为原生红粘 土。其液限一般大于或等于 50%，上硬下软，具明显的 收缩性，裂隙发育。
红粘土(PPT)分解
红粘土主要特性及处理方法
陈磊
红粘土主要内容
一、红粘土的分布和组成 二、红粘土的工程特性 三、红粘土的工程地质勘探要点 四、红粘土地基评价 五、红粘土地基处理
1 红粘土的分布和组 成
1.1定义、成因及分布
（1）定义
红粘土是出露在地表的碳酸盐岩在更新世纪以来的湿热环
境中，经过一系列复杂的物理和化学风化，特别是红土化作 用，形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色的高塑性粘土。 形成的红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新的 土层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特性，液限 大于45%的称次生红粘土。
其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、
鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2 。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低的溶蚀夷平面及岩溶洼地、岩 溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地、孤峰准平原及丘陵洼地等地貌单 元；在东部主要分布在高阶地以上的丘陵区。经搬运再沉积形成的次生 红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其他沉 积物之上，其分布约占总量的10% ～40%，自西向东逐渐增多。
为路基填料，翻晒后虽然含水量降低了，但是并不能改变其
塑性的大小。此外，作为路基填料，红粘土在达到压实度时 的最佳含水量也远远高于一般粘性土。
大浏高速
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2）物性指标变化幅度大。如ω、ωp、ωL、 e等及其对应的 力学指标变化均较大。
3）天然红粘土的饱和度Sr多在90%以上，使红粘土成为两
相分散系，含水量和孔隙比呈现出良好的线性关系。红粘土 的含水量较高、饱和度大显然与其较强的滞水性有关，由于 其粘粒含量高、孔隙比较高、孔隙多而小，因而粘粒表面形 成了较多的吸附水。
陈磊
红粘土主要内容
一、红粘土的分布和组成 二、红粘土的工程特性 三、红粘土的工程地质勘探要点 四、红粘土地基评价 五、红粘土地基处理
1 红粘土的分布和组 成
1.1定义、成因及分布
（1）定义
红粘土是出露在地表的碳酸盐岩在更新世纪以来的湿热环
境中，经过一系列复杂的物理和化学风化，特别是红土化作 用，形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色的高塑性粘土。 形成的红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新的 土层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特性，液限 大于45%的称次生红粘土。
其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、
鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2 。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低的溶蚀夷平面及岩溶洼地、岩 溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地、孤峰准平原及丘陵洼地等地貌单 元；在东部主要分布在高阶地以上的丘陵区。经搬运再沉积形成的次生 红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其他沉 积物之上，其分布约占总量的10% ～40%，自西向东逐渐增多。
为路基填料，翻晒后虽然含水量降低了，但是并不能改变其
塑性的大小。此外，作为路基填料，红粘土在达到压实度时 的最佳含水量也远远高于一般粘性土。
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2）物性指标变化幅度大。如ω、ωp、ωL、 e等及其对应的 力学指标变化均较大。
3）天然红粘土的饱和度Sr多在90%以上，使红粘土成为两
相分散系，含水量和孔隙比呈现出良好的线性关系。红粘土 的含水量较高、饱和度大显然与其较强的滞水性有关，由于 其粘粒含量高、孔隙比较高、孔隙多而小，因而粘粒表面形 成了较多的吸附水。
红粘土
场地内普遍发育的红粘土(少量次生红粘土)，厚度变化大。
常见水平距离相差1.0m，土层厚度相差3.0m 或更多，场地红粘土具有以下特点：①在天然竖向剖面上，湿度有上部小下部大的变化规律，基本具有地表呈坚硬或硬塑状态，向下逐渐变软的规律，因此天然土层地基强度具有随深度增大而降低的特点。
②自然状态下的红粘土无层理，表层一般呈坚硬或硬塑状态，具有一定的地基强度及抗变形能力，但场地红粘土具有弱膨胀性，受大气影响失水后土体易收缩，土体中出现裂隙接近地表的裂缝呈竖向开口状，往深处逐渐减弱，呈网状微裂隙且闭合。
由于裂隙的存在，土体整体性遭到破坏，总体强度会受到削弱。
③场地红粘土具有高含水量、高液限及塑限、大孔隙比等特征，孔隙比大致使土的湿密度及干密度低，其压实性能较差。
④红粘土具有较强的结构性，在保持原状结构下其强度较高，一旦结构遭到破坏，强度迅速降低，其水稳定性较差，遇水浸泡后强度迅速降低，压缩性增大。
红粘土对本工程建设的不利影响主要表现在：①场地红粘土、次生红粘土厚度大，导致下部软塑～可塑状红粘土在上覆高填方荷载作用下沉降大；同时红粘土、次生红粘土厚度变化大，易产生差异沉降②由于红粘土、次生红粘土具有上硬下软的特点，当作为填方区原地面地基时，若对深层软弱红粘土进行处理，则穿越上部硬层的难度较大。
③红粘土、次生红粘土具有大孔隙比、高含水量的特征，易失水干裂，遇水强度急剧降低，当作为填料时，施工时不易压实和含水量控制困难。
④红粘土作为挖方边坡土层时，一旦暴露于地表，很快失水收缩开裂，进而发生崩塌等边坡稳定性问题。
⑤场区局部地段红粘土膨胀率大于40%，具弱膨胀性。
昆明地区大气影响深度为 4.50～5.00m，急剧层深度为2.10m，而场地的红粘土分布于地表，处在大气影响深度范围内。
虽然多处于填方区，对填方后填筑体影响较小（有荷膨胀率小）但对于施工期间和坡脚部位在水的渗透作用下，将发生胀缩，对施工和坡脚稳定有一定影响。
7.2 红黏土
四、红粘土的岩土工程评价
红粘土的岩土工程评价应符合下列要求： 1.建筑物应避免跨越地裂密集带或深长地裂地段； 2.轻型建筑物的基础埋深应大于大气影响急剧层的深度；炉窑等高温设备的基础
应考虑地基土的不均匀收缩变形；开挖明渠时应考虑土体干湿循环的影响；在石芽 出露的地段，应考虑地表水下渗形成的地面变形；
2．红粘土地区勘探工作量的布置 红粘土地区勘探点的布置，应取较密的间距，查明红粘土厚度和状态 的变化。初步勘察勘探点间距宜取30～50米；详细勘察勘探点间距，对均 匀地区宜取12～24米，对不均匀地基宜取6～12米。厚度和状态变化大的 地段，勘探点间距还需加密。各阶段勘探孔的深度可按一般土对各类岩土 工程勘察的基本要求布置。对不均匀地基，勘探孔深度达到基岩。 对不均匀地基、有土洞发育或采用岩面端承桩时，宜进行施工勘察， 其勘探点间距和勘探孔深度根据需要确定。 3．试验工作 红粘土的室内试验除应满足常规试验项目的规定外，对裂隙发育的红 粘土应进行三轴剪切试验或无侧限抗压强度试验。必要时，可进行收缩试 验和复浸水试验。当需评价边坡稳定性时，宜进行重复剪切试验。
红粘土的一般性质可以归纳为： 1．天然含水量和孔隙比较高，一般分别为30%～60%和1.1～1.7。且多处处于
饱和状态，饱和度在85%以上。 2．含较多的铁锰元素，因而其比重较大，一般为2.76～2.90。 3．粘粒含量高常超过50%，可塑性指标较高；含水比为0.5～0.8且多为硬塑状
态和坚硬或可塑状态；压缩性低，强度较高，压缩系数一般为0.1～0.4MPa-1，固结 快剪的C一般为0.04～0.09MPa-1，内摩擦角一般为10°～18°。各指标变化幅度大， 具有高分散性。
红粘土的复浸水性特征分类
类别
Ir 与 Ir′关系I来自Ir≥Ir′II
工程地质特殊土红黏土
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红黏土
工程地质特征 胀缩性：
由于多数红黏土中不含非水稳性矿物蒙脱石，却含有亲水性 不强的亚水稳性矿物蛭石，使得天然状态下的红黏土具有弱膨胀 性，其自由膨胀率一般为35%—55%。而红黏土具有高孔隙比、高 含水率、高分散性及饱和状态，致使具很高的收缩量。因此，红 黏土的胀缩性表现为以失水后强烈收缩为主，天然状态下的膨胀 率仅为0. 1%一2. 0%，但线缩率一般为2. 5%—8.0%，最大可达14%。
的作用下改变自身温度的能力，在数值上等于导热系 数与容 积热容量的比值
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冻土
冻胀性
土的冻胀是由于土温度降至冰点以下，土体原孔隙中的 部分水结冰体积膨胀，以及更主要的是在土壤水势梯度作用 下未冻区的水分向冻结缘迁移聚集，并冻结膨胀所致。
融沉性
冻土融化时，由于孔隙水的排出，使土体产生下沉叫做 融沉。
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红黏土
工程地质特征
一、物理力学性质：
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红黏土
工程地质特征
一、物理力学性质的基本特点： 颗粒组成的高分散性，其中小于0.005mm的黏粒含量为 60%—
80%；小于0.002mm的胶粒含量占40%—70% 天然含水率、饱和度、塑性界限（液限、塑限、塑性指数）和
天然孔隙比都很高，且具有较高的力学强度和较低的压缩性 有很多指标变化幅度很大，如天然含水率、液限、塑限、天然
孔隙比 土中裂隙的存在，使土体与土块的力学参数尤其是抗剪强度指
标相差很大
11:22:11
红黏土
工程地质特征
厚度分布： 红黏土的厚度变化与所处地形地貌、基岩岩性及岩溶发育程
度有关。一般情况下，分布在盆地或洼地时，其厚度变化大体是 边缘较薄，向中间逐渐增厚；在厚层及中厚层石灰岩、白云岩分 布区，由于岩体表面岩溶化强烈，岩面起伏大，导致红黏土厚薄 不一；当下伏基岩的溶沟、溶槽、石芽等较发育时，上覆红黏土 厚度变化极大，常有咫尺之隔，最大厚度相差10 m之多，所以平 面上的变化亦不均匀。
红黏土
工程地质特征 胀缩性：
由于多数红黏土中不含非水稳性矿物蒙脱石，却含有亲水性 不强的亚水稳性矿物蛭石，使得天然状态下的红黏土具有弱膨胀 性，其自由膨胀率一般为35%—55%。而红黏土具有高孔隙比、高 含水率、高分散性及饱和状态，致使具很高的收缩量。因此，红 黏土的胀缩性表现为以失水后强烈收缩为主，天然状态下的膨胀 率仅为0. 1%一2. 0%，但线缩率一般为2. 5%—8.0%，最大可达14%。
的作用下改变自身温度的能力，在数值上等于导热系 数与容 积热容量的比值
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冻土
冻胀性
土的冻胀是由于土温度降至冰点以下，土体原孔隙中的 部分水结冰体积膨胀，以及更主要的是在土壤水势梯度作用 下未冻区的水分向冻结缘迁移聚集，并冻结膨胀所致。
融沉性
冻土融化时，由于孔隙水的排出，使土体产生下沉叫做 融沉。
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红黏土
工程地质特征
一、物理力学性质：
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红黏土
工程地质特征
一、物理力学性质的基本特点： 颗粒组成的高分散性，其中小于0.005mm的黏粒含量为 60%—
80%；小于0.002mm的胶粒含量占40%—70% 天然含水率、饱和度、塑性界限（液限、塑限、塑性指数）和
天然孔隙比都很高，且具有较高的力学强度和较低的压缩性 有很多指标变化幅度很大，如天然含水率、液限、塑限、天然
孔隙比 土中裂隙的存在，使土体与土块的力学参数尤其是抗剪强度指
标相差很大
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红黏土
工程地质特征
厚度分布： 红黏土的厚度变化与所处地形地貌、基岩岩性及岩溶发育程
度有关。一般情况下，分布在盆地或洼地时，其厚度变化大体是 边缘较薄，向中间逐渐增厚；在厚层及中厚层石灰岩、白云岩分 布区，由于岩体表面岩溶化强烈，岩面起伏大，导致红黏土厚薄 不一；当下伏基岩的溶沟、溶槽、石芽等较发育时，上覆红黏土 厚度变化极大，常有咫尺之隔，最大厚度相差10 m之多，所以平 面上的变化亦不均匀。
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作用强度越弱。这进一步表面，红粘土的工程性质与其颜色 有密切关系，颜色越深（红），其工程性质也就越好。
大浏高速
（2）红粘土的矿物成分与结构
1）次生的具有晶质结构的粘土矿物
其含量一般占红粘土的40%～50%，其中主要包括高岭石、绿泥石、蛭石
、伊利石等，有时还可见到少量的蒙脱石。由下表可知，红粘土中的粘土 矿物以水稳定性矿物高岭石、绿泥石为主，其次为亚水稳性的伊利石、蛭
大浏高速
3.1 红粘土的工程分类
3 红粘土工程地质勘 探要点
（1）安土的成因分类 按地质成因可分为：红粘土和次生红粘土。次生红粘土的状况比较复 杂，在成分上由于迁徙过程中掺和了一些其他成分和较粗粒度的物质， 固结度也较差。相关分析结果表明，对同一物性指标，次生红粘土的 承载力只及红粘土的3/4。它成可塑、软塑状态的比例在总量中也明显 增高，压缩性也普遍较红粘土高。因此，岩土工程勘察中，应注意将 不同成因的两类土区别开来，单独予以研究。 （2）按土体结构状态分类 天然状态的红粘土为整体致密状，土中形成网状裂隙，使之变成了由 不同的延伸方向、宽度和长度的裂隙面与其间的土块所构成的土体。 致密状少裂隙与富裂隙的土体，它们的工程性能有明显差别。根据土 中裂隙特征的描述与量测以及天然与保湿扰动状态土样的无侧限抗压 强度之比St，提出土体结构的分类，见下表
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红粘土中的裂隙发育深度一般为3 ～4m，已见最大深度8.0m，裂隙面光滑，
有的带擦痕，有的被铁锰质浸染。裂隙的发生和发育甚快在干旱气候条件
下，新挖路堑坡面数周甚至数日便可被收缩裂隙切割的支离破碎，使地表 水易于浸入，土的抗剪强度降低，造成边坡的变形和失稳破坏。而在雨季
湿润气候条件下，裂隙又可因红粘土的吸水膨胀而闭合，如此反复胀缩，
石和不含或少含有非水稳性的蒙脱石。
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2)次生的非晶质粘土矿物 红粘土中次生的非晶质粘土矿物，包括水铝英石、氧化铁、氧化铝、氧 化硅及其水化物，它们是不发生X射线衍射峰的黏胶物质，其中又以游 离铁为主，这也是与其他粘土的重要区别之一。这些无定性物质一般具
有很大的表面积，化学活性很高，不稳定，可以在一定条件下老化。
其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、
鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2 。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低的溶蚀夷平面及岩溶洼地、岩 溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地上的丘陵区。经搬运再沉积形成的次生 红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其他沉 积物之上，其分布约占总量的10% ～40%，自西向东逐渐增多。
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1.2红粘土的组成成分
红粘土的组成成分与其母岩、气候环境及风化作用强度有 着密切关系，即使是灰岩，其中的碳酸盐矿物成分、自生的
非碳酸盐矿物及陆源碎屑矿物的种类及含量也不尽相同。不
同地方的红粘土因其气候环境不同，如温度、湿度等，红土 化的作用强度也不相同，因而不同地方的红粘土在化学成分 和矿物成分上表现出明显差异。
使红粘土的结构强度几乎丧失，抗剪强度也大大降低，这是红粘土路堑边 坡长期稳定性低的主要原因。
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2.3厚度变化与岩土接触关系特征
土层厚度变化大是红粘土的重要特征之一。 1）地貌条件 在高原和山区，红粘土的分布不连 续，一般厚3 ～8m，少数达15 ～ 30m；在平原和丘陵分布较连续， 一般厚10 ～15m，最厚者达40m 。在地貌横剖面上，坡丘，坡谷土 层较薄，坡麓较厚；在谷夷平面及 岩溶洼地，槽谷中央，土层相对较 厚。因而红粘土在水平方向变化较 大，常见水平相距1m，土层相差 数米甚至更多。当用作地基时，它 既是一种有刚性下卧层的有限厚度 地基，又是一种可压缩层的厚度变 化悬殊的不均匀地基。 2）母岩岩性及岩溶发育条件 在厚层、中厚层石灰岩和白云质灰 岩分布地区，岩溶发育强烈，基岩 表面起伏强烈。高程变化大，致使 上覆红粘土层变化大，在开挖的路 堑坡面上，常常可见有的地段石芽 、石笋突出路面高程数米至十多米 。而相邻地段基岩仍深埋在路面高 程以下。泥灰岩、泥晶灰岩等不纯 灰岩分布地区，岩溶化弱，基岩顶 面较为平整，起伏小，故粘土层后 打变化较小。
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2.2红粘土的土体结构特征
一般红粘土以收缩的胀缩特性
在土体结构上表现为其显著的 裂隙型。天然状态下的红粘土 呈致密状、无层理，上部易受 大气影响，多呈半坚硬半硬塑 状态；当表层失水超过土的塑 限时，土中就会出现裂隙，接 近地表的裂隙呈竖向开口状， 往深处逐渐减弱，呈网状微裂 隙且逐渐闭合。裂隙的存在又 为深部红粘土的失水提供了通 道，从而使深部土体收缩，裂 隙加深。
在此阶段，铝硅酸盐粘土矿物被分解，形成SiO2、Al2O3
、Fe2O3及其水化物，其矿物成分主要为针铁矿、赤铁矿和 水铝矿，从而形成了一种红色疏松的铁质或铝质土壤，即红 粘土，故这个阶段又称为红土化阶段。
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（2）红粘土的分布
红粘土的形成与分布与地质历史上的气候条件密切相关，其形成与分布
范围的气候条件为湿热的热带、亚热带，降雨量应在1000mm以上，年 平均气温为19 ℃ ～23 ℃。
铁和硅的氧化物含量最高。它们多以游离的氧化物，其中游
离氧化物Fe2O3可以晶态（赤铁矿）、微晶态（针铁矿）和胶 态（羟铁矿）三种物态赋存，氧化铁的赋存状态及其含量决 定了红粘土的颜色，直接反映了红土化作用的强度，其中晶 态的赤铁矿含量越高，红粘土的颜色越红，红土化作用强度
也越大；而羟铁矿的含量越高，土的颜色越浅，表明红土化
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（2）成因 暴露在地表的碳酸盐岩在漫长的地质历史时期内，经过各种物 理风化逐渐分解为岩石碎屑。岩石碎屑因比表面积较大，化学风 化逐渐占据主导地位，而在温暖湿润气候条件下，化学反应速度
快，经如下几个阶段，碳酸盐岩碎屑就会变成红粘土：
1）饱和硅铝阶段 其特点是岩石中的氯化物和硫酸盐将全部被溶解，首先淋滤 出Cl-和SO42-。由于溶于水中的CO2部分为游离的CO2，它可形成 碳酸，使水介质成为弱酸性，在这种介质条件下，由于游离的
红粘土主要特性及处理方法
陈磊
红粘土主要内容
一、红粘土的分布和组成 二、红粘土的工程特性 三、红粘土的工程地质勘探要点 四、红粘土地基评价 五、红粘土地基处理
1 红粘土的分布和组 成
1.1定义、成因及分布
（1）定义
红粘土是出露在地表的碳酸盐岩在更新世纪以来的湿热环
境中，经过一系列复杂的物理和化学风化，特别是红土化作 用，形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色的高塑性粘土。 形成的红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新的 土层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特性，液限 大于45%的称次生红粘土。
2.1红粘土的物理力学特性
红粘土的物理力学特性一般如表18-3所示
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（1）红粘土的物性指标特征 1）高塑性、高液限、高孔隙比。其中ω、ωp、ωL、 e等物 性指标都明显大于其他土类，相当于软土。红粘土中粘土矿
物虽然缺乏强亲水性的蒙脱石，但因其粒度组成的高分散性
，因而反映在表征其塑性的ωL和Ip以及表征密度的孔隙比e 的值都很高。以致有的公路部门将高含水量、高塑性、高孔 隙比合称为“三高土”。而且研究表明，风干脱水对红粘土 的液、塑限没有明显影响，因此，对含水量较高的红粘土作
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（1）粒度与化学成分
在红粘土的粒度组构成中，
细颗粒占绝对优势，其中小 于5μm的粘粒平均高达76%， 而小于2 μm的颗粒多达50% 以上，据报道，已见土中小 于1 μm的颗粒最高可达93%。 因而可以看出红粘土具有很
高的分散性。
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红粘土的化学成分以氯化物和氢氧化物为主，其中尤以铝、
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（2）红粘土的力学性质
有表18-3可见红粘土虽然内摩擦角小，但粘聚力大，无侧限抗压强度（
达200～400KPa）比软土高数倍至十余倍，因而具有较高的抗剪强度， 承载力也较高；其空隙比大，但压缩系数却甚小，说明红粘土的力学指
标不同于一般粘土和其他特殊土，而具有独自的特点和相关规律。
红粘土的高孔隙、低压缩、高塑性、高承载力的工程特性是由红粘土较 为独特的结构所决定的。研究表明红粘土的强度主要由游离氧化铁所形 成的铁质胶结作用产生的，红粘土中的游离氧化铁以胶态和微晶两种形 式赋存。研究表明，红粘土的结构联接强度不仅取决于土中所含游离氧 化铁的多少，更重要的是游离氧化铁存在的物态形式，红粘土中的游离 氧化铁含量越高，其力学指标越高，土中晶质的氧化铁对胶态的氧化铁 比值越高，其力学指标也越高。
3）可溶性的盐类矿物及有机质 可溶性的盐类矿物主要有重碳酸盐，其次为钙、镁的硫酸盐和氯化物。
它们溶解后，多以阴、阳离子存在于红粘土的孔隙水溶液中。红粘土中
的有机质含量可达0.35%左右，其主要成分有纤维素、有机酸、腐殖质 等，其中腐殖质绝大多数与矿物颗粒结合形成有机—无机复合体。
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2 红粘土工程特性
500页的图
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岩土接触关系的特征
经历了红土化由岩到土的演变，使红粘土无论在外观、成分
还是组织结构上都发生了很明显不同于母岩的质的变化。除 少数泥灰岩分布的地段外，与下覆基岩岩溶不整合接触，它 不具有一般残积土与母岩呈过渡状态的垂直分带特征，这是 红粘土区别于其他红土的主要标志。实测剖面资料表明，岩 土间无论在外观性状还是组成成分上都是呈突变的。
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红粘土的湿度变化特征 在垂直方向上除受局部地表 水影响外，红粘土从地表向 下直至基岩顶面，其含水量 逐渐增大，土的状态由硬变 软，相应的土的强度也由上 而下相对降低，压缩性则相 对增大。这与一般粘土在自 重作用下，因排水固结，密 度随深度递增，土的工程性 质变得较好的规律相反。工 程实践中，红粘土的软硬程 度多以含水比来划分。右图 绘出了红粘土含水比aw，天 然含水量w和孔隙比e随埋藏 深度而递增的变化规律.
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（2）红粘土的矿物成分与结构
1）次生的具有晶质结构的粘土矿物
其含量一般占红粘土的40%～50%，其中主要包括高岭石、绿泥石、蛭石
、伊利石等，有时还可见到少量的蒙脱石。由下表可知，红粘土中的粘土 矿物以水稳定性矿物高岭石、绿泥石为主，其次为亚水稳性的伊利石、蛭
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3.1 红粘土的工程分类
3 红粘土工程地质勘 探要点
（1）安土的成因分类 按地质成因可分为：红粘土和次生红粘土。次生红粘土的状况比较复 杂，在成分上由于迁徙过程中掺和了一些其他成分和较粗粒度的物质， 固结度也较差。相关分析结果表明，对同一物性指标，次生红粘土的 承载力只及红粘土的3/4。它成可塑、软塑状态的比例在总量中也明显 增高，压缩性也普遍较红粘土高。因此，岩土工程勘察中，应注意将 不同成因的两类土区别开来，单独予以研究。 （2）按土体结构状态分类 天然状态的红粘土为整体致密状，土中形成网状裂隙，使之变成了由 不同的延伸方向、宽度和长度的裂隙面与其间的土块所构成的土体。 致密状少裂隙与富裂隙的土体，它们的工程性能有明显差别。根据土 中裂隙特征的描述与量测以及天然与保湿扰动状态土样的无侧限抗压 强度之比St，提出土体结构的分类，见下表
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红粘土中的裂隙发育深度一般为3 ～4m，已见最大深度8.0m，裂隙面光滑，
有的带擦痕，有的被铁锰质浸染。裂隙的发生和发育甚快在干旱气候条件
下，新挖路堑坡面数周甚至数日便可被收缩裂隙切割的支离破碎，使地表 水易于浸入，土的抗剪强度降低，造成边坡的变形和失稳破坏。而在雨季
湿润气候条件下，裂隙又可因红粘土的吸水膨胀而闭合，如此反复胀缩，
石和不含或少含有非水稳性的蒙脱石。
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2)次生的非晶质粘土矿物 红粘土中次生的非晶质粘土矿物，包括水铝英石、氧化铁、氧化铝、氧 化硅及其水化物，它们是不发生X射线衍射峰的黏胶物质，其中又以游 离铁为主，这也是与其他粘土的重要区别之一。这些无定性物质一般具
有很大的表面积，化学活性很高，不稳定，可以在一定条件下老化。
其分布主要集中在我国长江以南，它西起云贵高原，经四川盆地南缘、
鄂西、广东向东延伸至粤北、浙南、皖南、浙西，总面积大约100万Km2 。在云贵高原上，红粘土主要分布在较低的溶蚀夷平面及岩溶洼地、岩 溶谷地；在中部主要分布在峰林谷地上的丘陵区。经搬运再沉积形成的次生 红粘土则主要分布在溶洞、沟谷和河谷低级阶地，覆盖于基岩或其他沉 积物之上，其分布约占总量的10% ～40%，自西向东逐渐增多。
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1.2红粘土的组成成分
红粘土的组成成分与其母岩、气候环境及风化作用强度有 着密切关系，即使是灰岩，其中的碳酸盐矿物成分、自生的
非碳酸盐矿物及陆源碎屑矿物的种类及含量也不尽相同。不
同地方的红粘土因其气候环境不同，如温度、湿度等，红土 化的作用强度也不相同，因而不同地方的红粘土在化学成分 和矿物成分上表现出明显差异。
使红粘土的结构强度几乎丧失，抗剪强度也大大降低，这是红粘土路堑边 坡长期稳定性低的主要原因。
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2.3厚度变化与岩土接触关系特征
土层厚度变化大是红粘土的重要特征之一。 1）地貌条件 在高原和山区，红粘土的分布不连 续，一般厚3 ～8m，少数达15 ～ 30m；在平原和丘陵分布较连续， 一般厚10 ～15m，最厚者达40m 。在地貌横剖面上，坡丘，坡谷土 层较薄，坡麓较厚；在谷夷平面及 岩溶洼地，槽谷中央，土层相对较 厚。因而红粘土在水平方向变化较 大，常见水平相距1m，土层相差 数米甚至更多。当用作地基时，它 既是一种有刚性下卧层的有限厚度 地基，又是一种可压缩层的厚度变 化悬殊的不均匀地基。 2）母岩岩性及岩溶发育条件 在厚层、中厚层石灰岩和白云质灰 岩分布地区，岩溶发育强烈，基岩 表面起伏强烈。高程变化大，致使 上覆红粘土层变化大，在开挖的路 堑坡面上，常常可见有的地段石芽 、石笋突出路面高程数米至十多米 。而相邻地段基岩仍深埋在路面高 程以下。泥灰岩、泥晶灰岩等不纯 灰岩分布地区，岩溶化弱，基岩顶 面较为平整，起伏小，故粘土层后 打变化较小。
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2.2红粘土的土体结构特征
一般红粘土以收缩的胀缩特性
在土体结构上表现为其显著的 裂隙型。天然状态下的红粘土 呈致密状、无层理，上部易受 大气影响，多呈半坚硬半硬塑 状态；当表层失水超过土的塑 限时，土中就会出现裂隙，接 近地表的裂隙呈竖向开口状， 往深处逐渐减弱，呈网状微裂 隙且逐渐闭合。裂隙的存在又 为深部红粘土的失水提供了通 道，从而使深部土体收缩，裂 隙加深。
在此阶段，铝硅酸盐粘土矿物被分解，形成SiO2、Al2O3
、Fe2O3及其水化物，其矿物成分主要为针铁矿、赤铁矿和 水铝矿，从而形成了一种红色疏松的铁质或铝质土壤，即红 粘土，故这个阶段又称为红土化阶段。
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（2）红粘土的分布
红粘土的形成与分布与地质历史上的气候条件密切相关，其形成与分布
范围的气候条件为湿热的热带、亚热带，降雨量应在1000mm以上，年 平均气温为19 ℃ ～23 ℃。
铁和硅的氧化物含量最高。它们多以游离的氧化物，其中游
离氧化物Fe2O3可以晶态（赤铁矿）、微晶态（针铁矿）和胶 态（羟铁矿）三种物态赋存，氧化铁的赋存状态及其含量决 定了红粘土的颜色，直接反映了红土化作用的强度，其中晶 态的赤铁矿含量越高，红粘土的颜色越红，红土化作用强度
也越大；而羟铁矿的含量越高，土的颜色越浅，表明红土化
大浏高速
（2）成因 暴露在地表的碳酸盐岩在漫长的地质历史时期内，经过各种物 理风化逐渐分解为岩石碎屑。岩石碎屑因比表面积较大，化学风 化逐渐占据主导地位，而在温暖湿润气候条件下，化学反应速度
快，经如下几个阶段，碳酸盐岩碎屑就会变成红粘土：
1）饱和硅铝阶段 其特点是岩石中的氯化物和硫酸盐将全部被溶解，首先淋滤 出Cl-和SO42-。由于溶于水中的CO2部分为游离的CO2，它可形成 碳酸，使水介质成为弱酸性，在这种介质条件下，由于游离的
红粘土主要特性及处理方法
陈磊
红粘土主要内容
一、红粘土的分布和组成 二、红粘土的工程特性 三、红粘土的工程地质勘探要点 四、红粘土地基评价 五、红粘土地基处理
1 红粘土的分布和组 成
1.1定义、成因及分布
（1）定义
红粘土是出露在地表的碳酸盐岩在更新世纪以来的湿热环
境中，经过一系列复杂的物理和化学风化，特别是红土化作 用，形成并覆盖在基岩上，呈棕红或黄褐色的高塑性粘土。 形成的红粘土经后期水流冲蚀搬运至低洼处堆积形成新的 土层，其颜色虽较原生红粘土浅，但仍保持基本特性，液限 大于45%的称次生红粘土。
2.1红粘土的物理力学特性
红粘土的物理力学特性一般如表18-3所示
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（1）红粘土的物性指标特征 1）高塑性、高液限、高孔隙比。其中ω、ωp、ωL、 e等物 性指标都明显大于其他土类，相当于软土。红粘土中粘土矿
物虽然缺乏强亲水性的蒙脱石，但因其粒度组成的高分散性
，因而反映在表征其塑性的ωL和Ip以及表征密度的孔隙比e 的值都很高。以致有的公路部门将高含水量、高塑性、高孔 隙比合称为“三高土”。而且研究表明，风干脱水对红粘土 的液、塑限没有明显影响，因此，对含水量较高的红粘土作
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（1）粒度与化学成分
在红粘土的粒度组构成中，
细颗粒占绝对优势，其中小 于5μm的粘粒平均高达76%， 而小于2 μm的颗粒多达50% 以上，据报道，已见土中小 于1 μm的颗粒最高可达93%。 因而可以看出红粘土具有很
高的分散性。
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红粘土的化学成分以氯化物和氢氧化物为主，其中尤以铝、
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（2）红粘土的力学性质
有表18-3可见红粘土虽然内摩擦角小，但粘聚力大，无侧限抗压强度（
达200～400KPa）比软土高数倍至十余倍，因而具有较高的抗剪强度， 承载力也较高；其空隙比大，但压缩系数却甚小，说明红粘土的力学指
标不同于一般粘土和其他特殊土，而具有独自的特点和相关规律。
红粘土的高孔隙、低压缩、高塑性、高承载力的工程特性是由红粘土较 为独特的结构所决定的。研究表明红粘土的强度主要由游离氧化铁所形 成的铁质胶结作用产生的，红粘土中的游离氧化铁以胶态和微晶两种形 式赋存。研究表明，红粘土的结构联接强度不仅取决于土中所含游离氧 化铁的多少，更重要的是游离氧化铁存在的物态形式，红粘土中的游离 氧化铁含量越高，其力学指标越高，土中晶质的氧化铁对胶态的氧化铁 比值越高，其力学指标也越高。
3）可溶性的盐类矿物及有机质 可溶性的盐类矿物主要有重碳酸盐，其次为钙、镁的硫酸盐和氯化物。
它们溶解后，多以阴、阳离子存在于红粘土的孔隙水溶液中。红粘土中
的有机质含量可达0.35%左右，其主要成分有纤维素、有机酸、腐殖质 等，其中腐殖质绝大多数与矿物颗粒结合形成有机—无机复合体。
大浏高速
2 红粘土工程特性
500页的图
大浏高速
岩土接触关系的特征
经历了红土化由岩到土的演变，使红粘土无论在外观、成分
还是组织结构上都发生了很明显不同于母岩的质的变化。除 少数泥灰岩分布的地段外，与下覆基岩岩溶不整合接触，它 不具有一般残积土与母岩呈过渡状态的垂直分带特征，这是 红粘土区别于其他红土的主要标志。实测剖面资料表明，岩 土间无论在外观性状还是组成成分上都是呈突变的。
大浏高速
红粘土的湿度变化特征 在垂直方向上除受局部地表 水影响外，红粘土从地表向 下直至基岩顶面，其含水量 逐渐增大，土的状态由硬变 软，相应的土的强度也由上 而下相对降低，压缩性则相 对增大。这与一般粘土在自 重作用下，因排水固结，密 度随深度递增，土的工程性 质变得较好的规律相反。工 程实践中，红粘土的软硬程 度多以含水比来划分。右图 绘出了红粘土含水比aw，天 然含水量w和孔隙比e随埋藏 深度而递增的变化规律.