特殊土地基
_特殊土地基
7.特殊土地基
7.3.1 黄土的特征和分布
定义：
黄土是一种产生于第四纪地质历史时期干旱条 件下的沉积物，主要呈黄色或褐黄色（包括原 生黄土及次生黄土）。 凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后， 土的结构迅速破坏，发生显著附加下沉，强度 也随之降低的，称为湿陷性黄土。 黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下 发生湿陷的称自重湿陷性黄土；不发生湿陷， 而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称 为非自重湿陷性黄土。 8
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7.特殊土地基
7.2.1 软土及其分布
分布 滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积（三角洲沉积） 河流环境沉积、湖泊环境沉积和和沼泽环境沉积 山地型的软土，软岩风化产物和地表的有机物质 经水流搬运，沉积于低洼处，长期饱水软化或间 有微生物作用而形成。
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7.特殊土地基
7.2.2 软土的工程特性及其评价
7.特殊土地基
7.4.1膨胀土的特性
定义： 膨胀土是土中粘粒成分主 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。
特征： 裂隙发育。
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7.特殊土地基
分布
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7.特殊土地基
7.4.2 影响膨胀土胀缩变形的主要因素
内在机制 矿物成分。膨胀土含大量的蒙脱石、伊利石等亲水性
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7.特殊土地基
7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价
黄土地区的湿陷等级 • 湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土 层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量的大小按下 n 表确定。 n
zs 0 zsi hi
i 1
s si hi
i 1
湿陷类型 zs(cm) s(cm)
特殊土地基
4、膨胀土地基的工程措施 1）设计措施 应避开地质条件不良地段；建筑上力求体型简单，建筑不宜过长；结构上应加强建筑物 的整体刚度；加大基础埋深，且不宜小于1米； 地基处理：换土垫层（垫层宽度应大于基底宽度）；合理选用基础类型；土性改良； （如石灰灌浆加固 ） 2）施工措施 尽量避免在坡坝上建筑。应防止基坑暴晒开裂与基坑浸水膨胀软化。因此，雨季应采取 防水措施，最好在旱季施工，基坑随挖随砌基础，同时做好地表排水等。
2）多年冻土 •换填基底土 对采用融化原则的基底土可换填碎、卵、砾石或粗砂等，换填深度可到 季节融化深度或到受压层深度。 •选择好施工季节 采用保持冻结原则时基础宜在冬季施工，采用融化原则时，最好在 夏季施工。 •选择好基础型式 对融沉、强融沉土宜用轻型墩台，适当增大基底面积，减少压应力， 或结合具体情况，加深基础埋置深度。 •注意隔热措施 采取保持冻结原则时施工中注意保护地表上覆盖植被，或以保温性能 较好的材料铺盖地表，减少热渗入量。施工和养护中，保证建筑物周围排水通畅，防 止地表水灌入基坑内。 如抗冻胀稳定性不够，可在季节融化层范围内，按前介绍的防冻胀措施第1、2条处理。 二、盐渍土地基 1、盐渍土的形成和分布 有较多易溶盐，且具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性的土 2、防护措施 1）防水措施 2）防腐措施 3）地基处理措施 4）施工时间和顺序
第一节
概述
1、特殊土定义：由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因以及次生变化等 原因，使一些土类具有特殊的成分、结构和工程性质。通常把这些具有特殊工程性质 的土类称为特殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点，故又有区域性特殊土 之称。 2、我国主要的区域性特殊土：软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土、盐渍土、 污染土、风化岩与残积土和多年冻土。
地基处理—特殊土地基处理方法(地基与基础工程)
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特殊土地基处理
膨胀土的地基处理方法：一般基础埋深选 择时应考虑膨胀土的胀缩性、膨胀土层埋藏 深度和厚度以及大气影响深度等因素，基础 不宜埋置在季节性干湿变化剧烈的土层内。 一般埋深应超过大气影响深度。膨胀地区的 基础设计，应充分利用地基土的承载力，并 采用缩小基底面积、合理选择基底形式等措 施，以便增大基底压力，减少地基膨胀变形 。也可采用换土垫层，必须将膨胀土全部挖 除，采用砂、碎石、块石、煤渣、灰土等材 料作垫层，垫层的宽度应大于基础宽度，两 侧回填相同的材料。如采用深基础，宜选用 穿透膨胀土层的桩基。
膨胀土的粘粒含量很高塑性指数大于17，且多在22~35之间，其天 然含水率接近或略小于塑限，液性指数常小于零，土的压缩性低，强度 高，常被误认为是建筑性能较好的地基，但这种土的自由膨胀率一般超 过40%（红粘土除外）。因此在膨胀土地区进行建设，要对膨胀土做出 必要的判断和评价，以便采取相应的措施，从而保证房屋和构筑物的安 全和正常使用，某膨胀土地基膨胀导致的房屋开裂。
特殊土地基处理
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特殊土地基处理
具有特殊工程性质的土类为特殊土 。各种天然形成的特殊土的地 理分布，存在着一定的分布规律，表现出一定的区域性，所以又称为 区域性特殊土。我国的特殊土主要有膨胀土、湿陷性黄土、软土、红 粘土和多年冻土等。
一、 膨胀土地基
膨胀土一般指粘粒成分主要为的亲水性矿物组成，同时具有显著 的吸水膨胀和失水收缩两种变型特征的粘性土。
我国西北地区建造在湿陷性黄土 地基上的民居，这里的房屋常常遭受 滑坡之苦，墙面每年都会出现裂缝。
4特殊Βιβλιοθήκη 地基处理由于湿陷性黄土的孔隙较大，因而破坏湿陷性黄土的大孔结构能从 根本上避免或削弱湿陷现象。常用的地基处理方法有换土（或灰土） 垫层法、重锤夯实法、强夯法、预注水处理法（如图）、化学加固法 （硅化和碱液加固）、土（灰土）桩挤密等方法，也可采用桩端进入 非湿陷性土层的桩基。
特殊土地基
第7章特殊土地基§7-1概述我国地域辽阔，从沿海到内陆，从山区到平原，广泛分布着各种各样的土类。
某些土类，由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因、历史过程和次生变化等原因，使它们具有一些特殊的成分、结构和性质。
当用作为建筑物的地基时，如果不注意这些特殊性就可能引起事故。
通常把这些具有特殊工程地质的土类称为特殊土。
各种天然形成的特殊土的地理分布存在着一定的规律，表现出一定的区域性，故又有区域性特殊土之称。
我国主要的区域性特殊土有湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、软土以及盐渍土和多年冻土地基等。
此外，我国山区广大，广泛分布在我国西南地区的山区地基与平原相比，其主要表现为地基的不均匀性和场地的不稳定性两方面，工程地质条件更为复杂，如岩溶、土洞及土岩组合地基等，对构筑物更具有直接和潜在的危险，为保证各类构筑物的安全和正常使用，应根据其工程特点和要求，因地制宜、综合治理。
尤其是我国西部工程建设的高速发展，对该类地基的处治提出了更高的要求。
限于篇幅，本章主要介绍上述特殊土地基的工程特征和评估指标，以及在这些地区从事工程建设时应采取的措施。
§7-2 软土地基7-2-1 软土及其分布软土系指天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限，压缩系数宜大于0.5 MPa－1，不排水抗剪强度宜小于30 kPa，并且具有灵敏结构性的细粒土。
其包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
软土多为静水或缓慢流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其成因类型主要有滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积（三角洲沉积）、河流环境沉积、湖泊环境沉积和和沼泽环境沉积等。
我国软土分布很广，如长江、珠江地区的三角洲沉积；上海、天津塘沽、浙江温州、宁波、江苏连云港等地的滨海相沉积；闽江口平原的溺谷相沉积；洞庭湖、洪泽湖、太湖以及昆明滇池等地区的内陆湖泊相沉积；河滩沉积位于各大、中河流的中、下游地区；沼泽沉积的有内蒙、东北大、小兴安岭、南方及西南森林地区等。
特殊土地基的处理技术
特殊土地基的处理技术一、特殊土地基的工程性质及处理原则（一）淤泥类土软土是指淤泥和淤泥质土。
软土是一种主要由黏性颗粒组成的土，在静水或非常缓慢的流水环境中沉积而成。
具有含水量大、压缩性高、透水性小、承载力低等特点，主要分布在我国东南沿海、沿江和湖泊地区。
软土中分布量最大、面最广的是淤泥类土，它属于低强度、高压缩性的有机土，是事故多发、难以处理的地基土。
淤泥类土的工程性质如下所示。
1.压缩性高、沉降量大。
一般情况下，建在淤泥类土上的砖石结构的民用房屋沉降幅度如下：二层为15～30 cm；四层为25～60 cm；五层以上多超过60 cm，其中福州、中山、宁波、新港、温州等地沉降最大。
这些地区四层房屋下沉超过50 cm，有的高达60 cm以上。
2.由黏粒、粉粒构成，黏粒含量高，渗透性低。
淤泥类土的渗透系数一般为1×10-6～1×10-1cm/s，土的固结时间很长，房屋沉降稳定历时达数年至数十年。
在正常的施工速度情况下，超过二层的房屋，施工期间沉降占总沉降的20%～30%，其余的沉降可延长20年以上。
在新开发区修筑道路时，我们可发现道路填土过多造成路基不均匀下沉现象。
路面因不均匀沉降而产生的裂缝，虽经修补但仍很难恢复，其主要原因是填筑后产生的沉陷恢复稳定需要的时间比较长。
3.快速加荷可引起大量下沉、倾斜及倾倒。
饱和淤泥类土的承载能力与加荷排水状况有很大的关系。
如果加荷速率过快，土壤中的水分无法排出，则会使孔隙内的水压升高；当外荷超过允许承载力的50%时，则会使地基发生塑性变形，大量的土体被挤压出来，造成地基的沉降或地基失稳。
4.土的抗剪强度低、易于滑坡。
饱和结构性淤泥土的强度决定于黏聚力值，在10～20 kPa，因此地基的允许承载力最高为100 kPa，低者30～40 kPa。
软土边坡的稳定坡度值很低，只有1∶5（坡高与坡长之比），地震时为1∶10，降水后有所提高，但预压后，地基承载力可提高一倍。
岩土知识：特殊土地基有哪些
岩土知识：特殊土地基有哪些
1.湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
（这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性）。
2.冻土：冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月）/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。
地球上多年冻土/季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%.冻土
是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。
因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。
正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。
3.盐渍土：盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。
盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类。
盐分含量指标因不同盐分组成而异。
碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。
盐渍土主要分布在内陆干旱、半干旱地区，滨海地区也有分布。
全世界盐渍土面积计约897.0万平方公里，约占世界陆地总面积的6.5%，占干旱区总面积的39%.中国盐渍土面积约有20多万平方公里，约占国土总面积的2.1%。
土木基础工程课件-第十章特殊土基础
基础工程课件
4.水膜楔入说
低含水量黄土在细颗粒（主要是粘粒）表面上包裹着的结合水膜一般很薄，溶解在其中的阴、阳离子的静电引力较强，将表面带负电荷的粘粒连接起来，形成一定的凝聚强度。当水进入土中时，结合水膜变厚，象楔子一样将牢固连接的颗粒分开，使土粒表面产生膨胀，体积增大，引力减弱，凝聚强度降低，因而产生湿陷。水膜楔入说能较好地解释黄土在水一进入就会立即发生湿陷这一现象；但是，还不足以解释各种复杂的湿陷现象的（如湿陷性的强弱、自重湿陷与非自重湿陷等）产生。
*
基础工程课件
（二）膨胀土的胀缩性指标
自由膨胀率ef 将人工制备的磨细烘干土样，经无颈漏斗注入量杯，量其体积，然后倒入盛水的量筒中，经充分吸水膨胀稳定后，再测其体积。增加的体积与原体积的比值ef称为自由膨胀率。
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基础工程课件
膨胀率ep与膨胀力Pe 膨胀率表示原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，浸水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。
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基础工程课件
黄土按成因分为原生（或典型）黄土和次生黄土。一般认为不具层理的风成黄土为原生黄土。原生黄土经过流水冲刷、搬运重新沉积而形成的具有层理含较多砂粒以至细粒的黄土称次生黄土。
黄土的分类
垂直节理发育； 一般有肉眼可见的大孔隙。
4.富含碳酸钙盐类；
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基础工程课件
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基础工程课件
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ef≥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。
特殊土地基的特点
特殊土地基的特点特殊土地基有地区性特点，包括湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、盐渍士和冻土等组合而成的混和地基。
（1）湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性黄土，属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于中国东北、西北、华中和华东石质部分地区的黄土多具湿陷性。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。
在湿陷性黄土地基上进行工程建设楼板时，必须综合考虑考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能出现造成的危害，应选择适宜的地基墙体处理方法。
（2）膨胀土膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，它具有很强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩。
这种胀缩变形难免很大，非常容易对建筑物造成损坏。
膨胀土在我国的分布中国范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地中均有膨胀土存在。
膨胀土常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水，以及防止地基土含水量变化等。
（3）多年冻土多年冻土是指温度指于已连续3年或3年以上保持在0℃或0℃以下，并含有冰的土层。
多年冻土开放性的强度和变形有其特殊性。
例如，冰帽中因有冰和冰水存在，在长期荷载作用下将会发生下能强烈的流变性。
在人类活动影响下，多年冻土可能产生融化。
因此，多年冻土作为建筑物地基时需慎重考虑，需要采取一些处理措施方可使用。
（5）垃圾的土地基垃圾填埋土地基其性质取决于填埋填埋垃圾类别和性质。
垃圾填埋土地基处理的目的之一是防止其对环境影响，特别是对地下水的污染;之二白苞是垃圾填土土地基自身的利用。
（6）岩溶、石穴和山区地基岩溶又称"喀斯特"，它是石灰岩、白云岩、泥灰岩、大理石、岩盐、石膏等可溶性岩层受水的化学作用和机械作用而形成的溶洞、溶沟、裂隙，以及因溶洞的顶板塌落使地表诱发陷穴、价值洼地等现象的总称。
土洞是岩溶地区上覆土层被地下水冲蚀或被地下水潜蚀所形成的洞穴。
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成土环境
干旱，半干旱气候环境，降雨 量少，蒸发量大，年降雨量小 于500mm。风积
工程特性
湿陷性
裂隙发育，不 均匀性
红粘土 华南地区，云南、四川、贵州、 碳酸盐岩系北纬33°以南，温 暖湿润气候，以残坡积为主 广西、鄂西、湘西等 软土
东南沿海，天津、上海、宁波、 滨海、三角洲沉积；湖泊沉积， 强度低，压缩 福州等，此外内陆湖泊地区也 性高，渗透性 地下水水位高，由水流搬运沉 积而成 有局部分布 小 温暖湿润，雨量充沛，年降雨 量700～1700mm，具有良好化 学风化条件 荒漠半荒漠地区，年降雨量小 于100mm，蒸发量高达3000mm 以上的地区，沿海受海水浸渍 或海退的影响 高纬度寒冷地区 遇水膨胀，失 水收缩 盐胀性、溶陷 性和腐蚀性 冻胀性、融陷 性
④凡具有上述特征、且自由膨胀率δef＞40％者， 应判定为膨胀土。
自由膨胀率按下式计算：
ef
Vwe V0 100% V0
式中：Vwe—试样在水中膨胀后的体积； V0—试样原体积。
③、天然容重和干容重大，孔隙比和含水量较小。
说明膨胀土在天然状态下结构紧密，常处于硬塑
或坚硬状态，强度较大，属中低压缩性土，因此
第十一章 特殊土地基
一、特殊土概述
1、定义：特殊土是指具有某些特殊成分、结构及
工程地质性质的土的总称。
2、类型：由于成土环境的不同，会造成具有不同
特性的土，常见的特殊土种类有：黄土、红粘土、
膨胀土、软土、盐渍土、冻土和填土等。
我国常见特殊土的种类、分布、成土环境及工程地质特性
种类
黄土
分布
西北内陆地区，青海、甘肃、 宁夏、陕西、山西、河南等
常被误认为可作为良好地基，但遇水膨胀或失水
收缩后，使土层的原有结构破坏，其强度迅速降 低。
④、膨胀量的大小与粘土矿物成分及天然含水量 的多少有关。一般说，亲水性强的蒙脱石、水云
母含量愈大，膨胀性和收缩性愈大。
（3）膨胀土的工程地质分类
目前在我国按膨胀土的成因及特征分为三个 基本类型：
①、为湖相沉积及其风化层，粘土矿物成分以蒙 脱石为主，土的胀缩性极为显著；
（2）膨胀土的物理性质特征 ①、粘粒含量高，一般超过35％，且大部分为亲 水性很强的蒙脱石和伊利石等矿物，由于蒙脱石 和伊利石具有活动晶格，吸水膨胀明显，失水收 缩强烈，因此决定了限一般大于40％，塑限大于20％，塑性指 数大于17。
2、膨胀土的工程地质特征及分类 （1）膨胀土的鉴定特征（野外怎样识别膨胀土）
⑤、风化特性 膨胀土受气候因素影响很敏感，极易产生风 化破坏作用。基坑开挖后，在风化作用下，土体 很快会产生破裂、剥落，从而造成土体结构破坏， 强度降低。受大气风化作用影响的深度各地不完 全一样，云南、四川、广西地区约至地表下3~5 m， 其他地区则在地表下2m左右。 ⑥、强度衰减性 膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度，具有 峰值强度极高而残余强度极低的特性。由于膨胀 土的超固结性，初期强度极高，现场开挖很困难， 然而随着胀缩效应和风化作用时间的增加，其抗 剪强度又大幅度衰减。在风化带以内，湿胀干缩 效应显著，经过多次湿胀干缩循环以后，特别是 粘聚力C 大幅度下降，而内摩擦角φ变化不大，一 般反复循环2～3次以后趋于稳定。
①、在自然条件下，土体多呈硬塑或坚硬状态，
具黄、红、灰白等颜色，裂隙较发育，常见光滑
面和擦痕。
②、多出露于二级及二级以上阶地、山前丘陵和 盆地边缘地形较平缓的地区，其成因复杂，有残 积、冲积、冲洪积、湖积、残坡积等。
③具有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特 点，在季节性干湿气候条件下，常可导致低层砖 石结构的建筑物成群干裂损坏。
②、崩解性 膨胀土浸水后体积膨胀，发生崩解。强膨胀 土浸水后几分钟即完全崩解；弱膨胀土则崩解缓 慢且不完全。 ③、多裂隙性 膨胀土中的裂隙，主要可分垂直裂隙、水平 裂隙和斜交裂隙三种类型。这些裂隙将土层分割 成具有一定几何形状的块体，从而破坏了土体的 完整性，容易造成边坡的塌滑。 ④、超固结性 膨胀土大多具有超固结性，天然孔隙比小， 密实度大，初始结构强度高。
膨胀土 云南、贵州、广西、四川、安 徽、河南等 盐渍土 新疆、青海、西藏、甘肃、宁 夏、内蒙古等内陆地区，此外 尚有滨海部分地区 冻土 青藏高原和大小兴安岭，东西 部一些高山顶部
3、学习本课程的重要性：特殊土在我国分布很广， 比如黄土主要分布在我国的西北部，红粘土主要分 布在南方，冻土主要分布在北方等，有很多建筑物 修建在特殊土地基上。由于特殊土具有特殊的工程 地质性质，因此常给建筑物的安全和正常使用造成 严重威胁。研究特殊土的形成条件、分布特征和工 程地质特性具有十分重要的意义。
（2）分布：膨胀土在我国分布很广，云南、广西、 贵州、河北邯郸、河南平顶山等地均有分布，山 西、陕西、安徽、四川、山东等省也有不同程度 的分布。
（3）在膨胀土地区进行工程建设时，要通过勘察
试验工作，对膨胀土作出的判断和评价，以便采
取相应的设计和施工措施，防止由于膨胀土的胀
缩作用而使建筑破坏。
②、为冲积、冲洪积、坡积物类型，主要分布在 河流阶地上，粘土矿物以水云母为主，土的胀缩 性也很显著；
③、碳酸盐类岩石的残积、坡积及洪积的红粘土， 液限高，但自由膨胀率小于 40 ％，因而常被判定 为非膨胀土。
3、膨胀土的工程特性及对工程的危害
（1）膨胀土的工程特性
①、胀缩性
膨胀土吸水后体积膨胀，使其上的建筑物隆 起，如果膨胀受阻即产生膨胀力；膨胀土失水体 积收缩，造成土体开裂，并使其上的建筑物下沉。 土中蒙脱石含量越多，其膨胀量和膨胀力也越大； 土的初始含水率越低，其膨胀量与膨胀力也越大； 击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大，密实越高， 膨胀性也越大。
小 节
第一节 第二节 第三节 膨胀土地基 红粘土地基 湿陷性黄土地基
第一节 膨胀土地基
1、膨胀土的定义及分布 （1）定义：具有遇水膨胀，失水收缩的特征的土， 称为膨胀土。 膨胀土的特点是土体中含有大量的亲水性粘 土矿物成分，比如伊利石、蒙脱石，在环境湿度 变化影响下可产生强烈的胀缩变形。