红粘土(PPT)模板
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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。
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。
红粘土与溶洞地基
失败案例
处理方法
未对溶洞进行处理，直接进行大坝建 设。
结果
大坝建成后出现不均匀沉降和裂缝， 导致大坝失稳。
经验教训与改进方向
经验教训 在红粘土和溶洞发育地区进行工程建设时，必须对地基进行充分勘察和评估。
根据工程要求和地质条件，选择合适的地基处理方法。
经验教训与改进方向
• 加强施工过程中的监测和预警，及时发现和处理 问题。
由于溶洞和红粘土的水文地质环境较为复杂，可能存在地下水污染、水位波动 等问题。在工程实践中需要对地下水进行适当的处理和监测，以确保工程的安 全和环保要求。
04
红粘土与溶洞地基的工 程处理
勘察与检测
地质勘察
岩土试验
对红粘土和溶洞地基进行详细的地质勘察 ，了解其分布、规模、性质等信息。
进行岩土试验，测定红粘土和溶洞的物理 性质、力学性质和工程性质。
背景
该桥梁工程位于岩溶发育地区，地基存在大量溶洞。
处理方法
采用桩基和注浆相结合的方法，对溶洞进行填充和加固。
成功案例
• 结果：经过处理后，桥梁基础稳定，安全可靠，保证了工 程的顺利进行。
成功案例
案例二
某高层建筑
处理方法
采用桩基和复合地基相结合的方法，对地基 进行加固。
背景
该建筑位于红粘土地区，地基软弱。
02
溶洞的形成还与地壳运动、构造 断裂、岩层产状和岩性等因素有 关。
分布情况
溶洞在世界各地都有分布，但主要集 中在石灰岩地区，如中国的广西、云 南、贵州等地。
不同地区的溶洞分布密度和规模有所 不同，受地质构造、气候条件和地下 水文等因素影响。
规模与形态
溶洞的规模和形态各异，有的溶洞规模较小，仅有几米高、几米宽，有的则可达 到几十米甚至几百米高、宽。
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
第四章 土壤类型(课堂PPT)
盐基和二氧化硅淋失作用十分强烈。 2 铁铝层的厚度在30厘米以上。
15
第四章
中 国 土 壤 系 统 分 类 中 14 个 土 纲 检 索 简 表
16
第四章
（二）形态特征
1 腐殖质层 2 铁铝层 3 母质层
17
第四章
五 分类
（一）砖红壤 1 砖红壤 2 红色砖红壤 3 黄色砖红壤
（二）砖红壤性红壤
1 砖红壤性红壤 2 黄色砖红壤性红壤
18
第四章
（三）红壤 1 红壤 2 黄红壤 3 褐红壤 4 紫红壤
（四）黄壤 1 黄壤 2 表潜黄壤
19
第四章
主要富铝土在我国的分布
砖红壤：北纬22°以南的雷州半岛、海南 岛、台湾、云南的南部；
砖红壤性红壤：北纬22°至 25°，包括滇 南的大部、广西、广东的南部、福建的东 南部及台湾的中南部；
富铝土分布区的地形以山地丘陵为主，成土母质为 各种酸性和基性岩，并以富铝风化壳为主。
12
第四章
三 成土过程
富铝土是脱硅富铝化过程和生物富集过 程这两方面共同作用的。 （一）富铝化过程 特点： ① 硅酸盐、铝硅酸盐原生矿物强烈分解， 产生以高岭石为主的次生粘土矿物和铁、 铝氧化物。脱盐基-脱硅-富铁铝 ② 不同热量带的富铝化程度不一样。
教学重点
1. 掌握富铝土和淋溶土的形成条件、主导成 土过程。
2. 了解富铝土和淋溶土的诊断特性及在世界 的分布。
3. 掌握富铝土和淋溶土在中国的分布。
6
富铝土
本纲土壤是在热带和亚热带湿润气候条件下,土 体中的铝硅酸盐矿物受到强烈分解,盐基不断淋失,而 氧化铁、铝在土壤中残留和聚集所形成的土壤，其 中氧化铝的稳定性最强，因而称之为富铝土。
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第四章
中 国 土 壤 系 统 分 类 中 14 个 土 纲 检 索 简 表
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第四章
（二）形态特征
1 腐殖质层 2 铁铝层 3 母质层
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第四章
五 分类
（一）砖红壤 1 砖红壤 2 红色砖红壤 3 黄色砖红壤
（二）砖红壤性红壤
1 砖红壤性红壤 2 黄色砖红壤性红壤
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第四章
（三）红壤 1 红壤 2 黄红壤 3 褐红壤 4 紫红壤
（四）黄壤 1 黄壤 2 表潜黄壤
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第四章
主要富铝土在我国的分布
砖红壤：北纬22°以南的雷州半岛、海南 岛、台湾、云南的南部；
砖红壤性红壤：北纬22°至 25°，包括滇 南的大部、广西、广东的南部、福建的东 南部及台湾的中南部；
富铝土分布区的地形以山地丘陵为主，成土母质为 各种酸性和基性岩，并以富铝风化壳为主。
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第四章
三 成土过程
富铝土是脱硅富铝化过程和生物富集过 程这两方面共同作用的。 （一）富铝化过程 特点： ① 硅酸盐、铝硅酸盐原生矿物强烈分解， 产生以高岭石为主的次生粘土矿物和铁、 铝氧化物。脱盐基-脱硅-富铁铝 ② 不同热量带的富铝化程度不一样。
教学重点
1. 掌握富铝土和淋溶土的形成条件、主导成 土过程。
2. 了解富铝土和淋溶土的诊断特性及在世界 的分布。
3. 掌握富铝土和淋溶土在中国的分布。
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富铝土
本纲土壤是在热带和亚热带湿润气候条件下,土 体中的铝硅酸盐矿物受到强烈分解,盐基不断淋失,而 氧化铁、铝在土壤中残留和聚集所形成的土壤，其 中氧化铝的稳定性最强，因而称之为富铝土。
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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。
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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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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，
红粘土主要特性及处理方法
dingruyan
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。
红粘土分布地区的道路工程除遵照现行的《公路工程地质勘察规范》的常 规要求外，还应在各勘察阶段，分别针对路基工程、桥梁工程、隧道工程 及筑路材料料场等，根据红粘土自身特点，进行工程地质勘察，其勘察要 点如下：
（1）工程地质调查与测绘
工程地质调查与测绘时，应首先查明下列问题： 1）道路中线两侧150 ～200m范围内红粘土分布地段的地形地貌特征、微地 貌形态，主要地貌单元、地形形态与地表坡度的变化，天然边坡和人工开 挖边坡的稳定情况，红粘土边坡的滑坡溜坍、地裂的发育程度，天然红粘 土中裂隙的密度、延伸深度、延伸方向等，以及由于红粘土的胀缩性及土 洞坍塌引起的不良地质现象的类型、规律和分布特点。 2）当地的气候资料：年降水量、蒸发量、雨季与旱季的持续时间；气候条 件的改变对红粘土边坡稳定性的影响等。 3）不同地貌单元上红粘土与次生红粘土的分布范围、厚度、物质组成等。
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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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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（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、
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。
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 ℃。
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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
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。
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
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，因而粘特征分类 Ⅰ类:收缩后再浸水，膨胀量能回到原来的位置； Ⅱ类：收缩后再浸水，膨胀量不能恢复到原来位置。 （4）按地基均匀性分类 按地基均匀性，即按基底下深度为Z范围内地层组成分为两类： Ⅰ类：全由红粘土组成； Ⅱ类：由红粘土与岩石共同组成。
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3.2红粘土工程地质勘察要点
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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1.2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。
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。
CO2和H2O的共同作用，灰岩和白云岩发生碳酸化反应，碳酸盐
变成重碳酸盐。
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2）酸性硅铝阶段 经过饱和硅铝阶段，几乎所有的盐基被溶淋掉，因此碱性条 件逐渐被酸性条件代替。此时，前阶段形成的原碳酸岩中 原生的粘土矿物伊利石、蒙脱石又被破坏，形成在酸性条 件下稳定的不含K、Na、Ca、Mg盐基的稳定的粘土矿物 ——高岭石。 3）铝铁土阶段
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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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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，
红粘土主要特性及处理方法
dingruyan
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。
红粘土分布地区的道路工程除遵照现行的《公路工程地质勘察规范》的常 规要求外，还应在各勘察阶段，分别针对路基工程、桥梁工程、隧道工程 及筑路材料料场等，根据红粘土自身特点，进行工程地质勘察，其勘察要 点如下：
（1）工程地质调查与测绘
工程地质调查与测绘时，应首先查明下列问题： 1）道路中线两侧150 ～200m范围内红粘土分布地段的地形地貌特征、微地 貌形态，主要地貌单元、地形形态与地表坡度的变化，天然边坡和人工开 挖边坡的稳定情况，红粘土边坡的滑坡溜坍、地裂的发育程度，天然红粘 土中裂隙的密度、延伸深度、延伸方向等，以及由于红粘土的胀缩性及土 洞坍塌引起的不良地质现象的类型、规律和分布特点。 2）当地的气候资料：年降水量、蒸发量、雨季与旱季的持续时间；气候条 件的改变对红粘土边坡稳定性的影响等。 3）不同地貌单元上红粘土与次生红粘土的分布范围、厚度、物质组成等。
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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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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（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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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。
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 ℃。
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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
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。
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
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，因而粘特征分类 Ⅰ类:收缩后再浸水，膨胀量能回到原来的位置； Ⅱ类：收缩后再浸水，膨胀量不能恢复到原来位置。 （4）按地基均匀性分类 按地基均匀性，即按基底下深度为Z范围内地层组成分为两类： Ⅰ类：全由红粘土组成； Ⅱ类：由红粘土与岩石共同组成。
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3.2红粘土工程地质勘察要点
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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1.2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。
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。
CO2和H2O的共同作用，灰岩和白云岩发生碳酸化反应，碳酸盐
变成重碳酸盐。
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2）酸性硅铝阶段 经过饱和硅铝阶段，几乎所有的盐基被溶淋掉，因此碱性条 件逐渐被酸性条件代替。此时，前阶段形成的原碳酸岩中 原生的粘土矿物伊利石、蒙脱石又被破坏，形成在酸性条 件下稳定的不含K、Na、Ca、Mg盐基的稳定的粘土矿物 ——高岭石。 3）铝铁土阶段