膨胀土定义
膨胀土 工程地质
The end,thank you!
膨胀土的特点
①粒度组成中，粘粒含量大于30％。 ②粘土矿物以蒙脱石、伊利石等强亲水性矿 物为主。 ③土体湿度增高时，体积膨胀，形成膨胀压 力；土体干燥时，体积收缩，形成收缩裂 缝。 ④膨胀、收缩随环境变化可往复发生，导致 强度衰减。 ⑤属液限大于40％的高塑性粘土。 ⑥属固结性粘土。
膨胀土的分布范围
结语
膨胀土是影响道路及其它构造物建设的 一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力 是巨大的。解决膨胀土的问题，应着重从 影响其物理.力学性质变化的内在因素和外 在因素上考虑，从而通过改变土的力学性 质达到处理的目的。一个工程有其自身的 特点及建设条件，在安康生物科技工业园 区道路设计中，处理膨胀土的措施正在施 工中应用，有的措施已显示出良好效果， 有些对其功效尚需进一步实践证明。
膨胀土的危害
膨胀土粘粒成份主要由 强亲水性矿物质组成，并 且具有显著胀缩性的粘性 土。该土具有吸水膨胀. 失水收缩并往复变形的性 质，对路基的破坏作用不 可低估，并且构成的破坏 是不易修复的。 常使建筑物产生不均 匀的竖向或水平的胀缩变 形，造成位移、开裂、倾 斜甚至破坏，且往往成群 出现，尤以低层平房严重， 危害性很大。
膨胀土按粘土矿物分类，可以归纳为两大类： 一类以蒙脱石为主。 一类以伊力土和高岭土为主。 蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀，而伊 力土和高岭土则发生有限的膨胀。
引起膨胀土发生变化的条件
一、含水量 二、干容重
含水量
膨胀土具有很高的膨胀潜势，这与它含水量的大小 及变化有关。如果其含水量保持不变，则不会有体积变 化。当粘土的含水量发生变化，立即就会产生垂直和水 平两个方向的体积膨胀。含水量的轻微变化，仅1%~2%的 量值，就足以引起有害的膨胀。 很干的粘土表示有危险。这类粘土能吸收很多的水， 其结果是对结构物发生破坏性膨胀。 比较潮湿的粘土，由于大部分膨胀已经完成，进一步 膨胀将不会很大。 但应注意的是，潮湿的粘土，在水位下降或其它的条 件变化时，可能变干，显示的收缩性也不可低估。
膨胀土
阔叶乔木对膨胀土地基的影响
建筑物周围的阔叶树、日照时间及 强度影响膨胀土的胀缩性。阔叶乔木 根系的根毛非常丰富，阔叶乔木树根 系对地基土壤水分的吸收，树叶的蒸 腾作用能引起土壤的大量失水。在干 旱炎热季节,植物中的水分主要通过树 叶蒸腾作用散失到大气中,水分以蒸气 形式散发。
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（2）地基土改良措 施
消除或减小土的胀 缩性能。
常采用的有：换土 法，即挖除地基土上 层膨胀土，换填以非 膨胀土；石灰加固法， 即将石灰水压入膨胀 土，胶结土粒，提高 土的强度等。
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换土法
膨胀土路基边坡变形的防治措施
为防止边坡变形，首先要根据路基工程地质条件， 合理确定路堑边坡式。
与原体积 (V 0之) 百分比率，即：
Fs
VwV0 V0
10% 0
Fs 40%为膨胀土。
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2、膨胀率
人工制备的烘一 干定 土的 ，条 在件下限 ，浸 侧水 向膨 受 稳定后，试样度 增（ hw加 h0的 )与高 原高 (h0)度 之百分比 即：
Cs whwh0h0 10% 0
Csw 4%为膨胀土。
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3、闲缩率
为土样收缩后高度 量(减 l0 小 l)与 原高度 (l0)之百分比率，即：
esl
l0 l l0
100%
esl 5%为膨胀土。
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膨胀土的工程地质问题
在膨胀土地区进行建 筑，只要膨胀土中水 分发生变化，就会引 起膨胀土的膨胀与收 缩，多次胀缩，强度 很快衰减，从而导致 修建在膨胀土上的工 程建筑物变形、开裂、 下沉、失稳破坏等。
膨胀土具有超固结性。
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工程地质第4章-2
工程地质第4章-2(2)膨胀土一般是指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物(以蒙脱石和伊利石为主)所组成的粘性土，在环境和湿度变化时，可产生强烈的胀缩变形。
具有吸水膨胀、失水收缩的特性。
已有的建筑经验证明，当土中水份聚集时，土体膨胀，可能对与其接触的建筑物产生强烈的膨胀上抬压力而导致建筑物的破坏；土中水分减少时，土体收缩并可使土体产生程度不同的裂隙，导致其自身强度的降低或消失。
土呈黄、红褐、灰白色，粘粒含量高，天然含水量接近塑限。
膨胀土通常表现为压缩性低、强度高，因此易被误认为是良好的天然地基。
膨胀土膨胀土地区的钻探1.特征：(1)颗粒粒度：以粘土矿物为主，占35~50%以上，其次为粉砂。
(2)矿物成分：以蒙脱石、伊利石为主。
(3)具膨胀结构：结构单元，孔隙中进水分子片状矿物叠置成各类型子粘土矿物表面吸附水分,形成结合水膜矿物晶格间为2-联接，联接力弱，可进O水分子(4)强烈胀缩性：量为23%以上天然状况下，吸水膨胀膨胀量为40%以上干燥状况下，吸水膨胀50收缩：失水收缩率达%以上膨胀土的工程性质1.胀缩性膨胀土吸水后体积膨胀，使其上建筑物隆起，如膨胀受阻即产生膨胀力；失水体积收缩，造成土体开裂，并使其上建筑物下沉。
土中有效蒙脱石含量越多，胀缩潜势越大，膨胀力越大。
土的初始含水量越低，膨胀量与膨胀力越大。
击实土的膨胀性远比原状土为大，密实度越高，膨胀量与膨胀力越大，在膨胀土路基设计中应特别注意。
2.崩解性膨胀土浸水后体积膨胀，在无侧限条件下则发生吸水湿化。
不同类型的膨胀土其崩解性不一样，强膨胀土浸入水中后，几分钟内很快就完全崩解；弱膨胀土浸入水中后，则需经过较长时间才逐步崩解，且有的崩解不完全。
此外，膨胀土的崩解特性还与试样的起始湿度有关，一般干燥土试样崩解迅速且较完全，潮湿土试样崩解缓慢且不完全。
3.多裂隙性膨胀土中的裂隙，主要可分原生裂隙与次生裂隙两种类型。
这些裂隙将土体层层分割成具有一定几何形态的块体，如棱块状、短柱状等，破坏了土体的完整性。
膨胀土的工程特性胀缩性超固结裂隙.
1、膨胀土的定义膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有多裂隙和显著胀缩特性的特殊性粘土。
膨胀土是一种对于环境变化，特别是对于湿热变化非常敏感的土，其反映是发生膨胀和收缩，产生膨胀压力。
2、膨胀土的主要物理力学特征⑴粒度组成中，通常黏粒（d＜2μm ）含量不大于30%.⑵粘土矿物成分中，伊利石和蒙脱石等亲水性矿物占主导地位。
⑶土体湿度增高时，体积膨胀并形成膨胀压力；土体干燥失水时，体积收缩并形成收缩裂缝，反复的干缩湿胀，使土中的裂隙发育，不仅破坏土体的连续性和完整性，而且也形成了地表水浸入的通道，同时水的浸入又加速了土体的软化及裂隙生成。
（裂隙性）⑷膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土的强度衰减。
（强度衰减性）⑸多数属于液限大于50%的高液限土。
⑹超固结性：膨胀土在沉积过程中，在重力作用下逐渐堆积，土体将随着堆积物的加厚而产生固结压密。
由于自然环境的变化和地质作用的复杂性，土在自然界的沉积作用并不一定都处于持续的堆积加载过程，而是常常因地质作用而发生卸载作用。
膨胀土在反复胀缩变形过程中，由于上部荷载（土层自重）和侧向约束作用，土体在膨胀压力作用下反复压密，土体表现出较强的超固结特性。
这种超固结与通常的剥蚀作用产生的超固结机理完全不同，是膨胀土由于含水率变化引起的膨胀压力变化产生的，是膨胀土特有的性质。
3、工程建设中的膨胀土问题⑴在天然状态下，膨胀土通常强度高，压缩性低，在地面以下一定深度取样时难以发现宏观裂纹。
但一旦在大气中暴露，含水率发生变化时，很快出现大大小小的裂纹，土体结构迅速崩解，透水性不断增加，强度迅速减小直至为零。
膨胀土边坡在极缓的情况下发生滑动。
“逢堑必滑，无堤不塌”。
“晴天一把刀，雨天一团糟”、“天晴张大嘴，雨后吐黄水”是膨胀土强度特性和胀缩性规律的高度写照。
⑵膨胀土素土作为堤坝回填土时，因其干密度与含水率关系非常密切，很难压实，压实质量难以控制。
若碾压质量不好，在运行过程中，填土含水率增加时土体极易产生膨胀变形，含水率降低也会在土体中产生干缩裂隙，使土体渗透性变化，外界水分极易进入。
膨胀土介绍课件
按工程性质分类：膨胀土路基、膨 胀土边坡、膨胀土地基等
2
膨胀土的工程问题
1
2
膨胀土的膨胀 和收缩特性导 致地基不稳定， 影响建筑物的 稳定性和安全 性。
膨胀土的吸水 性强，容易导 致地下水位上 升，影响地下 设施和建筑物 的使用寿命。
采用结构改良：通过调整建筑物的结构，如采用桩 基础、筏板基础等，降低膨胀土对建筑物的影响
膨胀土的防治效果评估
01
膨胀土的防治措 施包括物理、化
学和生物方法
02
物理方法包括 排水、压实、
填筑等
03
化学方法包括添 加稳定剂、改良
剂等
04
生物方法包括种 植植被、微生物
改良等
05
防治效果评估需 要考虑膨胀土的 变形、强度、稳
定性等因素
06
评估方法包括现 场监测、实验室 试验、数值模拟
等
吸水率等指标来衡量膨胀土 收缩应力等指标来衡量膨胀
的水文特性
土的收缩特性
膨胀土的工程性质测试对于工程设计和施工具有重 要意义，可以帮助工程师更好地了解膨胀土的特性， 从而采取相应的措施来防止膨胀土引起的工程问题。
4
膨胀土的防治原则
因地制宜：根据 不同地区的膨胀 土特性，制定相
应的防治措施
综合治理：采取 多种措施，如工 程措施、植物措 施等，综合治理
膨胀土防渗：膨 胀土防渗材料的 选择和应用
膨胀土地基：膨 胀土地基的处理 方法和施工技术
膨胀土环境影响： 膨胀土对环境和 生态的影响及防 治措施
3
膨胀土的物理性质测试
膨胀性测试：通 过膨胀试验，测 量膨胀土的膨胀
膨胀土
0
（二）膨胀土地基上桥涵基础工程设计与施工应采取的措施
1．换土垫层 2．合理选择基础埋置深度 3．石灰灌浆加固 4．合理选用基础类型 5．合理选择施工方法
感 谢 聆 听
房屋开裂、倾斜
膨胀土边坡滑塌
一、膨胀土的判别和膨胀土地基的胀缩等级
（一）影响膨胀土胀缩特性的主要因素 影响膨胀土胀缩性质的内在机制： 影响膨胀土胀缩性质的内在机制 主要是指矿物成分及微观结构两方面。 主要是指矿物成分及微观结构两方面 矿物成分：膨胀土含大量的活性粘土矿物， 矿物成分：膨胀土含大量的活性粘土矿物，如蒙脱石和伊 利石，尤其是蒙脱石，比表面积大， 利石，尤其是蒙脱石，比表面积大，在低含水量时对水有巨大 的吸力， 的吸力，土中蒙脱石含量的多寡直接决定着土的胀缩性质的大 小。 微观结构： 微观结构：这些矿物成分在空间上的联结状态也影响其胀 缩性质。经对大量不同地点的膨胀土扫描电镜分析得知， 缩性质。经对大量不同地点的膨胀土扫描电镜分析得知，面— —面连接的叠聚体是膨胀土的一种普遍的结构形式，这种结构 面连接的叠聚体是膨胀土的一种普遍的结构形式， 面连接的叠聚体是膨胀土的一种普遍的结构形式 比团粒结构具有更大的吸水膨胀和失水吸缩的能力。 比团粒结构具有更大的吸水膨胀和失水吸缩的能力。
∆δ sr λs = ∆w
（7-8）
（三）膨胀土的判别 《膨胀土规范》中规定，凡具有下列工程地质特征的场 膨胀土规范》中规定， 的土应判定为膨胀土。 地，且自由膨胀率δef≥40%的土应判定为膨胀土。 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、 裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、 裂隙发育 灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态； 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 多出露于二级或二级以上阶地、 多出露于二级或二级以上阶地 地形平缓，无明显自然陡坎； 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 常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（ 常见浅层塑性滑坡 塌等； 塌等； 4．建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。 建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。 建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验
浅析膨胀土胀缩变形以及渗透性规律试验膨胀土是指具有较高含水量时会发生一定膨胀变形的土壤。
膨胀土主要由粘土和淤泥组成，其颗粒间的结合力较大，导致其在吸湿时会发生胀缩变形。
膨胀土胀缩变形是指在吸湿或干燥过程中，土壤体积会发生扩大或收缩的现象。
膨胀土的胀缩变形是由于土壤中的吸湿或干燥引起的。
当膨胀土吸湿时，土壤中的粘土颗粒吸附水分，水分的进入导致颗粒之间间隙的扩大，土壤体积随之增大，进而引起土壤的膨胀变形。
当膨胀土干燥时，吸附在粘土颗粒表面的水分会逐渐减少，颗粒间间隙的减小导致土壤体积缩小，进而引起土壤的收缩变形。
膨胀土胀缩变形对土壤工程有一定的影响。
在建筑工程中，膨胀土的胀缩变形会引起地基沉降、地表破裂、结构损坏等问题。
在公路、铁路等交通建设中，膨胀土的胀缩变形会引起路基的破坏、路面的沉降等问题。
对膨胀土进行胀缩性规律试验成为工程设计中的一项重要内容。
膨胀土胀缩试验的目的是评价土壤的扩散特性和胀缩能力。
胀缩性规律试验主要包括湿附试验和干燥试验两个方面。
湿附试验是指将膨胀土在一定湿度条件下浸泡一段时间，然后进行膨胀试验，以评价土壤的吸湿膨胀能力。
干燥试验是指将膨胀土在一定温度和湿度条件下进行干燥处理，然后进行收缩试验，以评价土壤的干燥收缩能力。
湿附试验的主要内容包括定量测定土壤样品的吸水量、湿附扩大系数和湿附收缩系数。
湿附试验可以通过测定土壤的干重、湿重和含水量来定量评价土壤的吸湿膨胀能力。
湿附试验的结果可以用来指导工程设计中的排水措施。
干燥试验的主要内容包括土壤样品的干燥收缩量、收缩系数和干燥收缩率。
干燥试验可以通过测定土壤的湿重、干重和含水量来定量评价土壤的干燥收缩能力。
干燥试验的结果可以用来指导工程设计中的防治措施。
渗透性规律试验是评价土壤渗透性特性的一种试验方法。
渗透性是指液体（水）在土壤中传播的能力。
渗透性规律试验主要是通过测定土壤样品的渗透系数和渗透率来评价土壤的渗透性能。
渗透系数是指单位时间内单位压差下单位面积土壤的液体渗透量。
膨胀土的概念
膨胀土的概念
膨胀土，也称为膨胀性土壤或胀土，是一种在湿润状态下容易吸水、发生体积膨胀的土壤。
膨胀土主要是由于其中的粘土矿物含量较高，粒度细小，表面带有一层水合层，且能够吸附水分。
当膨胀土遇水时，水分分子进入土壤颗粒内部，使水合层膨胀，导致整个土壤体积增大。
膨胀土在干燥状态下会收缩，而在湿润状态下会膨胀。
这种膨胀和收缩的特性对土壤的工程性质有重要影响，特别是对土壤的稳定性和承载力有着明显的影响。
膨胀土在干湿交替的情况下容易引起土体的不均匀变形，导致土壤的开裂、坡面的破坏甚至建筑物的沉降。
工程上通常采取措施来处理或控制膨胀土的问题，如湿润和加压，利用添加剂改变土壤结构或者使用表面覆盖防止水分进入土壤等。
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膨胀土定义
膨胀土是一种具有特殊性能的土壤材料，可以在吸水后膨胀成一种可塑性较强的物质。
它具有良好的稳定性和可塑性，被广泛应用于土壤工程、建筑工程和环境工程等领域。
膨胀土的主要成分是粘性土和矿物质，其膨胀性质是由于其中的粘土矿物颗粒吸水膨胀造成的。
当膨胀土吸水后，水分分子进入粘土矿物颗粒之间的微孔中，使其膨胀体积增大。
这种吸水膨胀的特性使得膨胀土具有一定的可塑性和可变形性，能够适应不同工程环境的需求。
在土壤工程中，膨胀土常常用于填土和地基处理。
由于膨胀土的可塑性和稳定性，它可以有效地填补地基沉降，提高地基的承载力和稳定性。
同时，膨胀土还可以用于防渗、抗滑等地基处理工程中，起到了重要的作用。
在建筑工程中，膨胀土通常用于制造膨胀土砖。
膨胀土砖具有轻质、保温、隔热、隔音等优点，被广泛应用于建筑墙体和隔墙材料中。
膨胀土砖的制造过程中，膨胀土经过一系列的处理和加工，使其达到一定的稳定性和强度，确保了建筑结构的安全和稳定。
在环境工程中，膨胀土常用于污水处理和土壤改良。
膨胀土具有很强的吸附性能，可以有效地吸附和去除污水中的有害物质和重金属离子，净化水质。
同时，膨胀土还可以用于土壤改良，改善土壤结
构和肥力，提高植物的生长环境。
总的来说，膨胀土是一种具有特殊性能的土壤材料，广泛应用于土壤工程、建筑工程和环境工程等领域。
它的特点是具有良好的稳定性和可塑性，能够适应不同工程环境的需求。
膨胀土的应用能够有效地改善土壤结构、提高工程的稳定性和安全性，对社会经济发展起到了积极的推动作用。