膨胀土 胀缩总率
膨胀土地区路基施工技术要点
膨胀土地区路基施工技术要点1、原地面的处理2、膨胀土的填筑3、膨胀土路堑开挖首先明白什么是膨胀土：具有较大吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土称为膨胀土。
土的液限WL>40%,塑性指数IP>17，多数在22~35之间。
自由膨胀率一般超40%。
按工程性质分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土。
膨胀土地区的路堤会出现沉陷、边坡溜塌、路肩坍塌和滑坡等变形破坏。
路堑会出现剥落、冲蚀、溜塌和滑坡等破坏。
一、膨胀土地区原地面处理二级及二级以上公路路堤基底处理应符合以下规定：1、高度不足1m的路堤，应按设计要求采取换填或改性处理等措施处治。
2、表层为过湿，应按设计要求采取换填或进行固化处理等措施处治。
3、填土高度小于路面和路床的总厚度，基底为膨胀土时，宜挖除地表0.3~0.6m的膨胀土，并将路床换填为非膨胀土或掺灰处理。
若为强膨胀土，挖除深度达到大气影响深度。
二、膨胀土的填筑1、强膨胀土不得作为路基填料。
中等膨胀土经处理后可作为填料，用于二级及二级以上公路路堤填料时，改性处理后胀缩总率不大于0.7%。
胀缩总率不大于0.7%的弱膨胀土可直接填筑。
2、膨胀土路基填筑松铺厚度不得大于300mm;土块粒径应小于37.5mm。
3、填筑膨胀土路堤时，应及时对路堤边坡及顶面进行防护。
4、路基完成后，当年不能铺筑路面时，应按设计要求做封层，其厚度应不小于200mm。
横坡不小于2%。
根据膨胀土自己膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具，碾压时应保持最佳含水量；压实土松铺厚度不得大于30cm;土块应击碎至粒径5cm以下。
在路堤与路堑交界地段，应采用台阶方式搭接，其长度不应小于2m,并碾压密实。
三、膨胀土地区路堑开挖1、路堑施工前，先施工截、排水设施，将水引至路幅以外。
2、边坡施工过程中，必要时，宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量。
边坡不得一次挖到设计线，应预留厚度300-500mm,待路堑完成后，再分段削去边坡预留部分，并立即进行加固和封闭处理。
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
膨胀土：具有吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土。
由于膨胀性土会因为土中含水量的变化而发生相应的膨胀或收缩变形，特别是在场地膨胀性土层厚度不一，均匀性不一，不同部位处含水量的变化以及建筑物基底压力不等等原因时，就会导致地基土不均匀的隆起或下陷，使得建筑物产生墙体开裂、地面隆起或下陷等破坏。
一般来说，膨胀土路基处理方法有如下三种：换土、湿度控制、改性处理。
（一）换土换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。
顾名思义换土就是挖除膨胀土，换填非膨胀土或沙砾土，换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。
在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度称之为临界深度，该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界含水量。
由于各地的气候不同，各地膨胀土的临界深度和临界含水量也有所不同。
换土深度要考虑受地面降水影响而使土体含水量急剧变化的深度，基本上在1～2m，即强膨胀土为2m，中、弱膨胀土为1～1.5m，具体换土深度要根据调查后的临界深度来确定。
（二）湿度控制湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。
为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水量受外界大气的影响，需在施工中采取一定的措施。
如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气直接接触，尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。
水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法，用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡。
（三）改性处理化学固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。
具体来说：石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。
浅述膨胀土判定方法与标准
浅述膨胀土判定方法与标准膨胀土是土体颗粒成分由强亲水性矿物组成，对环境湿热变化敏感的高液限粘土，具有显著湿胀干缩和反复湿胀干缩，同时具有多裂隙性，超固结性，强度衰减性等特殊性质。
膨胀土对工程建设危害很大且具有反复性。
膨胀土地区房屋建筑大量开裂变形，铁路路基边坡经常坍方、滑坡，公路经常路堤沉陷、纵向开裂、坍肩，路堤边坡滑坍，以及路堑边坡剥落、冲蚀、泥石流、滑坍等病害，公路路面经常出现大幅度的随季节变化的波浪变形。
膨胀土主要特征：1、粘粒（<0.002mm）含量》≥30%；2、粘土矿物中蒙脱石、伊利石等强亲水性矿物居主导地位；3、土体随含水量增加，体积膨胀产生压力，土体受热干燥失水收缩形成干缩裂缝；4、膨胀收缩变形随环境湿热变化多次重复，引起强度衰减；5、属于液限大于40%的高液限粘土；吸水膨胀，失水收缩是粘性土共性，膨胀土只是粘性中很特殊的一种土体。
若对膨胀土漏判，会给工程埋下隐患，造成病害。
若把普通粘土误判成膨胀土，或对其胀缩潜势判断有误，将增大工程规模，增加工程造价造成浪费。
故正确判定膨胀土在工程中意义重大。
当今，国内外判定膨胀土的方法指标很多，甚至国内不同行业间的判定方法指标也不相同。
基本分为物理法、化学法、力学法。
物理法主要根据土的粒度组成与稠度性质判定；化学法主要分析土的矿物成分或化学性质因而判定；力学法主要以膨胀力指标判定。
还有以物理、化学、力学性质指标综合判定。
一、国外判别方法1、前苏联建筑法规：①土质遇水，eL=WLeL-e01+e0π≥0.3,考虑土的膨胀性，式中：eL——液限状态WL时土的孔隙比，e0——天然状态时土的孔隙比；GS——土的相对密度；GW——水的密度；②相对膨胀量（无负荷）：δH=hHC-h0h0式中：hHC----浸水饱和时，在有侧限条件下，自由膨胀后土样高度；h0----天然含水量时土样的原始高度。
③以附加荷载0.32kg/cm2时，膨胀土量分类。
当膨胀时大于1.5%，体积变化严重，当膨胀量为0.5%-1.5%时，是临界状态，当膨胀量小于0.5%时，体积变化不严重。
膨胀土 胀缩总率
膨胀土胀缩总率膨胀土是指在与水接触后，土壤体积会发生膨胀的一种特殊土体。
膨胀土的胀缩总率是衡量膨胀土胀缩性能的一个重要指标。
膨胀土的性质与组成有很大的关系。
一般来说，膨胀土主要由粘土矿物和含水胶体组成。
这些矿物和胶体含有大量的水分，并且在接触水分后会吸水膨胀。
由于膨胀土中的离子间力较强，所以吸附水量较大，导致土体体积明显膨胀。
膨胀土的胀缩总率是指膨胀土在与水接触后所产生的体积变化的百分比。
胀缩总率是衡量膨胀土胀缩性能的重要参数之一，它可以用来评估土体受水分变化引起的体积变化程度。
胀缩总率越大，代表膨胀土的胀缩性能越强，土壤容易发生膨胀变形。
膨胀土的胀缩总率受到多种因素的影响。
首先，粘土矿物和含水胶体的含量是影响胀缩总率的重要因素。
如果土壤中的粘土含量较高、胶体颗粒吸附的水含量较多，那么土壤在与水接触后的膨胀程度会更大，胀缩总率也会相应增加。
其次，土壤质地的粘度也会影响胀缩总率。
粘度越高的土壤，胀缩总率越大。
最后，土壤的结构和排水性也会对胀缩总率产生影响。
结构疏松、排水性较好的土壤，胀缩总率较小。
膨胀土的胀缩总率对土壤工程有着重要的影响。
首先，胀缩总率对土壤的稳定性和变形性能有着直接影响。
当土壤经历水分变化时，胀缩总率越大，土壤的变形和破坏风险也会增加。
其次，胀缩总率对土壤的承载力和不均匀沉降性能也有着重要的影响。
胀缩总率越大，土壤的承载力越低，均匀沉降性能也会受到影响。
此外，胀缩总率还会影响土壤的渗透性和排水性能。
胀缩总率越大，土壤的渗透性越差，排水性能也会下降。
为了合理地处理膨胀土的胀缩问题，可以采取一些措施。
首先，可以通过改变土壤的水分含量来控制胀缩总率。
在土壤工程中，可以通过施加控制性的水分条件，来减少胀缩土的胀缩变形。
其次，可以通过改变土壤组成和结构，来控制胀缩总率。
例如，在工程填筑中可以采用合理的掺土和土工合成材料来稳定土壤的组合，减少土壤的胀缩变形。
另外，也可以在土壤中添加胀缩控制剂，来减少膨胀土的胀缩变形。
膨胀土的工程性质
一、膨胀土及其工程性质膨胀土是颗粒高分散、成分以黏土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性黏土。
它是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土，工程界常称之为灾害性土。
它的主要特征是：⑴粒度组成中粘粒(＜2μm)含量大于30%；⑵黏土矿物成分中，伊利石-蒙脱石等强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；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；⑸属液限大于40%的高塑性土；⑹属超固结性黏土。
膨胀土在世界范围内分布极广，遍及六大洲。
我国是膨胀土分布最广的国家之一，先后有20多个省区发现有膨胀土。
近地表的浅层膨胀土不仅裂隙特别发育，而且对气候变化特别敏感，是一种典型的非均匀三相介质。
土质干湿效应明显，吸水时，土体膨胀、软化，强度下降；失水后土体收缩，随之产生裂隙。
膨胀土的这种胀缩特性，当含水量变化时就会充分显示出来。
反复的胀缩导致了膨胀土土体的松散，并在其中形成许多不规则的裂隙，从而为膨胀土表面的进一步风化创造了条件。
裂隙的存在破坏了土体的整体性，降低了土体的强度，同时为雨水的侵入和土中水分的蒸发开启了方便之门，于是，天气的变化进一步导致了土中含水量的波动和胀缩现象的反复发生，这进一步导致了裂隙的扩展和向土层深部发展，使该部分土体的强度大为降低，形成风化层。
这种风化层的最大深度大致在气候的影响深度范围内，一般在1.5－2.0 m，最大深度可达4.0 m。
膨胀土的应力历史和广义应力历史决定了膨胀土具有超固结性，沉积的膨胀土在历史上往往经受过上部土层侵蚀的作用形成超固结土。
膨胀土由于卸荷作用也能引起土体裂隙的发展，边坡的开挖，对土体产生了卸荷作用，这种卸荷对土中存在隐蔽微裂隙的膨胀土来说，必然会促进裂隙的张开和扩展，尤其是在边坡底部的剪应力集中区域裂隙面的扩展更为严重，这些区域往往是滑动开始发生的部位。
卸荷裂隙的扩展与膨胀土的超固结特性密切相关。
膨胀土地区路基施工
膨胀土地区路基施工膨胀土一般指黏粒成分主要由亲水性的蒙脱石和伊利石矿物组成，同时吸水后具有显著的膨胀和失水后具有显著的收缩两种特性的高液限黏土。
一、膨胀土的工程特性膨胀土的工程特性主要包括以下六个方面：（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，密实度越高，膨胀性也越大。
膨胀土产生膨胀的强弱与黏土颗粒含量、黏粒的矿物成分以及晶体结构的差异有关。
膨胀土黏性成分含量很高，其中粒径小于0.002 mm的胶体颗粒一般超过20%，黏粒成分主要由亲水矿物组成。
我国膨胀土的主要成分为蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石是一种鳞状矿物，具有强烈的结构膨胀性；伊利石的晶格结构和蒙脱石类似，但是活动能力较低，仅有中等膨胀性；高岭石晶体结构比较稳定，属于低膨胀性土。
（2）多裂隙性。
普遍发育各种形态的裂隙是膨胀土的另一个显著特征。
膨胀土的形成与其成土过程、胀缩效应、风化作用等相关。
裂隙分为两类，即原生裂隙和次生裂隙。
地表以下3 m的土体很少受气候变化的影响，称为原生裂隙；分布在3 m以内，用肉眼就能很容易观察到的，称为次生裂隙。
（3）超固结性。
由于膨胀土大都是在更新世以前沉积的土层，在历史上曾经受过超压密作用，因此膨胀土大多具有超固结性，其天然孔隙率小，密实度大，初始强度高。
膨胀土随着土体开挖，将产生明显的卸载膨胀，使土体内聚集的能量逐渐释放。
（4）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。
（5）风化特性。
膨胀土受气候的影响很敏感，极易产生风化破坏。
路基开挖后，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。
（6）强度衰减快。
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。
膨胀土胀缩率计算
19.9 19.9 19.4 20.26 19 21.36 20 22
0.742 0.78 0.852 0.6802 0.6 0.52 0.45 0.45
21.9 22.5 23.2 24.2 0 19.54 12 12
5.92 7.18 4.35 5.79 0 0.402 0 0
2.015 1.304 0.76 0.999
各土层胀缩性指标
土层层号 天然含水量 (%) 重度 (kN/m3) 孔隙比e 压力为零时 膨胀率的压 膨胀率的压 塑限Wp(%) 的膨胀率 力折减系数 缩限Ws(%) 力指数bi δ e0i(%) ai
1 2 3 4 5 6 7 8
20.5 20.4 21.3 21.1 19 18.68 18 18
土的湿度 地名 南宁 邕宁 武鸣 来宾 贵港 扶绥 凭祥 大新 ψw 0.70 0.70 0.72 0.77 0.77 0.66 0.63 0.பைடு நூலகம்5 地名 崇左 隆安 宁明 田阳 百色 田东 上思 巴马
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
0.236 0.31 0.338 0.327
13 13 13 13 0 12.6 0 0
基础尺寸及荷载 埋深d(m) 3 计算点参数 计算采用大气影响深度 7 湿度系数ψ w 0.8 “广西规程”表3.2.5大气影响深度da(m) 7 灰岩顶面埋深（m） 15 计算膨胀变形量经验系数ψ e 0.6 计算收缩变形量经验系数ψ s 1 横竖线缩率比值ξ 1 计算点编号 土层底面 6 层号 埋深z(m) 1.425 1 2.325 2 3.025 3 5.025 4 7.025 4 9.025 5 11.025 5 20 8 25 26 27 28 29 30 31 32 33 长度l(m) 0.8 宽度b(m) 0.8 基底压力Pk(kPa) 119.9 地下水位埋深(m) 9
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膨胀土胀缩总率
膨胀土是一种具有特殊性质的土壤，它在吸湿后会发生膨胀，而在干燥时又会发生收缩。
膨胀土的胀缩性质是由其中的粘土矿物引起的，这些矿物在水分作用下会发生体积变化，从而导致土壤的膨胀和收缩。
膨胀土的胀缩总率是指在一定条件下，膨胀土在吸湿和干燥过程中发生的最大体积变化与原始体积之比。
胀缩总率可以用来评估膨胀土的胀缩性能和变形特性，对于土壤工程和土木工程设计非常重要。
膨胀土的胀缩总率可以通过实验室试验或现场测试来确定。
下面是一种常用的实验室试验方法来测定膨胀土的胀缩总率：
1. 准备试样：从野外或现场采集膨胀土样品，并将其带回实验室。
将土样进行干燥处理，去除其中的可风化物和有机物质，并破碎成适当的颗粒大小。
2. 预备试样容器：选择一个合适的容器，如试验室用容器或模具，并清洁干燥。
3. 填充试样：将干燥处理后的土样填充到试样容器中，以一定的压实度填充，并记录试样的初始质量和体积。
4. 加水：将试样容器中的土样完全浸泡在水中，保持一定的水头，并记录试样的浸入水中的时间。
5. 测量体积变化：在试样浸水一段时间后，取出试样容器，将试样从容器中取出，并轻轻地去除表面多余的水分。
然后使用体积计或其他测量设备，测量试样的体积变化，并记录下来。
6. 计算胀缩总率：根据测量得到的试样体积变化和初始体积，计算胀缩总率。
胀缩总率的计算公式如下：
胀缩总率= (试样最大体积-初始体积) / 初始体积×100%
通过以上步骤，可以得到膨胀土的胀缩总率。
需要注意的是，胀缩总率受到许多因素的影响，如土壤的粘土含量、粒度分布、初次压实状态、水头等。
因此，在进行胀缩总率试验时，需要控制这些影响因素，并确保实验条件的准确性和一致性。
膨胀土的胀缩总率对土壤工程和土木工程具有重要的指导意义。
在工程设计中，了解土壤的胀缩性能可以帮助工程师选择合适的基础设计方案、确定地基处理方式，并预测土壤在吸湿和干燥过程中的体
积变化，从而减少工程风险和损失。
总之，膨胀土的胀缩总率是评估土壤胀缩性能和变形特性的重要参数，通过实验室试验或现场测试可以确定。
它在土壤工程和土木工程设计中具有重要的应用价值。