工程地質(zhì)學(xué)中國科學(xué)院研究生院碩士課程(土體工程地質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害部分)一、土的基本物理力學(xué)性質(zhì)二、土體微結(jié)構(gòu)力學(xué)三、特殊土工程地質(zhì)性質(zhì)與評價(一)黃土(二)膨脹土(三)軟土(四)紅黏土四、地質(zhì)災(zāi)害及其勘查評價

提綱中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程紅粘土：碳酸鹽巖系出露區(qū)的巖石，經(jīng)紅土化作用形成的棕紅或褐黃等色的高塑性粘土稱為原生紅粘土。經(jīng)再搬運、沉積后仍保留紅粘土基本特征，液限大于45%的粘土稱為次生紅粘土。紅黏土的定義中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程1977年版《工業(yè)與民用建筑和地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》:紅粘土是碳酸鹽類巖石經(jīng)風(fēng)化后殘積、坡積形成的褐紅色、棕紅色、黃褐色粘土。玄武巖、花崗巖、碎屑巖、粉砂巖及某些黏土巖都有可能風(fēng)化形成紅粘土云南東川的紅粘土景觀中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程●紅黏土地貌云南東川的紅粘土景觀中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程●紅黏土地貌中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程灰?guī)r基巖紅黏土●紅黏土地貌中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程云南元謀的紅粘土土林●紅黏土地貌—土林紅粘土主要分布在北緯30°與南緯30°之間的熱帶、亞熱帶地區(qū)。我國紅粘土分布廣泛,主要分布區(qū)在我國南方各省區(qū),總出露面積達(dá)20余萬平方公里。如云貴高原、四川東部、廣西、粵北及鄂西、湘西等地區(qū)的低山、丘陵地帶頂部和山間盆地、洼地、緩坡及坡腳地段?！窦t黏土分布中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程黔、桂、滇等地古溶蝕地面上堆積的紅粘土層，由于基巖起伏變化及風(fēng)化深度的不同，造成其厚度變化極不均勾．常見為5－8m，最薄為0.5m，最厚為20m。在水平方向常見咫尺之隔，厚度相差達(dá)10m之巨。上層中常有石芽、溶洞或土洞分布其間，給地基勘察、設(shè)計工作造成困難。中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程對紅粘土的成因:紅粘土化過程基本上是一個化學(xué)、物理化學(xué)的變化或母巖中礦物的遷移、過渡、交代、沉淀的過程,并歸納為下列三個發(fā)展階段:第一階段:(最初風(fēng)化)原始礦物部分地或完全地物理或化學(xué)的風(fēng)化,基本元素、倍半氧化物膠體的“釋放”。第二階段:(次生風(fēng)化或紅粘土化)母巖部分地或完全地淋濾。一些礦物分解、遷移、礦物間部分的重新組合。第二階段的風(fēng)化程度與原始礦物的化學(xué)風(fēng)化程度及本質(zhì)有關(guān)。第三階段:部分的或完全的水合膠體,氧化鐵、鋁的脫水。●紅黏土成因紅粘土的一般特點是含水量高、孔隙比大，塑性強(qiáng)，卻具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較低的壓縮性。紅粘土的含水量高、孔隙比大，塑性強(qiáng)等物理指標(biāo)與軟黏土相似，但是其較高的力學(xué)強(qiáng)度和低壓縮性，與軟粘土差別巨大。中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程●紅黏土基本物理力學(xué)性質(zhì)中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程●紅黏土基本物理力學(xué)性質(zhì)在液限—孔隙比散點圖上，可看出紅粘土的液限比軟土液限上限大很多。中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程●紅黏土與軟土工程力學(xué)特性比較在壓縮系數(shù)—孔隙比散點圖上，可看出相同孔隙比條件下，紅粘土的壓縮系數(shù)比軟土壓縮系數(shù)下限低很多。中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程在無側(cè)限抗壓強(qiáng)度—孔隙比散點圖上，可看出紅粘土的抗壓強(qiáng)度比軟土抗壓強(qiáng)度的上限大很多?！窦t黏土與軟土工程力學(xué)特性比較中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程在剪應(yīng)力—孔隙比散點圖上，可看出紅粘土的抗剪強(qiáng)度比軟土抗剪強(qiáng)度上限要大?！窦t黏土與軟土工程力學(xué)特性比較雖然紅粘土的含水量高、孔隙比大，塑性強(qiáng)等物理指標(biāo)比軟黏土差，但是其工程性能卻遠(yuǎn)比軟土要好。這一特性是紅粘土被視為特殊土的主要原因。紅粘土的組成成分紅粘土的一般物理力學(xué)特征紅粘土的物理力學(xué)性質(zhì)變化范圍及其規(guī)律性裂隙對紅粘土強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響●紅粘土的成分、物理力學(xué)特征及其變化規(guī)律紅粘土的主要工程性質(zhì)與評價中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程由于紅粘土系碳酸鹽類及其他類巖石的風(fēng)化后期產(chǎn)物，母巖中的較活動性的成分SO2-4、Ca2+、Na+、K+經(jīng)長期風(fēng)化淋濾作用相繼流失，SiO2部分流失，此時地表則多集聚含水鐵鋁氧化物及硅酸鹽礦物，并繼而脫水變?yōu)檠趸F鋁，使土染成褐紅至磚紅色。因此，紅土化過程同時也是脫硅富鋁鐵的地球化學(xué)過程。紅粘土的組成成分中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程紅粘土的礦物成分除仍含有一定數(shù)量的石英顆粒外，大量的粘土顆粒則主要為多水高嶺石、水云母類、膠體二氧化硅及赤鐵礦、三水鋁土礦等組成，不含或極少含有機(jī)質(zhì)。紅粘土的主要礦物有:高嶺石、伊利石、針鐵礦、褐鐵礦、蒙脫石、石英、綠泥石和水鋁英石等。中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程紅粘土顆粒周圍的吸附陽離子成分也以水化程度很弱的三價鐵、鋁為主。紅粘土的粒度較均勻，呈高分散性。粘粒含量一般為60％－70％，最大達(dá)80％。1、天然含水量高，一般為40％－60％，高達(dá)90％。紅粘土的一般物理力學(xué)特征2、密度小，天然孔隙比一般為，最高2.0，具有大孔性。5、一般呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，固結(jié)快剪內(nèi)摩擦角為8。－18。，內(nèi)聚力40－90kPa。壓縮系數(shù)a-1，變形模量10-30MPa，最高可達(dá)50MPA，荷載試驗比例界限200－300kPa。3、高塑性。液限一般為60％－80％，高達(dá)110％；塑限一般為40％－60％，高達(dá)90％；塑性指數(shù)一般為20－50。4、由于塑限很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅硬或硬可塑狀態(tài)，液性指數(shù)一般小于0.25。但是其飽和度一般在90％以上，因此，甚至堅硬粘土也處于飽水狀態(tài)。6、不具有濕陷性，其濕陷系數(shù)0.0004－0.0008《0.015。原狀土浸水后膨脹量很小(＜2％)，但失水后收縮劇烈，原狀土體積收縮率25％，而擾動土可達(dá)40％－50％。紅粘土：雖然天然含水量高，孔隙比很大，但卻具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較低的壓縮性生成環(huán)境及其相應(yīng)的組成物質(zhì)和堅固的粒間連結(jié)特性。原因中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程紅粘土呈現(xiàn)高孔隙性首先在于其顆粒組成的高分散性，是粘粒含量特別多和組成這些細(xì)小粘粒的含水鐵鋁硅氧化物在地表高溫條件下很快失水而相互凝聚膠結(jié)，從而較好地保存了它的絮狀結(jié)構(gòu)的結(jié)果。因此，紅粘土有較高的強(qiáng)度，主要是因為這些鐵、鋁、硅氧化物顆粒本身性質(zhì)穩(wěn)定及互相膠結(jié)所造成的。特別是在風(fēng)化后期，有些氧化物的膠體顆粒會變成結(jié)晶的鐵、鋁、硅氧化物，粒間連結(jié)強(qiáng)度大。另外，由于紅粘土顆粒周圍吸附陽離子成分主要為三價鐵和鋁，這些鐵、鋁化的顆粒外圍的結(jié)合水膜很薄，也加強(qiáng)了其粒間的連結(jié)強(qiáng)度。中國科學(xué)院研究生院《工程地質(zhì)學(xué)》碩士課程紅粘扔土的駝高天還然含叢水量語的原村因：顆粒霧高分尿散性討，表陪面能船很大句，吸憤附了淹大量點水分蹤蝶子。紅粘凡土的獄高塑犯限值剖的原黃因：——土剪中孔隙蕩是被強(qiáng)往結(jié)合水其(吸著接水)所特充填，弄而強(qiáng)結(jié)買合水由勿于受土魄顆粒的輩吸附力資很大，罷分子排膽列很密探，具有籠很大的辜粘滯性綠和抗剪住強(qiáng)度?！子捎谄辗植碱嵉貐^(qū)顛環(huán)境漫地表模溫度東高，長分布便在山買坡、墨山嶺餐或坡窮腳地啦勢較羞高地倆段的幫紅粘榜土，壇其地查表水摟和地洽下水犁的排欺泄條榆件好職，使志土的闖天然叼含水槍量也翠只接遲近于告塑限覆，使誰土體樓處于糖堅硬巷或硬濫可塑駁狀態(tài)床。這些紅法粘土的踢組成成兼分及其蔑粒間連策結(jié)和含適水特性晶，也是侍它所以切呈現(xiàn)高糕孔隙性覆和大孔巖性，而拴又不具袋有浸水導(dǎo)濕陷性趣的主要義原因。已有犧資料延分析堅知，喪紅粘鏟土本鍵身的煤物理島力學(xué)界性質(zhì)話指標(biāo)逆又有吧相當(dāng)說大的協(xié)變化諷范圍趟。以攪貴州汗省的煉紅粘嬸土為睡例：天然能含水鋒量25％－88％；天然孔隙比0.殊7－2.傅4；液限36－l25；塑性指位數(shù)18－75；液性鐮指數(shù)0.4走5－1.4；內(nèi)摩擦炊角2－31度，內(nèi)拴聚力10－14撐0k縮慧Pa，變形脫模量4－36M堅Pa。其物理力估學(xué)性質(zhì)房誠變化如欄此之大，承載受力自然礙會有顯擇著的差毀別。貌泳似均勻緩的紅粘羨土，其朵工程性詞能的變枝化卻十萬分復(fù)雜歌，這也補(bǔ)是紅粘仆土的一謊個重要類特點。紅粘土墊的物理扔力學(xué)性儉質(zhì)變化得范圍及攜其規(guī)律間性中國劇科學(xué)都院研蟻究生得院《微工程橡地質(zhì)充學(xué)》青碩士貴課程1）在踩深度方妄向，隨形著深度調(diào)的加大勉，其天來然含水炒量、孔擾隙比和臟壓縮性岔都有較蔬大的增摩高，狀堵態(tài)由堅己硬、硬紋塑可變脈為可塑添、軟塑你以至流湊塑狀態(tài)套，因而泄強(qiáng)度則械大幅度伸降低。沙1m處巧的內(nèi)聚臂力為1那90k有Pa，炊到11息m則降狠為9k仇Pa，愚只及1資m處的展1／2鹽0。上硬標(biāo)下軟它。2）鍵在水甘平方漠向，曾隨著金地形延地貌脂及下志伏基每巖的炮起伏愁變化萌，紅抹粘土袖的物削理力煩學(xué)指母標(biāo)也族有明畏顯的缸差別陪。在天地勢萄較高屈的部井位，送由于騙排水惠條件浴好，輪其天候然含向水量水、孔爪隙比陶和壓聚縮性撤均較誼低，輸強(qiáng)度多較高歪，而界地勢比較低叼處則膚相反巧。在嶺地勢證低洼御地帶菌，由感于經(jīng)阿常積表水，旅即使盒上部腐土層廢，其尤強(qiáng)度涌也大酷為降掩低。水平葛各向劃異性冒。中國科賀學(xué)院研瓦究生院報《工程湯地質(zhì)學(xué)卡》碩士朝課程紅粘土白物理力孤學(xué)特征丈在空間梳上的變霧化規(guī)律由于探紅粘甜土中覽細(xì)粒汁粘土沸礦物乘含量惑高，車且主近要是捐以高嶺石掘、伊利筆石（少量瓜的蒙脫軍石、綠弟泥石和者水鋁英債石）為脂主，塑順性強(qiáng)，膨脹拌特性表現(xiàn)翠很弱君或不亮明顯忠。但是，帝紅粘土失水收扔縮的特站性最明顯腦。中國科鈴學(xué)院研遇究生院柴《工程孤地質(zhì)學(xué)液》碩士嘆課程紅粘土榜的脹縮靠特性紅粘鉆土失迫水收感縮性樓而發(fā)授育裂稈隙也家是紅謙粘土可的一壁大特園征。堅硬、作硬可塑浸狀態(tài)的懂紅粘土洞，在近氏地表部塘位或邊紐奉坡地帶董，往往班裂隙發(fā)斗育，土覺體內(nèi)保萬存許多慎光滑的兼裂隙面辭。裂隙鍛對紅今粘土恩強(qiáng)度社和穩(wěn)足定性肯的影浴響中國洞科學(xué)貢院研育究生群院《船工程預(yù)地質(zhì)抓學(xué)》桃碩士逮課程●確爹定紅殊粘土航地基勝承載飯力的柜幾個桿原則低問題紅粘土煮的主要鐮工程性蛙質(zhì)與評葵價1、乓在確術(shù)定紅勁粘土追地基噸承載煮力時危，要膀隨埋蠶深變體化的騰濕度拜和上躺部結(jié)趁構(gòu)情放況，禁分別黑確定悲。因賭為紅布粘土許物理縫力學(xué)串特性引變化披范圍往很大吉，即族使同呈一成光因和泊埋藏悉條件階下的雖、紅定粘土亂的地感基承鴉載力戚也有喝所不腥同。2、此為了漆有效蔑地利走用紅辱粘土霞作為豈天然矮地基蔑，針狐對其峽強(qiáng)度演具有聞隨深認(rèn)度遞局減的授特征屑，基撐礎(chǔ)宜喚盡量豈淺埋朗，把菌土層鐘堅硬綢或硬帳可塑合狀態(tài)龍的土屑層作責(zé)為地?fù)Щ牟汲至χ袑?，伯既可頌充分秤利用縫表層葬紅粘蜘土的逢承載蜻能力氧，又以可節(jié)滴約基滑礎(chǔ)材腿料，丘便于胃施工坊。中國貿(mào)科學(xué)樂院研歪究生蹤蝶院《唉工程木地質(zhì)魄學(xué)》垮碩士也課程3、紅衣粘土一丈般強(qiáng)度皂高，壓滾縮性低鈔，對于驕一般建援筑物，桃地基承遍載力往險往由地屠基強(qiáng)度鏈控制，荷不考慮霧地基變搏形。但由于濱同一建災(zāi)筑地基訂上各部容分紅粘摘土厚度東和性質(zhì)縱很不均露勻，從而發(fā)形成過遼大的差異沉慰降，往往丘是天然暢地基上第建筑物塊產(chǎn)生裂縫的主惜要原護(hù)因。此時界，按變形計王算地基對于抽合理干地利罩用地稅基強(qiáng)丟度，鋸正確圍反映扣上部應(yīng)結(jié)構(gòu)段及使趕用要杰求具梳有特廟別重瀉要的錘意義具。同時，走還須根瞇據(jù)地基談、基礎(chǔ)羞與上部綠結(jié)構(gòu)共稈同作用蛾原理，攝適當(dāng)配洗合以加厚強(qiáng)上部飯結(jié)構(gòu)剛梅度的措皇施，提咽高建筑探物對不壞均勻沉浪降的適虧應(yīng)能力餅。中國屠科學(xué)斷院研蠻究生嚇院《首工程吐地質(zhì)促學(xué)》其碩士殺課程4、無率論按強(qiáng)厭度還是油按變形恭考慮地還基承載授力，必廣須考慮漲紅粘土駁物理力院學(xué)性質(zhì)吵指標(biāo)的窯垂直向憂變化，屆劃分土智質(zhì)單元襲，分層躲統(tǒng)計、竊確定設(shè)占計參數(shù)急，按多殺層地基開進(jìn)行計吃算。中國科圣學(xué)院研替究生院俊《工程鄭地質(zhì)學(xué)蠟》碩士宅課程關(guān)于瘡紅粘淘土地址基承目載力濕的確擋定方膚法，親一般熄有：用地披基規(guī)姜范通搞過一拔定的膛物理匹指標(biāo)王查表抬；通過載紗荷試驗古；通過室存內(nèi)或野察外剪切撒試驗測督定紅粘糖土的抗磨剪強(qiáng)度臉指標(biāo)，掛用強(qiáng)度汁公式計刪算；按變形程計算及姓利用已絞有力學(xué)畜指標(biāo)同量物理指層標(biāo)之間墓的相關(guān)隊分析資仁料或參憲考當(dāng)?shù)鼐€和附近建