特殊土工程地質(zhì)石經(jīng)院碩士研究生課程特殊土工程地質(zhì)石經(jīng)院碩士研究生課程1指導(dǎo)思想：

總的說來，特殊土比較寬泛、其性質(zhì)研究方法多種多樣，沒有統(tǒng)一的規(guī)律。重點講1、2種特殊土的性質(zhì)和處理方法，不求全。任務(wù)：1、特殊土的基本礦物組成及其特點、巖土結(jié)構(gòu)特點(深入)2、特殊土的物理化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)(深入)3、評價和處理方法4、學(xué)習(xí)一種處理方法，計算技能概述指導(dǎo)思想：概述2黏土礦物：

1、蒙脫石的晶體構(gòu)造，單位晶層間存在多少種形式的水分子，在什么條件下含有3個、2個水分子？2、天然土往往是Ca質(zhì)蒙脫石，什么是Ca質(zhì)蒙脫石？3、伊利石與蒙脫石的結(jié)構(gòu)相似，為何有不同的水理性質(zhì)？4、了解：從結(jié)構(gòu)形式或水理特性分析，海綠石、綠磷石可劃分為伊利石類。5、敘述高嶺石和綠泥石的晶體構(gòu)造？概述黏土礦物：概述3微結(jié)構(gòu)：

1、微結(jié)構(gòu)特征分類及其與巖土性質(zhì)的聯(lián)系？2、定向排列結(jié)構(gòu)的特點？3、紊流結(jié)構(gòu)特點？4、粒狀堆疊結(jié)構(gòu)和粒狀架空結(jié)構(gòu)特點？5、膠粘式結(jié)構(gòu)特點？概述微結(jié)構(gòu)：概述4特殊土的概念

我國幅員廣大，地質(zhì)條件復(fù)雜，分布土類繁多，工程性質(zhì)各異。有些土類，由于地理環(huán)境、氣候條件、地質(zhì)成因、物質(zhì)成分及次生變化等原因而各具有與一般土類顯著不同的特殊工程性質(zhì)，當(dāng)其作為建筑場地、地基及建筑環(huán)境時，如果不注意這些特點，并采取相應(yīng)的治理措施，就會造成工程事故。

概述特殊土的概念概述5特殊土的概念特殊性土——具有一定分布區(qū)域或工程意義上具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土稱概述黃土－西北、華北等干旱、半干旱氣候區(qū)紅粘土－西南亞熱帶濕熱氣候區(qū)軟土（包括淤泥和淤泥質(zhì)土）凍土－膨脹土－南方和中南地區(qū)鹽漬土

混合土填土污染土根據(jù)工程特性特殊土的概念概述黃土6軟土－指在水流緩慢的環(huán)境中沉積，有微生物參與作用，富含有機(jī)質(zhì)，天然含水量大，孔隙比、壓縮性高，承載力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的粘性土。一、軟土－淤泥土軟土－指在水流緩慢的環(huán)境中沉積，有微生物參與作用，富含有機(jī)質(zhì)7一、軟土－淤泥土一、軟土－淤泥土8分類

（1）按軟土的形成環(huán)境分

1）沿海軟土瀉湖相沉積、溺谷相沉積、濱海相沉積、三角洲相沉積2）內(nèi)陸軟土湖相沉積、河漫灘相沉積、牛軛湖相沉積、山區(qū)谷地沉積

（2）按有機(jī)質(zhì)含量分類有機(jī)質(zhì)含量<5%無機(jī)質(zhì)5~10%有機(jī)質(zhì)土10~60%泥炭質(zhì)土>60%泥炭（3）按天然含水量和孔隙比分淤泥淤泥質(zhì)土分類9軟土組成及結(jié)構(gòu)特征

1）顏色多為灰綠、灰黑色，手摸有滑膩感，能染指，有機(jī)質(zhì)含量高時，有腥臭味2）粒度成分主要為粘粒及粉粒，粘粒含量高達(dá)60％~70％3）礦物成分，除粉粒中的石英、長石、云母外，粘粒中的粘土礦物主要是伊利石，高嶺石次之。此外軟土中常有一定量的有機(jī)質(zhì)，可高達(dá)8％~9％4）軟土具有典型的海綿狀或蜂窩狀結(jié)構(gòu)，是造成軟土孔隙比大、含水量高、透水性小、壓縮性大、強(qiáng)度低主要原因之一5）軟土常具有層理構(gòu)造，軟土和薄層的粉砂、泥炭層等相互交替沉積、或呈透鏡體相間形成性質(zhì)復(fù)雜的土體。一、軟土－淤泥土軟土組成及結(jié)構(gòu)特征一、軟土－淤泥土101、高孔隙比孔隙比常見值為1.0～2.0；2、飽水、天然含水率大于液限液限一般為40％～60％;飽和度一般>90％;天然含水率多為50～70％。未擾動時，處于軟塑狀態(tài)，一經(jīng)擾動，結(jié)構(gòu)破壞，處于流動狀態(tài)。3、透水性極弱：一般垂直方向的滲透系數(shù)較水平方向小。4、高壓縮性：a1~2一般為0.7～1.5Mpa－1，且隨天然含水率的增大而增大。二、工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點1、高孔隙比二、工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點115、抗剪強(qiáng)度很低，且與加荷速度和排水固結(jié)條件有關(guān)不排水：三軸快剪,0o左右；直剪，2o～5o，c＝0.02Mpa；在排水條件下，抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)程度提高而增大，固結(jié)快剪的10o～15o，c＝0.02Mpa。6、較顯著的觸變性和蠕變性二、工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點5、抗剪強(qiáng)度很低，且與加荷速度和排水固結(jié)條件有關(guān)二、工程地質(zhì)12工程特性：263頁二、工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點工程特性：二、工程地質(zhì)性質(zhì)的基本特點13三、軟土地基指壓縮層主要由淤泥及淤泥質(zhì)土、吹填土、雜填土或其他高壓縮性土組成的地基。軟土地基引發(fā)諸多問題===路堤的失穩(wěn)、橋頭跳車等在軟土地基上修筑路堤，特別是橋頭引道，如不采取有效的加固措施，就會產(chǎn)生不同程度的坍滑或沉陷，導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用即所說的橋頭跳車。三、軟土地基指壓縮層主要由淤泥及淤泥質(zhì)土、吹填土、雜填土或其14特殊土的工程地質(zhì)性質(zhì)-軟土ppt課件15軟土地基引發(fā)諸多問題一般地，除要確保新填筑路基的密實度以減少沉降外，包括原地面的地基總沉降必須達(dá)到基本穩(wěn)定，沉降量大致達(dá)到總沉降量的80%以上時，才容許鋪路面。軟土地基沉降嚴(yán)重時，不僅增加填方數(shù)量，而且沉降或水平位移對臨近填土的橋臺、擋土墻、涵洞，甚至對四周的住宅、農(nóng)田以及路線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都會產(chǎn)生很大的影響。軟土地基引發(fā)諸多問題一般地，除要確保新填筑路基的密實度以減少16軟土路基軟土路基17四、軟土地基的工程評價1、軟土地基承載力的評價用原位測試方法來確定地基承載力－靜載荷試驗、十字板剪切試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、旁壓試驗和扁鏟側(cè)漲試驗優(yōu)點：減少土的結(jié)構(gòu)擾動、保持原始應(yīng)力狀態(tài)四、軟土地基的工程評價1、軟土地基承載力的評價181、軟土地基承載力的評價用理論公式來確定地基承載力建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范：由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力特征值基底下1倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值與有關(guān)的承載力系數(shù)，查表基底上土的加權(quán)重度四、軟土地基的工程評價1、軟土地基承載力的評價地基承載力特征值基底下1倍短邊寬深度191、軟土地基承載力的評價用理論公式來確定地基承載力按臨塑荷載的理論公式確定基礎(chǔ)埋深基底以上土的加權(quán)平均重度由不排水剪切試驗確定的粘聚力四、軟土地基的工程評價1、軟土地基承載力的評價基礎(chǔ)埋深基底以上土的加權(quán)平均重度由不201、軟土地基承載力的評價用理論公式來確定地基承載力按極限荷載的理論公式確定基礎(chǔ)埋深基底以上土的加權(quán)平均重度由不排水剪切試驗確定的粘聚力方形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)得到極限荷載后/安全系數(shù)3四、軟土地基的工程評價1、軟土地基承載力的評價基礎(chǔ)埋深基底以上土的加權(quán)平均重度由不211、軟土地基承載力的評價用工程地質(zhì)類比法來確定地基承載力－當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗2、軟土地基變形的評價用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002來確定地變形四、軟土地基的工程評價1、軟土地基承載力的評價2、軟土地基變形的評價四、軟土地基的222、軟土地基變形的評價用Skempton-Bjerrum來確定地基沉降，對于正常固結(jié)土四、軟土地基的工程評價2、軟土地基變形的評價四、軟土地基的工程評價232、軟土地基變形的評價用考慮應(yīng)力歷史的地基沉降計算方法來確定地變形，對于正常固結(jié)土四、軟土地基的工程評價2、軟土地基變形的評價四、軟土地基的工程評價243、軟土地基穩(wěn)定性的評價當(dāng)建筑物建在池塘、河岸等邊坡較近時，應(yīng)評價地基穩(wěn)定性，可用條分法進(jìn)行評價。當(dāng)?shù)鼗南屡P層為基巖或硬土層且表面傾斜時，應(yīng)分析地基的穩(wěn)定性。當(dāng)軟弱土層之下分布承壓水時，應(yīng)分析承壓水頭對軟土地基穩(wěn)定性影響四、軟土地基的工程評價承壓水層上覆土層厚度3、軟土地基穩(wěn)定性的評價四、軟土地基的工程評價承壓水層上覆土251、排水固結(jié)法概念：建筑物建造前，利用地基排水固結(jié)的特性，對建筑物地基進(jìn)行加荷預(yù)壓，使土體提前完成固結(jié)沉降，增加地基強(qiáng)度的一種軟土處理措施。適用：處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土，方法包括：五、軟土地基的處理技術(shù)堆載預(yù)壓法真空預(yù)壓法降水預(yù)壓法電滲排水法聯(lián)合加壓法1、排水固結(jié)法五、軟土地基的處理技術(shù)堆載預(yù)壓法26堆載預(yù)壓法原理：e－p曲線，

f－P曲線

過程：先在地基中設(shè)置砂井、塑料排水帶等豎向排水體，然后利用建筑物本身質(zhì)量分級逐漸加載，或在建造前，在場地加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，土層逐漸固結(jié)。設(shè)計要點：(1)排水豎井，井徑－五、軟土地基的處理技術(shù)堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)27特殊土的工程地質(zhì)性質(zhì)-軟土ppt課件28特殊土的工程地質(zhì)性質(zhì)-軟土ppt課件29堆載預(yù)壓法設(shè)計要點：(1)排水豎井井徑－普通300－500mm，袋樁砂井70－120mm，塑料排水袋，可按下式計算：五、軟土地基的處理技術(shù)平面布置：等邊三角形或正方形布置。有效排水直徑與間距的關(guān)系為：井徑比確定堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)平面布置：等邊三角形或正方30堆載預(yù)壓法設(shè)計要點：(1)排水豎井五、軟土地基的處理技術(shù)井距：間距可按井徑比n選用，據(jù)工程實踐，塑料排水帶或袋裝砂井n=15~22，普通砂井，n=6~8。井深：根據(jù)建筑物對地基的穩(wěn)定性、變形要求和工期確定，一般應(yīng)盡可能的深。砂料：應(yīng)選中粗砂，粘粒含量不應(yīng)大于3%。砂井直徑堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)井距：間距可按井徑比n選用31堆載預(yù)壓法設(shè)計要點：(2)預(yù)壓荷載五、軟土地基的處理技術(shù)范圍：大于或等于建筑物基礎(chǔ)外緣所包圍的范圍。大?。簩Τ两涤袊?yán)格限制的建筑，應(yīng)采用超載預(yù)壓處理，超載量大小根據(jù)預(yù)壓時間內(nèi)要求完成的變形量通過計算確定，并應(yīng)使預(yù)壓荷載下受壓土層各點的有效豎向應(yīng)力大于附加應(yīng)力。加荷速率：根據(jù)地基土的強(qiáng)度來確定。預(yù)壓時間：當(dāng)排水豎井底面以下受壓土層經(jīng)預(yù)壓完成的變形和平均固結(jié)度符合設(shè)計要求時。堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)范圍：大于或等于建筑物基礎(chǔ)32堆載預(yù)壓法設(shè)計要點：(3)地基固結(jié)度五、軟土地基的處理技術(shù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002，在一級或多級等速加載條件下，當(dāng)固結(jié)時間為t時，時間單位d，第i級荷載的加載速率；Ti、Ti－1分別為第i級荷載加載的起始和終止時間，當(dāng)計算第i級加載過程中某時間的固結(jié)度時，改為t；、為參數(shù)。堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ33五、軟土地基的處理技術(shù)條件參數(shù)豎向排水固結(jié)>30%向內(nèi)徑向排水固結(jié)豎向和向內(nèi)徑向排水固結(jié)（豎井穿透受壓土層）1ch徑向排水固結(jié)系數(shù)，cv豎向排水固結(jié)系數(shù)cm2/s；H為土層豎向排水距離，雙面排水時為土層厚度的一半，單面時為土層厚度；為雙面排水土層或固結(jié)應(yīng)力均勻分布的單面排水土層平均固結(jié)度五、軟土地基的處理技術(shù)條件豎向排水固結(jié)向34五、軟土地基的處理技術(shù)在瞬時加載條件下，考慮井阻和涂抹影響時，豎井地基徑向排水平均固結(jié)度可按下式計算kh為天然土層水平滲透系數(shù)，cm/s；ks為涂抹區(qū)土的水平向滲透系數(shù)，可取(1/5~1/3)kh，cm/s；s為涂抹區(qū)直徑與豎井直徑比值，取2~3，中靈敏取低值，高取高值；L為豎井深度，cm；qw為豎井縱向通水量，為單位水力梯度下單位時間的排水量，cm3/s。砂料滲透系數(shù)五、軟土地基的處理技術(shù)在瞬時加載條件下，考慮井阻和涂抹影響時35堆載預(yù)壓法設(shè)計要點：(4)地基土抗剪強(qiáng)度五、軟土地基的處理技術(shù)對正常固結(jié)飽和黏性土，某一時間的抗剪強(qiáng)度，可按下式計算，地基土的天然抗剪強(qiáng)度預(yù)壓荷載引起的該點的豎向附加應(yīng)力該點的固結(jié)度堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)對正常固結(jié)飽和黏性土，某一36堆載預(yù)壓法設(shè)計要點：(5)地基的豎向變形量五、軟土地基的處理技術(shù)對正常固結(jié)或弱固結(jié)黏性土，預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量sf可按下式計算：自重應(yīng)力多對應(yīng)的孔隙比為第i層土層厚度自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和所對應(yīng)的孔隙比經(jīng)驗系數(shù)，1.1~1.4荷載較大、較軟弱時取較大值變形計算時，受壓層的計算深度可用應(yīng)力比法確定，即取為附加應(yīng)力與土的自重應(yīng)力的比值為0.1的深度堆載預(yù)壓法五、軟土地基的處理技術(shù)對正常固結(jié)或弱固結(jié)黏性土，