文档介绍：特殊土:由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因以及次生变化等原因,使一些土具有一些特殊的成分、结构和性质,这些具有特殊工程性质的土类称为特殊土。特殊土的种类很多,大部分都具有地区特点,故又有区域性特殊土之称。
我国主要的区域性特殊土包括湿陷性黄土、膨胀土、软土、冻土等。
第一节湿陷性黄土地基
湿陷性黄土:黄土的一种,天然黄土在一定的压力作用下,受水浸湿后,土的结果迅速破坏,发生显著的湿陷变形,强度也随之降低的,称为湿陷性黄土。
湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。黄土收水浸湿后,在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称为自重湿陷性黄土。若在自重应力作用下不发生湿陷,而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。
一、黄土的特征和分布
黄土的分布
黄土在世界上分布相当广泛,占全球陆地面积的十分之一,成东西向带状断续地分布在南北半球中纬度的森林草原、草原和荒漠草原地带。
中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家,其范围北起阴山山麓,东北至松辽平原和大、小兴安岭山前,西北至天山、昆仑山山麓,南达长江中、下游流域,面积约63万平方公里。其中以黄土高原地区最为集中,%,一般厚50~200米(甘肃兰州九洲台黄土堆积厚度达到336米),发育了世界上最典型的黄土地貌。我国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原,华北的黄土平原是世界上规模最大的黄土平原。
二、黄土湿陷发生的原因和影响因素
黄土湿陷的原因常由于管道漏水,地面积水,生产和生活用水等渗入地下,或由于降水量较大,灌溉渠和水库的泄露或回水使地下水位上升等原因而引起。但收水浸湿只是湿陷发生所必须的外界条件,而黄土的结构特征及物质成分湿产生湿陷性的内在原因。
影响因素:
1、干旱或半干旱的气候是黄土形成的必要条件。
2、黄土受水浸湿后,结合水膜增厚进入颗粒之间。
3、黄土中胶结物的多寡和成分,以及颗粒的组成和分布,对黄土的结构特点和湿陷性的增强有着重要的影响。
4、黄土的湿陷性还和孔隙比,含水率以及所受压力的大小有关!
三、黄土湿陷性的判定和地基的评价
(一)黄土湿陷性的判定
黄土湿陷性在国内外都采用湿陷系数s值来判定,湿陷系数s为单位厚度的土层,由于浸水在规定压力下产生的湿陷量,它表示了土样所代表黄土层的湿陷程度。
试验方法:s可通过室内浸水压缩试验测定。把保持天然含水量和结构的黄土土样装入侧限压缩仪内,逐级加压,达到规定试验压力,土样压缩稳定后,进行浸水,使含水量接近饱和,土样又迅速下沉,再次达到稳定,得到浸水后土样高度(如右图7-1),由式(7-1)求得土的湿陷系数s
h0
hp
p p
图7-1 在压力p下浸水压缩曲线
式中:h0——土样的原始高度(m);
hp——土样在无侧向膨胀条件下,在规定试验压力p的作用下,压缩稳定后的高度(m);
——对在压力p作用下的土样进行浸水,到达湿陷稳定后的土样高度(m)。
湿陷性判定:我国《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25-90)按照国内各地经验采用s=,s≥,否则为非湿陷性黄土。湿陷性土层的厚度也是用此界限值确定的。一般认为s<,<s≤,s>。
(7-1)
(二)湿陷性黄土地基湿陷类型的划分
定义:黄土受水浸湿后,在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称自重湿陷性黄土;若在自重应力作用下不发生湿陷,而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。
划分:《湿陷性黄土地区建筑规范》用计算自重湿陷量zs来划分这两种湿陷类型的地基,zs(cm)按下式计算:
(7-2)
式中:0——根据我国建筑经验,因各地区土质而异的修正系数。,陇东、,,其他地区(如山西、河北、河南等);
zsi——第i层地基土样在压力值等于上覆土的饱和(S>85%)自重应力时,试验测定的自重湿陷系数(当饱和自重应力大于300kPa时,仍用300kPa);
hi——地基中第i层土的厚度(m);
n——计算总厚度内土层数。
当zs>7cm时为自重湿陷性黄土地基,zs≤7cm时为非自重湿陷性黄土地基。
用上式计算时,土层总厚度从基底算起,到全部湿陷性黄土层底面为止,其中zs<(属于非自重湿陷性黄土层)不累计在内。
(三)湿陷性黄土地基湿陷等级的判定
定义:湿陷性黄土地基的湿陷等级,即地基土受水浸湿,发生湿陷的程度,可以用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的总和(总湿陷量)来衡量。
《湿陷性黄土地区建筑规范