
土木工程中常见的 , 土壤地质问题 , 你都知道哪些!黄土湿陷性地基
一、黄土的特征和分布
黄土是第四纪沉积物 , 具有一系列内部物质组成和外部特征 , 不同于同时期的其他沉积物 。
黄土具有以下所有特征:
1.颜色以黄色、棕黄色为主 , 有时呈灰黄色;
2.颗粒的成分主要是粉末颗粒 , 含量一般在60%以上 , 几乎没有大于0.25mm的颗粒;
3.孔隙率比较大 , 一般在1.0左右;
4.富含碳酸钙盐;
5.垂直接缝的发展;
6.一般有宏观大孔隙 。
当这些特征中的一个或多个缺失时 , 称为黄土状土 。
黄土的分类
黄土按其成因分为原生(或典型)黄土和次生黄土 。 一般来说 , 没有层理的风成黄土被认为是原生黄土 。 由原生黄土经流水冲刷、搬运、再沉积而形成的具有层理和较多砂粒甚至细粒的黄土称为次生黄土 。
二、黄土湿陷的原因及影响因素
对黄土湿陷原因和机理的不同争论可归纳为内因和外因 。 内因主要是由于土壤本身的物质成分(颗粒成分、矿物成分和化学成分)及其结构 , 外因则是水和压力的作用 。
1.毛细血管假说
太沙基指出 , 当潮湿沙土中不连续的水分在颗粒接触点积累时 , 相邻颗粒孔隙中水和空气界面的表面张力将土壤颗粒拉在一起 。 在土壤中浸泡后 , 表面张力消失 , 因此沙子坍塌 。 有学者曾用这种观点解释黄土的湿陷性 , 后来遭到反对 。 J.G.Dudley认为毛细压力是黄土中形成细粉粘附和絮凝粘粒粘附的重要因素 。 毛细现象在黄土中是存在的 , 但将其作为湿陷的主要原因值得商榷 。 常宝琦用风干的扰动土样制作标本 。 虽然毛细通道被破坏 , 弯月面效应被消除 , 但仍有很大的溃散性 。
2.溶解盐假说
黄土中含有大量的可溶性盐 。 当黄土含水量较低时 , 可溶性盐以微晶状态附着在颗粒表面 , 起到一定的胶结作用 。 这种胶结是黄土加筋粘结力的一部分 。 被水浸泡后 , 可溶性盐溶解 , 这部分强度丧失 , 产生湿陷性 。
我国湿陷性黄土中可溶性盐含量较低 , 不是增强凝聚力的主要部分 。 虽然不溶性盐含量高 , 但溶解慢 。 因此 , 认为可溶性盐的溶解不是引起湿陷的主要原因 。
3.胶体缺乏理论
认为黄土的湿陷性是小于0.05mm颗粒和小于10%颗粒的土的固有性质 , 缺少胶体部分 。 如果有大量的胶体 , 膨胀可以防止溃散 。 朱海之认为黄土在粘粒含量大于15-20%时没有湿陷性 , 但他发现兰州西盆地北岸二级阶地黄土粘粒含量大于30% , 但湿陷性较强 。
4.水膜楔入理论
低含水量黄土细颗粒表面的结合水膜一般很薄 , 溶解于其中的阴阳离子静电引力强 , 将表面带负电荷的粘粒连接起来 , 形成一定的粘结强度 。 当水进入土体时 , 结合水膜变厚 , 将牢固连接的颗粒像楔子一样分开 , 使土颗粒表面膨胀 , 体积增大 , 重力减弱 , 粘结强度降低 , 从而引起湿陷性 。 膜楔理论可以更好地解释黄土一进水就会湿陷的现象 。 但不足以解释各种复杂的湿陷性 。
【土木工程中常见的,土壤地质问题,你都知道哪些!】5.欠压密度理论
黄土是在干旱或半干旱气候下形成的 。 在风成黄土沉积过程中 , 地表受到大气降水的影响 。 在干燥少雨的条件下 , 大气降水湿带的厚度往往小于蒸发带的厚度 。 在降水期 , a-a线以上的土层含水量高 , 处于最佳压实状态 , 但由于土层薄 , 自重压力低 , 不能有效压实 。 随着黄土不断堆积 , a-a线增加 。 在新a-a线和b-b线之间的土层中 , 大气降水无法对其产生影响 , 但蒸发过程仍在继续 。 由于水的减少 , 盐的沉淀 , 胶体的凝聚 , 产生了钢筋的粘结力 。
虽然上覆土层的压力增大 , 但不足以克服土体中形成的加筋粘结力 , 所以欠密 。 如此循环 , 使得堆积的负压密实土层越来越厚 。 一旦水浸入较深 , 钢筋的粘结力消失 , 导致湿陷 。 降水量少、干旱期长时 , 欠密土层程度大 , 欠密土层厚 。 相反 , 黄土的欠密程度较弱 , 形成的欠密土层也较薄 。 负压理论很容易解释为什么中国的黄土西北湿陷性强 , 东南湿陷性弱 。
三.湿陷性黄土地基的处理
处理湿陷性黄土地基的方法很多 。 在不同地区 , 应根据不同的土质和不同的结构采用不同的方法进行地基处理 。 勘察阶段 , 经过现场取样和试验数据分析 , 确定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土 , 以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级和类别 。 通过经济分析比较 , 综合考虑工艺环境、建设工期等诸多因素 。 最后选择最合适的地基处理方法 , 经过优化设计 , 保证处理后的地基有足够的承载力和变形条件 。
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