第一節(jié) 濕陷性黃土課件

第七章特殊土地基第一節(jié)濕陷性黃土第一節(jié)濕陷性黃土第一節(jié)濕陷性黃土一、黃土及其分布黃土是在第四紀(jì)形成的一種特殊的陸相疏松堆積物顆粒成份以粉粒為主，顏色一般呈黃色或褐黃色。世界范圍內(nèi)的分布面積大約有1300萬平方公里

，集中在干旱和半干旱地區(qū)。黃土在我國(guó)分布廣泛，分布面積大約有63萬平方公里，其中具有濕陷性的約為27萬平方公里。黃土按成因分為：原生黃土和次生黃土。第一節(jié)濕陷性黃土由風(fēng)力堆積，又未經(jīng)次生撓動(dòng)，不具層理的為原生黃土。由風(fēng)力以外的其他原因而成，常具有層理或礫石、砂類層，稱為次生黃土。黃土在一定壓力下受水浸濕后，結(jié)構(gòu)迅速破壞，這種性能稱為濕陷性。濕陷性是黃土獨(dú)特的工程地質(zhì)性質(zhì)。第一節(jié)濕陷性黃土第一節(jié)濕陷性黃土我國(guó)現(xiàn)行《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》將中國(guó)濕陷性黃土工程地質(zhì)分為七區(qū)（其中又細(xì)分為十二個(gè)亞區(qū)），這七個(gè)區(qū)是：Ⅰ—隴西地區(qū)，Ⅱ—隴東-陜北-晉西地區(qū)，Ⅲ—關(guān)中地區(qū)，Ⅳ—山西-冀北地區(qū)，Ⅴ—河南地區(qū)，Ⅵ—冀魯?shù)貐^(qū)，Ⅶ—邊緣地區(qū)，規(guī)范并同時(shí)列出了各區(qū)和亞區(qū)濕陷性黃土的物理性質(zhì)指標(biāo)和特征描述（見所附的中國(guó)濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)略圖及附表）。第一節(jié)濕陷性黃土二、黃土地層的劃分我國(guó)黃土的形成經(jīng)歷了地質(zhì)時(shí)代中的整個(gè)第四紀(jì)時(shí)期，按形成的年代可分為老黃土和新黃土。年代黃土名稱成因備注全新世Q4近期—新黃土新近堆積黃土次生黃土以水成為主一般有濕陷性，常具有高壓縮性早期—一般濕陷性黃土一般具有濕陷性晚更新世Q3馬蘭黃土老黃土原生黃土風(fēng)成為主中更新世Q2離石黃土非濕陷性黃土一般無濕陷性早更新世Q1午城黃土第一節(jié)濕陷性黃土三、濕陷性黃土組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造1．顆粒組成及礦物成分濕陷性黃土的顆粒組成以粉土顆粒為主，一般占總質(zhì)量的60%以上。而粉土中又以0.01～0.05mm的粗粉粒為多，小于0.005mm的粘粒含量較少，大于0.1mm的細(xì)砂顆粒含量在5%以內(nèi)，大于0.25mm的中砂以上的顆粒則很少見到。此外黃土中還含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物等可溶鹽類。第一節(jié)濕陷性黃土黃土中粗顆粒的主要礦物成分是石英和長(zhǎng)石，粘土顆粒的主要成分是中等親水性的伊里石，以及一些水溶性鹽類物質(zhì)，這些鹽類物質(zhì)呈固態(tài)或半固態(tài)分布在各種顆粒的表面。粒徑地區(qū)砂粒>0.05粉粒0.05~0.005粘粒<0.005隴西陜北關(guān)中山西豫西20～2916～2711～2517～2511～1858～7259～7452～6455～6553～668～1412～2219～2418～2019～26總體11～2952～748～26第一節(jié)濕陷性黃土2．黃土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造形成初期，季節(jié)性的少量雨水把松散的粉粒粘聚起來，而長(zhǎng)期的干旱使水分不斷蒸發(fā)，于是少量的水分以及溶于水中的鹽類都集中到較粗顆粒的表面和接觸點(diǎn)處，可溶鹽逐漸濃縮沉淀而成為膠結(jié)物，形成以粗粉粒為主體骨架的蜂窩狀大孔隙結(jié)構(gòu)第一節(jié)濕陷性黃土黃土結(jié)構(gòu)示意圖

第一節(jié)濕陷性黃土由于黃土是在干旱半干旱的氣候條件下形成的，隨著干旱季節(jié)的來臨，黃土因失去大量水分而體積收縮，在土體中形成許多豎向裂隙，使黃土具有了柱狀構(gòu)造。雨季來臨，大氣降水將黃土中的水溶性鹽類物質(zhì)溶解并沿著土中的孔隙下滲，干旱季節(jié)來臨時(shí)土中的水分蒸發(fā)逃逸，溶解的鹽類物質(zhì)在水分蒸發(fā)的同時(shí)于下滲線附近重新結(jié)晶并殘存下來。第一節(jié)濕陷性黃土年復(fù)一年的淋濾使地表的土體因失去大量碳酸鈣類可溶鹽物質(zhì)而逐漸變紅（不溶性的鐵、鋁等元素含量相對(duì)增加的結(jié)果），并使以碳酸鈣為主的可溶性鹽類物質(zhì)在下滲線不斷富集并形成鈣質(zhì)結(jié)核。淋濾時(shí)間更長(zhǎng)時(shí)就會(huì)在黃土中形成鈣質(zhì)結(jié)核層。結(jié)核構(gòu)造是黃土的一個(gè)重要構(gòu)造特征第一節(jié)濕陷性黃土四、黃土的濕陷原因和影響因素

黃土發(fā)生濕陷的內(nèi)在原因是黃土的結(jié)構(gòu)特征和其物質(zhì)成分，外在的條件為水的浸濕。隨著含水量的減少土粒彼此靠近，顆粒間的分子引力以及結(jié)合水和毛細(xì)水的聯(lián)結(jié)力逐漸加大。這些因素都增強(qiáng)了土粒之間抵抗滑移的能力，阻止了土體在自重壓密，從而形成以粗顆粒為主體骨架的多孔隙結(jié)構(gòu)。第一節(jié)濕陷性黃土由于膠結(jié)物的凝聚和結(jié)晶作用、共用結(jié)合水的聯(lián)結(jié)作用以及毛細(xì)作用、負(fù)孔隙水壓力作用等，使黃土地基表現(xiàn)出較高的強(qiáng)度和抵抗壓縮變形的能力。當(dāng)黃土受水浸濕或在一定外部壓力作用下受水浸濕時(shí)，結(jié)合水膜增厚并楔入顆粒之間，于是結(jié)合水聯(lián)系減弱，鹽類溶于水中，各種膠結(jié)物軟化，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低或失效，黃土的骨架強(qiáng)度降低，土體在上覆土層的自重壓力或在自重壓力與附加壓力共同作用下，其結(jié)構(gòu)迅速破壞，大孔隙塌陷，導(dǎo)致黃土地基附加的濕陷變形。這就是黃土產(chǎn)生濕陷現(xiàn)象的內(nèi)在過程。第一節(jié)濕陷性黃土濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩種。前者是指在上覆土自重壓力下受水浸濕發(fā)生濕陷的濕陷性黃土地基；后者是指只有在大于上覆土自重壓力下受水浸濕后才會(huì)發(fā)生濕陷的濕陷性黃土地基。第一節(jié)濕陷性黃土五、濕陷性黃土地基的評(píng)價(jià)

多用室內(nèi)浸水側(cè)限壓縮試驗(yàn)。1、濕陷系數(shù)：濕陷系數(shù)反映了黃土對(duì)水的敏感程度。時(shí),定為非濕陷性黃土。時(shí),定為濕陷性黃土。《黃土規(guī)范》規(guī)定，計(jì)算時(shí)壓力p從基礎(chǔ)底面（初堪時(shí)從地面下1.5米）算起。到其下10米內(nèi)土層為200KPa，10米以下至非失陷性土層頂面應(yīng)用上覆土的飽和自重壓力（大于300用300）。第一節(jié)濕陷性黃土如基底壓力大于300時(shí)，仍用實(shí)際壓力判別黃土的失陷性。2、濕陷起始?jí)毫褪萜鹗己侩p線法測(cè)定濕陷起始?jí)毫?/p>

第一節(jié)濕陷性黃土黃土的濕陷量與所受壓力有關(guān)，存在一個(gè)壓力界限，壓力低于這個(gè)數(shù)值，黃土浸水也不會(huì)濕陷，這個(gè)壓力為濕陷其始?jí)毫?。曲線上取所對(duì)應(yīng)的壓力作為濕陷其始?jí)毫Α｜S土的濕陷其始含水量在外荷載或自重作用下，受水浸濕開始出現(xiàn)濕陷現(xiàn)象時(shí)的最低含水量。第一節(jié)濕陷性黃土3、濕陷類型和失陷等級(jí)自重濕陷量的計(jì)算公式為：當(dāng)時(shí)應(yīng)定為非自重濕陷性黃土。當(dāng)時(shí)應(yīng)定為自重濕陷性黃土。

－－因地區(qū)土質(zhì)而異的修正系數(shù)。第一節(jié)濕陷性黃土－－表示第I層土層的飽和自重壓力下的濕陷系數(shù)，－－加壓至土層的飽和自重壓力下時(shí)，下沉穩(wěn)定后的試樣高度。－－浸水飽和后土樣下沉后的高度。n－－計(jì)算厚度內(nèi)濕陷土層的數(shù)目，從天然地面算起（挖、填方較大時(shí)從設(shè)計(jì)地面算起），其中的土層不計(jì)。第一節(jié)濕陷性黃土濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí)，應(yīng)根據(jù)基底下各土層累計(jì)的總濕陷量和自重濕陷量的大小來確定?？倽裣萘靠砂聪率接?jì)算：---考慮黃土地基側(cè)向擠出和浸水幾率等因素的修正系數(shù)。無浸水幾率取0，有浸水幾率，基底下5米深度以內(nèi)可取1.5,基底下5～10m深度內(nèi)，取β＝1，基底下10m以下至非濕陷性黃土層頂面，自重濕陷性黃土場(chǎng)地按。第一節(jié)濕陷性黃土－－第i層土的濕陷系數(shù)和厚度。計(jì)算時(shí)土層厚度自基底（初勘時(shí)從地面下1.5m）算起；對(duì)非自重濕陷性黃土地基，累計(jì)算到其下5m，對(duì)自重濕陷性黃土地基，根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。其中的土層不計(jì)。例題第一節(jié)濕陷性黃土 濕陷類型

計(jì)算自重濕陷量△zs(mm)總濕陷量△s（mm）非自重濕陷性場(chǎng)地自重濕陷性場(chǎng)地△zs≤7070＜△zs≤350△zs＞350

△s≤300Ⅰ（輕微）Ⅱ（中等）—300＜△s≤700Ⅱ（中等）*Ⅱ（中等）或Ⅲ（嚴(yán)重）Ⅲ（嚴(yán)重）△s＞700Ⅱ（中等）Ⅲ（嚴(yán)重）Ⅳ（很嚴(yán)重）濕陷性黃土地基的濕陷等級(jí)第一節(jié)濕陷性黃土六.失陷性黃土地基的勘察和工程措施（一）失陷性黃土地基的勘察1）查明黃土層的厚度和分布，測(cè)定各種物理指標(biāo)。2）研究地形起伏與降水的積累和排瀉情況。3）劃分不同的地貌單元，查明不良地質(zhì)現(xiàn)象。4）調(diào)查訪問，了解情況。5）調(diào)查鄰近已有建筑物的現(xiàn)狀、開裂及損壞情況。第一節(jié)濕陷性黃土（二）地基處理針對(duì)濕陷性問題的主要措施有地基處理、防水與結(jié)構(gòu)措施三類。地基處理的目的是消除黃土的濕陷性，它又可分為全部消除和部分消除兩種。防水措施是為了防止雨水和其它來源的水滲入地基中。結(jié)構(gòu)措施的作用是使建筑物有一定的適應(yīng)變性的能力，在建筑物因地基浸水出現(xiàn)附加的不均勻沉降時(shí)能減輕對(duì)結(jié)構(gòu)的損害。

第一節(jié)濕陷性黃土進(jìn)行地基處理，以部分或全部消除建筑物地基的濕陷性，并達(dá)到減小地基沉降和提高地基承載力的目的。選擇地基處理方法，應(yīng)根據(jù)建筑物的類別和濕陷性黃土的特性，并考慮施工設(shè)備、施工進(jìn)度、材料來源和當(dāng)?shù)丨h(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析比較后確定。第一節(jié)濕陷性黃土濕陷性黃土地基常用的處理方法

第一節(jié)濕陷性黃土黃土地區(qū)采用樁基礎(chǔ)也相當(dāng)普遍，包括鋼筋混凝土預(yù)制樁（打入、靜壓等）或灌注樁（鉆孔、挖孔、擠土成孔等）。（三）防水措施濕陷性黃土產(chǎn)生濕陷必須具備的外部條件是地基土浸水，因此做好建筑物建設(shè)期間的防排水工作并考慮其在使用期間的防水措施無疑也可