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（1）定义：
7.3. 红粘土
红粘土是指在亚热带湿热气候条件下， 碳酸盐类岩石及其间所夹的其他岩石，经 红土化作用形成的高塑性粘土。 红粘土一般呈褐红、棕红等颜色，液限 大于50％。 经流水再搬运后仍保留其基本特征，液 限大于45％的坡、洪积粘土，称为次生红 粘土，在相同物理指标情况下，其力学性 能低于红粘土。
• 峰值强度和残余强度
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（3）抗剪强度影响因素
粒度成分和矿物成分 天然含水率 密实度 结构状态 构造特征 受力条件 动荷载
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特殊土
• 分布概况： 在我国，具有一定分布区域和特殊工程意义的 特殊土包括： 沿海及内陆地区各种成因的软土： 主要分布于西北、华北等干旱、半干旱气候区的 黄土； 西南亚热带湿热气候区的红粘土；
主要分布于南方和中南地区的膨胀土；
高纬度、高海拔地区的多年冻土及盐渍土、人工 填土和污染土等。 资源与地球科学学院
软土 （1）定义：
软土：泛指淤泥及淤泥质土，是第四纪后期于沿 海地区的滨海相、泻湖相和三角洲相；内陆平原 或山区的湖相和冲积、洪积和沼泽相等静水或非 常缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形 成的饱和软粘性土。
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(5) 物理力学性质变化范围及其规律性
从各地区已有资料可知，红粘土本身的物理力学性质指 标又有相当大的变化范围，以贵州省的红粘土为例，其天 然含水量的变化范围达 25 ％－ 88％，天然孔隙比 0.7－ 2.4 ， 液限36－l25，塑性指数18－75，液性指数0.45－1.4。内摩 擦角2－31度，内聚力10－140kPa，变形模量4－36MPa。 其物理力学性质变化如此之大，承载力自然会有显著的差 别。貌似均匀的红粘土，其工程性能的变化却十分复杂， 这也是红粘土的一个重要特点。 因此，为了作出正确的工程地质评价，仅仅掌握红粘土 的一般特点是不够的，还必须弄清决定其物理力学性质的 因素，掌握其物理力学指标的变化规律。
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软土地基处理
• 软弱地基地基处理方法分类
机械压实法 强夯法 换土垫层法 预压固结法 挤密法 振冲法 化学加固法 托换技术
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抛石挤淤
适用于排水困难的洼地，而软弱土层易于滑动，厚度又较薄， 表层无硬壳，石料来源充分。
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试验结果：抗剪强度与法向压力
f tg
f c tg
砂土
粘性土
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（2）三轴剪切试验
• 三轴剪切压力室示意图
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三轴压缩仪
又称三轴剪力仪
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抗剪强度指标确定
• 总应力法
• 有效应力法
f c tg
f c tg
土的力学性质
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土的渗透性 （1）砂土的渗透定律——达西定律
在完全饱和的砂土中，水在压力差作用下呈层流运动 （或渗流）时，服从线性渗透定律——达西定律 V
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I
达西定律Darcy’s Law：
H vK KI L
• V——渗流速度； • K——比例系数，称为渗透系数，cm/s或m/d； • I——水力坡度，为水头损失H与渗透路径长 度L之比
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（4）红粘土的一般物理力学特征
a、天然含水量高，一般为40％－60％，高达90％。 b、密度小，天然孔隙比一般为1.4-1.7，最高2.0，具有大孔性。 c、高塑性。液限一般为60％－80％，高达110％；塑限一般为40％ －60％，高达90％；塑性指数一般为20－50。
d 、由于塑限很高，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬 可塑状态，液性指数一般小于0.25。但是其饱和度一般在 90％以上， 因此，甚至坚硬粘土也处于饱水状态。
振沉桩施工示意图
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（1）定义
黄土
黄土和黄土状土(以下统称黄土)
在天然含水量时,呈坚硬或硬塑状态，具
有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，
但遇水浸湿后，有的即使在其自重作用下
也会发生剧烈而大量的沉陷 ( 称为湿陷性 ) ，
强度也随之迅速降低。
而有些地区的黄土却并不发生湿陷
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（2）分布
黄土在我国分布很广，面积约63万km2。其中 湿陷性黄土约占3／4，遍及甘、陕、晋的大部分 地区以及豫、宁、冀等部分地区。此外，新疆和 鲁、辽等地也有局部分布。 由于各地的地理、地质和气候条件的差别，湿 陷性黄土的组成成分、分布地带、沉积厚度、湿 陷特征和物理力学性质也因地而异，其湿陷性由 西北向东南逐渐减弱，厚度变薄。详见《湿陷性 黄土地区建筑规范》GB50025-2004附录A：中国 湿陷性黄土工程地质分区图
1 ei p p Es S e i v hi 1 ei p
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饱和粘土渗透固结 • 饱水土体的压缩是孔隙水（在建筑荷载 下）从孔隙中排出的过程，对渗透性不 强的土体，这种随时间逐渐排水压缩的 过程称为渗透固结。
•
为总应力，
水压力
＝ u
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（1）定义：
7.4. 膨胀土
膨胀土是指含有大量的强亲水性粘土矿物 成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀 缩变形往复可逆的高塑性粘土。它一般强度较 高，压缩性低，易被误认为工程性能较好的土， 但由于具有膨胀和收缩特性，在膨胀土地区进 行工程建筑，如果不采取必要的设计和施工措 施，会导致大批建筑物的开裂和损坏，并往往 造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂等严重的 不稳定因素。
e1 e2 e v tg P2 P1 P
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（3）土的压缩模量
• 土的压缩模量是指在完全侧限条件下竖向应 力增量ΔP与竖向应变εi之比。它与一般材料弹 性模量的不同点是土在压缩试验时侧向不能 膨胀，只产生坚向变形。当压力变化为 ΔP时， 孔隙比的变化为 Δe，土样的变形量为ΔS,则有：
软土的特征：富含有机质，天然含水量大于液限， 天然孔隙比大于或等于1。
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（2）分类：
分类 1 ：当 e>=1.5 时，称淤泥；当 1.5 ＞ e ＞ =1.0 时，称淤泥质土。它是淤泥与一般粘性土的过渡 类型；
分类2：当土中有机质含量[5%，10%]，称有机质 土；当有机质含量[10%，60%]时称泥炭质土；当 有机质含量（ 60%）时，称泥炭。泥炭是未充分 分解的植物遗体堆积而成的一种高有机土，呈深 褐-黑色。其含水量极高，压缩性很大且不均匀， 往往以夹层或透镜体构造存在于一般粘性土或淤 泥质土层中，对工程极为不利。
e、一般呈现较高的强度和较低的压缩性，固结快剪内摩擦角为8。 － 18 。 ，内聚力 40 － 90kPa 。压缩系数 a -1 0.2-0.3=0.1-0.4MPA ，变形模 量10-30MPa，最高可达50MPA，荷载试验比例界限200－300kPa。
f、不具有湿陷性，其湿陷系数0.0004－0.0008《0.015。原状土浸 水后膨胀量很小 (＜ 2％) ，但失水后收缩剧烈，原状土体积收缩率 25％，而扰动土可达40％－50％。
砂井/袋装砂井/塑料排水板排水法
堆载填土 砂垫层 有孔管道网络
砂井/袋装砂井/ 塑料排水板
塑料薄膜
射流泵
真空堆载预压排水法示意图
广泛适用于各类饱和粘土、粉土
有孔管道网络示意图
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挤密法
1.粒料桩
适用于处理松砂、杂填土和粘粒含量不大的普通粘土， 亦能有效防止砂土基地的液化
2.石灰桩
适用于含砂量低，没有滞水砂层的软土
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（2）分布：
红粘土及次生红粘土广泛分布于我国的云贵高 原、四川东部、广西、粤北及鄂西、湘西等地区 的低山、丘陵地带顶部和山间盆地、洼地、缓坡 及坡脚地段。黔、桂、滇等地古溶蚀地面上堆积 的红粘土层，由于基岩起伏变化及风化深度的不 同，造成其厚度变化极不均勾．常见为5－8m， 最薄为0.5m，最厚为20m。在水平方向常见咫尺 之隔，厚度相差达10m之巨。上层中常有石芽、 溶洞或土洞分布其间，给地基勘察、设计工作造 成困难。
爆破挤淤
适用于换填深度超过3m，需要快速施工且允许爆破的场合。 对于稠度较大的软土采用先爆后填，对于稠度小的软土，可以 先填后爆破。
爆空区
挤出区
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排水固结法
砂垫层法
填土 砂垫层 软土层
适用于：a.路堤高度小于两倍极限高度，软土表面无透水性低的硬壳； b.软土层不很厚，或虽稍厚，但具有双面排水条件； c.当地有砂，运距不太远； d.施工期限不甚紧迫。 砂垫层的厚度一般为0.6～1.0m，视路堤高度、软土层的厚度及压缩性 而定。 资源与地球科学学院
为有效应力，u为孔隙
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土的抗剪强度试验
（1）直剪实验 加压盖板 上盒 透水石 下盒 试样
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• 直接剪切试验示意图
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直剪仪
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直剪试验 （直接剪切试验,Direct shear test)
p 垂直压力
水平力T
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直剪试验 （直接剪切试验,Direct shear test)
p 垂直压力
水平力T
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直剪试验 （直接剪切试验,Direct shear test)
p 垂直压力 水平力T
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直剪试验 （直接剪切试验,Direct shear test)
p 垂直压力
水平力T
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