軟土及其工程性質(zhì)

1、軟土及其工程性質(zhì)什么是軟土？軟土有哪些(nǎxiē)特性？共十六頁軟土(SoftClay)的概念(gàiniàn)《巖土工程勘察(kānchá)規(guī)范》:

軟土是天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)粒土，包括淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。淤泥類土泥炭類土軟土淤泥淤泥質(zhì)土泥炭泥炭質(zhì)土孔隙比>1.5有機(jī)物含量10%~60%孔隙比1.0~1.5有機(jī)物含量>60%共十六頁軟土(SoftClay)的概念(gàiniàn)

《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》:

1、外觀以灰色為主的細(xì)粒土；

2、天然(tiānrán)含水量大于或等于液限；

3、天然孔隙比大于或等于1.0。

《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》中判別標(biāo)準(zhǔn)：特征指標(biāo)名稱天然含水量（%）天然孔隙比十字板剪切強(qiáng)度（kPa）指標(biāo)值≥35（或液限）≥1.0<35共十六頁淤泥(yūní)、淤泥(yūní)質(zhì)土的概念

在靜水或緩慢(huǎnmàn)的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)物理

化學(xué)和生物化學(xué)作用形成的，未固結(jié)的軟弱細(xì)粒或極細(xì)粒土。屬現(xiàn)代新近沉積物。淤泥按粒度組成可以是粉土質(zhì)的或粘土質(zhì)的，細(xì)砂質(zhì)或極細(xì)砂質(zhì)的極少。海濱淤泥的粘土礦物以伊利石和蒙脫石為主，淡水淤泥則是以伊利石和高嶺石為主。淤泥含有較多的(2～3％)和多的(10～12％)有機(jī)質(zhì)，其含量隨深度而減少。淤泥的主要特性是：天然含水率高于液限，孔隙比多大于1.0；干密度小,只有0.8～0.9克／立方厘米;壓縮性特別高,壓力自9.8×10帕增加到19.6×10帕?xí)r，壓縮系數(shù)為a1-2>0.05，壓力自9.8×10帕增加到29.4×10帕?xí)r壓縮系數(shù)a1-3>0.1;強(qiáng)度極低，常處于流動狀態(tài)，視為軟弱地基。淤泥按孔隙比可再細(xì)分為淤泥（孔隙比大于1.5）和淤泥質(zhì)土（孔隙比為1～1.5）。淤泥的自然結(jié)構(gòu)變化十分敏感，結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)度受力破壞后能自動復(fù)原，這就是所謂的觸變性。淤泥不宜作天然地基，因為它會產(chǎn)生不均勻沉降，使建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜、影響正常使用。在淤泥上進(jìn)行建筑時必須采取人工加固措施。如壓密、夯實，用垂直砂井排水，加速淤泥固結(jié)。有時可采用柱基，或在建筑物上部采用適應(yīng)于不均勻沉降的剛性圈梁，沉降縫等結(jié)構(gòu)措施，以保證建筑物的穩(wěn)定安全。共十六頁泥炭(nítàn)、泥炭(nítàn)質(zhì)土的概念

有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到或超過30%的松軟沉積物，是濕地環(huán)境的特定產(chǎn)物。經(jīng)過地質(zhì)過程而硬化成巖，便是褐煤。

泥炭是沼澤在形成過程中的產(chǎn)物，也是沼澤地形的特征之一。泥炭的主要來源是泥碳苔（PeatMoss）或泥碳蘚（Sphagnum），但除此以外其他的有機(jī)物質(zhì)例如死去的沼澤植物乃至于動物與昆蟲的尸體，都有可能成為泥炭的形成來源。這些物質(zhì)在死亡后沉積在沼澤底部，由于潮濕與偏酸性的環(huán)境，而無法完全腐敗分解，因而形成所謂的泥炭層。泥炭呈塊體(kuàitǐ)，含水量一般為80～90%，泥炭的比重一般為1.20～1.60，中國泥炭的發(fā)熱量，多數(shù)為9.50～15.0兆焦/千克。泥炭質(zhì)地松軟，容易燃燒。泥炭在自然狀態(tài)下，組成物質(zhì)橫跨液相、氣相和固相三種狀態(tài)。其中固相物質(zhì)的部分，主要包含有機(jī)物質(zhì)和礦物質(zhì)兩部分。而如果以組成物質(zhì)的角度來看，泥炭主要的成分是有機(jī)物質(zhì)（也是碳元素的主要來源），而其中又以固相的有機(jī)物質(zhì)比例最高。共十六頁軟土的分布(fēnbù)北部(běibù)中部南部

我國軟土按區(qū)域分為內(nèi)陸沿海軟土、內(nèi)陸軟土和山區(qū)軟土。

我國軟土的主要分布地區(qū)按工程性質(zhì)結(jié)合自然地質(zhì)地理環(huán)境，可劃分為北部、中部、南部三個地區(qū)。

北中部分界線：沿秦嶺走向向東至連云港以北的海邊；

中南部分界線：沿苗嶺、南嶺走向向東至蒲田的海邊。共十六頁軟土的分布(fēnbù)和層理沿海軟土東海、黃海、渤海、南海等，如上海、天津、寧波、溫州等內(nèi)陸軟土長江中下游、淮河平原、松遼平原等，洞庭湖、洪澤湖、太湖、鄱陽湖四周等山區(qū)軟土昆明的滇池地區(qū)、貴州六盤水地區(qū)等軟土的層理構(gòu)造：二元結(jié)構(gòu)1、厚度變化大：幾米～幾十米；2、厚度變化較大的地區(qū)，地表一般(yībān)有一個1～3m的硬殼層，其下為5～30m的飽和軟土（上海市一般為20～45m）。共十六頁軟土的成因(chéngyīn)軟土

軟土是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積(chénjī)，經(jīng)生物化學(xué)作用形成的飽和軟弱淤泥、淤泥質(zhì)粘性土、淤泥質(zhì)粉土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。

軟土按沉積環(huán)境及成因分為四類。濱海相瀉湖相湖相河漫灘相溺谷相三角洲相牛軛湖相沼澤相濱海沉積軟土湖泊沉積軟土河灘沉積軟土沼澤沉積軟土共十六頁軟土的成因(chéngyīn)及分布

濱海相沉積為主的軟土:如湛江、香港、廈門、舟山、寧波、連云港、塘沽、大連灣等；

瀉湖相沉積的軟土以溫州、寧波為代表；

溺谷相軟土在福州、泉州一帶(yīdài)；

三角洲相軟土如上海地區(qū)、珠江下游的廣州地區(qū)；

河漫灘相沉積軟土在長江中下游、珠江下游、淮河平原、松遼平原等地區(qū)；內(nèi)陸軟土主要為湖相沉積，如洞庭湖、洪澤湖、太湖、鄱陽湖四周以及昆明的滇池地區(qū)等。

沼澤相沉積軟土主要分布在內(nèi)蒙、東北大、小興安嶺、西南森林地區(qū)。共十六頁各地軟土的物理性質(zhì)(wùlǐxìngzhì)指標(biāo)區(qū)別海陸別典型地區(qū)沉積相土層埋深物理性質(zhì)指標(biāo)（平均值）天然含水量容重孔隙比飽和度液限塑限塑限指數(shù)液限指數(shù)有機(jī)質(zhì)含量m％g/cm3

％％％

％北部地區(qū)沿海天津塘沽、連云港、大連等

濱海0～34451.781.23934222191.257.5三角洲5～9401.791.11973519161.35

中部地區(qū)沿海溫州灣、寧波、舟山濱海2～32521.711.4198462424

溫州、寧波地區(qū)瀉湖1～35511.671.61984725241.346.5福州、泉州溺谷1~25581.631.74955231261.911長江下游（上海）三角洲2～19431.761.24984023171.11

內(nèi)陸昆明的滇池高原湖泊

771.541.93

70

281.2818.4洞庭湖、洪澤湖、太湖等平原湖泊

471.741.31

432319

9.9長江中下游、珠江下游、淮河平原、松遼平原等河漫灘

471.751.22

39

171.44

南方地區(qū)沿海湛江、香港、廈門濱海0～9611.631.65955327261.94

珠江下游（廣州）三角洲1～10

1.581.67

543724

共十六頁軟土的工程(gōngchéng)性質(zhì)2、壓縮系數(shù)高3、滲透系數(shù)小透水性弱，垂向滲透系數(shù)在量級。1、抗剪強(qiáng)度(qiángdù)低：不排水抗剪強(qiáng)度均在5~20kPa，一般低于20kPa。共十六頁軟土的工程(gōngchéng)性質(zhì)4、靈敏度高觸變性：粘性土受到擾動作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度喪失，當(dāng)擾動停止(tíngzhǐ)后，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)的性質(zhì)。觸變性用靈敏度表示。軟土一般，，甚至達(dá)8~10或更大。共十六頁軟土的工程(gōngchéng)性質(zhì)5、流變性軟土在長期荷載作用下，隨時間增長發(fā)生緩慢而長期的剪切變形(biànxíng)，導(dǎo)致土的長期強(qiáng)度小于瞬間強(qiáng)度的性質(zhì)。6、不均勻性因沉積環(huán)境變化，常夾有厚薄不等的粘土層，使地層在垂直和水平分布上不均勻。易產(chǎn)生差異沉降。1927年，昆士蘭大學(xué)的ThomasParnell教授為了向?qū)W生證明某些形似固體的東西實際是流體，把一些瀝青放進(jìn)漏斗。瀝青每9年左右落下一滴。首滴1938年滴下，現(xiàn)已滴出8滴，下一滴可能在今年（2014年）?，F(xiàn)在實驗由JohnMainstone教授看管。共十六頁軟土的基本特性具有高含水量、低密度、低強(qiáng)度、高壓縮性、低透水性和中等靈敏度的特點(tèdiǎn)。

含水量：34%~72%，

液限：35%~60%，

孔隙比：1.0~1.9，

飽和度：大于95%，

塑性指數(shù)：13~20，

天然容重：15~19kN/m3,

抗剪強(qiáng)度：10~30kPa，

壓縮系數(shù)：0.5~2.0MPa-1，

滲透系數(shù)：1×10-3~1×10-7㎝/s，

固結(jié)系數(shù)：（0.1~1.0）×10-3㎝2/s，

靈敏度：4~8。共十六頁2.具有一定的結(jié)構(gòu)性除南方湛江一帶有高結(jié)構(gòu)土外，軟土均具有一定的結(jié)構(gòu)性。結(jié)構(gòu)性的主要作用是增大土骨架的剛度，因此結(jié)構(gòu)性的力學(xué)特性與應(yīng)力水平密切相關(guān)：⑴應(yīng)力水平較低時，土?xí)尸F(xiàn)較好的力學(xué)特性；⑵應(yīng)力水平超過某臨界值后，土的結(jié)構(gòu)性破壞，使力學(xué)性質(zhì)明顯惡化，而且(érqiě)這種惡化是不可逆的，短期內(nèi)很難恢復(fù)；共十六