4岩石及特殊土的工程性质-226.ppt

4 4岩石及特岩石及特殊土的工殊土的工程性质程性质二.岩石、土的工程分类一.岩石的工程性质三.特殊土的工程性质物理性质水理性质力学性质重力性质重力性质孔隙性质孔隙性质吸水性吸水性透水性透水性软化性软化性抗冻性抗冻性强度性质强度性质变形性质变形性质一一.岩石的工程性质岩石的工程性质密度（密度（）和重度（）和重度（）r r、r rsat、r rd（、sat、d）等）等颗粒密度（颗粒密度（s）和比重（）和比重（ds）ds=s/w孔隙比（孔隙比（e）与孔隙度（）与孔隙度（n）裂隙率（裂隙率（KT）1、岩石的物理性质岩石的物理性质孔隙度孔隙度多用于多用于松散土、石松散土、石，而，而裂隙率裂隙率多用于结晶多用于结晶连接的连接的坚硬岩石坚硬岩石。、s，n、e，岩石的工程性质岩石的工程性质吸水性吸水性岩石在浸水过程中具有的吸水性能岩石在浸水过程中具有的吸水性能透水性透水性岩石容许水透过的能力岩石容许水透过的能力软化性软化性岩石浸水后强度降低的性能岩石浸水后强度降低的性能抗冻性抗冻性岩石抵抗冻融破坏的性能岩石抵抗冻融破坏的性能可溶性可溶性岩石被水溶解的性能岩石被水溶解的性能膨胀性膨胀性岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的性能岩石吸水后体积增大引起岩石结构破坏的性能崩解性崩解性岩石被水浸泡，内部结构遭到完全破坏呈碎块状岩石被水浸泡，内部结构遭到完全破坏呈碎块状崩开散落的性能崩开散落的性能2、岩石的水理性质、岩石的水理性质u岩石的吸水性岩石的吸水性岩石的吸水性取决于本身所含裂隙、孔隙的数量、大小、开闭程度及分布情况。吸水率吸水率（w1）饱和吸水率饱和吸水率（w2）饱和系数饱和系数（kw）指岩石容许水透过的能力，用渗透系数k来表示。水在孔隙、裂隙中渗透流动，大多服从达西定律：u岩石的透水性岩石的透水性u岩石的软化性岩石的软化性软化性用软化系数来表示，它是指岩石饱状态下与天然风干状态下单轴抗压强度之比，即：软化性取决于岩石中的矿物成分和孔隙性。u岩石的抗冻性岩石的抗冻性岩石的抗冻性与岩石的结构有关。岩石的抗冻性与岩石的结构有关。表示岩石抗冻性的指标有：表示岩石抗冻性的指标有：强度损失率强度损失率重量损失率重量损失率强度性质岩石在外力作用下发生破坏时所能承受的最大应力变形性质3、岩石的力学性质岩石的力学性质u强度性质强度性质干燥试样抗压强度饱和试样抗压强度冻融试样抗压强度t=sn tgj+c抗抗压压强强度度(R)抗抗拉拉强强度度(Rt)抗抗剪剪强强度度()点荷载强度点荷载强度（Is）回回弹弹强强度度（N）u变形性质OA段：裂隙压密阶段AB段：弹性变形阶段BC段：塑性变形、裂隙扩展阶段变形模量E0=s/e弹性模量E50=s50/eD泊松比n=e 横/e纵岩石变形性质的指标岩石变形性质的指标u影响岩石工程性质的主要因素影响岩石工程性质的主要因素l岩石性质：成因、矿物成分、结构、构造岩石性质：成因、矿物成分、结构、构造l地质构造；地质构造；l风化作用（风化的程度）；风化作用（风化的程度）；l水的作用水的作用 天然的溶剂；天然的润滑剂。岩石按坚硬程度分类岩石按坚硬程度分类硬质岩硬质岩软质岩软质岩硬质岩硬质岩较硬质岩较硬质岩较软岩较软岩软岩软岩极软岩极软岩二二.岩石、土的工程分类岩石、土的工程分类岩土施工工程分级岩土施工工程分级I.松土松土II.普通土普通土III.硬土硬土IV.软石软石V.次坚石次坚石VI.坚石坚石土的分类土的分类碎石类土碎石类土砂类土砂类土粉土粉土粘性土粘性土u按颗粒级配划分按颗粒级配划分土：土：是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结是第四纪以来地壳表层的最新沉积物，未经胶结成岩，常称为成岩，常称为松散土松散土。残积土残积土坡积土坡积土冲积土冲积土淤积土淤积土风积土风积土崩积土等崩积土等u按土的成因划分按土的成因划分特特殊殊土土:是是具具有有特特殊殊的的成成分分、状状态态、结结构构特特征征，而且具有特殊工程性质的土。而且具有特殊工程性质的土。黄土黄土膨胀土膨胀土软土软土冻土冻土红粘土红粘土盐渍土盐渍土填土填土等等特殊土特殊土u特殊土的分类特殊土的分类4.4.1 4.4.1 黄土黄土4.4.2 4.4.2 膨胀土膨胀土4.4.3 4.4.3 软土软土4.4.4 4.4.4 冻冻土土三三.特殊土的工程性质特殊土的工程性质黄黄土土:是是在在干干旱旱、半半干干旱旱气气候候条条件件下下形形成成的的第第四纪的一种松散的特殊土。四纪的一种松散的特殊土。1、黄土黄土u黄土的特征黄土的特征l颜色为淡黄、褐色或灰黄色颜色为淡黄、褐色或灰黄色；l粒度成分以粉土为主粒度成分以粉土为主，约占有约占有60%70%，一般不，一般不含含0.25mm的颗粒；的颗粒；l含各种可溶盐含各种可溶盐，富含碳酸盐（，富含碳酸盐（CaCO3），），可形成钙可形成钙质结核（姜结石）；质结核（姜结石）；l孔隙多且大，结构疏松孔隙多且大，结构疏松；l无无层层理理，但但有有垂垂直直节节理理和和柱柱状状节节理理。天天然然条条件件下下能能保持近于垂直的边坡；保持近于垂直的边坡；l具有湿陷性具有湿陷性。n具有具有()项特征的为项特征的为标准黄土标准黄土，只有其，只有其中部分特征的黄土叫中部分特征的黄土叫黄土状土黄土状土或或黄土质土。黄土质土。n具有湿陷性的黄土为具有湿陷性的黄土为湿陷性黄土湿陷性黄土。u黄土的分布黄土的分布黄黄土土在在世世界界上上的的分分布布面面积积达达13001300万万kmkm2 2，我我国国的的黄黄土土面面积积是是世世界界上上最最大大的的，达达6464万万kmkm2 2，比比法法国国和和瑞瑞士士的的面面积积总总和和还还要要大大。黄黄土土最最厚厚处处约约410m410m左左右右，在在兰兰州州市市七七里里河河区区西西津津村村。在在我我国国，西西北北、中中原原、华华北北、华华东东、东东北北等等地地均均有有分分布布，但但主主要要集集中中在在黄黄河河的的中中游游陕陕、甘甘、宁宁、青青及及山山西西、河河南南一一带带，其其厚厚度度各各不不相相同同。陕陕甘甘地地区区多多厚厚100100200m200m，薄薄处处仅仅几公分。几公分。黄土高原的自然景象u黄土的分类黄土的分类按生成年代分按生成年代分下更新世下更新世 Q Q1 1 （午城午城黄土）黄土）中更新世中更新世 Q Q2 2 （离石离石黄土）黄土）上更新世上更新世 Q Q3 3 （马兰马兰黄土）黄土）全全 新新 世世 Q Q4 41 1 老黄土老黄土新黄土新黄土新近堆积的黄土：新近堆积的黄土：全新世全新世 Q Q4 42 2风积风积坡积坡积残积残积洪积洪积冲积等冲积等u黄土的分类黄土的分类按生成过程分按生成过程分u黄土的分类黄土的分类按塑性指数按塑性指数I IP P分分黄土质粘土黄土质粘土IP17黄土质砂粘土黄土质砂粘土7IP17黄土质粘砂土黄土质粘砂土1IP7黄土质砂土黄土质砂土IP1u黄土的分类黄土的分类按湿陷性分按湿陷性分湿湿陷陷性性非非湿湿陷陷性性自重自重湿陷性湿陷性非自重非自重湿陷性湿陷性划划分分自自重重湿湿陷陷性性黄黄土土和和非非自自重重湿湿陷陷性性黄黄土土，对工程建设有明显的现实意义。对工程建设有明显的现实意义。在自重湿陷性黄土地区在自重湿陷性黄土地区修筑的渠道修筑的渠道与渠道与渠道平行的裂缝平行的裂缝；管道漏水管道漏水后后管道断裂管道断裂；路基受水路基受水后后局部严重坍塌局部严重坍塌；地基土地基土很大的很大的裂缝或倾斜裂缝或倾斜u黄土的工程性质黄土的粒度成分黄土的粒度成分黄土的比重和密度黄土的比重和密度黄土的含水量黄土的含水量黄土的透水性黄土的透水性黄土的压缩性黄土的压缩性黄土的抗剪强度黄土的抗剪强度黄土的湿陷性黄土的湿陷性粉粒粉粒约占约占6060 70%70%，其次是砂粒和粘粒。，其次是砂粒和粘粒。黄土的粒度成分黄土的粒度成分黄土黄土结构疏松，密度较低结构疏松，密度较低，一般：，一般：Gs2.542.84；1.51.8g/cm3；r rd1.31.6g/cm3，与，与e有关有关一般认为一般认为：r rd1.5g/cm3时时，一般为非湿陷一般为非湿陷性黄土性黄土黄土的比重和密度黄土的比重和密度黄土的天然含水量一般为黄土的天然含水量一般为138.6%，有的干，有的干燥地区则为燥地区则为112%。一般认为一般认为：天然含水量天然含水量 25%25%时，无湿陷性时，无湿陷性。天然含水量低的黄土天然含水量低的黄土 湿陷性较强湿陷性较强黄土的含水量黄土的含水量黄土的抗剪强度黄土的抗剪强度中等中等。一般一般c=3040kPa，j j=1525，我国北部黄，我国北部黄土的土的j j可达可达 2728。黄土的透水性黄土的透水性黄土的压缩性黄土的压缩性黄土的抗剪强度黄土的抗剪强度黄土的透水性黄土的透水性比一般粘性土大比一般粘性土大。黄土的压缩性黄土的压缩性中等中等。天然黄土在一定压力的作用下，受水浸天然黄土在一定压力的作用下，受水浸湿后土体结构受到破坏而发生的下沉现象，湿后土体结构受到破坏而发生的下沉现象，称为称为黄土湿陷黄土湿陷。黄土的湿陷性黄土的湿陷性u黄土湿陷性的判定方法黄土湿陷性的判定方法黄土的黄土的相对湿陷系数相对湿陷系数d dsh=（h2h2）/h2d dsh0.02，非非湿陷性黄土湿陷性黄土0.02d dsh0.03，轻微轻微湿陷性黄土湿陷性黄土0.03d dsh0.07，中等中等湿陷性黄土湿陷性黄土d dsh0.07，强烈强烈湿陷性黄土湿陷性黄土u自重湿陷性黄土的判定方法自重湿陷性黄土的判定方法室内试验法室内试验法：室内普通固结仪中进行。：室内普通固结仪中进行。现现场场法法：挖挖平平底底方方形形坑坑或或圆圆坑坑，边边长长或或直直径径大大于于等等于于黄黄土土层层的的厚厚度度且且不不应应小小于于10m。深深度度一一般般为为50cm，坑坑底底铺铺厚厚510cm的的砂砂或或砾砾，坑坑内内灌灌水水，保保持持水水深深30cm。浸浸水水至至黄黄土土全全部部饱饱和和，湿湿陷陷达达到到稳稳定定时时为为止止。其其稳稳定定标标准准为为最最后后5天天的的平平均均湿湿陷陷量量小小于于1mm。测出自重湿陷量测出自重湿陷量D Dzs。当当D Dzs7cm时时非非自重湿陷性黄土场地；自重湿陷性黄土场地；当当D Dzs7cm时自重湿陷性黄土场地。时自重湿陷性黄土场地。根据野外无载荷试坑浸水试验，得出根据野外无载荷试坑浸水试验，得出兰州地区兰州地区黄土黄土明显或强烈的明显或强烈的自重湿陷性自重湿陷性；西安、太原西安、太原黄土黄土绝大多数为绝大多数为非自重湿陷性非自重湿陷性。l黄土的湿陷起始压力黄土的湿陷起始压力湿陷起始压力湿陷起始压力对非自重湿陷性黄土，其对非自重湿陷性黄土，其湿陷性需在一定的荷载压力作用下才会表现出湿陷性需在一定的荷载压力作用下才会表现出来，这一使得黄土开始表现出湿陷性所需的压来，这一使得黄土开始表现出湿陷性所需的压力即为黄土的湿陷起始压力。力即为黄土的湿陷起始压力。密度越大密度越大粘粒含量越高粘粒含量越高土层的埋深越大土层的埋深越大湿陷起始压力愈大湿陷起始压力愈大l湿陷起始压力的确定湿陷起始压力的确定现场常用野外简化方法。现场常用野外简化方法。室内压缩试验室内压缩试验野外载荷试验野外载荷试验（单双线法）（单双线法）u防治黄土湿陷的措施防治黄土湿陷的措施采采用用物物理理、化化学学等等方方法法，提提高高黄黄土土强强度度，降降低低孔孔隙隙度，加强其内部联结；度，加强其内部联结；强夯法强夯法；挤密法挤密法防排水防排水。包括排除地表水和地下水。包括排除地表水和地下水。换换填填法法。在在湿湿陷陷性性黄黄土土层层不不厚厚(1(13m)3m)，下下面面又又是是硬硬土土层层或或基基岩岩。换换填填的的土土是是砂砂夹夹卵卵石石，回回填填厚厚度度每每层层15cm15cm，填后浇水再夯实。，填后浇水再夯实。预浸水法预浸水法深层浸水法深层浸水法u黄土陷穴黄土陷穴黄土陷穴的黄土陷穴的防治措施防治措施有：有：开挖回填、夯实、灌浆开挖回填、夯实、灌浆；做好地表排水工程做好地表排水工程。防止水流渗漏防止水流渗漏是保证建筑物稳定的措施之一。是保证建筑物稳定的措施之一。这些洞穴使上覆土层陷落这些洞穴使上覆土层陷落天然洞穴天然洞穴人工洞穴人工洞穴2膨胀土膨胀土膨膨胀胀土土：是是一一种种粘粘性性土土，含含有有较较多多的的亲亲水水性性粘粘土土矿矿物物，吸吸水水膨膨胀胀，遇遇水水崩崩解解或或软软化化，失失水水收收缩缩，抗抗冲冲刷刷性性能能差差，这这种种具具有有较较明明显显的的胀胀缩缩性的土称为性的土称为膨胀土膨胀土。u膨胀土的特征膨胀土的特征l颜色颜色有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色；有灰白、棕、红、黄、褐、及黑色；l粒粒度度成成分分中中以以粘粘土土颗颗粒粒为为主主，一一般般在在50%50%以以上上，最最低低也也要要大大于于30%30%，粉粒次之，砂粒最少；，粉粒次之，砂粒最少；l矿矿物物成成分分中中粘粘土土矿矿物物占占优优势势，多多为为伊伊利利石石、蒙蒙脱脱石石，高高岭岭石石含量很少；含量很少；l胀胀缩缩强强烈烈，膨膨胀胀时时产产生生膨膨胀胀压压力力，收收缩缩时时形形成成收收缩缩裂裂隙隙。长长期反复胀缩使土体强度产生衰减；期反复胀缩使土体强度产生衰减；l各种成因的大小各种成因的大小裂隙发育裂隙发育；l早期生成的膨胀土具有早期生成的膨胀土具有超固结性超固结性。u膨胀土的分布膨胀土的分布膨胀土分布很广，全世界都有分布，在我国的分布也很广。膨胀土分布很广，全世界都有分布，在我国的分布也很广。外界条件的改变外界条件的改变土中水份的变化土中水份的变化地基产生体积变形地基产生体积变形基础破坏，建筑物、地坪开裂基础破坏，建筑物、地坪开裂膨胀土的季节性膨胀土的季节性湿度变化湿度变化常引起常引起道路隆起、路轨道路隆起、路轨移动，泵站、电移动，泵站、电站地基基础破坏站地基基础破坏等。等。u膨胀土的成因类型及生成年代膨胀土的成因类型及生成年代主主要要为为残残积积、坡坡积积、洪洪积积、湖湖积积及及混混合合沉沉积积类型。类型。生生成成年年代代：多多在在上上新新世世N N2 2更更新新世世晚晚期期的的Q Q3 3之间。之间。u膨胀土的工程性质膨胀土的工程性质强亲水性强亲水性多裂隙性多裂隙性强胀缩性强胀缩性强度衰减性强度衰减性快速崩解性快速崩解性弱抗风化性弱抗风化性等等u膨胀土的工程地质问题及防治措施膨胀土的工程地质问题及防治措施l膨胀土地区的路基膨胀土地区的路基主要的病害：主要的病害：边坡变形边坡变形和和基床变形基床变形抗剪强度的衰减抗剪强度的衰减及及承载力的降低承载力的降低边坡溜坍、滑坡边坡溜坍、滑坡等失稳现象等失稳现象路基长期均匀下沉、路基长期均匀下沉、翻浆冒泥等病害翻浆冒泥等病害严重影响行车安全严重影响行车安全l防治措施防治措施为为防防止止边边坡坡变变形形，首首先先要要根根据据路路基基工工程程地地质质条条件件，合合理理确确定定路路堑堑边边坡坡形形式式。一一般般情情况况下下，膨膨胀胀土土边边坡要求一坡到顶，坡脚设置侧沟平台；坡要求一坡到顶，坡脚设置侧沟平台；采取一定的采取一定的排水措施排水措施，防止地表水渗入坡体；，防止地表水渗入坡体；支支挡挡措措施施：设设抗抗滑滑挡挡墙墙、抗抗滑滑桩桩、片片石石垛垛、填填土土反压等；反压等；坡面防护措施坡面防护措施：常用的有植物防护和骨架防护。：常用的有植物防护和骨架防护。n膨胀土地区的地基膨胀土地区的地基地基的问题：承载力的问题和建筑物变形的问题特殊性：本身地基承载力较低还要考虑强度衰减，不仅有土的压缩变形还有湿胀干缩变形。l防治措施防治措施：防水保湿措施防水保湿措施含水量的变化膨胀土胀缩变形含水量的变化膨胀土胀缩变形建筑物周围的排水条件：建筑物周围的排水条件：加宽散水坡；加宽散水坡；设隔水层；设隔水层；加强防漏措施；加强防漏措施；地下热力管道等应采取隔热层等。地下热力管道等应采取隔热层等。建筑物布置和基础设计措施建筑物布置和基础设计措施选择地形平坦地段选择地形平坦地段，避免引起湿度变化；，避免引起湿度变化；增加基础附加荷载增加基础附加荷载克服土的膨胀；克服土的膨胀；加大基础的埋深加大基础的埋深；加强结构刚度加强结构刚度及及增设沉降缝增设沉降缝等。等。地基处理措施地基处理措施设置土垫层设置土垫层；采用采用支墩板基础支墩板基础或或桩基桩基等；等；石灰加固法石灰加固法3软土软土软土：软土：是在静水或缓慢流水环境中沉积的，是在静水或缓慢流水环境中沉积的，天然含水量大，压缩性高，承载力低，抗剪天然含水量大，压缩性高，承载力低，抗剪强度低的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥强度低的软塑流塑状态的粘性土，如淤泥等。等。u软土的特征软土的特征l颜颜色色多多为为灰灰绿绿、灰灰黑黑色色、有有油油腻腻感感，能能染染指指，有有时时有有腐腐臭臭味；味；l粒度成分粒度成分以以粘粒粘粒为主，约占为主，约占6070%，其次为粉粒；，其次为粉粒；l矿矿物物成成分分多多为为伊伊利利石石，高高岭岭石石次次之之，含含有有机机质质，有有时时可可高高达达89%；l具具海海绵绵状状结结构构，孔孔隙隙比比大大、含含水水量量高高、透透水水性性小小、压压缩缩性性高、强度很低；高、强度很低；l具具层理构造层理构造，垂直方向沉积有明显的分选性。，垂直方向沉积有明显的分选性。u软土的分布软土的分布软土在我国分布很广，主要是在软土在我国分布很广，主要是在沿海地沿海地带带及及平原低地平原低地、沼泽地区沼泽地区，在高原山区的古，在高原山区的古代或内湖沼泽地区也常遇到软土。代或内湖沼泽地区也常遇到软土。u软土的分类软土的分类沿海沉积型沿海沉积型内陆湖盆沉积型内陆湖盆沉积型河滩沉积型河滩沉积型沼泽沉积型沼泽沉积型滨海相滨海相;泻湖相泻湖相;溺谷相溺谷相;三角洲相三角洲相u软土的工程性质软土的工程性质软软土土的的天天然然含含水水量量较较高高，持持水水性性强强，透透水水性性差差（竖向渗透系数小于水平向渗透系数竖向渗透系数小于水平向渗透系数）；）；地地基基承承载载力力很很低低，抗抗剪剪强强度度也也很很低低，长长期期强强度度更更低低，这与排水固结程度有密切的关系；，这与排水固结程度有密切的关系；软软土土孔孔隙隙比比高高，一一般般在在1.01.8之之间间，有有的的可可高高达达5.8（滇池淤泥）；（滇池淤泥）；压缩性高压缩性高，沉降量大沉降量大；具有触变性具有触变性和和流变性流变性。u软土的工程地质问题和防治措施软土的工程地质问题和防治措施软土地基的变形破坏主要是软土地基的变形破坏主要是承载力低承载力低，地基地基变形大变形大或或发生挤出发生挤出，造成建筑物的破坏。且，造成建筑物的破坏。且易易产生不均匀沉降产生不均匀沉降。u在软土在软土地基地基设计中，经常采取以下设计中，经常采取以下措施措施：轻基浅埋轻基浅埋；减小减小建筑物作用于地基的建筑物作用于地基的压力压力；侧向约束侧向约束地基土，在四周打板桩基础；地基土，在四周打板桩基础；设置反压护道设置反压护道；若软土层若软土层2m2m，可采用可采用换土法换土法；另外，还有另外，还有其它其它的一些方法，的一些方法，如如：砂井、排水砂：砂井、排水砂垫层、爆破排淤、石灰砂桩、柴排、电渗排水等。垫层、爆破排淤、石灰砂桩、柴排、电渗排水等。在软土地区修建铁路、公路，主要存在地基的沉降和地基的稳定性问题。4 4 冻土冻土 温度温度00，并含有冰的土层。，并含有冰的土层。u冻土的分类冻土的分类季节性冻土季节性冻土受季节影响，受季节影响，冬冻夏融冬冻夏融，呈，呈周期性冻结和融化的土周期性冻结和融化的土多年冻土多年冻土持续三年以上处于冻结而不持续三年以上处于冻结而不融化的土融化的土季节性冻结层多年冻土多年冻土多年冻土u冻土的分布冻土的分布u季节性冻土的主要工程地质问题季节性冻土的主要工程地质问题一般来说，一般来说，土中粉粒或粘粒土中粉粒或粘粒含量越高，含水含量越高，含水量越大，冻胀性量越大，冻胀性越强。越强。冻融泥流冻融泥流冻结时膨胀，融化时下沉。冻结时膨胀，融化时下沉。会造成土体开裂、路面下凹、翻浆冒泥等。会造成土体开裂、路面下凹、翻浆冒泥等。季节性冰丘季节性冰丘冰冰丘丘：在在地地下下水水埋埋藏藏较较浅浅时时，季季节节冻冻结结区区不不断断得得到到水水的的补补充充，地面明显冻胀隆起，形成的冰胀山丘，称冰丘。地面明显冻胀隆起，形成的冰胀山丘，称冰丘。在在冻冻土土较较厚厚的的地地区区，修修建建各各类类建建筑筑物物时时，采采用用桩桩基基础础，打打穿穿冻冻土土基基础础，但但要要求求桩桩自自身身抗抗冻冻性性能能高高，故故应做应做桩自身的冻融力学试验桩自身的冻融力学试验。u季节性冻土的分类季节性冻土的分类根据根据土的颗粒组成土的颗粒组成分为：分为：根据根据含水量的大小含水量的大小分为：分为：不冻胀土不冻胀土稍冻胀土稍冻胀土中等冻胀土中等冻胀土极冻胀土极冻胀土不冻胀土不冻胀土弱冻胀土弱冻胀土冻胀土冻胀土强冻胀土强冻胀土u多年冻土的工程性质多年冻土的工程性质l多年冻土的特征多年冻土的特征冻土由冻土由土颗粒土颗粒、冰冰、水水和和气体气体四相组成。四相组成。根根据据土土中中冰冰的的分分布布位位置置、形形状状特特征征，冻冻土土结构可分为：结构可分为：整体结构整体结构融陷性不大融陷性不大融陷性很大融陷性很大网状结构网状结构层状结构层状结构多多年年冻冻土土与与其其上上的的季季节节性性冻冻土土层层间间的的接接触触关关系系称称为为多年冻土的构造多年冻土的构造。衔接型构造衔接型构造非衔接型构造非衔接型构造u 多年冻土的工程性质多年冻土的工程性质物理及水理性质物理及水理性质重度重度比重比重总含水量总含水量相对含冰量相对含冰量其中：其中：a.未冻结水含量未冻结水含量WC=KWPb.总含水量总含水量Wn=WbWcc.相对含冰量相对含冰量Wi=Wb/Wn力学性质力学性质一般一般温度越低，含水量越大，强度越大温度越低，含水量越大，强度越大。长长期期荷荷载载作作用用下下的的冻冻土土极极限限抗抗压压强强度度比比瞬瞬时时荷荷载载下下的的抗抗压压强强度度要要小小许许多多倍倍；冻冻土土融融化化后后的抗压强度与抗剪强度均显著降低。的抗压强度与抗剪强度均显著降低。冻土的变形性质冻土的变形性质a冻胀性冻胀性被破坏的公路被破坏的公路影响冻胀性的影响冻胀性的因素因素温度温度土的颗粒大小土的颗粒大小含水量含水量等等一般来讲，一般来讲，土颗粒越粗，含土颗粒越粗，含水量越小，冻胀水量越小，冻胀性就越小性就越小；反之；反之越大。越大。按按n值的大小值的大小，我们可将冻土分为四类：，我们可将冻土分为四类：强冻胀土强冻胀土n6%冻胀土冻胀土6%n3.5%弱冻胀土弱冻胀土3.5%n2%不冻胀土不冻胀土n2%土的冻胀性的大小用冻胀率土的冻胀性的大小用冻胀率n来表示，即：来表示，即：b融沉性融沉性冻冻土土在在融融化化后后强强度度大大为为降降低低，压压缩缩性性急急剧剧增增大大，使使地基产生融化沉陷的现象简称地基产生融化沉陷的现象简称融沉融沉或或融陷融陷。级：级：不融沉；不融沉；级：级：弱融沉；弱融沉；级：级：融沉；融沉；级：级：强融沉；强融沉；级：级：融陷。融陷。多年冻土多年冻土按融沉情况按融沉情况分为分为u多年冻土的工程地质问题多年冻土的工程地质问题道路边坡及基底稳定问题道路边坡及基底稳定问题热融滑塌热融滑塌开挖开挖路堑路堑，会使，会使上限下降上限下降，若土为融沉性的，可使，若土为融沉性的，可使基底下基底下沉，边坡滑塌沉，边坡滑塌；修筑修筑路堤路堤，会使，会使上限上升上限上升，路堤内形成冻土结核，路堤内形成冻土结核，发生冻发生冻胀胀，融化后路堤，融化后路堤外部沿上限局部滑塌外部沿上限局部滑塌。桥梁、房屋等建筑物地基问题桥梁、房屋等建筑物地基问题地基评价的地基评价的根据根据年平均地温的稳定性年平均地温的稳定性冻土三大组成特征冻土三大组成特征冻土的冻胀性和融沉性冻土的冻胀性和融沉性冻土区不良地质现象冻土区不良地质现象等等必须确定其必须确定其流变特征流变特征以及冻土的以及冻土的热融下沉热融下沉冻土有冻土有瞬时高瞬时高强度和低变形强度和低变形冰丘和冰锥冰丘冰丘冰丘遗迹冰丘遗迹融化中的冰锥融化中的冰锥冰锥冰锥u冻土病害的防治措施冻土病害的防治措施l排排水水。拦拦截截和和排排除除地地表表或或地地下下水水；降降低低地地下水位，防止地下水向地基土中聚集。下水位，防止地下水向地基土中聚集。l保温，保温，使使多年冻土上界保持相对稳定多年冻土上界保持相对稳定。l改善土的性质改善土的性质。粗颗粒土粗颗粒土置换置换地基中的细颗粒冻胀土。地基中的细颗粒冻胀土。物理化学方法物理化学方法思考题：思考题：1.1.了解黄土、膨胀土、软土和冻土的特征。了解黄土、膨胀土、软土和冻土的特征。2.2.所讲过的特殊土各自的工程特性是什么？所讲过的特殊土各自的工程特性是什么？作业题：作业题：1 1.为什么在特殊土的治理中排水的问题至关为什么在特殊土的治理中排水的问题至关重要。重要。