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Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Company Logo,*,Click to edit Master title style,欢迎同志们交流学习！,汇报交流材料,公路工程地质勘察规范,JTG C20-2011,主持单位：山西交设岩土工程有限公司,汇 报 人：刘小龙,汇报主要,内容,一,黄土,二,膨胀岩土,山西交设岩土工程有限公司,一、黄土,一、黄土的特征、地貌类型、时代、分布及成因,二、湿陷性黄土,三、黄土地区工程地质勘察,山西交设岩土工程有限公司,山西交设岩土工程有限公司,1,、黄土的特征（,规范定义,）,第四纪以来在干旱和半干旱地区形成，具有以下基本特征的土，应定名为黄土。,、颜色为淡黄、灰黄、黄褐、棕褐或棕红色；,、颗粒组成以粉粒（,0.075,0.005mm,）为主，一般不含粗颗粒，富含碳酸钙，常形成钙质结核；,、具多孔性，一般肉眼可见大孔隙、虫孔等。孔隙比一般为,0.71.2,；,、土质均匀、无层理，有堆积间断的剥蚀面和埋藏的古土壤层；,、具垂直节理，边坡在天然状态下能保持直立；,、表层多具湿陷性，易产生潜蚀形成陷穴或落水洞。,具有上述部分特征，含层理、颗粒组成比较复杂（含砾石、砂等）的黄土，应定名为,黄土状土,。,一、黄土的特征、地貌类型、时代、分布及成因,黄土在我国分布广泛，其分布占国土面积的,6%,以上，主要分布在北纬,3441,、东经,102114,之间的大陆干旱和半干旱地区，其中以黄河中游地区的关中、陕北、宁夏、豫西、陇东及陇中的黄土高原最为典型，具有连续分布、地层完整、土层厚度大等特点。,山西黄土广泛分布，地面侵蚀切割强烈。山西黄土集中成片分布在吕梁山脉以西,晋西,沿黄河诸县，与陕北、陇东的黄土高原主体连接，覆盖厚度多在,100m,左右。此外黄土还散布于全省山麓地带、台地、宽谷等处，一般厚度有,3050m,。,3,、黄土的成因,关于黄土的成因有多种假说，代表性的有风成说和水成说，但至今尚无定论。对黄土的分类，不同行业的技术标准也不尽相同。但普遍认为，黄土是第四纪以来在干旱和半干旱地区形成的堆积物。按其形成的地质营力的不同，有多种成因类型，如坡积、冲积、洪积、冰水堆积等。,2,、黄土的分布,山西交设岩土工程有限公司,4,、黄土地貌类型（,规范附录,H,）,山西交设岩土工程有限公司,地貌类型,亚类,地 貌 特 征,堆积地貌,黄,土,高,原,黄土塬,黄土高原受现代沟谷切割后，保存下来的平坦地面，周边为沟谷环绕。,黄土梁,顶面平坦，两侧为深切的冲沟，中部为长条状的黄土低丘。长数百米、数千米到上万米，宽数十米到上百米。,黄土峁,孤立的黄土丘陵，顶面平坦或微有起伏，呈园宆状。大多数是由黄土梁进一步切割而成。,黄土平原,分布于新构造运动下降区，是由黄土堆积形成的低平原，局部发育沟谷，无梁、峁。,河谷阶地,沿河谷及大型河谷两岸分布（或断续分布），表层全部由冲积,-,洪积黄土等沉积物堆积的阶地。,侵蚀地貌,大型河谷,形成及发展与一般侵蚀河谷相似，但其形成发展过程有时还伴随有风积黄土堆积。,冲,沟,因黄土土质疏松，常伴有重力崩塌、潜蚀作用，因此发展快，其特征是沟深、壁陡、向源侵蚀作用显著。,潜蚀地貌,碟形洼地,流水聚集，使黄土发生湿陷或潜蚀，引起地面下沉后形成的一种直径数米至数十米的凹地。,黄土陷穴,地表水沿黄土孔隙、裂隙下渗潜蚀形成的黄土洞穴。,黄 土 井,黄土陷穴向下发展，形成深度大于宽度若干倍的洞穴。,黄 土 桥,两个黄土陷穴之间被水流串通，在陷穴崩塌之后残存的土体呈桥状洞穴。,重力地貌,黄 土 柱,黄土沿垂直节理崩塌后残存的土柱。,崩 塌 体,由于黄土冲沟深切，岸坡高陡，土体突然迅速地向下崩落，在坡脚下形成的地貌形态。,山西交设岩土工程有限公司,地质年代,地层名称,湿陷性特征,全新世,Q,4,近期,Q,4,2,新,黄,土,新近堆,积黄土,具有湿陷性，常具有高压缩性,早期,Q,4,1,湿陷性,黄,土,一般具有湿陷性,晚更新世,Q,3,马兰黄土,中更新世,Q,2,离石黄土,老,黄,土,上部部分土层具有湿陷性,早更新世,Q,1,午城黄土,不具有湿陷性,5,、黄土地层按地质年代划分表,1,、定义：黄土的湿陷性应按室内压缩试验在一定压力下测定的湿陷系数 值判定：,1,）当湿陷系数 的值小于,0.015,时，应定为非湿陷性黄土；,2,）当湿陷系数 的值等于或大于,0.015,时，应定为湿陷性黄土。,湿陷性黄土的湿陷程度可按下表划分,山西交设岩土工程有限公司,二、湿陷性黄土,湿陷系数,s,0.015,s0.03,0.03,s0.07,s,0.07,湿陷程度,湿陷性轻微,湿陷性中等,湿陷性强烈,式中 保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度（,mm,）,;,上述加压稳定后的土样，在浸水（饱和）作用下，附加下沉稳定后的高度（,mm,）；土样的原始高度（,mm,）。黄土场地的湿陷类型应按实测或计算自重湿陷量 判定。,3,、测定湿陷系数,的试验压力，在初步设计阶段应自地面以下,1.5m,算起，在施工图设计阶段应自基础底面算起。,基底,以下,10m,以内的土层应用,200kpa,，,10m,以下至非湿陷性土层顶面，应用其上覆土的饱和自重压力（当大于,300kpa,压力时，仍应用,300kpa,）,;,但若桥梁及重要建筑物的基底压力大于,300kpa,时，宜按实际压力测定的湿陷系数评价黄土的湿陷性。,（所以要求以后填探井委托书时要注意,300kpa,压力）,2,、湿陷系数 的值应按下式计算,山西交设岩土工程有限公司,4,、黄土湿陷类型判定,1,）当实测或计算自重湿陷量 zs,70mm,时，应定为非自重湿陷性场地；,2,）当实测或计算自重湿陷量,zs 70mm,时，应定为自重湿陷性场地；,3,）当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时，应按自重湿陷量的实测值判定。,5,、,自重湿陷系数,的值可按下式计算：,式中,保持天然湿度和结构的土样，加压至该土样上覆土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度（,mm,）,;,上述加压稳定后的土样，在浸水（饱和）作用下，附加下沉稳定后的高度（,mm,）；,土样的原始高度（,mm,）。,山西交设岩土工程有限公司,式中 第 层的自重湿陷系数；,第 层土的厚度（,mm,）,;,因地区土质而异的修正系数。陇西地区可取,1.50,，陇东、陕北、,晋西,地区可取,1.20,，关中地区可取,0.90,，其他地区可取,0.50,。,自重湿陷量 计算值应自天然地面（当挖填方的厚度和面积较大时，应自设计地面）算起，至其下全部湿陷性黄土层的底面为止，其中自重湿陷系数 小于,0.015,的土层不应累计计算。,山西交设岩土工程有限公司,6,、,湿陷性黄土场地自重湿陷量的计算值 （,mm,）,应按下式计算：,1,）总湿陷量 （,mm,）：,式中 第 层土的湿陷系数；第 层土的厚度（,mm,）,;,考虑基底以下地基土的受水浸湿可能性和侧向挤出等因数的修正系数。在缺乏实测资料时，基底以下,0,5.0m,深度范围内可取,1.50,；,5.0,10.0m以下深度范围内，可取,1.00,；,10m,以下至非湿陷性黄土层顶面，在自重湿陷性黄土场地，可取工程所在地区的 值。,山西交设岩土工程有限公司,7,、,湿陷性黄土地基，受水浸湿饱和至下沉为止的总湿陷量 的计算应符合以下规定：,2,）,总湿陷量在,初勘阶段,应自地面以下,1.5m,算起，,详勘阶段,应自基础底面算起；在非自重湿陷性黄土场地，应累计算至基底以下,10.0m,（或地基压缩层）深度为止；在自重湿陷性黄土场地，对大桥、特大桥、高墩桥等重要建筑物应累计计算至非湿陷性黄土层顶面为止；对其他构筑物，当基础底面下的湿陷性土层厚度大于,10m,时，其累计深度可根据所在地区确定。但陇西、陇东和陕北地区不应小于,15m,，其他地区不应小于,10m,。其中湿陷系数,（,10.0m,以下为,）小于,0.015,的土层不应累计。,山西交设岩土工程有限公司,山西交设岩土工程有限公司,8,、,黄土地基的湿陷等级,湿陷类型,非自重湿陷场地,自重湿陷场地,计算自重湿陷,量,(mm),70,70,350,350,总湿陷,量,（,mm,）,300,（轻微）,（中等）,300700,（中等）,（严重）,（很严重）,注：当总湿陷量计算值 大于,600mm,、自重湿陷量的计算值 大于,300mm,时，可判为,级，其他情况可判为,级。,1,、黄土地区的工程地质勘察应查明下列内容：,1,）,黄土地貌的成因、类型、分布、形态特征；,2,）,黄土的成因类型、地质时代、分布范围、厚度、土质名称；,3,）,黄土的物理力学性质、湿陷类型、湿陷等级和承载力；,4,）,黄土的地层结构、古土壤层的分布和发育情况；,5,）,黄土层与基岩的接触面形态、下伏地层的岩性和风化破碎程度；,6,）,黄土节理、裂隙的产状、规模、间距、充填闭合情况；,7,）,水库、池塘等地表水体的分布情况、地面水的集聚、排泄条件、洪水的淹没范围及水流的冲刷作用和影响；,8,）,地下水的类型、埋深、季节性变化幅度、升降趋势及其与地表水体、灌溉、开采的关系；,9,）,滑坡、崩塌、错落、陷穴、冲沟、泥石流、落水洞、湿陷洼地、地裂缝、断裂、人为坑洞、泥流、水流冲蚀、堰塞湖等不良地质的分布、规模、发展趋势及对公路工程的影响和绕避的可能性；,10,）,既有工程的路基、边坡、隧道地质病害及防治工程经验等。,山西交设岩土工程有限公司,三、黄土地区工程地质勘察,1,）,路线应避开湿陷性黄土强烈发育地带。无法避开时，应选择地表排水条件好、地层单一、土质均匀、湿陷性黄土厚度较小的位置通过。,2,）,黄土塬、梁、峁和丘陵地区的路线，宜选择地形完整、山坡稳定的位置布线，避开地形零乱、沟谷深切、冲沟发育等侵蚀强烈地带。,3,）,黄土沟、梁相间地带，应结合填挖高度进行桥梁与高填路堤、隧道与深挖路堑方案比选。,4,）,沿溪线应利用宽谷阶地，且远离河岸或阶地缺失的高陡岸坡5,）,路线应避开滑坡、崩塌、陷穴、泥流、人为坑洞等不良地质发育地段。,6,）,桥位选择应避开谷坡零乱、河岸不稳及山坡变形较多的地段。,7,）,隧道应尽可能选择在塬、梁顶面平整或地形突起，地表排水条件好，地层单一、土质均匀的位置通过，避开陷穴、落水洞发育，地表和地下水丰富的部位；隧道的进出口应选择在山体稳定、无滑坡、崩塌等不良地质发育的位置。,2,、,黄土地区根据地质条件选线应符合下列要求：,山西交设岩土工程有限公司,1,）,应查明,3.1,的有关内容，并与路线及沿线构筑物的设置紧密结合，辅以必要的挖探和测试手段进行；,2,）,地貌单元的边界、古土壤层、黄土与下伏基岩的接触面、地下水出露点湿陷洼地、陷穴、落水洞、堰塞湖、黄土滑坡、错落、地裂缝、人为坑洞、紧邻路线的陡坡地带和水流冲刷部位等应布置工程地质调绘点；,3,）,必要时，应选择代表性地貌地质单元布置挖探点，采集土样，测试其湿陷性。,山西交设岩土工程有限公司,3,、,工程地质调绘应符合下列要求：,1,）黄土地区的工程地质勘探应采用,物探,、挖探和钻探等相结合进行综合勘探。勘探测试点的数量和位置应根据地形地质条件、黄土的湿陷性、构筑物的类型和规模等确定。,2,）黄土地区勘探深度、取样应符合下列要求：,A,、,路基和构筑物的浅基础，非自重湿陷性黄土场地的勘探深度应至基底以下不小于,10m,；自重湿陷性黄土场地，陇西、陇东、陕北晋西地区不应小于,15m,，其他地区不应小于,10m,，且不小于压缩层厚度，对大桥、特大桥、高墩桥等重要建筑物的勘探深度不得小于持力层的厚度，控制性勘探点应至非湿陷性黄土层,顶,面。,B,、,在探坑（井）和钻孔中，应采取不扰动土样。在,Q,4,、,Q,3,地层中，应取样做湿陷性试验。,地基持力层范围内的,Q,2,黄土，应采取代表性试样做湿陷性试验,。,C,、,采取不扰动土样，必须保持其天然的湿度、密度和结构。在探坑（井）中取样，竖向间距为,1.0m,，土样直径不宜小于,120mm,；在钻孔中取样，竖向间距为,1.0m,，并应符合,湿陷性黄土地区建筑规范,（,GB 50025,）的有关钻探、取样规定。,D,、,采集的原状土样应及时密封，避免雨淋、冻、晒和振动，并尽快试验。,山西交设岩土工程有限公司,4,、工程地质勘探应符合下列,规定,钻探、取样质量对正确评价黄土的工程地质性质至关重要，特别是在湿陷性黄土地区。在钻孔内采取不扰动土样，必须按现行,湿陷性黄土地区建筑规范,（,GB 50025,）的有关规定执行，严格掌握钻进方法、取样方法、使用合适的清孔器。,A,、,在钻孔内采取不扰动土样，应采用回转钻进，使用螺旋（纹）钻头，控制回次进尺的深度，并根据土质情况，控制钻头的垂直进入速度和旋转速度，严格掌握“,1,米,3,钻”的操作顺序，即取土间距为,1m,时，其下部,1m,深度内仍按上述方法操作。清空时不应加压或少许加压，慢速钻进，应使用薄壁取土器压入清孔，不得用小钻头钻进，大钻头清孔。,B,、,应用“压入法”取样，取样前应将取土器轻轻吊放至孔内预定深度处，然后以匀速连续压入，中途不得停顿。在压入过程中，钻杆应保持垂直不摇摆，压入深度以土样超过盛土段,3050mm,为宜。当使用有内衬的取土器时，其内衬应与取样器紧贴（塑料或酚醛压管）。,C,、,宜使用带内衬的黄土薄壁取土器，其内径不宜小于,120mm,，刃口壁的厚度不宜大于,3mm,，刃口角度为,1012,，控制面积比为,12%15%,，其尺寸规格按下表采用。,黄土薄壁取土器的尺寸,3,）钻探注意事项（规范条文说明）,山西交设岩土工程有限公司,外径（,mm,）,刃口内径（,mm,）,放置内衬后内径（,mm,）,盛土筒长（,mm,）,盛土筒厚（,mm,）,余（废）土筒长（,mm,）,面积比（,%,）,切削刃口角度（,）,129,120,122,150200,2.002.50,200,15,12,D,、,在钻进和取土样过程中，应遵守下列规定：,严禁向钻孔内注水。,在卸土过程中，不得敲打取土器。,土样取出后，应检查土样质量，如发现土样有受压、扰动、碎裂和变形等情况时，应将其废弃并重新采取土样。,应经常检查钻头、取土器的完好情况。当发现钻头、取土器有变形、刃口缺损时，应及时校正或更换。,对探井内和钻孔内的取样结果，应进行对比检查，发现问题及时改进。,山西交设岩土工程有限公司,1,、工程地质调绘应沿拟定的路线进行，调绘的比例尺为,1,：,20001,：,10000,。,2,、工程地质勘探测试除应符合以上规定外，尚应符合下列规定：,A,、,路基勘探测试点，应沿路线中线布置，地形平缓、地层简单、黄土的湿陷性轻微的路段，勘探测试点的数量每公里不少于,2,个；地形地貌复杂、地层变化大、黄土湿陷性中等及以上的路段，,应增加,勘探测试点数量。存在黄土陷穴、落水洞、湿陷洼地、古墓等不良地质发育的路段，宜做横断面勘探。,B,、,大桥、特大桥、高墩桥等重要构筑物，应结合地貌地质单元，布置控制性勘探点，数量不宜少于,1,个。,C,、隧道勘探应采用物探、挖探、钻探等进行综合勘探，探坑（井）、钻孔应结合地貌地质单元布置。勘探点数量：短隧道不宜少于,2,个；中隧道不宜少于,3,个；长隧道及特长隧道的勘探点平均间距不宜大于,500m,。,3,、黄土初勘应按有关规定提供下列材料：,A,、,文字说明：应对工点工程地质条件进行说明，对（三、,1,）黄土勘察要求查明的内容进行说明，对工程建设场地的适宜性进行分析、评价，提出工程地质建议；,B,、,图表资料：应对黄土的类型、湿陷性、湿陷等级等进行图示和说明。,山西交设岩土工程有限公司,5,、初步勘察应符合下列规定：,1,）黄土地区工程地质调绘应对初勘资料进行复核。当线位偏离初测线位或地质条件需进一步查明时，应进行补充工程地质调绘，调绘的比例尺为,1:2000,。,2,）详细勘察应充分利用初勘资料，在确定的线位及构筑物位置上进行勘探、测试，应符合下列规定：,A,、,路基勘探：地层单一，黄土湿陷性轻微路段，每段填挖路基勘探测试点的数量不宜少于,1,个，平均间距不宜大于,500m,；地层变化大、黄土湿陷性中等及以上的路段，勘探测试点的数量应增加，其平均间距不宜大于,200m,；不良地质发育路段，宜布置横向勘探断面进行勘探，每条勘探断面上勘探点的数量不宜少于,2,个。,B,、,桥梁勘探：地层变化大，湿陷性中等及以上的场地，勘探测试点宜按墩台布置。,C,、,隧道勘探：应结合隧道工程地质及水文地质条件，对初勘阶段的勘探点进行加密。,3,）黄土详勘应按有关规定提供资料。,山西交设岩土工程有限公司,6,、,详细勘察应符合下列规定：,黄土地区工程地质测试，应根据地层条件、构筑物的类型等选择试验项目和原位测试方法，并符合下列规定：,1,）室内测试项目按下表选用：,注：,“,+,”,为必做项目；,“,（,+,）,”,为选做项目。,7,、黄土地区工程地质测试,山西交设岩土工程有限公司,构造物类型,测试项目,路基,桥涵,隧道,颗粒分析,（,+,）,（,+,）,（,+,）,天然含水率,w,（,%,）,+,+,+,密度,p,（,g/cm,3,）,+,+,+,液限,wl,（,%,）,+,+,+,塑限,wp,（,%,）,+,+,+,剪切试验,黏聚力,c,（,Mpa,）,+,（,+,）,+,内摩擦角（,）,压缩系数,+,+,（,+,）,湿陷系数,+,+,（,+,）,自重湿陷系数,+,+,（,+,）,湿陷起始压力,p,sh,（,Kpa,）,+,+,（,+,）,碳酸钙含量,（,+,）,（,+,）,（,+,）,二、膨胀性岩土,山西交设岩土工程有限公司,一、膨胀性岩土的定义、特征、判定及成因,二、膨胀性岩土勘察,山西交设岩土工程有限公司,1,、定义：,含有大量亲水矿物，具有吸水显著膨胀、软化，失水急剧收缩、开裂，强度可大幅衰减的岩土应定为膨胀性岩土。,它的重要特征包括：（,1,）由膨胀性黏土矿物组成（主要是蒙脱石和伊利石）；（,2,）具有膨胀结构（包括晶格膨胀）；（,3,）多裂隙性，裂隙呈不规则网纹状，构成多裂隙组合而成的裂隙结构体；（,4,）较强烈的胀缩性，吸水时，体积膨胀，并形成膨胀力；失水时，体积收缩，并形成收缩裂缝（,5,）强度衰竭性，膨胀、收缩变形可随环境变化往复发生，导致土体强度衰减；（,6,）以黏粒（粒径小于,0.002mm,）为主，黏粒含量大于,30%,；（,7,）高塑性，具有高液限、低塑限、塑性指数高等特点，其液限大于,40%,，塑性指数大于,17,，多数在,21,以上，属于高塑性黏性土；（,8,）对气候及水文因素敏感性；（,9,）含钙质和铁锰质结核及薄膜；（,10地形平缓，无直立陡坎；（,10,）对工程建筑物的成群破坏性等。,其中，含有大量的亲水矿物（蒙脱石和伊利石）是构成膨胀性岩土的物质基础，显著的胀缩特性、强度衰竭性是膨胀性岩土区别于普通粘性土（或岩石）的重要特征。,山西交设岩土工程有限公司,一、膨胀性岩土的定义、特征、判定及成因,A,、膨胀土的初判标准,山西交设岩土工程有限公司,2,、膨胀土的特征及分级,项目,特 征,项目,特 征,地层,以第四系中、上更新统为主，少量为全新统及新第三系。,结构,结构致密，易风化成碎块状，更细小的呈鳞片状。,地貌,地形平缓开阔，具垄岗式地貌，垄岗与沟谷相间，无明显的天然陡坎，自然坡度平缓，坡面沟槽发育。,裂隙,裂隙发育，呈网纹状，裂面光滑，具蜡状光泽，或有擦痕，或有铁锰质薄膜覆盖。常有灰白、灰绿色粘土充填。,颜色,以褐黄、棕黄、棕红色为主、间夹灰白、灰绿色条带或薄膜，灰白、灰绿色多呈透镜体或夹层出现。,崩解性,遇水易沿裂隙崩解成碎块状。,黏性,土质细腻，手触摸有滑感，旱季呈坚硬状，雨季粘滑，液限大于,40%,。,不良地质,常见浅层溜塌、滑坡、地裂，新开挖的路堑、边坡、基坑易产生坍塌。,含有物,含有较多的钙质结核，并有豆状铁锰质结核。,自由膨胀率,Fs40%,注：当符合表中的两项指标时，应定为膨胀土。,C,、膨胀土分级,B,、膨胀土的详判指标,山西交设岩土工程有限公司,名称,判定指标,名称,判定指标,自由膨胀率,Fs,（,%,）,Fs40,塑性指数,Ip,Ip15,标准吸湿含水率,w,f,（,%,）,w,f,2.5,级,别,分级指标,非膨胀土,弱膨胀土,中等膨胀土,强膨胀土,自由膨胀率,塑性指数,标准吸湿含水率,注：（,1,）自由膨胀率是反映膨胀土特性的指标之一，被定义为人工制备的烘干土，在水中增加的体积与原体积之比。该指标存在一定的弊端，采用自由膨胀率对膨胀土进行分类时常会产生误判。,（,2,）标准吸湿含水率是指在标准条件下（温度为,25C2C,）和标准相对湿度下（通常为,60%3%,），膨胀土试样从天然含水率脱湿至平衡后的含水率。,（,3,）塑性指数是用来表征黏性土可塑性的一项重要指标塑性指数愈大，标明土的颗粒愈细，比表面积愈大，土中的黏粒或亲水矿物（如蒙脱石）含量愈高，土处在可塑状态的含水率变化范围愈大。根据研究，标准吸湿含水率与塑性指数之间也存在线性相关趋势，说明塑性指数也是反映膨胀土本质特征的一种特征参数。,需要指出的是，膨胀土地层的分布多是不均匀的。上述判别仅是对单个样品而言，要查明一个地区（或场地）的情况，需要有足够的样品。为查明场地岩土的性质，不致错判、漏判，应保证有一定数量的钻孔及一定数量的试样，应针对土层情况，选择取样地点和取样密度，以保证获取可靠的资料。另外，我国幅员辽阔，各地,山西交设岩土工程有限公司,工程地质条件不同，规范的指标可能还难以完全反映各地膨胀土（岩）的实际情况。对有条件的地区，可结合当地实际情况建立地区经验指标，以便更准确地对膨胀土（岩）进行判别。,3,、膨胀土的成因及分布特征,膨胀土的成因类型，大致可分为两类。,一类是母岩的风化产物经水流搬运堆积形成的冲积、洪积、湖积和冰水沉积型，另一类是母岩的风化产物在原地堆积或在重力作用下沿山坡堆积形成的坡积与残积型。,其分布与水文和地貌的关系极为密切。在我国，膨胀土大部分都分布在各河流形成的阶地、湖盆及平原内部，被认为是各类母岩的风化产物经流水搬运和沉积分异（机械分异作用和化学分异作用），使蒙脱石粘土矿物明显集中，经压密和固结等成土作用而形成的以沉积建造为主的膨胀土；在低山丘陵区，由于基岩风化的地球化学作用以原地堆积为主，膨胀土以残积成因为主，残积膨胀土经剥蚀沿下部山坡堆积则形成坡积成因类型的膨胀土。,山西交设岩土工程有限公司,膨胀土地貌的形成，是在膨胀土堆积和发育的过程中各种内外地质营力相互作用的结果。一方面继承了古老地貌复杂多样的形式，另一方面又在某种程度上改变了古老地貌的原始面貌，并成为这些地貌单元物质组成的一部分。只是由于膨胀土易风化、碎裂，以及遇水易崩解与泥化等特殊的工程地质性质，决定这些原始地貌容易遭受后期流水的侵蚀切割，在古老的地貌上发育了次一级的地貌单元，形成无数逶迤的丘岗与沟谷相间的地貌，构成膨胀土特殊的地貌景观。膨胀土地区的沟谷地貌非常发育，河谷两侧的岸坡上，可见许多大小不一，形态各异的沟谷汇入河谷，而每条沟谷两侧的谷坡上有各自发育有无数次一级的沟槽汇入沟谷，形成独特的地貌景观；有膨胀土发育的丘陵地区，地貌形态大多具有相似性，丘陵的顶面多呈浑圆状，坡面为平缓的斜坡，无直立的陡坎，受到水流的侵蚀，多发育有冲蚀沟槽。而人工开挖的坡面，由于受到暂时性水流形成的漫流片状侵蚀或微弱的线状侵蚀，发育有数量众多的细小纹沟。而斜坡土体的移动，还可形成滑坡、溜塌、泥流等物理地质现象。对膨胀土地貌的成因、类型、分布和形态特征进行调查有助于对膨胀土的类型和分布情况等进行深入的研究。,4,、膨胀土地貌成因及特征,山西交设岩土工程有限公司,膨胀土地区既有建筑物的使用情况调查很重要，是膨胀土勘察的重要组成部分。实践表明，膨胀土地区未经处理的建筑物有成群破坏的现象，特别以平房最为严重。一般在窗台和门的上方出现裂缝，裂缝的宽度从上至下渐渐减小，主要沿砖缝开裂。裂缝的总体特征是：纵墙的水平裂缝多发生在窗台下及门框的拐角处；竖向裂缝多出现在墙体的中部，且上宽下窄；角端的斜向裂缝，多呈倒八字型，并伴有一定的水平位移，而且以角端的斜向裂缝最为发育。建筑物的变形，低层较多层严重，刚性结构较柔性结构严重。建筑物开裂多发生在旱季，裂隙宽度随季节变化。支挡结构物变形、开裂，特别是浆砌片石挡墙会开裂位移。膨胀土地区的河岸、堤埂，路堤、路堑边坡有,“,逢堑必滑，无堤不塌,”,的说法这些都是膨胀土地区建筑工程的典型破坏形式，也是膨胀土的主要识别标志之一。,5,、膨胀土地区破坏形式,山西交设岩土工程有限公司,A,、膨胀岩野外地质特征表,山西交设岩土工程有限公司,6,、膨胀岩的特征及判定,地貌,一般为波状起伏的低缓丘陵，相对高度,20,30m,，丘顶多浑圆，坡面圆顺，山坡坡度缓于,40,o,，岗丘之间多为宽阔的,U,型谷地；当具有砂岩夹层时，常形成陡坎。,地质年代,以石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和第三系地层为主。,岩性,主要为灰白、灰绿、灰黄、紫红和灰色的泥岩、泥质粉砂岩、页岩、风化的泥灰岩、风化的基性岩浆岩、蒙脱石化的凝灰岩以及含硬石膏、芒硝的岩石等。岩石由细颗粒组成，遇水时多有滑腻感。,结构构造,岩层多为薄层和中、厚层状，裂隙发育，裂隙多为灰白、灰绿等富含蒙脱石的物质充填。,风化情况,风化裂隙多沿构造面、层理面进一步发展，使已被结构面切割的岩块更加破碎；地表岩石风化后呈碎块状或含碎屑的土状，剥离现象明显；天然含水状态的岩石在暴晒时多沿层理方向产生微裂隙；干燥的岩块泡水后易崩解成碎块、碎片和土状。,膨胀岩室内试验判定指标表,注：,1,对于不宜崩解的岩石，应取轴向或径向自由膨胀率的大值进行判定；,2,对于易崩解岩石应将其粉碎，过,0.5mm,的筛，去除粗颗粒后，比照土的自由膨胀率试验方法进行试验；,3,当有,2,项及以上符合表中所列指标时，在室内可判定为膨胀岩。,山西交设岩土工程有限公司,B,、膨胀岩判定,试验项目,判定指标,自由膨胀率,Fs,（,%,）,不易崩解岩石,Fs3,易崩解岩石,Fs30,膨胀力,Pp,（,kpa,）,Fs100,饱和吸水率（,w,sr,）（,%,）,w,sr10,1,、,膨胀性岩土工程地质勘察应查明下列内容：,1,）区域地质、地形地貌，当地气象及水文资料；,2,）膨胀性岩土的成因、类型、地质时代、分布范围；,3,）膨胀性岩土的裂隙发育密度、产状、形态、充填物及裂面特征；,4,）膨胀性岩土的矿物成分、含有物、物理力学性质、膨胀与收缩性质、膨胀等级；,5,）膨胀性岩土的风化程度及其分带、大气急剧影响层深度；,6,）有无软弱夹层及其厚度和含水状况、膨胀土下伏地层的岩性及结构面发育情况；,7,）地表水的汇集与排泄条件，地下水的类型、埋深和水位变化幅度及趋势；,8,）滑坡、溜塌、地裂等不良地质的分布、规模；,9,）既有建筑物的使用情况及当地工程经验。,二、膨胀性岩土勘察,山西交设岩土工程有限公司,A,、,路线应选择地形平缓、坡面完整、植被良好的地带通过，避免平行坡面或沿山前斜坡地带布线，并宜垂直垄岗轴线。,B,、,路线应以浅挖、低填的方式通过。,C,、,路线应避开中、强膨胀土地带。必须通过时，应避开土层结构复杂或有软弱夹层发育的地带，并以最短距离通过；,D,、,路线应避开裂隙发育、地表冲蚀严重或有滑坡、溜塌、地裂等不良地质发育的地段；,E,、,路线应远离地表水体或地下水发育的膨胀性岩土地段。,3,、工程地质调绘应符合下列规定：,A,、,膨胀性岩土地区工程地质调绘应与路线及构筑物的设置相结合，辅以必要的挖探和测试手段进行，查明二、,1,条的内容；,B,、,地层界线、膨胀性岩土露头、滑坡、溜塌、地裂、垄岗、沟谷、人工开挖边坡和陡坎等部位应布置工程地质调绘点；,C,、,应选择代表性路段布置挖探点，取样测试膨胀性岩土的含水状况和膨胀性，调查膨胀性岩土的风化和裂隙发育情况及大气影响深度。,山西交设岩土工程有限公司,2,、膨胀性岩土地区根据地质条件选线应符合下列规定：,1,、,膨胀土地区工程地质勘探宜采用挖探、钻探辅以必要的物探手段相结合的综合勘探方法进行。勘探工作量应在工程地质调绘的基础上，结合现场地形地质条件和构筑物的设置确定。,2,、膨胀土地区的勘探深度应符合以下规定：,1,）,路基和构筑物的浅基础，勘探深度应,大于大气影响层深度,。当膨胀土厚度较薄时，钻孔或探井的深度应穿过膨胀土至下伏非膨胀土地层；膨胀土厚度较大时，填方路基的勘探深度应达设计高程以下,5,8m,，挖方路基，应达设计高程以下不小于,8m,。,2,）,隧道的勘探深度应至路线设计高程以下不小于,8m,。,3,）,桥梁桩基础勘探深度应至桩端以下不小于,5m,。,3,、膨胀土（岩）原状样应从地面以下,1m,开始采取。在大气影响层深度范围内，取样间距为,1.0m,；在大气影响层深度以下，取样间距不宜大于,2.0m,。,4,、在探坑或钻孔中采集原状样，应采取边进尺边取土的方法，采集的原状样应密封，避免湿度变化和扰动，并尽快试验。,山西交设岩土工程有限公司,4,、工程地质勘探应符合下列规定：,1,、工程地质调绘应沿拟定的路线及其两侧各宽的,200m,带状范围进行，工程地质调绘的比例尺,1:2000,。,2,、工程地质勘探测试应符合下列规定：,1,）路基勘探：勘探点应沿拟定的路线中线布置，平均间距不宜大于,200m,，做代表性勘探；陡坡路堤、填土高度大于,10m,的路堤或挖方深度大于,10m,的路堑应选择代表性位置布置横向勘探断面每条勘探断面勘探点的数量不宜少于,2,个。,2,）涵洞、通道勘探：地层单一，弱膨胀性土分布路段，可做代表性勘探；地层结构复杂、膨胀性中等及以上的膨胀性岩土路段，每座涵洞、通道勘探点的数量不宜少于,1,个。,3,）桥梁、隧道勘探：地质条件简单的弱膨胀性土分布路段，小桥、短隧道的勘探点数量不宜少于,1,个；地层复杂，膨胀性中等及以上膨胀性岩土分布路段，勘探点数量不宜少于,2,个；其他桥梁及隧道，应按工程地质条件较复杂或复杂场地进行工程地质勘探。,3,、膨胀性岩土初勘应提供下列资料：,1,）文字说明：应对路线及构筑物场地的工点工程地质条件进行说明，对二、,1,膨胀性岩土勘察要求查明的内容进行阐述，分析、评价工程建设场地的适宜性，提出工程地质建议；,2,）图表资料：应对膨胀性岩土的类型、收缩和膨胀特性、膨胀等级、膨胀土的含水率随深度的变化情况等进行图示和说明。,山西交设岩土工程有限公司,5,、初步勘察应符合下列规定：,1,、详细勘察工程地质调绘应对初勘工程地质调绘资料进行复核，当线位偏离初测线位或地质条件需进一步查明时，应进行补充工程地质调绘，调绘的比例尺为,1:2000,。,2,、详细勘察应充分利用初勘资料，在确定的线位和构筑物位置上进行，除符合以上规定外，尚应符合下列规定：,1,）路基勘探：每段填、挖路基勘探点的数量不宜少于,1,个；陡坡路堤及填挖高度大于,10m,的路堤或路堑，应布置横向勘探断面，每条勘探断面上的钻孔或探坑数量不宜少于,2,个。,2,）涵洞、通道勘探：弱膨胀性土分布路段，每座涵洞、通道勘探点数量不宜少于,1,个；中等及以上膨胀性岩土路段，勘探点数量不宜少于,2,个。,3,）桥梁、隧道勘探：弱膨胀性土分布路段，每座小桥、短隧道的钻孔或挖探点数量不宜少于,1,个；中桥、大桥可隔墩布置钻孔；中等及以上膨胀性岩土路段，应按较复杂或复杂工程地质场地布置勘探点。,3,、详勘应按有关规定提供资料。,山西交设岩土工程有限公司,6,、,详细勘察应符合下列规定：,1,）室内测试,项目可按右,表选用：,注：,“,+,”,为,必做项目；,“,（,+,）,”,为,选做项目。,山西交设岩土工程有限公司,7,、,膨胀性岩土地区的工程地质测试，应根据地层条件、构筑物类型等选择原位测试和室内试验方法，并符合下列规定：,测试项目,路堤、路堑,桥涵地基,隧道围岩,颗粒分析,+,+,+,天然含水率,w,（,%,）,+,+,+,密度,（,g/cm,3,）,+,+,+,液限,w,L,（,%,）,+,+,+,塑限,w,p,（,%,）,+,+,+,剪切试验,黏聚力,c,（,kpa,）,+,（,+,）,+,内摩擦角,（,）,压缩系数,a,（,Mpa,-1,）,+,+,（,+,）,自由膨胀率,Fs,（,%,）,+,+,+,膨胀率（,%,）,收缩系数（,%,）,膨胀力（,kpa,）,+,+,+,无侧限抗压强度,q,u,（,kpa,）,（,+,）,（,+,）,（,+,）,矿物成分,（,+,）,（,+,）,（,+,）,标准吸湿含水率,w,f,（,%,）,+,+,（,+,）,2,）对路堑边坡的深层破坏应作峰值抗剪强度试验和残余抗剪强度试验，浅层破坏宜作无侧限抗压强度试验、用作填料的膨胀土宜作浸水抗剪强度试验。,3,）缺乏地区经验时，膨胀性岩土地基的承载力宜采用现场载荷试验确定。,4,）膨胀岩地段隧道工程，宜采取代表性膨胀岩试样作自由膨胀率、干燥饱和吸水率、崩解性和单轴抗压强度试验。,山西交设岩土工程有限公司,谢 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