膨脹土有哪些地質特徵

1. 膨脹土的判別與分類是什麼求答案

在膨脹土地區進行工程建設，首先必須正確識別膨脹土與非膨脹土，並准確判斷膨脹土膨脹勢的強弱和工程性質的特點，然後才能在工程設計和施工中做到有的放矢，採取切實有效的方法進行處理。以往的工程建設經驗（包括水利、公路、鐵路等）已經證明：膨脹土並不可怕，可怕的是對膨脹土判斷失誤，沒有進行正確的處理而導致工程病害的發生。 對於膨脹土的判別與分類，近些年來國內外做了大量的研究工作，基於不同目的採用不同的判別和分類方法。如：通過膨脹性礦物（蒙脫石及蒙脫石和伊利石、高嶺石的混層礦物）的含量、膨脹土的液限和塑性指數、自由膨脹率等等。雖然膨脹土的判別方法國內外尚未有統一標准
，但比較廣泛採用的是現場定性和室內簡易定量指標相結合的方法，即根據工程地質特徵及土的自由膨脹率指標綜合判定： 第一，裂隙發育，常有光滑面與擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰綠色粘土，在自然條件下呈硬塑狀態； 第二，多出露於二級或二級以上階地、山前丘陵和盆地邊緣，地形平緩，無明顯自然陡坎； 第三，常見淺層滑坡、地裂、新開挖坑槽壁易發生坍塌等； 第四，建築物裂隙隨氣候變化而張開或閉合； 第五，自由膨脹率大於或等於40%.具備這些條件的土可判定為膨脹土，然後再對其進行粘土礦物、基本指標、力學強度等全面研究。

2. 國膨脹土的概念及其初步判別

在膨脹土地區工作時，首先遇到的是膨脹土的判別問題，而判別問題的正確解決是取決於膨脹土的概念，含糊不清的概念，不僅不能正確地反映客觀實際，而且在實踐中還會帶來混亂。現在我們來考慮一下膨脹土的概念及其初步的判別。

膨脹土的概念

土在吸水時，體積增大的現象稱為膨脹，在失水時，體積減小的現象稱為收縮。膨脹與收縮有著密切的關系，它們都是由於水的作用而發生的，但膨脹是由於結合水的作用，而收縮結合水的作用外，在含水量高時，還有自由水的影響，因此，只有土中不存在自由水的情況下，膨脹和收縮才有可逆的關系，成為真正的統一體的兩個方面。

由於土的干濕，土體積變化所產生的內力，在膨脹時稱為膨脹力，在收縮時稱為收縮力，膨脹力可以測出，收縮力測起來很困難。這些力的大小主要決定於土的物質成分、組織結構，以及土與水的接觸條件和水的成分。這些力大到一定程度時，都可導致建築物的破壞，只有能促成建築物破壞的那種膨脹性土，我們才稱它為膨脹土。某種土雖然也有膨脹、收縮特徵，但其值甚小，尚不足以影響建築物的安全和正常使用，我們不稱它為膨脹土，而說它是具有膨脹特徵的非膨脹土。這樣的劃分是有重大意義的。是膨脹土就要作為特殊土對待，非膨脹土就作為一般土處理。膨脹土一詞實質是一個工程上的概念。既然這個工程概念是有意義的，就要進一步地把它明確起來，也就是說，膨脹土的內容和特徵究竟是什麼？這些內容和特徵是怎麼產生的？從原則上說，稱膨脹土的要點有兩條，第一，土要有脹縮特徵，這是理論的要求；第二，土的脹縮能力能促使建築物的破壞，這是實際的需要，第一比較簡單，土的脹縮特徵可以通過各種方法去測定；第二比較復雜，因為存在著土與建築物相互作用的問題。這方面要作進一步的分析，從工程地質觀點上看，研究任何土類，都是為建築工程服務的，因此，研究建築物的實踐經驗和破壞情況，是研究膨脹土的開始，也是研究膨脹土的歸宿。建築經驗和破壞事故的調查，會給我們大量的感性認識和實際材料，從建築結構上看，總結出膨脹土地區建築物的破壞特性，作為間接判別膨脹土的方法是有效的。今後在可能的條件下仍可這樣做，但影響建築物好壞的因素很多，用結構反算的方法來確定地基土的力學性質是很困難的，尤其是反復變形的膨脹土更是難上加難。因此，建築物的好壞只能作為一種宏觀現象，作為入門的向導，一進門就要抓住在建築物作用下的土的性質，也就是抓住膨脹土的基本性質及其形成條件，直接加以測定和研究，並以此來建立膨脹土的標志，以後再以建築物的實踐來檢驗這個標志，如此循環，一次比一次更接近實際。

膨脹土的初步判別

就目前情況來看，我國有條件對膨脹土作出初步的判別標志，所謂有條件，就是在我國某些地區，由於地基土的脹縮造成建築物破壞的現象比較明顯，也就是說有大量的宏觀資料作為向導。同時，近幾年來，我們為了認識膨脹土、制服膨脹土，對這樣的地基土做了大量的試驗研究，特別是工作量大的野外浸水載荷試驗，現在可以用成套的膨脹性數據來證明膨脹土的客觀存在，這種存在也逐步得到大家的公認。既然有可以測定的，也就是說它不是概念的，而是可以捉摸的，並為大家所公認的膨脹土的存在，那麼我們就可以以此為基礎來研究現存膨脹土的形成條件和一系列特徵，特別是脹縮特徵，來建立初步的判別標志。因為它符合在一定條件下所產生的物理化學現象，在遇到相同條件時，可以重復和再現的原理。

到目前為止，有關膨脹土特徵的資料是齊全的，也就是同時具備建築物破壞資料，建築物變形觀測資料，室內土的物理力學性質和脹縮特徵資料，以及野外浸水載荷試驗資料。具備這樣齊全的資料的地點，計有邯鄲、平頂山、合肥、荊門、成都、雞街、寧明等地。資料比較齊全，也就是具備前三項特徵資料的，計有蒙自、貴陽、鄖縣等地；至於既有建築物破壞資料，又有土的室內試驗資料的地點，那就更多，總結和概括了這些資料之後，我們認為膨脹土應該具備以下幾個方面的特徵，作為初步的判別標志：

1）顏色、色調復雜，一般以灰白灰綠或黃褐或紅褐色為主，且常成雜色花斑。

2）產狀、天然露頭無高陡坎出現，且常成風化剝落的緩坡。

3）結構、裂隙眾多，裂隙面呈油脂光澤，裂隙面兩壁常是灰白、灰綠等色。

4）岩性，手摸有滑膩感，常含有鈣質結核或鐵錳結核，有時富集成層。

5）塑性指數，一般在18%以上。

6）孔隙比，一般低於1.1。

7）液限，一般在40%以上。

8）自由膨脹率，一般在40%以上。

由於我國膨脹土分布非常廣泛，所處的地質地理條件也很復雜，具有鮮明的區域性，且膨脹土一詞是土力學和工程地質學上的一個概念，所以在概括膨脹土的一般特徵時，必然要舍棄若乾地質因素和地方特點，如宏觀的成因和微觀的粘土礦物等。因此，以上的歸納只能提供初步的判別，當回到實踐中解決具體問題時，還要結合地質地理因素和地方特點，加深對它的認識，才能把握它的規律，才能符合實際。

（本文原載：《中國第四紀研究通訊》，中國第四紀研究委員會，1982年2月，17～19頁）

3. 膨脹土的工程特徵有哪些

膨脹土的主要工程特徵表現是遇水迅速膨脹、乾旱劇烈收縮，埋藏較淺的越是敏感，無所謂固結。是不良的、極有害的地基土層。而且難於處理，難於改良，難於控制。

4. 什麼是膨脹土

膨脹土是一種富含親水性礦物，並且隨含水量增減，體積發生顯著脹縮變形的高塑性粘土。專

膨脹土是種高塑屬性黏土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。常使建築物產生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特徵有外牆垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗檯下水平裂縫，內、外山牆對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般於建築物完工後半年到五年出現。

5. 什麼是膨脹土，其特點和病害，柔性支護和物理處治的適應條件和基本原理

膨脹土是一種富含親水性粘土的礦物，並且隨含水量增減，體積發生顯著脹縮變形的高塑性粘土。膨脹土具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。常使建築物產生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞。膨脹土的危害性很大，裂縫特徵有外牆垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗檯下水平裂縫，內、外山牆對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般於建築物完工後半年到五年出現。
在道路工程設計中，針對膨脹土的物理性質及力學性質，根據地質勘測的詳實報告及有關處理膨脹土的經驗，設計中採用了綜合處理的思想，並進行了針對性的研究，提出如下措施：
（1）填高不足1米的路堤，必須換填非膨脹土，並按規定壓實。
（2）使用膨脹土作填料時，為增加其穩定性，採用石灰處治，石灰劑量范圍10%∽12%，要求摻灰處理後的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。
（3）路堤兩邊邊坡部分及路堤頂面要用非膨脹土作封層，必要時須鋪一層土工布，從而形成包心填方。
（4）路塹邊坡不要一次挖到設計線，沿邊坡予留厚度30∽50cm一層，待路塹挖完後，再削去予留部分，並以漿砌花格網護坡封閉。
（5）路堤與路塹分界處，即填挖交界處，兩者土內的含水量不一定相同，原
有的密實度也不盡相同，壓實時應使其壓實的均勻.緊密，避免發生不均勻沉陷。因此，填挖交界處2米范圍內的挖方地基表面上的土應挖成台階，翻鬆，並檢查其
含水量是否與填土含水量相近，同時採用適宜的壓實機具，將其壓實到規定的壓實度。
（6）施工時應避開雨季作業，加強現場排水。路基開挖後各道工序要緊密銜接，連續施工，時間不宜間隔太久。路堤.路塹邊坡按設計修整後，應立即漿砌護牆.護坡，防止雨水直接侵蝕。

6. 什麼是膨脹土(岩)

膨脹土為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮專變形、浸水承載力衰屬減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。常使建築物產生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特徵有外牆垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗檯下水平裂縫，內、外山牆對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般於建築物完工後半年到五年出現。

7. 膨脹土地基上建築物的破壞特徵——以茂名地區為例

膨脹土是一種地質災害土種，在一定的氣候條件下，會產生脹縮變形和地裂縫，也是一種常見的特殊的地基土。膨脹土往往使位於其上的建築物出現開裂破壞，它與黃土的濕陷和軟土的沉降所呈現的開裂破壞是不同的，具有自己的特徵。因此，通過這些特徵的認識，可以用來判別膨脹土的分布和性質，以下就其建築物開裂破壞的特徵，作一些報道。

一、建築物開裂破壞的形態

1）豎向裂縫，一般出現牆的中部，上寬下窄，見照片1。

2）斜裂縫，這類的裂縫最多，常見於牆角和山牆，前、後牆和內隔牆也有，見照片2,3。

3）倒八字形裂縫，角端裂縫的發展就形成了倒八字形，見照片4,5。

4）獨立磚柱的水平斷裂，在外走廊的磚柱經常發現，見照片6。

5）地裂縫，當地裂縫通過建築物時，就產生斜向和豎向的裂縫，見照片7。

二、建築物開裂破壞的變化

膨脹土地基的脹縮變形主要受氣候變化的影響，氣候有季節的周期，也有若干年的周期，裂縫是隨著氣候周期的變化而變化的，干時張開，雨時閉合，這是最容易識別的特點。建築的裂縫一般在建成3～6年後才出現，這是由於隨氣候反復變形的量，需要一個過程，也就是水分轉移和聚集使其膨脹需要一個過程。

三、建築物開裂破壞的成群性

膨脹土地基上建築物的破壞主要受氣候的影響，氣候帶的變化是大范圍的，在一個縣域或市域是基本上相同的，因此，只要有一定范圍的膨脹土分布，建築物開裂破壞的成群性是必然的。如茂名地區，不僅一個村莊的建築物裂縫成群出現，而且有成群建築物裂縫的村莊也成群出現，在200km²范圍內，有45個村莊的建築物出現成群的裂縫。

四、結語

判別某種土是否為膨脹土，是防治膨脹土地質災害的前提，雖然國際上至今還沒有判別膨脹土的公認標准，但普遍認為，有許多建築物是由於膨脹土的脹縮而開裂破壞的，世界上確有許多地區存在著膨脹土，因此，報道和總結因膨脹土而使建築物開裂破壞的特徵，用這些特徵來判別膨脹的分布和性質是有意義的。

照片1

照片2

照片3

照片4

照片5

照片6

照片7

（本文原在第三十屆世界地質大會展板區展示）

8. 「膨脹土」是什麼土

膨脹土指的是具有較大的吸水後顯著膨脹、失水後顯著收縮特性的高液限粘土。內
膨脹土的礦物成分主要是蒙容脫石,為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，性質極不穩定。常使建築物產生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特徵有外牆垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗檯下水平裂縫，內、外山牆對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現縱向長條和網格狀的裂縫。一般於建築物完工後半年到五年出現。

9. 工程地質知識：膨脹土的特徵有哪些

脹縮性、崩解性、多裂隙性、超固結性、強度衰減性、風化特性

10. 膨脹土的工程特性及處理方法有哪些

膨脹土的這種遇水膨脹、失水收縮開裂且反復變形的特殊工程性質，給工程帶了較大的危害，准確地了解膨脹土的特性及變化的條件，就能夠知道地基將會產生怎樣的變形，從而採取相應的地基處理措施。膨脹土地基常用的處理方法有5個：(1)換土可採用非膨脹性材料或灰土，換土厚度可通過變形計算確定。平坦場地上I、II級膨脹土的地基處理，宜採用砂、碎石墊層，墊層厚度≥300 mm，墊層寬度應大於基底寬度，兩側宜採用與墊層相同的材料回填，並做好防水處理。換土法能夠得到比其他處理方法更大的地基承載力，從根本上改變地基土的性質，工期也比較短。
(2)改良土質
在膨脹土中添加石灰、水泥等非膨脹材料或添加化學劑使膨脹土失去膨脹性的材料。在膨脹土中拌合一定量的石灰或水泥可降低或消除膨脹土的膨脹性；同時，有機和無機的化學劑也已經在膨脹土改良中得到應用，可以降低膨脹土的塑性指數和膨脹潛勢。
(3)採用樁基
膨脹土層較厚時，應採用樁基，樁尖支承在非膨脹土層上，或支承在大氣影響層以下的穩定層上。
(4)預濕膨脹
施工前使土加水變濕而膨脹，並在土中維持高含水率，則土將基本上保持體積不變，因而不會導致結構破壞。
(5)隔水法根據膨脹土的特性，土體的含水率的變化是膨脹土產生危害的根本條件，採用綜合措施切斷基底下外界滲水條件，就可以保證地基的穩定性。各種處理措施，有時單獨採用，有時需綜合採用。