冲积土的工程地质评价
1. 冲积平原区可能存在的地质问题有哪些
在工程地质特征上,卵石、砾石及密实砂层的承载波力较高,作为建筑物地基是比版较稳权定的。细砂具有不太大的压缩性,饱和进边坡不稳定。至于淤泥、泥炭和松软的黏性土,如作为地基,则建筑物会发生较大的沉降,而且沉降的完成需要很长的时间。总的来说,生轭湖及河滩地带因含松软的淤泥及黏性土,工程性质差。但河漫滩上升为阶地后因干燥脱水,则工程性质能够改善,一 愈老的阶地工程性质愈好。
山区河谷冲积土:山区冲积物透水性很大,抗剪强度高,实际上是不可压缩的,是建筑物的良好地基。
山前平原冲积洪积物:沉积物有分带性,近山处为冲积和部分洪积成因的粗碎屑物组成,向平原低地逐渐变为砾砂、砂以至黏性土。因此,山前平原的工程地质条件也随分带岩性的不同而变化。越往平原低处,工程地质条件越差。
2. 冲积土在什么地质作用下
河流地质作用中
3. 冲积土的简介
冲积土广泛分布于平原和山间平原的河谷两岸的河漫滩上,可能被每年汛期洪专水或多年一属遇的洪水淹没,因此,尚伴有不同程度的现代地质沉积过程,常有新的冲积洪积的物质覆盖于表层。如沉积母质时间短而未开垦者可能有少量的稀疏植被,甚至还有一定数量的自然的木本植物。但大多数情况,在比较宽阔的高河漫滩上多已垦殖为林地,或为非永久性的农田。 冲积土的命名虽由来已久(30、40年代),但与冲积土的含义不尽相同。解放初期,宋达泉(1950年)命名发育在河流冲积物上的土壤为冲积土,归属为泛域土纲、幼年土土纲。从50年代中期开始。冲积土在全国性土壤分类系统中消失,前后曾归属于原始褐土:浅色草甸土及潮土。全国第二次土壤普查又重新确立了冲积土在土壤分类中的位置,作为独立的土类。冲积土相当于美国土壤分类中的冲积新成土(Fluvents),相当于联合国土壤分类中的冲积土(Fkuvisols)。
4. 简述冲积土层和洪积土层的特征及其在工程应用上的意义。
洪积土层特征由暴雨或大量融雪骤然急聚而成的暂时性山洪急流,具有很大的剥削和搬运能力。它冲刷地表,携带着大量碎屑物质堆积于山谷冲沟出口火山前倾斜平原而形成洪积土层。山洪流出沟谷后,由于流速骤减,被搬运的粗碎屑物质首先大量堆积下来。离山渐远,洪基物的颗粒随之变细,其分布范围也逐渐扩大。其地貌特征是:靠山近处窄而陡,离山较远宽而缓,形如锥体,固称为洪积扇。由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群。如果逐渐扩大以至连接起来,则形成洪积冲积平原的地貌单元。
洪积土层的颗粒虽因搬运中分选作用而呈现随离山远近而变的现象,但由于搬运距离短,颗粒的磨圆度仍不佳,此外山洪是周期性产生的,每次的大小不尽相同,堆积下来的物质也不一样。因此,洪积物常出现不规交错的层理结构,如具有夹层,尖灭或透镜体等产状。为一典型的洪积物断面,由于靠近山地的洪积物的颗粒较粗,地下水位离藏较深,故土的承载力一般较高,常为良好的天然地基。离山较远地段较细的洪积物,其成分均匀,厚度较大,由于其形成过程中受到周期干旱的影响,细小的粘土颗粒发生凝聚作用,同时析出可溶性盐类,使土质较为密实,通常也是良好的地基。上述两部分的过渡地带,常常因为地下水溢出地表而造成宽广的沼泽地带,因此土质软弱而承载力较低。
冲积土是由于河流作用将碎屑物质搬运到河谷中坡平缓的地段堆积而成,他发育于河谷内及山区外的冲积平原中。根据河流冲积物的形成条件,其可分为河床相,河漫滩相,牛轭湖相河口三角洲相及溺谷相。
。 河床相冲积土层主要分布在现河床地带,其次是阶地上。河床相冲积土层在山区河流或河流上游,大多为粗大的石块,砾石和粗砂,中下游或者中原地区沉积物逐渐变细。冲积物由于经过流水的长期搬运,相互磨蚀,所以颗粒磨圆度较好,没有巨大的漂砾,这与洪积土的砾石层有明显区别。山区河床冲积土厚度不大,一般不超过10M,但也有近百米的,而平原河床的冲积土,则厚度比较大,一般超过几十米至数百米,甚至千米。河漫滩相冲积土是在洪水期喝水漫溢河床两侧,携带碎屑物质堆积而成的,土粒较细,可以是粉土,粉质粘土或粘土,并常带有淤泥或泥炭等软弱土质,覆盖于河床相冲积土之上,形成常见的上细下粗的积土的“二元结构”。牛轭湖冲积土是在废河道形成的牛轭湖中沉积成的松软土,颗粒很细,常含有大量有机质,有时形成泥炭。在河流入海或入湖口,所搬运的大量细小颗粒沉积下来,形成面积宽广而厚度极大的三角洲沉积物,这类沉积物通常是淤泥质土或典型淤泥,并具有特殊的交错曾构造。溺谷相冲积土是一种特殊的河谷沉积,比较大而深的山区河谷,经过地壳急剧下降,沉积厚层细粒的淤泥质粘土。
总之,河流冲积土随其形成的条件不同,具有不同的工程地质特性。古河床相的压缩性低,强度较高,是工业与民用建筑的良好地基,而现代河床的堆积物密度较差,透水性较强,若作为水工建筑物的地基则将引起坝下渗漏,饱水的沙土还可能由于震动而引起液化。河漫滩相冲积物覆盖于河床相冲积土之上,形成的具有双层结构的冲积土体常备作为建筑物的地基,但应注意其中的软弱土层加层。牛轭湖相冲积土是压缩性很高及承载力很低的软弱土,为不良的建筑物的天然地基。三角洲沉积物常常是饱和的软粘土,承载力低,压缩性高,若作为建筑物的地基,则应慎重对待。但在三角洲冲积物的最上层,由于经过长期的压实和干燥,形成所谓硬壳层,承载力教下面的为高,有时可用作底层建筑物的地基。溺谷沉积土层厚而软弱,强度极低,压缩性很大,是最易出现不均匀沉降和地基破坏的一类土层。
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5. 什么是冲积土河流地质作用的表现形式有哪些
分布于河谷两侧,一般具二元结构。
河流主要是切割地表,起搬运,磨圆,沉积作用
6. 什么是冲积土,河流地质作用的表现形式有哪些
是冲击土河流地质作用的表现形式,有哪些冲击土就是河水带来的一些大量的泥沙,所以说形成的就是冲击土。
7. 冲积黏性土是什么
冲积土广泛分布于平原和山间平原的河谷两岸的河漫滩上,可能被每年汛期版冲积土洪水或多年一遇的洪水权淹没,因此,尚伴有不同程度的现代地质沉积过程,常有新的冲积洪积的物质覆盖于表层。如沉积母质时间短而未开垦者可能有少量的稀疏植被,甚至还有一定数量的自然的木本植物。但大多数情况,在比较宽阔的高河漫滩上多已垦殖为林地,或为非永久性的农田。冲积土的命名虽由来已久(30、40年代),但与冲积土的含义不尽相同。解放初期,宋达泉命名发育在河流冲积物上的土壤为冲积土,归属为泛域土纲、幼年土土纲。从50年代中期开始。冲积土在全国性土壤分类系统中消失,前后曾归属于原始褐土:浅色草甸土及潮土。全国第二次土壤普查又重新确立了冲积土在土壤分类中的位置,作为独立的土类。冲积土相当于美国土壤分类中的冲积新成土,相当于联合国土壤分类中的冲积土。
摘自建设工程教育
8. 冲积土的形成过程
冲积土的形成过很主要是河流沉积过程和潴育化过程。前者属于地专质沉积过程。
1.河流属沉积过程;中国各河满冲积平原及三角洲已基本脱离了河流洪水淹没的影响,不再进行河流泛滥的沉积过程。河流沉积过程只限于河流堤坝或沿河高阶地与河床之间的河流泛滥地或河漫滩上。冲积土则主要分布在河床与河漫滩上(如图12-1所示)。
河流沉积的特点则因地而异。河流缓慢上涨且水量较小时,水流停留于泛滥地低处,形成静水沉积,沉积物质地细,沉积层薄,矿质养分丰富,水分干涸后,表层易收缩干裂成多边形碎块。当洪水暴涨且较长时间淹没全部河床时,尤其在源短流急的河流泛滥地上,形成的沉积物质粗,沉积层厚,沉积层理不明显。总之,沉积物质的粗细、沙粘层的更迭、有机质的含量、矿质养分的丰缺、游离碳酸盐的有无等,与河流泛滥水流流速、流量、淹没范围、延续时间、泛滥地地形、上游地层及土壤类型等沉积因素有关。沉积物的性质及沉积特点决定了冲积上基本属性特征。
2.潴育化过程:冲积土分布地形部位低,汛期河水位高时大量补给地下水,抬高地下水位,旱季时地下水位下降。年度内周期性的升降,剖面中下部氧化还原作用则交替进行。因而有明显锈色及灰色土斑。时有软铁子出现。
9. 冲积平原区可能存在的地质问题有哪些
在工程地质特征上,卵石、砾石及密实砂层的承载波力较高,作为建筑物地基是比较稳定版的.细砂具有不太大的权压缩性,饱和进边坡不稳定.至于淤泥、泥炭和松软的黏性土,如作为地基,则建筑物会发生较大的沉降,而且沉降的完成需要很长的时间.总的来说,生轭湖及河滩地带因含松软的淤泥及黏性土,工程性质差.但河漫滩上升为阶地后因干燥脱水,则工程性质能够改善,一 愈老的阶地工程性质愈好.
山区河谷冲积土:山区冲积物透水性很大,抗剪强度高,实际上是不可压缩的,是建筑物的良好地基.
山前平原冲积洪积物:沉积物有分带性,近山处为冲积和部分洪积成因的粗碎屑物组成,向平原低地逐渐变为砾砂、砂以至黏性土.因此,山前平原的工程地质条件也随分带岩性的不同而变化.越往平原低处,工程地质条件越差.
10. 区域环境工程地质评价
4.3.1区域稳定性分析
黄河三角洲是在基底构造甚为破碎、济阳凹陷的一个次级负向构造单元上发育形成的。由于区内东北部位于北西向的燕山——渤海地震带及北东向的沂沫断裂地震带的交汇部位,因而与新构造运动有关的构造地震异常活跃。据山东省地震局1985年10月布设的东营—垦利、陈家庄—河口的现代形变及牛庄—新刁口的两次a径迹测量结果,埕子口断裂、孤北断裂、陈南断裂、胜北断裂和东营断裂的现代活动都有显示,说明区内的区域稳定性较差。区内新生代以来的断裂活动表现为具有继承性脉动活动的特点。尤其是5号桩,桩西至海港一带位于上述两条活动断裂地震带的交汇复合部位,新生代以来断陷幅度最大,历史上曾发生过3次7~7.5级地震,区域稳定性差。根据以上的地震预测,影响烈度一般都在Ⅶ度以上,5号桩一带为Ⅷ度。根据我国建筑规范规定,一切建筑物都应设防加固,以保安全。
区内饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件。在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
由于黄河三角洲地质体物质组成主要是粉砂,且孔隙度较高,加之形成期堆积速率快,造成地质体中含水量高。随着时间推移,在上覆沉积物挤压下,孔隙中水逐渐被挤压,造成地质体压缩,导致地面下沉。根据1988年在黄河海港地区实测,该地区压实下沉速率可达6cm/a,因此由于地面下沉所引起的海面相对上升则更加剧了海岸侵蚀。
另外,近几十年来的人为活动加剧了本区地面沉降的发展,如:建筑地基承载力不足引起的土体压缩,地下水、石油、卤水的开采所引起的含水层、储油层压缩等。
由此可见,黄河三角洲地区环境工程地质问题颇多,本节将对直接影响东营市经济发展和规划的地表下25m土体工程地质类型及其物理力学性质、工程地质性质的区域性变化等进行深入研究。
4.3.2土体的工程地质分类及工程地质特征
区内小清河以北为黄河三角洲平原,小清河以南多为山前冲洪积平原,基岩埋深在数百米以下,表层均为第四系松散沉积物,鉴于一般工业与民用建筑物地基持力层一般均在15m以上,一般中高层建筑物持力层一般在25m以上的特点,下面仅以0~25m的土体为对象,进行分析和研究(图4-6)。
图4-6地表土体类型示意图
1.土体的岩性与结构特征
(1)土体岩性分类
区内0~25m深度内的地层多为第四系全新统地层,其沉积环境受黄河和海洋交互或共同影响,形成了以细颗粒为主的地层。所表现出的岩性以粉土最为广泛,其次为粉质粘土、粉砂、粘土,局部有细砂,其主要岩性特征见表4-6。
表4-6黄河三角洲0~25m地层岩性分类及主要特征表
(2)土体结构特点
区内土体结构无单层结构,多为多层结构,(多层结构是指一定深度内由3层或3层以上的地层构成),这也是区内的沉积环境所决定的,该区濒临渤海,是河流的最下游段,河道游荡较频繁,古地貌特点反复变化,携带泥、砂的水动力特点也随之变化,因此,区内一般无巨厚的单层岩性沉积。
2.土体工程地质特征
(1)山前冲洪积平原区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、洪积(
(2)古黄河三角洲区土体工程地质特征该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积、海积、湖沼相沉积(
(3)现代黄河三角洲平原区土体工程地质特征
该区地面下25m的沉积物为第四系全新统冲积海积物(
3.地表下0~25m土体物理力学指标的变化规律
(1)古黄河三角洲区的物理力学性质总体上好于现代黄河三角洲,这正是由于现代黄河三角洲的成陆时间晚于古黄河三角洲,其自重固结的程度差于前者。
(2)无论是古黄河三角洲区还是现代黄河三角洲区各类岩性土层的物理力学指标显示出一个较明显的规律,即从地表向下随深度的增加土层的物理力学指标以较好—较差—好发生变化。一般较差的深度段在5~10m和10~15m。这一变化规律也与区内的沉积环境相吻合,力学指标较差的深度段为1855年黄河改道以前沉积的冲湖积、冲海积相为主的地层。
4.3.3天然地基承载力、饱和砂土液化及软土与盐渍土
1.天然地基承载力
黄河三角洲地区基土承载力在不同位置、不同层位均有较大变化,从小于80kPa到大于300kPa。天然地基承载力指自地表算起的第一层或第二层基土(当第一层厚度小于3m,且第二层基土承载力高于第一层时,取第二层承载力数据)的承载力。区内天然地基承载力可分为4个等级(表4-7),其分布与变化规律与地貌单元有较密切的相关关系(图4-7)。
(1)承载力低区(fk<80kPa)的分布
① 呈条带状分布于现代黄河三角洲工程地质区内。如利津县虎滩乡西南—河口区义和镇南部、河口东南孤河水库—渤海农场总场北以及现代黄河入海口北侧等地,以上各地带多为1855年以后成陆,且位于滨海低地或洼地内,排水条件差,自重固结程度低。
表4-7天然地基承载力分区特征表
② 呈小片状分布于古黄河三角洲平原区。如东营区胜利乡南部,利津县王庄乡南部等。
(2)承载力较低区(80≤fk<100kPa)的分布
① 沿海岸线分布,宽度不一。
② 沿黄河泛流主流带边缘、前缘和洼地展布。如利津县大赵乡—虎滩—罗镇—河口区一带、集贤乡—渤海农场总场、孤北水库北部、利津前刘乡—东营区西城,以及东营区龙居乡—西范乡一带。
(3)承载力中等区(100≤fk<120kPa)的分布
① 分布于决口扇的顶部及缓平坡地区。如利津县南宋—北宋—明集,东营区龙居乡—油郭乡—六户镇—广饶县丁庄乡以及胜坨乡—高盖乡等地。
② 分布于现代黄河三角洲顶点附近。如宁海乡—汀河乡、宁海乡—傅窝乡一带。
③ 分布于现代黄河三角洲北部、东部。如河口区新户—刁口乡、孤东水库—五号桩、垦利县建林乡—孤东水库、建林—西宋乡。
(4)承载力较高区(fk>120kPa)的分布
① 分布于古黄河三角洲的南部。如牛庄—陈官—小清河一带。
② 分布于小清河以南的山前冲洪积平原区。
③ 零星分布于近代黄河三角洲平原区的地势较高处。
2.饱和砂土液化
砂土液化是指处于地下水位以下松散的饱和砂土,受到震动时有变得更紧密的趋势。但饱和砂土的孔隙全部为水充填,因此,这种趋于紧密的作用将导致孔隙水压力骤然上升,而在地震过程的短暂时间内,骤然上升的孔隙水压力来不及消散,这就使原来由砂粒通过其接触点所传递的压力(有效压力)减少,当有效压力完全消失时,砂层会完全丧失抗剪强度和承载能力,变得像液体一样的状态,即通常所说有砂土液化现象。
区内的饱和砂土、饱和粉土具有液化的宏观条件,在历史地震发生时,曾有喷水冒砂、地面裂缝等现象发生。其液化程度受以下因素影响:土的颗粒特征、密度、渗透性、结构、压密状态、上覆土层、地下水位埋深、排水条件、应力历史、地震强度和地震持续时间等。
液化判别就是根据土的物理力学性质及其他工程地质条件,对土层在地震过程中发生液化的可能性的判别。国家标准《建筑基础抗震设计规范》(GBJ11-89)中规定了饱和砂土、饱和粉土的液化判别方法,在对区内饱和砂土、饱和粉土的液化判别时,即依照了前述规范提供的方法,在液化势宏观判定的基础上,采用了原位测试资料——标准贯入试验进行了液化临界值和液化指数的计算。根据液化指数对地基液化等级的划分见表4-8。区内液化砂土的分布规律见图4-8。
(1)严重液化区
① 分布于现代黄河三角洲顶点,向北向东呈扇形展布的黄河泛流主流带的中上游部位,主要在陈庄镇—六合乡、虎滩乡—义和镇一带。
图4-7天然地基承载力分区示意图
表4-8地基液化等级表
② 零星分布于废弃河道带和决口扇,如下述地带:东营区永安乡—广北水库一线,呈条带状分布,为废弃河道带;利津县店子乡—前刘乡,呈片状分布,为决口扇的中部;东营区史口乡附近、东营区六户镇西侧、河口区新户乡东北等地。
该区内的饱和粉土、饱和粉砂颗粒均匀,粘粒含量低,沉积厚度较大,形成年代新,固结程度差,因此是最易发生液化的地区。
(2)中等液化区
① 分布于较大的决口扇及决口扇前缘坡地地带,利津县城东—明集乡—大赵乡、东营区胜利乡—董集乡—油郭乡一带。
② 分布于黄河泛流主流带或其边缘地带。宁海乡—垦利县城;陈庄镇—傅窝乡;渤海农场总场东—建林乡—新安乡;义和水库南—河口区。
③ 在滨海低地带内有零星片状分布,五号桩及以东地区;刁口码头东北—孤北水库北部;新户乡以西及以北的近海地带。该区一般位于严重液化区的外围及决口扇顶部位或零星分布于小规模的黄河主流带,饱和粉土、粉砂的粘粒含量较低,固结程度较差,因此是较易发生液化的地区。
(3)轻微液化区
① 分布于古黄河三角洲泛滥平原及决口扇边缘,如下述地带:利津县南宋乡—北宋乡;东营区龙居乡—广饶县陈官乡—丁庄乡。
② 分布于现代黄河三角洲的非黄河泛流主流带区,如下述地带:利津县王庄乡—垦利县胜坨乡;利津县集贤乡—垦利县城东部;河口区太平乡—义和水库。
该区粉土、粉砂的沉积厚度较小,粘粒含量较高,因此液化程度较轻。
(4)非液化区
① 分布于工作区小清河以南的山前冲洪积平原,该区地下水位埋藏深,水位以下的饱和粉土,粉砂密实程度较好,因此不易液化。
② 分布于沿海地带的滨海低地,该区除河口相沉积外,地层粘粒含量较高或以粘性土为主,因此不易液化。
3.软土与盐渍土
(1)软土
软土一般是指天然含水量高、压缩性大、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和粘性土、粉土等。黄河三角洲地区地处渤海之滨,具有软土的沉积环境,钻探资料亦证明,区内呈片状分布着软土。
① 软土的划分标准
本次划分软土时采用如下方法:当满足下列条件之一时,并且厚度大于0.50m,将其确定为软土:承载力标准值fk<80kPa;标贯锤击数N63.5≤2;静力触探锥头阻力qc<0.5MPa;流塑状态。
② 软土的空间分布
软土主要分布于区内的东北部滨海地带、河口—刁口码头一带。利津县罗镇—黄河故道西、垦利县下镇乡东部,另外在利津县明集乡—广南水库一线呈不连续片状、碟状分布。
③ 软土的成因及主要物理力学性质
区内的软土具有两种成因:①烂泥湾相沉积:在历次河口的两侧,沉积的以细粒成分为主的土层,一直处于饱和状态,排水固结过程进展缓慢,所以土的力学性质很差。颜色以灰褐色为主,流塑态,土质细腻,岩性以粉质粘土为主,夹粉土和粘土薄层。②滨海湖沼相沉积:颜色以灰—灰黑色为主,有机质含量较高,具腥臭味,为淤泥或淤泥质土。
图4-8地基砂土液化分区示意图
表4-9软土的主要物理力学指标统计表
从表4-9中可以看出:区内软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低的特点,在荷载作用下变形较大,对建筑物极为不利。因此,在工程建设规划时,应尽量避开有软土分布的地区。在无法避开软土的建筑物,应对区内的软土有足够的重视,采取一定的处理措施,对于一般工业民用建筑可采取粉喷桩法进行处理,对于高层重型建筑物应采取深基础,如沉管灌注桩等,以避开软土的不利影响(图4-9)。
(2)盐渍土
当土中的易溶盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松胀等特性的土称为盐渍土。区内的盐渍土为滨海盐渍土,按含盐性质则大部分属氯盐渍土,局部为硫酸盐渍土,盐渍土按含盐量可分为弱盐渍土(0.5%~1%),中盐渍土(1%~5%)、强盐渍土(5%~8%)和超盐渍土(>8%),区内的盐渍土主要为弱盐渍土,局部地段有中盐渍土(见图4-10)。
4.3.4工程地基适宜性评价
工程建筑地基适宜性受多种因素的影响,为达到评价结果清晰简洁、合理反映出区内建筑适宜性等级的目的,选用了专家聚类法(亦称总分法)进行评价。评价过程为:首先拟定评价因子,对各评价因子量化、分级并给定各级别的标准分,其次用傅勒三角形法确定各评价因子的权重,然后计算各勘测点单项因子分值和总分值,再按各点的总分值进行分区。最终的评价结果见表4-10、4-11、4-12、4-13。
图4-9软土分布示意图
图4-10盐碱土分布示意图
表4-10一般工业与民用建筑地基适宜性评价方案(评价深度10m)
① 沉降因子
② DⅠ——山前冲洪积平原;DⅡ——古黄河三角洲平原;DⅢ——现代黄河三角洲平原。
表4-11一般工业与民用建筑地基适宜性评价分区说明表
表4-12高层重型建筑物地基适宜性评价方案(评价深度25~30m)
表4-13高层重型建筑物地基适宜性评价分区说明表
一般建筑、高层建筑物地基适应性评价分区见图4-11、4-12。
图4-11一般建筑物地基适宜性评价分区示意图
图4-12高层建筑物地基适宜性评价分区示意图