膨胀土有哪些地质特征

1. 膨胀土的判别与分类是什么求答案

在膨胀土地区进行工程建设，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中做到有的放矢，采取切实有效的方法进行处理。以往的工程建设经验（包括水利、公路、铁路等）已经证明：膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。 对于膨胀土的判别与分类，近些年来国内外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判别和分类方法。如：通过膨胀性矿物（蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等等。虽然膨胀土的判别方法国内外尚未有统一标准
，但比较广泛采用的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标综合判定： 第一，裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态； 第二，多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎； 第三，常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等； 第四，建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合； 第五，自由膨胀率大于或等于40%.具备这些条件的土可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。

2. 国膨胀土的概念及其初步判别

在膨胀土地区工作时，首先遇到的是膨胀土的判别问题，而判别问题的正确解决是取决于膨胀土的概念，含糊不清的概念，不仅不能正确地反映客观实际，而且在实践中还会带来混乱。现在我们来考虑一下膨胀土的概念及其初步的判别。

膨胀土的概念

土在吸水时，体积增大的现象称为膨胀，在失水时，体积减小的现象称为收缩。膨胀与收缩有着密切的关系，它们都是由于水的作用而发生的，但膨胀是由于结合水的作用，而收缩结合水的作用外，在含水量高时，还有自由水的影响，因此，只有土中不存在自由水的情况下，膨胀和收缩才有可逆的关系，成为真正的统一体的两个方面。

由于土的干湿，土体积变化所产生的内力，在膨胀时称为膨胀力，在收缩时称为收缩力，膨胀力可以测出，收缩力测起来很困难。这些力的大小主要决定于土的物质成分、组织结构，以及土与水的接触条件和水的成分。这些力大到一定程度时，都可导致建筑物的破坏，只有能促成建筑物破坏的那种膨胀性土，我们才称它为膨胀土。某种土虽然也有膨胀、收缩特征，但其值甚小，尚不足以影响建筑物的安全和正常使用，我们不称它为膨胀土，而说它是具有膨胀特征的非膨胀土。这样的划分是有重大意义的。是膨胀土就要作为特殊土对待，非膨胀土就作为一般土处理。膨胀土一词实质是一个工程上的概念。既然这个工程概念是有意义的，就要进一步地把它明确起来，也就是说，膨胀土的内容和特征究竟是什么？这些内容和特征是怎么产生的？从原则上说，称膨胀土的要点有两条，第一，土要有胀缩特征，这是理论的要求；第二，土的胀缩能力能促使建筑物的破坏，这是实际的需要，第一比较简单，土的胀缩特征可以通过各种方法去测定；第二比较复杂，因为存在着土与建筑物相互作用的问题。这方面要作进一步的分析，从工程地质观点上看，研究任何土类，都是为建筑工程服务的，因此，研究建筑物的实践经验和破坏情况，是研究膨胀土的开始，也是研究膨胀土的归宿。建筑经验和破坏事故的调查，会给我们大量的感性认识和实际材料，从建筑结构上看，总结出膨胀土地区建筑物的破坏特性，作为间接判别膨胀土的方法是有效的。今后在可能的条件下仍可这样做，但影响建筑物好坏的因素很多，用结构反算的方法来确定地基土的力学性质是很困难的，尤其是反复变形的膨胀土更是难上加难。因此，建筑物的好坏只能作为一种宏观现象，作为入门的向导，一进门就要抓住在建筑物作用下的土的性质，也就是抓住膨胀土的基本性质及其形成条件，直接加以测定和研究，并以此来建立膨胀土的标志，以后再以建筑物的实践来检验这个标志，如此循环，一次比一次更接近实际。

膨胀土的初步判别

就目前情况来看，我国有条件对膨胀土作出初步的判别标志，所谓有条件，就是在我国某些地区，由于地基土的胀缩造成建筑物破坏的现象比较明显，也就是说有大量的宏观资料作为向导。同时，近几年来，我们为了认识膨胀土、制服膨胀土，对这样的地基土做了大量的试验研究，特别是工作量大的野外浸水载荷试验，现在可以用成套的膨胀性数据来证明膨胀土的客观存在，这种存在也逐步得到大家的公认。既然有可以测定的，也就是说它不是概念的，而是可以捉摸的，并为大家所公认的膨胀土的存在，那么我们就可以以此为基础来研究现存膨胀土的形成条件和一系列特征，特别是胀缩特征，来建立初步的判别标志。因为它符合在一定条件下所产生的物理化学现象，在遇到相同条件时，可以重复和再现的原理。

到目前为止，有关膨胀土特征的资料是齐全的，也就是同时具备建筑物破坏资料，建筑物变形观测资料，室内土的物理力学性质和胀缩特征资料，以及野外浸水载荷试验资料。具备这样齐全的资料的地点，计有邯郸、平顶山、合肥、荆门、成都、鸡街、宁明等地。资料比较齐全，也就是具备前三项特征资料的，计有蒙自、贵阳、郧县等地；至于既有建筑物破坏资料，又有土的室内试验资料的地点，那就更多，总结和概括了这些资料之后，我们认为膨胀土应该具备以下几个方面的特征，作为初步的判别标志：

1）颜色、色调复杂，一般以灰白灰绿或黄褐或红褐色为主，且常成杂色花斑。

2）产状、天然露头无高陡坎出现，且常成风化剥落的缓坡。

3）结构、裂隙众多，裂隙面呈油脂光泽，裂隙面两壁常是灰白、灰绿等色。

4）岩性，手摸有滑腻感，常含有钙质结核或铁锰结核，有时富集成层。

5）塑性指数，一般在18%以上。

6）孔隙比，一般低于1.1。

7）液限，一般在40%以上。

8）自由膨胀率，一般在40%以上。

由于我国膨胀土分布非常广泛，所处的地质地理条件也很复杂，具有鲜明的区域性，且膨胀土一词是土力学和工程地质学上的一个概念，所以在概括膨胀土的一般特征时，必然要舍弃若干地质因素和地方特点，如宏观的成因和微观的粘土矿物等。因此，以上的归纳只能提供初步的判别，当回到实践中解决具体问题时，还要结合地质地理因素和地方特点，加深对它的认识，才能把握它的规律，才能符合实际。

（本文原载：《中国第四纪研究通讯》，中国第四纪研究委员会，1982年2月，17～19页）

3. 膨胀土的工程特征有哪些

膨胀土的主要工程特征表现是遇水迅速膨胀、干旱剧烈收缩，埋藏较浅的越是敏感，无所谓固结。是不良的、极有害的地基土层。而且难于处理，难于改良，难于控制。

4. 什么是膨胀土

膨胀土是一种富含亲水性矿物，并且随含水量增减，体积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。专

膨胀土是种高塑属性黏土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。

5. 什么是膨胀土，其特点和病害，柔性支护和物理处治的适应条件和基本原理

膨胀土是一种富含亲水性粘土的矿物，并且随含水量增减，体积发生显著胀缩变形的高塑性粘土。膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏。膨胀土的危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。
在道路工程设计中，针对膨胀土的物理性质及力学性质，根据地质勘测的详实报告及有关处理膨胀土的经验，设计中采用了综合处理的思想，并进行了针对性的研究，提出如下措施：
（1）填高不足1米的路堤，必须换填非膨胀土，并按规定压实。
（2）使用膨胀土作填料时，为增加其稳定性，采用石灰处治，石灰剂量范围10%∽12%，要求掺灰处理后的膨胀土，其胀缩总率接近零为佳。
（3）路堤两边边坡部分及路堤顶面要用非膨胀土作封层，必要时须铺一层土工布，从而形成包心填方。
（4）路堑边坡不要一次挖到设计线，沿边坡予留厚度30∽50cm一层，待路堑挖完后，再削去予留部分，并以浆砌花格网护坡封闭。
（5）路堤与路堑分界处，即填挖交界处，两者土内的含水量不一定相同，原
有的密实度也不尽相同，压实时应使其压实的均匀.紧密，避免发生不均匀沉陷。因此，填挖交界处2米范围内的挖方地基表面上的土应挖成台阶，翻松，并检查其
含水量是否与填土含水量相近，同时采用适宜的压实机具，将其压实到规定的压实度。
（6）施工时应避开雨季作业，加强现场排水。路基开挖后各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不宜间隔太久。路堤.路堑边坡按设计修整后，应立即浆砌护墙.护坡，防止雨水直接侵蚀。

6. 什么是膨胀土(岩)

膨胀土为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩专变形、浸水承载力衰属减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。

7. 膨胀土地基上建筑物的破坏特征——以茂名地区为例

膨胀土是一种地质灾害土种，在一定的气候条件下，会产生胀缩变形和地裂缝，也是一种常见的特殊的地基土。膨胀土往往使位于其上的建筑物出现开裂破坏，它与黄土的湿陷和软土的沉降所呈现的开裂破坏是不同的，具有自己的特征。因此，通过这些特征的认识，可以用来判别膨胀土的分布和性质，以下就其建筑物开裂破坏的特征，作一些报道。

一、建筑物开裂破坏的形态

1）竖向裂缝，一般出现墙的中部，上宽下窄，见照片1。

2）斜裂缝，这类的裂缝最多，常见于墙角和山墙，前、后墙和内隔墙也有，见照片2,3。

3）倒八字形裂缝，角端裂缝的发展就形成了倒八字形，见照片4,5。

4）独立砖柱的水平断裂，在外走廊的砖柱经常发现，见照片6。

5）地裂缝，当地裂缝通过建筑物时，就产生斜向和竖向的裂缝，见照片7。

二、建筑物开裂破坏的变化

膨胀土地基的胀缩变形主要受气候变化的影响，气候有季节的周期，也有若干年的周期，裂缝是随着气候周期的变化而变化的，干时张开，雨时闭合，这是最容易识别的特点。建筑的裂缝一般在建成3～6年后才出现，这是由于随气候反复变形的量，需要一个过程，也就是水分转移和聚集使其膨胀需要一个过程。

三、建筑物开裂破坏的成群性

膨胀土地基上建筑物的破坏主要受气候的影响，气候带的变化是大范围的，在一个县域或市域是基本上相同的，因此，只要有一定范围的膨胀土分布，建筑物开裂破坏的成群性是必然的。如茂名地区，不仅一个村庄的建筑物裂缝成群出现，而且有成群建筑物裂缝的村庄也成群出现，在200km²范围内，有45个村庄的建筑物出现成群的裂缝。

四、结语

判别某种土是否为膨胀土，是防治膨胀土地质灾害的前提，虽然国际上至今还没有判别膨胀土的公认标准，但普遍认为，有许多建筑物是由于膨胀土的胀缩而开裂破坏的，世界上确有许多地区存在着膨胀土，因此，报道和总结因膨胀土而使建筑物开裂破坏的特征，用这些特征来判别膨胀的分布和性质是有意义的。

照片1

照片2

照片3

照片4

照片5

照片6

照片7

（本文原在第三十届世界地质大会展板区展示）

8. “膨胀土”是什么土

膨胀土指的是具有较大的吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液限粘土。内
膨胀土的矿物成分主要是蒙容脱石,为一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏，且往往成群出现，尤以低层平房严重，危害性很大，裂缝特征有外墙垂直裂缝，端部斜向裂缝和窗台下水平裂缝，内、外山墙对称或不对称的倒八字形裂缝等；地坪则出现纵向长条和网格状的裂缝。一般于建筑物完工后半年到五年出现。

9. 工程地质知识：膨胀土的特征有哪些

胀缩性、崩解性、多裂隙性、超固结性、强度衰减性、风化特性

10. 膨胀土的工程特性及处理方法有哪些

膨胀土的这种遇水膨胀、失水收缩开裂且反复变形的特殊工程性质，给工程带了较大的危害，准确地了解膨胀土的特性及变化的条件，就能够知道地基将会产生怎样的变形，从而采取相应的地基处理措施。膨胀土地基常用的处理方法有5个：(1)换土可采用非膨胀性材料或灰土，换土厚度可通过变形计算确定。平坦场地上I、II级膨胀土的地基处理，宜采用砂、碎石垫层，垫层厚度≥300 mm，垫层宽度应大于基底宽度，两侧宜采用与垫层相同的材料回填，并做好防水处理。换土法能够得到比其他处理方法更大的地基承载力，从根本上改变地基土的性质，工期也比较短。
(2)改良土质
在膨胀土中添加石灰、水泥等非膨胀材料或添加化学剂使膨胀土失去膨胀性的材料。在膨胀土中拌合一定量的石灰或水泥可降低或消除膨胀土的膨胀性；同时，有机和无机的化学剂也已经在膨胀土改良中得到应用，可以降低膨胀土的塑性指数和膨胀潜势。
(3)采用桩基
膨胀土层较厚时，应采用桩基，桩尖支承在非膨胀土层上，或支承在大气影响层以下的稳定层上。
(4)预湿膨胀
施工前使土加水变湿而膨胀，并在土中维持高含水率，则土将基本上保持体积不变，因而不会导致结构破坏。
(5)隔水法根据膨胀土的特性，土体的含水率的变化是膨胀土产生危害的根本条件，采用综合措施切断基底下外界渗水条件，就可以保证地基的稳定性。各种处理措施，有时单独采用，有时需综合采用。