不良地质作用及特殊性岩土的判别

矿、高岭土、石油、天然气,其中铝土矿采空区主要分布于华北聚煤区范围内,高岭土采空区主要分布于景德镇和湖南的醴陵一带,石油、天然气主要分布于大庆、胜利、大港、辽河、玉门、克拉玛依、柴达木、四川、陕北、江汉、苗栗、塔里木等油田、榆林、自贡、马海气田等。

另外,在山区及靠近山区的河流阶地分布区要注意是否有砂金采空区的存在。

8.地面沉降

涵义 A广泛涵义:

指地壳表面在自然营力作用下或人类经济活动影响下造成区域性的总体下降运动。其特点是以向下的垂直运动为主,而只有少量或基本上没有水平位移。

B工程涵义:

目前国内外工程界所研究的地面沉降主要是指由抽汲液体(以地下水为主,也包括油、气)所引起的区域性地面沉降。

城市及有油气的地区由于开采地下水及油气都可能引起地面沉降。

国内主要地面沉降去实例

地区 沉积环境和地层 压密层深度范围(m) 3~300 10~240 30~200 最大沉降速率(mm/a) 98 262 207 90 187 最大沉降量(m) 2.63 2.16 1.9 1.23 0.22 0.11 1.32 沉降地区面积(km) 121 135 235 254 200 140 >200 2上海 天津 台北 太原 常州 湛江 西安 冲积、湖相与海相,第四系 滨海相,第四系 冲积与浅海沉积,第四系 冲积,第四系 冲积,第四系 冲积,第四系 冲积,第四系

(二).特殊性岩土

特殊性岩土的判别标准是根据一般岩土工程而言,公路行业的判别标准应按照《公路工程地质勘察规范》执行。

1.湿陷性土

凡天然黄土在一定压力作用下,受水侵湿,土的结构迅速破坏,其强度也随着迅速降低,产生显著附加下沉的称为湿陷性黄土;有的黄土并不发生湿陷,称为非

湿陷性黄土。

我国湿陷性土主要分布在北纬33°~47°之间,而以34°~45°之间最为发育,南始于甘肃的岷山、陕西秦岭、河南的熊耳山、伏牛山;北大致以陕西白于山、河北燕山为界,与北方沙漠、戈壁相连;西起祁连山,东至太行山,包括黄河中、下游的环形地带。横贯我国北方,呈东西向带状分布。

此外在我国西北内陆盆地的边缘、青海高原、黄河中下游以及东北等地亦有湿陷性土分布。

从湿陷性土的分布特征看,主要受地理位置和气候条件制约,一般均属于干旱及半干旱气候,降雨量少,蒸发量大,年降雨量一般<60mm;年降雨量>750mm的地区,一般不存在湿陷性土。

湿陷性土按岩性、产状、分布可分为两类,即湿陷性黄土、其它湿陷性土。

两类湿陷性土特征比较

分布 湿陷性黄土 干旱半干旱地区,以黄河中游最为集中,厚度大,产状稳定,多为连续分布。 岩性 湿陷程度 以粉土及粉质粘土为主 湿陷程度有地区性差别。陇西、陇东及陕北多自重湿陷、且湿陷量大。关中高阶地往往为自重湿陷,低阶地为非自重湿陷,山西、河南多非自重湿陷 研究程度 已有成熟的评价原则及方法,建筑经验丰富,处理对策成熟 其它湿陷性土 干旱半干旱地区,多在山前洪、坡积扇内,厚度不稳定,呈透镜状及鸡窝状产出 以砂土及碎石土居多 甘肃西部、中部及青海和内陆盆地边缘多为自重湿陷,且湿陷量大。陇东、陕北湿陷量相对较小 研究工作不多,在工程评价及对策上借用湿陷性黄土的处理原则 湿陷性黄土多为粉土、粉质粘土,厚度一般在10~40m,最大厚度200m。 原生湿陷性黄土的地质成因是风成。

主要分布区湿陷性黄土厚度参考表

地区 地点 西宁 陇西地区 兰州 天水 固原 陇东-陕北地区 延安 平凉 宝鸡 规镇 关中地区 西安 乾县 蒲城 河南地区 三门峡 洛阳 太原 山西地区 临汾 侯马 0~3 3~10 8~9 6 8 5~8 0~3 5~10 一级阶地 0~4.5 0~5 0~3 0~5 0~4.5 6~11 6~9 二级阶地 4~15 5~16 3~7 15 ≈10 6 5 8~14 5~14 6~13 17 10 27 三、四级阶地 黄土的地质时代划分

时代 全新世 Q4 晚更新世Q3 中更新世Q2 早更新世Q1 近期 早期 — — 新黄土 一般湿陷性黄土 马兰黄土 离石黄土 老黄土 午城黄土 — — 一般无湿陷性 有湿陷性 地层名称 新近堆积黄土 说明 一般有湿陷性,常有高压缩性 马兰黄土为上更新统(Q3)风成黄土,固结压缩差,大孔隙发育,结构疏松,一般具有强—中等湿陷性,离石黄土和午成黄土中—下更新统(Q1-2),风成或水成黄土固结压缩较好,结构较致密,多具非湿陷性—弱湿陷性。

新近堆积黄土一般具湿陷性,但变化较大。

新近堆积黄土不同地区湿陷系数平均值

地点 陕西 宝鸡(南) 宝鸡县圭镇 富平 华县 陕西梅家坪 甘肃 武山 湿陷系数δs 0.03 0.07 0.04 0.049 0.06 0.05 地点 陇西 榆中 皋兰 定西 西宁南川 山西 西南某地 湿陷系数δs 0.077 0.069 0.118 0.086 0.049 0.031 湿陷系数δs的大小反映黄土对水的敏感程度,其值愈小,湿陷性愈小,对建筑物的危害亦愈小,反之则大。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(2004)规定,当δs<0.015时,为非湿陷性黄土;δs≥0.015时,为湿陷性黄土。

湿陷系数(δs)越大,湿陷性就越强。但在不同的压力下δs值不同。一般以200kPa压力下的δs值作为判定黄土湿陷性的标准。

黄土湿陷性判别标准

分类名称 非湿陷性黄土 弱湿陷性黄土 湿陷性中等湿陷性黄土 黄土 强湿陷性黄土 判别标准 说明 按一般土对待 ?s<0.015 0.015≤?s≤0.03 ?s≥0.015 0.03<?s≤0.07 ?s>0.07 湿陷性黄土又可分为自重湿陷性黄土-土体在自重压力作用下受水侵湿后产生湿陷的黄土,和非自重湿陷性黄土-土体在某一压力(>自重压力)的作用下受水侵湿后产生湿陷的黄土,

测定自重湿陷系数的压力,自地面算起至该试样顶面的上覆土的饱和(Sr?85%)自重压力。

黄土自重湿陷性判别标准

判别标准 分类名称 自重湿陷系数?zs 饱和自重压力pz,湿陷起始压力psh 非自重湿陷性黄土 自重湿陷性黄土 ?zs<0.015 ?zs≥0.015 pz<psh pz>psh 非饱和性黄土地基处理主要是消除湿陷性;饱和性黄土地基处理则主要是减少压缩性,提高承载力。

2.红粘土

红粘土是指在亚热带湿热气候条件下,碳酸盐类岩石及其间所夹其它岩石经强烈风化后残积的一种高塑性粘性土,一般为褐红色、棕红色或黄褐色。如果这种残积物经降雨水流搬运后形成的坡、洪积粘土称为次生红粘土。

(1).形成条件

红粘土的形成一般应具备气候和岩性两个条件。 a.气候条件:气候变化大,气候湿润; b.岩性条件:主要为碳酸盐类岩石。

我国红粘土和次生红粘土以云南、贵州、广西最为广泛和典型,其次在安徽、川东、粤北、鄂西和湘西也有分布。

红粘土主要为残积、坡积成因,因而其分布多在山区或丘陵地带。

当下伏基岩的溶沟、溶槽、石芽等较发育时,上覆红粘土的厚度变化极大,常有咫尺之隔,竟相差10m之多。就地区论,贵州的红粘土厚度约3~6m,超过10m者较少;云南一般为7~8m,个别地段可达10~20m;湘西、鄂西、广西等地一般在10m左右。

(2).性质

红粘土是一种特殊工程性质的粘土,一般情况下常处于饱和状态,天然含水量高,其液限一般>50,上硬下软,孔隙比大,具明显的收缩性,裂隙发育;但表层土的压缩性低,强度高,工程性能良好,是建筑物较好的地基。

红粘土地层从地表向下由硬变软,相应的土的强度则逐渐降低,压缩性逐渐增大。据统计,上部坚硬、硬塑状态的土约占红粘土层的75%以上,厚度一般>5m,可塑状态的土占10~20%,多分布在接近基岩处;软塑、流塑状态的土<10%,位于基岩凹部溶槽内。

A.红粘土的裂隙性:坚硬和硬塑状态的红粘土层由于胀缩作用形成了大量裂隙,裂隙发育深度一般为3~4m,已见最深者达6m。裂隙的发生和发展极快,在干旱的条件下,新挖坡面数日内可被收缩裂隙切割得支离破碎,使地面水易于侵入,土的抗剪强度降低,常造成边坡变形和失稳。

B.红粘土的胀缩性:有些地区的红粘土具有一定的胀缩性,如贵州的贵阳、遵义、铜仁,广西的桂林、柳州、来宾、贵县等,一些单层红粘土致使(少数为2~3层)民用建筑和少数工业建筑出现开裂破坏,其中以广西较为严重,贵州较轻。有些地区的红粘土的胀缩性很轻微,可不作为膨胀土对待。红粘土的胀缩性表现为以缩为主。即在天然状态下膨胀量微小,收缩量较大。

3.软土

软土一般是指主要由细粒土组成的孔隙比大(e>1)、天然含水量高(w≥wL)、

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