黏性土的工程地質特徵

1. 為什麼說無粘性土（粗粒土）的密度程度和粘性土的Ip,Ic是綜合反映各自工程地質特性的指標

這是針對無粘性土和黏性土在工程中常遇到問題而言的。
無粘性土的密實程度一般大致版決定了它的強權度指標，而強度指標正是反應其工程地質特徵的。
黏性土的塑性、液性指數是反映黏性土的軟硬程度和狀態的，這些是決定土壓力計算、黏性土分類的重要指標。

2. 地面沉降特徵

地面沉降特徵主要表現在以下幾個方面。

1.地面沉降的分布范圍

地面沉降的分布范圍及形態與水位降落漏斗相一致，水位降落漏斗中心，沉

降量最大，邊緣部分沉降量較小。

2.地面沉降與孔隙承壓含水系統的關系

地面沉降與孔隙承壓含水系統中粘性土層的工程地質性質、固結程度、地層結構及沉積相有關。

（1）粘性土層的固結程度對地面沉降的影響

地層的固結程度反映地層在沉積歷史過程中形成的固結狀態，根據粘性土層的前期固結壓力（P_C）與該土層目前承受的有效自重壓力（P₀）之間的關系，可確定粘性土層的固結狀態，天然固結狀態不同的土，其釋水壓密特徵也有所不同。

1）當P_C＜P₀時，粘性土層處於欠固結狀態，這類地層分布在我國濱海平原區上部，以海相沉積為主，具有高含水量、高壓縮性、低密度、低強度的兩高兩低的工程地質特徵，並處於自然固結過程之中。這就決定了這類土對外部環境的變化十分敏感，如水位、水化學成分等微小變化都會使其出現較大的沉降，且次固結作用明顯，即使在水位恢復的條件下，仍會保持一定的沉降速率，這些特徵給控制地面沉降帶來一定的難度。天津的第一海相層和上海的淺層海相地層，均屬這一類土。這類地層在自重應力作用下，孔隙水壓力逐漸消散，自固結作用緩慢地進行，地面呈現微量下沉，天津第一海相層平均年沉降速率為0.5～1.0 mm/a。

2）當P_C=P₀ 時，為正常固結土，這類土廣泛分布於孔隙承壓含水系統中，其特點是無明顯沉積間斷，多出現在穩定下降盆地中，只要水位下降就會出現粘性土釋水壓密，產生地面沉降。

3）當P_C>P₀ 時，為超固結土，這類土主要分布於不整合面以下的地層中，或者是含鈣、錳結核較多的地層中，只要水位下降滿足γ_wΔh ≤（P_C—P₀）的條件，抽水引起的地面沉降量就很小，且是彈性變形。只有當γ_wΔh ≥（P_C-P₀）時，才會出現較大的沉降量，以塑性變形為主。

（2）粘性土層的結構對地面沉降的影響

粘性土層的結構對地面沉降的速率有顯著的影響，在同樣的水位下降的條件下，夾有薄層砂的薄層粘性土層，釋水壓密速率大，沉降量也大，且固結時間短；而厚層粘性土層，釋水壓密速度較慢，固結所需時間長，釋水壓密滯後明顯，在水位上升後的一段時間內，釋水壓密仍在進行。

3.不同的水位升降條件下地面沉降的特徵

開采過程中水位的升降實質上是對粘性土層的一種加卸荷過程，水位升降方式決定了對粘性土層的加卸荷路徑，因此，在不同水位升降條件下，地面沉降具有不同的特徵。

（1）水位持續下降條件下地面沉降的特徵

在常年開采地下水、水位呈現持續下降的條件下，粘性土層處於連續加荷狀態，釋水壓密不斷地進行，地面沉降速率較大。天津市的北站地區屬於地下水常年開采區，1980～1986年在主要開采層第二含水組水位呈振盪持續下降期間，地面沉降的速率為80～100mm/a，地面沉降量中，粘性土層釋水壓密量約佔77.6%，砂層佔22.4%。見圖11-4。

圖11-4 天津北寧公園地下水位與地層累積沉降量曲線

（2）水位反復升降的條件下地面沉降特徵

季節性開采或控制地下水開采期間，地下水位在一定的變幅內呈有規律升降的動態特徵。在這種動態條件下，粘性土層處於反復加卸荷狀態。初期，粘性土層釋水壓密量較大，地面沉降明顯；隨後，由於粘性土層不斷壓密，固結程度逐漸提高，釋水壓密量也隨之減小，粘性土層的變形由塑性變形轉變為彈性變形，這時，地面沉降量顯著減小。這一過程所需時間與粘性土的結構、岩性有關，薄層含粘粒少的粘性土層完成固結的時間短，而厚層含粘粒多的粘性土層完成固結的時間則要長一些。天津以薄層粘性土層為主的第二含水組，1981～1988年水位在-32～-45m范圍內反復升降，變幅為13m，經過3～5年，地層的釋水壓密便呈現出彈性變形特徵，水位下降時地層壓密，水位上升時地層回彈，全年累積沉降量為零。見圖11-5。

圖11-5 天津地下水位與地層累積沉降量曲線

3. 什麼是一類土、二類土、三類土區別是什麼

一、定義

一類土：是指砂、腐殖土等。

二類土：是指黃土類、軟鹽漬土和鹼土、鬆散而軟的礫石、摻有碎石的砂和腐殖土等。一二類土的堅固系數較低（0．5－0．8）用尖鍬、少數用鎬即可開挖。

三類土：三類土是指粘土或冰粘土、重壤土、粗礫石、干黃土或摻有碎石的自然含水量黃土等，土的堅固系數為0．81－1．0須用尖鍬並同鎬開挖。

二、區別：

一類土指砂、腐殖土等。

二類土指黃土類、軟鹽漬土和鹼土、鬆散而軟的礫石、摻有碎石的砂和腐殖土等。

三類土指粘土或冰粘土、重壤土、粗礫石、干黃土或摻有碎石的自然含水量黃土等，土的堅固系數為0．81－1．0，須用尖鍬並同鎬開挖。四類土指硬粘上、含碎石的重壤土、含巨礫的冰磧粘土、泥板岩等，上的堅固系數達1．0～1．5，土石方，用深度來劃分。

(3)黏性土的工程地質特徵擴展閱讀：

1、土的性質由其地質成因、形成時間、地點、環境、方式，以及後生演化和現時產出的條件決定。如乾旱區形成的黃土，濕熱區形成的紅土，靜水區形成的淤泥，性質上截然有別。

2、土的結構是土的存在形式，是土中礦物顆粒的相互關系。土的結構特徵除土顆粒的大小、形狀、表面特性及粒度級配特徵外，還包括顆粒間的排列與集合關系，孔隙的大小，顆粒間聯結的特點。

3、地殼上的土，種類繁多，為便於研究與實際應用，可按土的工程性質近似地歸類，粒度組成一直是土的分類的基本依據，世界上幾個國家的土的粒組界限值見表。

4、土的水理性質一般指的是粘性土的液限、塑限（由實驗室測得）及由這兩個指標計算得來的液性指數和塑性指數。

4. 工程地質情況:1雜填土，厚1M;2均質粘性土厚3M重度17.7KN/M3;地基承載力特徵值240KN.M，地下水深5M，

基礎頂面標高與持力層特徵值無關；與地下水無關；與土的重度無關。版
基礎埋置深度（權基礎底面標高）才與持力層特徵值、土的重度、基礎頂面的荷載、下卧層特徵值、常年凍土深度等有關。
請問①基礎底面有多寬？②粘性土厚3M以下有沒有軟弱層？③樓主需要的fa≧多少才能滿足基礎底面以上的荷載需要？

5. 對黏性土工程地質影響最大的是什麼水

實驗表明，極細的土粒表面一般帶有負電荷，圍繞土粒形成電場，由於水分子內是極性分子，即一端為容正電荷，另一端顯負電荷，在土粒電場范圍內的水分子和陽離子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一層薄的水膜，這層水就稱為結合水。結合水可分為強結合水和弱結合水。強結合水是指緊靠土粒表面的結合水，它沒有溶解鹽類的能力，不能傳遞靜水壓力；弱結合水緊靠於強結合水的外圍形成一層結合水膜。它仍然不能傳遞靜水壓力，但水膜較厚的弱結合水能向鄰近較薄的水膜緩慢移動。 顯然越靠近土粒的水，被吸引的靜電引力就越強，水分子越不容易自由移動；遠離土粒，水分子自由移動的能力越來越強，到只受重力影響，可自由流動的水稱為自由水，自由水傳遞靜水壓力。