黏性土的工程地质特征

1. 为什么说无粘性土（粗粒土）的密度程度和粘性土的Ip,Ic是综合反映各自工程地质特性的指标

这是针对无粘性土和黏性土在工程中常遇到问题而言的。
无粘性土的密实程度一般大致版决定了它的强权度指标，而强度指标正是反应其工程地质特征的。
黏性土的塑性、液性指数是反映黏性土的软硬程度和状态的，这些是决定土压力计算、黏性土分类的重要指标。

2. 地面沉降特征

地面沉降特征主要表现在以下几个方面。

1.地面沉降的分布范围

地面沉降的分布范围及形态与水位降落漏斗相一致，水位降落漏斗中心，沉

降量最大，边缘部分沉降量较小。

2.地面沉降与孔隙承压含水系统的关系

地面沉降与孔隙承压含水系统中粘性土层的工程地质性质、固结程度、地层结构及沉积相有关。

（1）粘性土层的固结程度对地面沉降的影响

地层的固结程度反映地层在沉积历史过程中形成的固结状态，根据粘性土层的前期固结压力（P_C）与该土层目前承受的有效自重压力（P₀）之间的关系，可确定粘性土层的固结状态，天然固结状态不同的土，其释水压密特征也有所不同。

1）当P_C＜P₀时，粘性土层处于欠固结状态，这类地层分布在我国滨海平原区上部，以海相沉积为主，具有高含水量、高压缩性、低密度、低强度的两高两低的工程地质特征，并处于自然固结过程之中。这就决定了这类土对外部环境的变化十分敏感，如水位、水化学成分等微小变化都会使其出现较大的沉降，且次固结作用明显，即使在水位恢复的条件下，仍会保持一定的沉降速率，这些特征给控制地面沉降带来一定的难度。天津的第一海相层和上海的浅层海相地层，均属这一类土。这类地层在自重应力作用下，孔隙水压力逐渐消散，自固结作用缓慢地进行，地面呈现微量下沉，天津第一海相层平均年沉降速率为0.5～1.0 mm/a。

2）当P_C=P₀ 时，为正常固结土，这类土广泛分布于孔隙承压含水系统中，其特点是无明显沉积间断，多出现在稳定下降盆地中，只要水位下降就会出现粘性土释水压密，产生地面沉降。

3）当P_C>P₀ 时，为超固结土，这类土主要分布于不整合面以下的地层中，或者是含钙、锰结核较多的地层中，只要水位下降满足γ_wΔh ≤（P_C—P₀）的条件，抽水引起的地面沉降量就很小，且是弹性变形。只有当γ_wΔh ≥（P_C-P₀）时，才会出现较大的沉降量，以塑性变形为主。

（2）粘性土层的结构对地面沉降的影响

粘性土层的结构对地面沉降的速率有显著的影响，在同样的水位下降的条件下，夹有薄层砂的薄层粘性土层，释水压密速率大，沉降量也大，且固结时间短；而厚层粘性土层，释水压密速度较慢，固结所需时间长，释水压密滞后明显，在水位上升后的一段时间内，释水压密仍在进行。

3.不同的水位升降条件下地面沉降的特征

开采过程中水位的升降实质上是对粘性土层的一种加卸荷过程，水位升降方式决定了对粘性土层的加卸荷路径，因此，在不同水位升降条件下，地面沉降具有不同的特征。

（1）水位持续下降条件下地面沉降的特征

在常年开采地下水、水位呈现持续下降的条件下，粘性土层处于连续加荷状态，释水压密不断地进行，地面沉降速率较大。天津市的北站地区属于地下水常年开采区，1980～1986年在主要开采层第二含水组水位呈振荡持续下降期间，地面沉降的速率为80～100mm/a，地面沉降量中，粘性土层释水压密量约占77.6%，砂层占22.4%。见图11-4。

图11-4 天津北宁公园地下水位与地层累积沉降量曲线

（2）水位反复升降的条件下地面沉降特征

季节性开采或控制地下水开采期间，地下水位在一定的变幅内呈有规律升降的动态特征。在这种动态条件下，粘性土层处于反复加卸荷状态。初期，粘性土层释水压密量较大，地面沉降明显；随后，由于粘性土层不断压密，固结程度逐渐提高，释水压密量也随之减小，粘性土层的变形由塑性变形转变为弹性变形，这时，地面沉降量显著减小。这一过程所需时间与粘性土的结构、岩性有关，薄层含粘粒少的粘性土层完成固结的时间短，而厚层含粘粒多的粘性土层完成固结的时间则要长一些。天津以薄层粘性土层为主的第二含水组，1981～1988年水位在-32～-45m范围内反复升降，变幅为13m，经过3～5年，地层的释水压密便呈现出弹性变形特征，水位下降时地层压密，水位上升时地层回弹，全年累积沉降量为零。见图11-5。

图11-5 天津地下水位与地层累积沉降量曲线

3. 什么是一类土、二类土、三类土区别是什么

一、定义

一类土：是指砂、腐殖土等。

二类土：是指黄土类、软盐渍土和碱土、松散而软的砾石、掺有碎石的砂和腐殖土等。一二类土的坚固系数较低（0．5－0．8）用尖锹、少数用镐即可开挖。

三类土：三类土是指粘土或冰粘土、重壤土、粗砾石、干黄土或掺有碎石的自然含水量黄土等，土的坚固系数为0．81－1．0须用尖锹并同镐开挖。

二、区别：

一类土指砂、腐殖土等。

二类土指黄土类、软盐渍土和碱土、松散而软的砾石、掺有碎石的砂和腐殖土等。

三类土指粘土或冰粘土、重壤土、粗砾石、干黄土或掺有碎石的自然含水量黄土等，土的坚固系数为0．81－1．0，须用尖锹并同镐开挖。四类土指硬粘上、含碎石的重壤土、含巨砾的冰碛粘土、泥板岩等，上的坚固系数达1．0～1．5，土石方，用深度来划分。

(3)黏性土的工程地质特征扩展阅读：

1、土的性质由其地质成因、形成时间、地点、环境、方式，以及后生演化和现时产出的条件决定。如干旱区形成的黄土，湿热区形成的红土，静水区形成的淤泥，性质上截然有别。

2、土的结构是土的存在形式，是土中矿物颗粒的相互关系。土的结构特征除土颗粒的大小、形状、表面特性及粒度级配特征外，还包括颗粒间的排列与集合关系，孔隙的大小，颗粒间联结的特点。

3、地壳上的土，种类繁多，为便于研究与实际应用，可按土的工程性质近似地归类，粒度组成一直是土的分类的基本依据，世界上几个国家的土的粒组界限值见表。

4、土的水理性质一般指的是粘性土的液限、塑限（由实验室测得）及由这两个指标计算得来的液性指数和塑性指数。

4. 工程地质情况:1杂填土，厚1M;2均质粘性土厚3M重度17.7KN/M3;地基承载力特征值240KN.M，地下水深5M，

基础顶面标高与持力层特征值无关；与地下水无关；与土的重度无关。版
基础埋置深度（权基础底面标高）才与持力层特征值、土的重度、基础顶面的荷载、下卧层特征值、常年冻土深度等有关。
请问①基础底面有多宽？②粘性土厚3M以下有没有软弱层？③楼主需要的fa≧多少才能满足基础底面以上的荷载需要？

5. 对黏性土工程地质影响最大的是什么水

实验表明，极细的土粒表面一般带有负电荷，围绕土粒形成电场，由于水分子内是极性分子，即一端为容正电荷，另一端显负电荷，在土粒电场范围内的水分子和阳离子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一层薄的水膜，这层水就称为结合水。结合水可分为强结合水和弱结合水。强结合水是指紧靠土粒表面的结合水，它没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力；弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向邻近较薄的水膜缓慢移动。 显然越靠近土粒的水，被吸引的静电引力就越强，水分子越不容易自由移动；远离土粒，水分子自由移动的能力越来越强，到只受重力影响，可自由流动的水称为自由水，自由水传递静水压力。