湖南省紅粘土工程特性及紅粘土路基施工

《湖南省紅粘土工程特性及紅粘土路基施工》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、湖南省紅粘土工程特性及紅粘土路基施工湖南省紅粘土工程特性及紅粘土路基施工長沙理工大學(xué)張軍輝博士副教授13787162685;zjhseu@1633>主要內(nèi)容一、紅粘土工程特性二、高液限紅粘土處治與質(zhì)量要求三、高液限紅粘土填方路基處治方法四、高液限紅粘土挖方路塹處治方法（1）成因。紅粘土液限(WL)大于50，主要為殘積、坡積或坡～殘積成因。形成的紅粘土經(jīng)再搬運(yùn)堆積，仍保留其基本特征且液限大于45的稱次生紅粘土，一般為沖積、沖洪積成因，其工程性質(zhì)保留了紅粘土的基本特征。11>.1成因與分布特征1紅粘土工程特性（2）分布特征湖南紅粘土主要發(fā)育于地形舒緩、波狀起伏的剝蝕夷平臺地、巖溶斷陷盆地

2、及巖溶谷地兩側(cè)丘陵坡腳。發(fā)育于坡腳的紅粘土主要為殘積、坡殘積成因的原生紅粘土，而分布于盆地、谷地中心的紅粘土主要為沖積、沖洪積成因的次生紅粘土。1.1成因與分布特征1紅粘土工程特性其基本特征是：①由地表向下，上部呈堅(jiān)硬至硬塑狀，厚度一般為l0～20m，最厚超過30m，占紅土層的大部分。②可塑～軟塑、流塑狀態(tài)只占小部分，主要發(fā)育于近下伏基巖面的溶蝕溝、槽底部，多呈透鏡體狀小范圍產(chǎn)出。③裂隙較發(fā)育，常發(fā)育網(wǎng)狀裂隙，一般可延伸到地下2～3m，在雨水作用下，易形成滑坍。④盆地、谷地、洼地的次生紅粘土土層多為軟土區(qū)。1.1成因與分布特征1紅粘土工程特性（1）湖南紅粘土礦物組成以石英和高嶺石為主

3、，石英+高嶺石的含量大于80％，大部分礦物為酸性環(huán)境中形成，母礦成分對其物理力學(xué)性質(zhì)影響較大；（2）紅粘土化學(xué)成分SiO2+Al2O3值一般介于70％～76％，石英的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗水性和抗風(fēng)化能力，親水性弱；（3）典型的高嶺石可塑性，壓縮性低，親水性差，水穩(wěn)性較好。這種化學(xué)特性是造成紅粘土具有高液限、高塑指、難失水的重要原因。1.2物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征1紅粘土工程特性湖南紅粘土裂隙屬于不發(fā)育或者不太發(fā)育狀況，按照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》劃分，其土體結(jié)構(gòu)絕大部分應(yīng)歸屬于致密塊狀，少數(shù)為巨塊狀。1.2物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征1紅粘土工程特性1.3物理性質(zhì)1紅粘土工程特性根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，紅粘

4、土主要物理性質(zhì)指標(biāo)見表2。從表2數(shù)據(jù)可知：①湖南紅粘土具有土質(zhì)均勻、細(xì)膩、粘性強(qiáng)的特征，其粘粒含量相當(dāng)高，平均達(dá)88.8％；②天然含水率一般接近于塑限含水率，隨地表深度的增大而增大；③孔隙比為1左右，這是湖南紅粘土的重要特征；④飽和度較大，平均為89.3％；⑤最大干密度則越接近于灰?guī)r時(shí)越小，干密度變化較大，0.88～1.80g/cm；⑥液限、塑限、塑性指數(shù)均較高，具有高塑性、高含水性和低密度的特性，滲透系數(shù)較小，一般為典型的不透水層。同種狀態(tài)的紅粘土的各項(xiàng)物理性質(zhì)指標(biāo)分布范圍較廣，離散性大，說明紅粘土的土質(zhì)均一性較差。與所位地理位置、埋深關(guān)系密切。1.3物理性質(zhì)1紅粘土工程特性1.4

5、力學(xué)性質(zhì)從上表可知，湖南紅粘土具有下列力學(xué)特性：壓縮性不高，其壓縮系數(shù)平均為0.32MPa-1，壓縮模量平均為7.5MPa，屬于中等或者中等偏低壓縮性土；抗剪強(qiáng)度均較高，尤其是粘聚力值較粘性土大得多。1紅粘土工程特性1.5膨脹性與復(fù)浸水特性土自由膨脹率平均為42.5％，屬于具有弱膨脹潛勢的土；湖南紅粘土線縮率平均為6.1％，體縮率平均為16.4％，收縮系數(shù)平均為0.36，具有弱至中等收縮性。1紅粘土工程特性1紅粘土工程特性1.5膨脹性與復(fù)浸水特性I類組數(shù)略大于Ⅱ類組數(shù)。挖方路基設(shè)計(jì)應(yīng)注意復(fù)浸水I類紅粘土的開挖面土體干縮導(dǎo)致裂隙發(fā)展及復(fù)浸水使土質(zhì)產(chǎn)生變化的不利影響，應(yīng)引起高度重視。1紅

6、粘土工程特性湖南地處我國南方，氣候潮濕多雨，由于特殊的氣候及地質(zhì)條件，廣泛分布著紅粘土，其普遍具有“高液限（50%~80%）、高塑性指數(shù)（IP>26%）、高天然含水率（30%~45%）”的特點(diǎn)；壓縮性不高，屬于中等或者中等偏低壓縮性土；抗剪強(qiáng)度均較高，尤其是粘聚力值較粘性土大得多；屬于具有弱膨脹潛勢的膨脹土；具有弱至中等收縮性。高含水率、壓實(shí)困難、干縮開裂和路用性能不穩(wěn)定成為紅粘土應(yīng)用的主要障礙。廢棄紅粘土換填其它好的路基填料需要新征棄土場與取土場，在當(dāng)前環(huán)保要求不斷加強(qiáng)和用地日趨緊張的狀況下，廢棄換填的簡單辦法將越來越不可行，充分利用紅粘土填筑路基是發(fā)展的方向與必然趨勢。1紅

7、粘土工程特性紅粘土摻加固化劑進(jìn)行改良處理的辦法在國內(nèi)外均有應(yīng)用。固化劑主要是石灰、水泥等粉體材料，是基于紅粘土的天然含水量高，摻加粉體材料可以降低天然含水量和塑性指數(shù)，改善可壓實(shí)性與強(qiáng)度，室內(nèi)試驗(yàn)效果良好。但紅粘土過濕結(jié)團(tuán)，摻加固化劑雖在室內(nèi)試驗(yàn)可行，但現(xiàn)場拌和非常困難。若是采用寶馬拌和設(shè)備進(jìn)行拌和，成本過高，難以推廣應(yīng)用。另外摻加固化劑也將大幅增加工程投資。對于液體類固化劑我國也進(jìn)行了試用，但僅限于少量的試驗(yàn)路段，由于液體固化劑的噴灑需要摻水稀釋，更進(jìn)一