1、膨脹土的判別與分類路基土工 2008-05-03 20:02 閱讀19評論0字號：大中小膨脹土的判別與分類-摘自西部項目膨脹土地區公路勘察設計技術研究研究成果膨脹土在我國大部分地區均有分布。膨脹土的脹縮性直接影響著建筑物的安全性，它不 僅造成房屋成群開裂，公路、鐵路塌方，而且可導致膨脹土邊坡產生表層淺滑現象，造 成農田水利設施的破壞，影響人們的生活環境。因此，在工程地質勘察中，必須正確地 識別膨脹土與非膨脹土，準確地判定膨脹土的脹縮性等級，這有助于合理進行擬建建筑 物的設計與地基處理，對保障建筑物安全與人們的生活環境具有非常重要的意義。一、膨脹土的定義1996年公路路基設計規范（JTJ013-

2、95）的膨脹土定義是：“膨脹土系指土中含有較 多的粘粒及其親水性較強的蒙脫石或伊利石等粘土礦物成分，它具有遇水膨脹，失水收 縮，是一種特殊膨脹結構的粘性土。”從這個定義上來看，膨脹土的主要特性是膨脹和 收縮。但膨脹和收縮是一個十分復雜的問題，不僅僅是遇水膨脹和失水收縮這么簡單。 在增加溶液電解質濃度的情況下，即使是遇水，膨脹土也會產生收縮現象。因此，膨脹 土的膨脹和收縮是在水和電解質共同作用下的結果。另外，定義中指出土中含有較多的 親水性較強的蒙脫石或伊利石等粘土礦物成分的說法也不確切。如果膨脹土中僅含伊利 石顯示不出膨脹土具有較強的膨脹與收縮特性，伊利石的親水性僅為蒙脫石的十分之一。膨脹土的

3、脹縮特性主要是由親水性粘土礦物蒙脫石決定的。因此，膨脹土地區建 筑技術規范（GBJ112-87）給出的膨脹土的定義更為恰當：“膨脹土應是土中粘粒成分 主要由親水礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的粘性土。”二、膨脹土判別指標要鑒別某種土是否屬于膨脹土，應根據本身的固有屬性來進行區分，只有內在的主要固 有屬性才是控制膨脹土工程特性的決定性因素;至于在膨脹土地區各種建筑物的穩定程 度，只能用作輔助的判別。所以對膨脹土的判別原則，首先應從工程地質觀點出發，分 析土體的裂隙特征，概括出能反映膨脹土工程性質的實際情況，能代表膨脹土規律的主 要指標。能否充當膨脹土的判別指標，主要看它能

4、否滿足以下三個條件： 能反映膨脹土的本質； 指標的測定簡單便捷； 指標數據可靠，重現性好。可能用來判別膨脹土的指標分述如下：（1）界限含水量 反映土粒與水相互作用的靈敏指標之一，在一定程度上反映了土的 親水性能。它與土的顆粒組成，粘土礦物成分，陽離子交換性能，土粒的分散度和比表 面積，以及孔隙水溶液的性質等有著十分密切的關系。通常有液限、塑限、縮限三個定 量指標。（2）脹縮總率反映膨脹土粘土礦物成分和結構特征。（3）粒度成分反映膨脹土物質組成的特性指標。（4）自由脹縮率反映土中細粒含量的多少，或土樣的分散程度。（5）標準吸濕含水率不僅依賴于土樣中細粒（特別是小于1mm粒徑的膠粒）含量， 更依賴

5、于土中粘土礦物種類。（6）比表面積和陽離子交換量 可以大致反映膨脹土中蒙脫石粘土礦物的近似含量。（7）礦物成分當膨脹土蒙脫石的含量達到5%時，即可對土的脹縮性和抗剪強度產生 明顯的影響，倘若蒙脫石含量超過2030%時，則土的脹縮性和抗剪強度基本上全由 蒙脫石控制。（8）膨脹力、最大線縮（體縮、膨脹）率。（9）抗剪強度。三、膨脹土判別分類標準通過對我國有關膨脹土地區的測試與研究，結合有關專家提出的觀點，課題組提出了如 下判別分類標準：1、膨脹土應為土中粘粒含量較多，主要由親水性粘土礦物所組成，具有顯著的吸水膨 脹和急劇的失水收縮開裂，并能產生多次循環脹縮變形，受氣候影響強度急劇衰減的粘 性土，應

6、判定為膨脹土。2、膨脹土判別應根據現場定性和室內定量兩者相結合。按下列方法進行初判和詳判：1）可根據下列膨脹土的工程地質特征表現進行初判：土的顏色為灰白、灰綠色，棕、紅、灰色、黃褐色等等。網狀裂隙極發育，有蠟面，易風化呈細粒狀，鱗片狀隙發育，常有光滑面和擦痕， 有的裂隙中充填著灰白、灰綠色粘土。粘土細膩，滑感特強以為主，粘土中含有少量粉砂，滑感較強，含較多鈣質或鐵錳 結核，以鈣質結核為主，在旱季呈堅硬或硬塑狀態，在雨季粘滑。出露于二級或二級以上階地、山前和盆地邊緣丘陵地帶，地形平緩，無明顯自然陡 坎。坡面常見淺層溜坍，滑坡，地面裂隙。當坡面有數層土時，其中膨脹土層往往形成 凹形坡。新開挖（槽）

7、壁易發生坍塌等。淺層基礎的單層或多層建筑物出現裂縫，且建筑物裂縫隨氣候變化而張開和閉合。2）膨脹土詳判應采用自由膨脹率、標準吸濕含水率、塑性指數三項指標。表1.膨脹土的詳判指標名稱判定指標自由膨脹率Fs（%）Fs40標準吸濕含水率（%）2.5塑性指數15注：分類以標準吸濕含水率為控制指標，只有當未進行標準吸濕含水率指標試驗時， 可參考用自由膨脹率和塑性指數指標對膨脹土進行分類。3、膨脹土的膨脹潛勢，應按表2分為強、中、弱三級。標準吸濕含水率能很好地反映膨脹土的礦物組成特性，塑性指數能很好地反映粒度組 成、分散特性和陽離子與粘土礦物的相互作用，考慮到對以前分類成果的繼承性，選用 標準吸濕含水率、塑性指數和自由膨脹率三個參數對膨脹土進行分類。考慮文獻中膨脹 土分類界限值，提出如表2分類標準。表2.膨脹潛勢的分級非膨脹土弱膨脹土中等膨脹土強膨脹土自由膨脹率（%）4040 6060 90標準吸濕含水率（%）2.52.5 4.84.8 6.8塑性指數（%）1515 2828 40注