一、黃土的特征和分布

黃土是第四紀沉積物，具有一系列內部物質成分和外部特征，與同時期的其他沉積物不同。

黃土具有

1.顏色以黃、褐黃為主，有時為灰黃

2.粒子構成以粉粒(0.05-0.005mm)為主，含量一般在60%以上，粒徑在0.25mm以上的粒子幾乎沒有

3.孔隙大，一般在1.0左右

4.富含碳酸鈣鹽類的

5.垂直節理發育

6.一般有肉眼可見的大孔隙。

缺乏其中一個或幾個特征的稱為黃土狀土。

黃土的分類

黃土根據原因分為原生(或典型)黃土和次生黃土。一般認為無層次的風成黃土是原生黃土。原生黃土經過流水沖刷、搬運重新沉積而形成的具有層理含有大量砂粒和細粒的黃土稱為次生黃土

黃土分布

黃土分布廣泛，面積達1300萬平方公里，約占地面積的9.3%。世界各大洲黃土復蓋面積總面積的比例為歐洲7%、北美5%、南美10%、亞洲3%，澳大利亞、北非也有零星分布。

我國黃土分布面積635280平方公里，占全球黃土分布總面積的4.9%左右，主要分布在北緯33-47度，34-45度之間最發育，屬于干旱、半干旱氣候類型。

我國濕陷性黃土分布面積約占我國黃土分布總面積的60%左右，27萬平方公里，大部分在黃土中游地區，北至長城附近，南達秦嶺，西自烏鞘嶺，東至太行山，即北緯34-41度，東經102-114度之間。

濕黃土一般復蓋在下臥的非濕黃土層上，厚度在六盤山以西地區大，達30米，六盤山以東地區薄，汾渭河谷多數米至十幾米，東至河南西部少，非濕黃土位于濕黃土層之間。

二、發生黃土濕陷的原因和影響因素

對黃土潮濕的原因和機理的各種論點，可歸納為內因和外因兩個方面。內因主要是土本身的物質成分(粒子構成、礦物構成和化學構成)及其結構，外因是水和壓力的作用。

1.毛管假設

Terzaghi指出，當濕砂土中的不連續水分積聚在顆粒接觸點時，相鄰顆粒孔中的水和空氣交界處的表面張力將土粒拉在一起。水浸入土中后，表面張力消失，砂土崩潰。一些學者用這種觀點解釋黃土的濕陷，然后反對。J.G.Dudley認為毛細壓力是黃土中形成細粉粒粘結和絮凝粒粘結的重要因素。黃土中毛細的作用存在，但作為濕潤的主要原因值得討論。常寶琦曾經用風干的干擾土樣制作試件，破壞了毛細管的通道，消除了彎曲液面的作用，還有很大的濕陷性。

2.溶鹽假說

黃土中存在大量可溶鹽。當黃土的含水量較少時，易溶鹽處于微晶體狀態，附著在顆粒表面，起著一定的膠結作用。這種粘合作用是黃土加強內聚力的一部分，浸泡在水中容易溶解鹽，這部分的強度喪失，產生濕陷。

我國濕陷性黃土中易溶鹽含量少，不是強化內聚力的主要部分，難溶鹽含量高，但溶解緩慢，因此多數觀點認為易溶鹽的溶解不是濕陷的主要原因。

3.膠體不足

認為黃土的濕潤性是含有0.05mm以下粒子含量不足10%的土的固有性質，該土缺乏膠體部分的顯著數量的膠體，膨脹可以防止濕潤的發生。朱海認為，當粘粒含量超過15-20%時，黃土沒有濕潤性，但蘭州西盆地北岸二級地面黃土粘粒含量超過30%，濕潤性強。

4.水膜楔入

低含水量黃土包裹在細粒(主要是粘粒)表面的結合水膜一般較薄，溶解在其中的陰、陽離子的靜電引力較強，連接表面帶負荷的粘粒，形成一定的凝聚強度。水進入土中時，結合水膜變厚，與楔子分離牢固連接的粒子，使粒子表面膨脹，體積增大，引力減弱，凝聚強度下降，產生濕陷。水膜楔入可以很好地說明黃土進水后立即發生濕陷現象，但不足以說明各種復雜的濕陷現象(例如濕陷性強弱、自重濕陷和非自重濕陷等)的發生。

5.欠壓密理論

黃土是在干旱或半干旱氣候條件下形成的。風成黃土在沉積過程中，表面受大氣降水的影響。在干燥少雨的條件下，大氣降水浸濕帶的厚度往往少于蒸發影響帶的厚度，A-A線以上的土層在降水期，土中含水量較高，處于最佳壓密條件，但由于土層較薄，自重壓力較小，無法得到有效壓密。隨著黃土的不斷堆積，A-A線得到了提升，在新的A-A線與B-B線之間的土層，雖然不會影響大氣降水，但是蒸發過程還是繼續進行。由于水分減少，鹽類分析，膠體凝結產生了加固內聚力。

上霸土層壓力增大，但不足以克服土中形成的加固內聚力，成為壓力不足的狀態。這樣循環往復，堆積的壓縮土層越來越厚，浸水深，加強內聚力消失，就會產生濕陷。當降水量少，干旱期長時，欠壓密程度大，而且欠壓密土層也較厚；反之，黃土欠壓密程度就弱，形成的欠壓密土層也較薄。不足壓密論容易說明中國黃土為什么西北部濕度強，東南部弱。

三、濕地基的處理

濕地基的處理方法很多，根據地區的不同，地基的土質和結構物也不同，地基的處理方法也不同。在調查階段，經現場采樣，根據試驗數據分析，判斷是自重濕性黃土還是非自重濕性黃土，以及濕性黃土層的厚度、濕度等級、等級、等級后，經濟分析比較，綜合考慮技術環境、工期等多方面的因素。最后選擇最合適的地基處理方法，優化設計后，確保滿足處理后地基的承載力和變形條件。

采用的方法是:

*重錘表層夯實和強夯

*土墊層

**打樁基礎

*其增強方法(預浸水法、熱加強法、水下爆破法、電火花加強法)

增強土地基礎

增強土地基礎

增強土地也是一種非常重要的地區性特殊的土類，根據我國《增強土地區域性的建筑技術規范》(GBJ1112)(以下簡稱為增強土地區的規范)。眾所周知，一般粘土也具有膨脹、收縮的特性，但其量不大，對工程沒有太大實際意義的膨脹土的膨脹-收縮-再膨脹的周期性變形特性非常顯著，對工程造成危害，因此工程從一般粘土中區分，作為特殊土對待。

膨脹土在我國分布范圍廣，據現有資料顯示，廣西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山東等20多個省、自治區、市都有膨脹土。國外也一樣，如美國，50個州中有膨脹土的占40個州，此外在印度、澳大利亞、南美洲、非洲和中東廣大地區，也都有不同程度的分布。目前膨脹土的工程問題，已成為世界性的研究課題。

一、膨脹土的辨別和膨脹土地基的膨脹收縮等級

a、影響膨脹土膨脹收縮特性的主要因素

影響膨脹土膨脹收縮性質的內在機制，主要指礦物成分和微觀結構。實驗證明，膨脹土含有大量活性粘土礦物，如蒙脫石和伊利石，特別是蒙脫石，在低含水量時對水有很大的吸引力，土中蒙脫石的含量直接決定了土的膨脹性質的大小。除了礦物成分因素外，這些礦物成分在空間上的連接狀態也會影響膨脹收縮性質。通過對大量不同場所的膨脹土掃描電鏡的分析，表面-表面連接的重疊體是膨脹土的普遍結構形式，該結構比團粒結構具有更大的吸水膨脹和失水吸收能力。

影響膨脹土脹縮性質的最大外界因素是水對膨脹土的作用，或者更確切地說，水分的遷移是控制土脹、縮特性的關鍵外在因素。因為只有土中存在著可能產生水分遷移的梯度和進行水分遷移的途徑，才有可能引起土的膨脹或收縮。某種粘土雖然有潛在的高膨脹勢頭，但如果其含水量不變，就不會發生體積變化，相反，含水量的微小變化，即使只有1%-2%的量值，實踐證明也足以引起有害的膨脹。因此，判斷膨脹土的膨脹收縮性指標反映了含水量變化時膨脹土的膨脹收縮量和膨脹力的大小。

b、膨脹土的膨脹性指標

1.自由膨脹率def

人工制作的細干燥土樣，在無頸漏斗中注入量杯，測量其體積，然后倒入盛水的量筒中，充分吸水膨脹穩定后，測量其體積。增加的體積與原體積的比值def稱為自由膨脹率。

2．膨脹率dep與膨脹力Pe

膨脹率表示原狀土在側限壓縮儀中，在一定壓力下，浸水膨脹穩定后，土樣增加的高度與原高度之比。

以各級壓力下的膨脹率dep為縱坐標，壓力p為橫坐標，將試驗結果繪制成p-dep關系曲線，該曲線與橫坐標的交點Pe稱為試樣的膨脹力，膨脹力表示原狀土樣，在體積不變時，由于浸水膨脹產生的最大內應力。膨脹力是選擇基礎型號和基礎壓力時有用的指標。如果想在設計上減少膨脹變形，基礎壓力應接近膨脹力。

二、膨脹土的判別

根據我國十幾年的實踐經驗，判別膨脹土的主要依據是工程地質特征和自由膨脹率。因此，《膨脹土規范》規定，具有以下工程地質特征的場所，自由膨脹率def≥40%的土應判定為膨脹土。

1.裂縫發育，經常有光滑的表面和擦傷，在裂縫中填充灰色、灰色的綠色粘土。自然條件下堅硬或堅硬的塑料狀態

2.多出現在二級或二級以上的高級地區、山前和盆地邊緣的丘陵地區，地形緩慢，沒有明顯的自然陡峭

3.常見的淺層塑性滑坡、地裂、新孔(槽)墻壁容易崩潰等

4.建筑物的裂縫隨氣候的變化而張開和關閉。

三、膨脹土地基礎橋涵基礎工程設計與施工應采取的措施

1.更換土墊

2.合理選擇基礎埋設深度

3.石灰灌漿加固

4.合理選擇基礎類型

5.合理選擇施工方法

一、凍土定義

凍土是溫度低于零攝氏度、含冰的巖土。凍土是對溫度敏感、性質不穩定的土體。冷凍土中的冰可以以冷凍結晶或冰層的形式存在，冷凍結晶可以從微米到納米級，冰層可以從大米或百米級變厚，構成冷凍土中五花八門、千姿百態的冷凍結構。

二、冷凍土的分布

地球上多年冷凍土的分布面積約占地面積的23%，主要分布在俄羅斯、加拿大、中國和美國的阿拉斯加等地。我多年的凍土主要是高山多年的凍土帶和多年的凍土帶，多年的凍土面積約為206.8×104平方公里，僅次于原蘇(1000×104平方公里)和加拿大(390×104平方公里)約為美國的1.5倍。我國是世界第三凍土大國，約占世界多年凍土分布面積的10%，約占中國國土面積的21.5%，同時我國多年凍土主要分布在被稱為中低緯度世界屋頂的青藏高原上，其他分布在帕米爾、西部高山(祁連山、阿爾金山、天山、西準格爾山、阿爾泰山等)、東北大小興安嶺、東部。

三、防凍膨脹措施

目前，減少冷凍膨脹力，改善周圍冷凍膨脹性，防止冷凍膨脹:

1.基礎四側交換土，采用比較純凈的砂、砂礫等粗粒土填充基礎四側的冷凍土，填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土填充土的

2.改善基礎表面平滑度，基礎基礎側面在凍土范圍內也可以用工業范土林、渣油等涂裝，減少切向凍膨脹力。樁基也可用混凝土套管減少切向凍脹。

3.選擇抗凍膨脹性基礎改變基礎斷面形狀，利用抗凍膨脹力的錨定作用增加基礎抗凍拔出的能力。