一、黄土的特征和分布

黄土是第四纪沉积物，具有一系列内部物质成分和外部特征，与同时期的其他沉积物不同。

黄土具有

1.颜色以黄、褐黄为主，有时为灰黄

2.粒子构成以粉粒(0.05-0.005mm)为主，含量一般在60%以上，粒径在0.25mm以上的粒子几乎没有

3.孔隙大，一般在1.0左右

4.富含碳酸钙盐类的

5.垂直节理发育

6.一般有肉眼可见的大孔隙。

缺乏其中一个或几个特征的称为黄土状土。

黄土的分类

黄土根据原因分为原生(或典型)黄土和次生黄土。一般认为无层次的风成黄土是原生黄土。原生黄土经过流水冲刷、搬运重新沉积而形成的具有层理含有大量砂粒和细粒的黄土称为次生黄土

黄土分布

黄土分布广泛，面积达1300万平方公里，约占地面积的9.3%。世界各大洲黄土复盖面积总面积的比例为欧洲7%、北美5%、南美10%、亚洲3%，澳大利亚、北非也有零星分布。

我国黄土分布面积635280平方公里，占全球黄土分布总面积的4.9%左右，主要分布在北纬33-47度，34-45度之间最发育，属于干旱、半干旱气候类型。

我国湿陷性黄土分布面积约占我国黄土分布总面积的60%左右，27万平方公里，大部分在黄土中游地区，北至长城附近，南达秦岭，西自乌鞘岭，东至太行山，即北纬34-41度，东经102-114度之间。

湿黄土一般复盖在下卧的非湿黄土层上，厚度在六盘山以西地区大，达30米，六盘山以东地区薄，汾渭河谷多数米至十几米，东至河南西部少，非湿黄土位于湿黄土层之间。

二、发生黄土湿陷的原因和影响因素

对黄土潮湿的原因和机理的各种论点，可归纳为内因和外因两个方面。内因主要是土本身的物质成分(粒子构成、矿物构成和化学构成)及其结构，外因是水和压力的作用。

1.毛管假设

Terzaghi指出，当湿砂土中的不连续水分积聚在颗粒接触点时，相邻颗粒孔中的水和空气交界处的表面张力将土粒拉在一起。水浸入土中后，表面张力消失，砂土崩溃。一些学者用这种观点解释黄土的湿陷，然后反对。J.G.Dudley认为毛细压力是黄土中形成细粉粒粘结和絮凝粒粘结的重要因素。黄土中毛细的作用存在，但作为湿润的主要原因值得讨论。常宝琦曾经用风干的干扰土样制作试件，破坏了毛细管的通道，消除了弯曲液面的作用，还有很大的湿陷性。

2.溶盐假说

黄土中存在大量可溶盐。当黄土的含水量较少时，易溶盐处于微晶体状态，附着在颗粒表面，起着一定的胶结作用。这种粘合作用是黄土加强内聚力的一部分，浸泡在水中容易溶解盐，这部分的强度丧失，产生湿陷。

我国湿陷性黄土中易溶盐含量少，不是强化内聚力的主要部分，难溶盐含量高，但溶解缓慢，因此多数观点认为易溶盐的溶解不是湿陷的主要原因。

3.胶体不足

认为黄土的湿润性是含有0.05mm以下粒子含量不足10%的土的固有性质，该土缺乏胶体部分的显着数量的胶体，膨胀可以防止湿润的发生。朱海认为，当粘粒含量超过15-20%时，黄土没有湿润性，但兰州西盆地北岸二级地面黄土粘粒含量超过30%，湿润性强。

4.水膜楔入

低含水量黄土包裹在细粒(主要是粘粒)表面的结合水膜一般较薄，溶解在其中的阴、阳离子的静电引力较强，连接表面带负荷的粘粒，形成一定的凝聚强度。水进入土中时，结合水膜变厚，与楔子分离牢固连接的粒子，使粒子表面膨胀，体积增大，引力减弱，凝聚强度下降，产生湿陷。水膜楔入可以很好地说明黄土进水后立即发生湿陷现象，但不足以说明各种复杂的湿陷现象(例如湿陷性强弱、自重湿陷和非自重湿陷等)的发生。

5.欠压密理论

黄土是在干旱或半干旱气候条件下形成的。风成黄土在沉积过程中，表面受大气降水的影响。在干燥少雨的条件下，大气降水浸湿带的厚度往往少于蒸发影响带的厚度，A-A线以上的土层在降水期，土中含水量较高，处于最佳压密条件，但由于土层较薄，自重压力较小，无法得到有效压密。随着黄土的不断堆积，A-A线得到了提升，在新的A-A线与B-B线之间的土层，虽然不会影响大气降水，但是蒸发过程还是继续进行。由于水分减少，盐类分析，胶体凝结产生了加固内聚力。

上霸土层压力增大，但不足以克服土中形成的加固内聚力，成为压力不足的状态。这样循环往复，堆积的压缩土层越来越厚，浸水深，加强内聚力消失，就会产生湿陷。当降水量少，干旱期长时，欠压密程度大，而且欠压密土层也较厚；反之，黄土欠压密程度就弱，形成的欠压密土层也较薄。不足压密论容易说明中国黄土为什么西北部湿度强，东南部弱。

三、湿地基的处理

湿地基的处理方法很多，根据地区的不同，地基的土质和结构物也不同，地基的处理方法也不同。在调查阶段，经现场采样，根据试验数据分析，判断是自重湿性黄土还是非自重湿性黄土，以及湿性黄土层的厚度、湿度等级、等级、等级后，经济分析比较，综合考虑技术环境、工期等多方面的因素。最后选择最合适的地基处理方法，优化设计后，确保满足处理后地基的承载力和变形条件。

采用的方法是:

*重锤表层夯实和强夯

*土垫层

**打桩基础

*其增强方法(预浸水法、热加强法、水下爆破法、电火花加强法)

增强土地基础

增强土地基础

增强土地也是一种非常重要的地区性特殊的土类，根据我国《增强土地区域性的建筑技术规范》(GBJ1112)(以下简称为增强土地区的规范)。众所周知，一般粘土也具有膨胀、收缩的特性，但其量不大，对工程没有太大实际意义的膨胀土的膨胀-收缩-再膨胀的周期性变形特性非常显着，对工程造成危害，因此工程从一般粘土中区分，作为特殊土对待。

膨胀土在我国分布范围广，据现有资料显示，广西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省、自治区、市都有膨胀土。国外也一样，如美国，50个州中有膨胀土的占40个州，此外在印度、澳大利亚、南美洲、非洲和中东广大地区，也都有不同程度的分布。目前膨胀土的工程问题，已成为世界性的研究课题。

一、膨胀土的辨别和膨胀土地基的膨胀收缩等级

a、影响膨胀土膨胀收缩特性的主要因素

影响膨胀土膨胀收缩性质的内在机制，主要指矿物成分和微观结构。实验证明，膨胀土含有大量活性粘土矿物，如蒙脱石和伊利石，特别是蒙脱石，在低含水量时对水有很大的吸引力，土中蒙脱石的含量直接决定了土的膨胀性质的大小。除了矿物成分因素外，这些矿物成分在空间上的连接状态也会影响膨胀收缩性质。通过对大量不同场所的膨胀土扫描电镜的分析，表面-表面连接的重叠体是膨胀土的普遍结构形式，该结构比团粒结构具有更大的吸水膨胀和失水吸收能力。

影响膨胀土胀缩性质的最大外界因素是水对膨胀土的作用，或者更确切地说，水分的迁移是控制土胀、缩特性的关键外在因素。因为只有土中存在着可能产生水分迁移的梯度和进行水分迁移的途径，才有可能引起土的膨胀或收缩。某种粘土虽然有潜在的高膨胀势头，但如果其含水量不变，就不会发生体积变化，相反，含水量的微小变化，即使只有1%-2%的量值，实践证明也足以引起有害的膨胀。因此，判断膨胀土的膨胀收缩性指标反映了含水量变化时膨胀土的膨胀收缩量和膨胀力的大小。

b、膨胀土的膨胀性指标

1.自由膨胀率def

人工制作的细干燥土样，在无颈漏斗中注入量杯，测量其体积，然后倒入盛水的量筒中，充分吸水膨胀稳定后，测量其体积。增加的体积与原体积的比值def称为自由膨胀率。

2．膨胀率dep与膨胀力Pe

膨胀率表示原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，浸水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。

以各级压力下的膨胀率dep为纵坐标，压力p为横坐标，将试验结果绘制成p-dep关系曲线，该曲线与横坐标的交点Pe称为试样的膨胀力，膨胀力表示原状土样，在体积不变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力。膨胀力是选择基础型号和基础压力时有用的指标。如果想在设计上减少膨胀变形，基础压力应接近膨胀力。

二、膨胀土的判别

根据我国十几年的实践经验，判别膨胀土的主要依据是工程地质特征和自由膨胀率。因此，《膨胀土规范》规定，具有以下工程地质特征的场所，自由膨胀率def≥40%的土应判定为膨胀土。

1.裂缝发育，经常有光滑的表面和擦伤，在裂缝中填充灰色、灰色的绿色粘土。自然条件下坚硬或坚硬的塑料状态

2.多出现在二级或二级以上的高级地区、山前和盆地边缘的丘陵地区，地形缓慢，没有明显的自然陡峭

3.常见的浅层塑性滑坡、地裂、新孔(槽)墙壁容易崩溃等

4.建筑物的裂缝随气候的变化而张开和关闭。

三、膨胀土地基础桥涵基础工程设计与施工应采取的措施

1.更换土垫

2.合理选择基础埋设深度

3.石灰灌浆加固

4.合理选择基础类型

5.合理选择施工方法

一、冻土定义

冻土是温度低于零摄氏度、含冰的岩土。冻土是对温度敏感、性质不稳定的土体。冷冻土中的冰可以以冷冻结晶或冰层的形式存在，冷冻结晶可以从微米到纳米级，冰层可以从大米或百米级变厚，构成冷冻土中五花八门、千姿百态的冷冻结构。

二、冷冻土的分布

地球上多年冷冻土的分布面积约占地面积的23%，主要分布在俄罗斯、加拿大、中国和美国的阿拉斯加等地。我多年的冻土主要是高山多年的冻土带和多年的冻土带，多年的冻土面积约为206.8×104平方公里，仅次于原苏(1000×104平方公里)和加拿大(390×104平方公里)约为美国的1.5倍。我国是世界第三冻土大国，约占世界多年冻土分布面积的10%，约占中国国土面积的21.5%，同时我国多年冻土主要分布在被称为中低纬度世界屋顶的青藏高原上，其他分布在帕米尔、西部高山(祁连山、阿尔金山、天山、西准格尔山、阿尔泰山等)、东北大小兴安岭、东部。

三、防冻膨胀措施

目前，减少冷冻膨胀力，改善周围冷冻膨胀性，防止冷冻膨胀:

1.基础四侧交换土，采用比较纯净的砂、砂砾等粗粒土填充基础四侧的冷冻土，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.改善基础表面平滑度，基础基础侧面在冻土范围内也可以用工业范土林、渣油等涂装，减少切向冻膨胀力。桩基也可用混凝土套管减少切向冻胀。

3.选择抗冻膨胀性基础改变基础断面形状，利用抗冻膨胀力的锚定作用增加基础抗冻拔出的能力。