1、红黏土地基第1页，共18页。红黏土的概述l红黏土分为原生红黏土、此生红黏土。l原生红黏土是指石灰岩、白云岩、泥质岩等碳酸盐类岩石，在炎热湿润气候条件下经过长时间的红土化作用而形成的高塑性黏土物质，一般呈褐红、棕红、紫红和黄褐色，其液限一般大于或等于50%。l次生红黏土是指原生红黏土经搬运、沉淀后仍保留其基本特征，其液限大于45%的黏性土。第2页，共18页。红黏土地基的分布规律l我国的红黏土主要分布于长江以南的地区，以广西、贵州、云南、四川东部、湖南西部等省区最为典型与广泛。北部地区红黏土也零星分布，如陕西南部、山东南部、湖北西部。这些地区红黏土的存在主要是曾存在过较长期的湿热气候条件，有利于红
2、黏土的形成。第3页，共18页。红黏土的工程分类l根据红黏土的工程地质特性，岩土工程勘察规范（GB 500212001）提出了红黏土的工程分类。l红黏土坚硬状态按含水比划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑状态。红黏土的裂隙状态按灵敏度划分为致密状、巨块状和碎裂状。l红黏土按界限液塑比划分为收缩后再浸水膨胀量能恢复到原来状态的类及收缩后再浸水膨胀量不能恢复到原来状态的类。第4页，共18页。l红黏土的工程分类l红黏土按地基均匀性分为基底压缩范围内地层全部为红黏土组成的均匀地基及基底压缩范围内地层由红黏土与岩层组成的不均匀地基。第5页，共18页。红黏土的主要物性指标l粒度成分l红黏土的粒度成分以小于 0
3、.005mm的黏粒为主，平均含量达60%80%，其余为少量粉粒和砂粒，约占 11%15%和9%13%。红黏土中小于0.002mm的胶粒占到40%70%，是胶粒含量最高的黏土，天然状态下具有高分散性。次生红黏土由于搬运过程中外来物质的掺入，通常粉粒和砂粒的含量相对增加，黏粒含量相对减少，塑性降低。第6页，共18页。l 矿物成分与化学成分l红黏土以黏土矿物占绝对优势，主要为高岭石、伊利石和绿泥石，部分含少量蒙脱石。非黏土矿物成分主要为石英和长石。高岭石是湿热气候条件下，在碱土金属含量很低的酸性介质环境中生成，与红黏土的形成条件一致。高岭石具有稳定的结晶格架，极性水分子和交换阳离子均不能进入晶层，故
4、不具膨胀性。第7页，共18页。l 红黏土的化学成分l红黏土的化学成分主要为SiO2、Al2O3和Fe2O3，硅铝分子比约为2.43。红黏土的交换性阳离子以二价镁、钙离子为主，一价钾、钠离子的含量很少。由于镁、钙离子的交换性能相对较弱，红黏土的亲水性和膨胀性较弱。第8页，共18页。l 水理性质l红黏土的性状特征主要反映在高含水量、高塑性和高孔隙比，土性指标的变化幅度较大。一般情况下，红黏土的天然含水量30%60%，天然容重16.518.5kN/m3，孔隙比1.11.7，液限50%110%，塑限25%55%，塑性指数2550。第9页，共18页。l 水理性质l根据试验资料统计，衡广复线红黏土天然含水
5、量36%，液限53%，塑限27%，塑性指数 28，自由膨胀率35%，其天然含水量、孔隙比、液限和塑性指数等指标有随红土化程度降低而减小的趋势。红黏土的天然饱和度大多在90%以上，使红黏土成为二相体系。红黏土为致密结构，渗透系数在10-8cm/s 量级，渗透性较弱。红黏土中的地下水多为裂隙性潜水和上层滞水，主要由降水补给。第10页，共18页。l 红黏土的力学性质l红黏土具有高孔隙性，但单个孔隙的体积很小，固态矿物为较稳定的结晶格架，颗粒间的氧化铁胶结物具有较强的黏结力，细分散颗粒呈稳定的团粒结构。因此，一般状态下的红黏土具有较好的力学性能，压缩性不大，抗剪强度较高，但结构效应明显，残余强度较低。
6、第11页，共18页。l红黏土的胀缩性与裂隙性l红黏土的组成矿物亲水性不强，次生黏土矿物的组分、交换阳离子的性质及交换总容量决定了红黏土在天然状态下的膨胀量很小。l红黏土具有高分散性、高含水量、高孔隙度及高饱和度特点，其胀缩性能主要表现为收缩为主，其大小主要取决于初始含水量。第12页，共18页。l 红黏土的胀缩性与裂隙性l收缩后的红黏土再浸水可能出现微小的膨胀性，自由膨胀率小于40%，一般情况下可不考虑其膨胀性。红黏土的体缩率一般在 7%20%，线缩率在2.5%5.0%，其收缩所造成的影响不可忽视。l坚硬和硬塑状态的红黏土层由于失水收缩形成大量裂隙，在干旱气候条件下，坡面开挖后裂隙的发生和发展迅
7、速，新开挖坡面数日内便可被收缩裂隙切割得支离破碎。第13页，共18页。软弱下卧层对路基稳定性的影响 在红黏土天然剖面上，表层呈坚硬、硬塑状态，向下逐渐变软，土的含水量、孔隙比随深度递增，强度逐渐降低，压缩性增大。这与一般黏性土在自重作用下排水固结，密度随深度递增的规律相反。根据现场地质调查，上部呈坚硬、硬塑状态的硬壳层占红黏土层的75%以上，下部可塑-软塑状态的软弱层占土层总厚的15%30%。第14页，共18页。软弱下卧层对路基稳定性的影响 自然状态下的红黏土呈致密状，其中固态矿物为较稳定的结晶格架，细分散颗粒呈稳定的团粒结构，液体多属结合水，不能在自重下排水固结。第15页，共18页。第16页，共18页。第17页，共18页。红黏土的工程特征红黏土具有上硬下软的现象红黏土往往呈现地表坚硬、硬塑状态，向下逐渐成为可塑、软塑甚至流塑而变软的规律。第18页，共18页。
