浅议膨胀土地基稳定性分析docWord格式.docx

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本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表

学生姓名：

赵杰明学号：

090F13133008专业：

毕业设计（论文）题目：

浅议膨胀土地基稳定性分析

指导教师意见：

（请对论文的学术水平做出简要评述。

包括选题意义；

文献资料的掌握；

所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；

写作规范和逻辑性；

文献引用的规范性等。

还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。

）

全文结构基本合理科学，逻辑思路清晰，观点表达准确，语言流畅，论证方法较合理，参考的文献资料符合主题要求，从主题到内容符合专业要求，部分与本文之间衔接的比较紧密，但个别引文没有标著出来，真正属于自己创新的内容还不是很多，个别概念比较模糊，总体上达到毕业论文要求。

指导教师结论：

合格（合格、不合格）

指导教师

姓名

赵婷

所在单位

内蒙古农业大学

指导时间

2015.09.25

本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表

赵杰明学号：

土木工程（岩土工程）

浅议膨胀土地基稳定性分析

评阅意见：

膨胀土是工程中一种典型的特殊土。

如不能对其进行很好地认识，则有可能带来很多工程问题。

到目前为止，对膨胀土的物质构造、变形特征、房屋破坏机理、工程设计与处理等已经有了基本认识，并逐渐发展成为土力学的一个分支学科。

介绍了膨胀土的基本特性，提出了膨胀性土地基处理的有效措施。

并给出了一个膨胀土边坡稳定性的工程实例。

论文选题符合土木工程专业的要求。

论文逻辑清晰，观点基本正确，引用的资料能基本佐证作者的观点。

论文选题表明作者对地基与基础工程有很好的了解，总体达到了培养要求。

修改意见：

（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。

评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。

1、论文中存在一些格式和内容问题，均已在文中用红色字体标明，请作者认真检查修改。

同时请检查其他类似问题。

2、建议在第二章、第三章增加“本章小结”对本章内容进行汇总，归纳主要观点和认识。

3、论文参考文献过少，建议补充至13-15篇。

毕业设计（论文）评阅成绩（百分制）：

65

评阅结论：

同意答辩（同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）

评阅人姓名

吴文兵

中国地质大学（武汉）

评阅时间

2015.10.17

论文原创性声明

本人郑重声明：

本人所呈交的本科毕业论文《浅议膨胀土地基稳定性分析》，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。

论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。

对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。

本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。

论文作者（签字）：

日期：

　　年　　月　　日

摘要

1938年发现轻型砖砌房屋大量破坏以后，这种现象才引起岩土工程界的注意。

正确认识和掌握膨胀性土的特性规律，是确保工程建筑物安全和满足使用要求的关键。

本文介绍了膨胀土的基本特性，提出了膨胀性土地基处理的有效措施。

膨胀土边坡稳定性的工程实例

关键词：

膨胀土膨胀土地基稳定性有效措施

一、膨胀土的基本特性

　　膨胀土是指土的粒径为0.002mm的颗粒成分主要由强亲水性矿物（如蒙脱石、伊利石）组成且具有显著的胀缩可逆特性的粘性土。

在世界范围内,膨胀土的分布十分广泛,根据已有的资料,6大洲40多个国家已发现有这种特殊土。

我国是世界上膨胀土分布最广、面积最大的国家之一,且先后发现有膨胀土危害的地区已达20多个省、市、自治区。

膨胀土又称裂隙粘土或裂土,是粘土的一种,因而具有粘性土的一般性质。

但它作为一类特殊的粘土,又具有一般粘土所没有的3种基本特性,即超固结性、干缩湿胀性和多裂隙性。

（一）超固结性

　我国的裂土多沉积于更新世第三纪,系陆相沉积土,在漫长的地质年代中承受了上覆地层压力,处于超固结状态,卸荷后土的抗剪和抗压强度均有降低,风化破碎后强度更低。

当开挖地下洞室使土体具有临空面时,超固结力得以释放而表现为洞室的顶部、边墙、底部的过大变形,使工程结构物破坏。

（二）强膨胀性

　　膨胀土的膨胀性与组成它的粘土的矿物成分有关。

我国的膨胀土主要是蒙脱石及伊利石粘土矿物组成。

此两种强亲水性粘土矿物遇水后产生的膨胀效应比普通粘土显著得多,对建筑物具有相当强的破坏作用。

膨胀土的膨胀性除与组成它的粘土的矿物成分有关外,还与水的作用直接有关,水分在土粒中的迁移是产生土体膨胀与收缩的直接原因。

由于裂土的裂隙发育,水的渗入使土体产生膨胀,边坡开挖后因卸载引起的应力释放均使边坡土体变形鼓出,甚至使已有的圬工防护建筑开裂。

膨胀产生的应力还能使房屋建筑上部开裂破坏,不能正常使用,干缩湿胀的循环反复,使膨胀土地基土强度降低,变形增大,地基出现不均匀沉降。

（三）多裂隙性

从外貌特征看,裂土表面布满了不规则的多边形裂隙或网状裂缝,多呈张开的楔形将裂土分割成各种几何形态的块体。

裂隙有原生及次生之分。

原生裂隙多为闭合状,裂隙面光滑,常呈腊状光泽。

当暴露地表,受风化作用影响裂隙面常张开,并有次生的灰白粘土充填。

次生裂隙以风化型为主,在半干旱地区,尤其是年蒸发量大于年降水量的地区,裂土的干缩湿胀效应非常显著,使裂土表层风化作用强烈。

由于裂隙密布,土体不连续,大量雨水乘虚而入,湿胀干缩,循环反复,使土体强度大大降低,恶化了土体的工程性质,在重力作用下,常产生边坡土体剥落、坍塌滑坡等病害。

二、膨胀土地基

（一）膨胀土的工程特性　

引起膨胀的主要物质是蒙脱石，它具有较大的比表面及阳离子交换量，在与水相互作用过程中，能吸水引起粒间膨胀及矿物晶体膨胀。

膨胀后的土体强度急骤降低、膨胀势能减弱。

遇有蒸发可能时，土的含水量也减少，体积随之收缩，吸附能力增加。

膨胀-收缩-再膨胀的反复可逆变形特性是膨胀土与其他土的基本区别。

　　土中的水因外界环境条件的改变而不断转移称为水分转移，它是引起膨胀收缩的重要原因。

没有水的补给，膨胀变形不可能产生；

没有失水条件，收缩也不会发生。

促使水分转移的环境因素有三：

1、气候的变化，包括季节性降雨、蒸发、气温及湿度等。

它直接影响接近地表的一定深度内的土层的含水量。

离地表愈近，含水量的变化幅度愈大;

到一定深度时，气候的影响很小,含水量也比较稳定。

这个深度称为气候影响深度，一般为1～3米。

如基础位于此深度以内，则可观测到它随着降雨和蒸发作周期升降运动。

2、由于建筑物、地坪、散水、路面等覆盖了原有地面，覆盖面以下的含水量将因水的气态和液态的热转移而增高，使建筑物上升，地坪、地面隆起。

3、施工期大挖大填和平整场地破坏了原有的水分平衡，局部曝晒及浸水引起局部含水量发生变化，都能促使水分转移。

（二）膨胀土的鉴别　

识别膨胀土有三种方法：

1、矿物鉴定法。

如:

X射线折射法、差热法、电镜辨别法、化学分析法等。

目的是直接测定矿物成分及其结构。

蒙脱石含量超过10％并处于胶凝状态时，就足以引起较大膨胀。

2、物理指标判别法。

如：

自由膨胀率法、缩限法、活性法等。

这些方法是通过物理指标与膨胀性能相关的统计得出的，优点是简单易行。

3、力学测定法。

直接用膨胀仪和收缩仪测定原状土的膨胀力、膨胀系数和收缩系数等指标，并计算变形量。

中国目前采用综合法，即：

根据土的自由膨胀率及现场调查结果（包括地形地貌、野外地质特征、土的裂隙与结构形态等）综合考虑，待初步判别为膨胀土后，再进行力学测定和计算变形量，作为地基评价及设计的依据。

（三）建筑物变形计算　

膨胀土地基上的建筑物变形可大致分为上升型、升降型、下降型三类。

各类变形都与外界因素及起始含水量有关。

在半干旱地区，土的起始含水量很低，一般出现上升型；

在温带半湿润气候下，土的起始含水量在塑限附近波动，多出现升降型；

当含水量达1.2倍塑限以上时,或由于生产设备的热力作用导致地基土干燥时,则出现下降型。

实际上变形颇为复杂,有时,同一栋房屋南面下沉、北面上升,或者中部上升、四角下沉。

因此，预估建筑物各点的升降值是极为困难的，目前仅能反映若干年内变形的最大幅值。

膨胀上升变形值SH与收缩下沉值SS分别由下两式表达：

式中h为某层土的计算厚度；

ep为某层土在压力p（附加压力与自重压力之和）作用下的膨胀率；

eS为某层土的竖向收缩系数,即减少1％含水量时的线收缩率；

Δw为某层土天然含水量与最小含水量之差;

K1、K2为工作条件系数。

计算深度由实际情况确定,一般小于5米。

对于升降型变形幅度可取膨胀上升值变形与收缩下沉值之和。

基础埋深一般宜大于1米,以避开气候急骤影响层。

地基设计　

设计时主要考虑:

①坡体的稳定性;

②不同结构可能承受的变形。

膨胀土属于易产生浅层滑动的特殊土,因此,治坡是保证建筑安全的首要措施。

膨胀土边坡稳定角较低，一般为11°

～14°

，层状土质边坡稳定角还需由层面与坡面的变角确定。

过去对该特性缺乏认识，由坡体蠕动引起的房屋损坏事故很多。

因此，在处理时应先做好整体规划,防止大挖大填；

施工时做好场区排水及抗滑挡墙,挡墙背后宜填非膨胀土，以减少膨胀压力。

根据膨胀土地基已建房屋调查，排架结构、高耸结构和三层以上的砌体结构都比较完好,变形幅度亦小;

在三层及三层以下的砖石结构中，以一层房屋损坏较严重，二层次之，三层又次之；

坡地上的房屋损坏又比平坦地形上的重。

针对这种情况，目前，所采取的主要措施偏重于减少变形幅度及其差异变形。

具体做法为：

1、适当增加基础埋深和增大基底压力，以限制其膨胀变形幅度，如：

独立基础（见基础）、桩基础、换土垫层（见换土法）等。

2、稳定地基土含水量，减少蒸发量，控制下沉。

各种保湿措施都属此类，其中常用的有：

用松散材料做垫层的宽散水，在缓坡地带采用低挡墙以减少坡面蒸发，以及在房屋四周种草植树等。

3、增加墙体强度，如增设圈梁或墙体配筋等。

这些措施只有根据各地的实际情况选用，才能收到较好的技术和经济效益。

对于有热源的设备基础如隧道窑和均热炉等，要防止热量传入地下以减少收缩下沉，常用的有效方法是在基础中增设通风层，用通风装置及时排出热空气。

地坪隆起与开裂是普通存在的现象，解决的方法是大量换土或做架空地板。

但由于费用较大，这种方法目前仅在修建工业厂房时采用。

使用期间的维护对延长建筑物的使用期限是至关重要的。

经常检修管道，排除积水，可避免局部地基浸水膨胀而引起的房屋损坏。

三、膨胀性土地基处理的有效措施

（一）压实控制法

压实控制法的实质是用机械方法将膨胀土压实到所需要的状态,充分利用膨胀