膨胀土的特征及其分布
膨胀土是一种非饱和的、结构不稳定的区域性特殊土,土中含有大量亲水矿物,吸水将急剧膨胀软化,失水将显著收缩开裂,湿度变化时有较大的体积变化,能产生较大的膨胀压力,是一种具有反复胀缩变形的高塑性黏性土。它具有以下特征。
① 颜色呈黄、黄褐、灰白、花斑(杂色)和棕红等色。
② 粒度成分中以黏粒为主,含量一般在50%以上,最少也超过30%。
③ 矿物成分中黏土矿物占优势,多以蒙脱石、伊利石为主,少量为高岭土。前两类矿物具有强烈的亲水性,吸收水分后强烈膨胀,失水后收缩,多次胀缩后,强度迅速降低,导致修筑在膨胀土上的工程建筑物开裂乃至失稳。
④ 近地表部位常有不规则的网状裂隙。裂隙面光滑,呈蜡状或油脂光泽,时有擦痕或水迹,并有灰白色黏土(主要为蒙脱石或伊利石矿物)充填,在地表部位常因失水而张开,雨季又因浸水而重新闭合。
膨胀土分布广泛,分布范围遍及六大洲约40个国家和地区。膨胀土在我国也有着广泛的分布,在我国二十多个省(区、市)的180多个市、县先后发现膨胀土,总面积在1×10 5 km 2 以上,主要集中分布在珠江、长江中下游、黄河中下游,以及淮河、海河流域的广大平原、盆地、河谷阶地、河间地块和平缓丘陵地带,与道路建设关系极为密切;尤其以云南、广西、安徽和湖北等省分布较多,并且有代表性。膨胀土的地质成因多以残积-坡积、冲积-洪积、湖积和冰水沉积为主;一般分布在盆地内垅岗、山前丘陵地带和二、三级阶地上;形成时代自第三纪的上新世(N 2 )开始到晚更新世(Q 3 ),各地不一。
我国范围内的膨胀土,按其成因及特征基本分为三类:
第一类为湖相沉积及其风化层,黏土矿物中以蒙脱石为主,其自由膨胀率、液限、塑性指数都较大,土的膨胀、收缩性最显著;
第二类为冲积、冲积-洪积及坡积物,黏土矿物中以伊利石为主,其自由膨胀率和液限较大,土的膨胀、收缩性也显著;
第三类为碳酸盐类岩石的残积、坡积及洪积的红黏土,其液限高,但土的自由膨胀率常小于40%,故常被判定为非膨胀土,但其收缩性很显著。