工程地质膨胀土成因特征判别以及分类
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。本文老白简单分享关于工程地质膨胀土成因特征判别以及分类。
1.膨胀土特征
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。
2.膨胀土分布
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。
3.地质成因
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。
4.膨胀土分类
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。
5.膨胀土的判别
国内外不同的研究者对膨胀岩土的判别标准和方法也不相同，大多采用综合判别法。
《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）规定对膨胀岩土的判别分为初判和终判两步。
5.1 膨胀土的初判
对膨胀岩土的初判主要是依据地貌形态、土的外观特征和自由膨胀率；
具有下列特征的土可初判为膨胀土：
- ① 多分布在二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘；
- ② 地形平缓，无明显自然陡坎；
- ③ 常见浅层滑坡、地裂、新开挖的路堑、边坡、基槽易发生塌；
- ④ 裂缝发育、方向不规则，常有光滑面和擦痕，裂缝中常充填灰白、灰绿色黏土；
- ⑤ 干时坚硬，遇水软化，自然条件下呈坚硬或硬塑状态；
- ⑥ 自由膨胀率一般大于 40%；
- ⑦ 未经处理的建筑物成群破坏，低层较多层严重，刚性结构较柔性结构严重；
- ⑧ 建筑物开裂多发生在旱季，裂缝宽度随季节变化。
终判是在初判的基础上结合各种室内试验及邻近工程损坏原因分析进行。
5.2 膨胀土的终判
初判为膨胀土的地区，应计算土的膨胀变形量、收缩变形量和胀缩变形量，并划分胀缩等级。计算和划分方法应符合《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112—2013）的规定。
有地区经验时，亦可根据地区经验分级。
分析判定过程中应注意，虽然自由膨胀率是一个很有用的指标，但不能作为唯一依据，否则易造成误判；从实用出发，应以是否造成工程的损害为最直接的标准，但对于新建工程，不一定有已有工程的经验可借鉴，此时仍可通过各种室内试验指标结合现场特征判定；初判和终判不是互相分割的，应互相结合，综合分析，工作的次序是从初判到终判，但终判时仍应综合考虑现场特征，不能只凭个别试验指标确定。
对于膨胀岩，膨胀率与时间的关系曲线，以及在一定压力下膨胀率与膨胀力的关系对洞室的设计和施工具有重要的意义。
关于防治措施可见：膨胀土的工程地质问题及防治措施
