第七章几种特殊土地基上的基础工程 在我国不少地区，分布着一些与一般土性质有显著不同 的特殊土。由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成 因以及次生变化等原因，使它们具有一些特殊的成分、结构 和性质。当用以作为建筑物的地基时，如果不注意这些特点 就会造成事故。通常把那些具有特殊工程性质的土类称为特 殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点，故又有区 域性特殊土之称。 我国主要的区域性特殊土包括湿陷性黄土、膨胀土、软 土和冻土等。有关软土，第六章已作介绍，本章不赘述。下 面将主要介绍湿陷性黄土、膨胀土和冻土的一些主要特征， 对建筑物可能造成的危害以及用作地基时所应采取的工程措 施，以及地震区的基础工程抗震设计及应采取的抗震措施
第七章 几种特殊土地基上的基础工程 在我国不少地区，分布着一些与一般土性质有显著不同 的特殊土。由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成 因以及次生变化等原因，使它们具有一些特殊的成分、结构 和性质。当用以作为建筑物的地基时，如果不注意这些特点 就会造成事故。通常把那些具有特殊工程性质的土类称为特 殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点，故又有区 域性特殊土之称。 我国主要的区域性特殊土包括湿陷性黄土、膨胀土、软 土和冻土等。有关软土，第六章已作介绍，本章不赘述。下 面将主要介绍湿陷性黄土、膨胀土和冻土的一些主要特征， 对建筑物可能造成的危害以及用作地基时所应采取的工程措 施，以及地震区的基础工程抗震设计及应采取的抗震措施
第一节湿陷性黄土地基 一、黄土的特征和分布 黄土是一种第四纪沉积物，具有一系列内部物质 成分和外部特征，不同于同时期的其它沉积物。 黄土具有以下全部特征： 1.颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色； 2.颗粒组成以粉粒(0.05-0.005mm)为主，含量一 般在60%以上，几乎没有粒径大于0.25mm的颗粒； 3.孔隙比较大，一般在1.0左右； 4. 富含碳酸钙盐类； 5. 垂直节理发育； 6. 一般有肉眼可见的大孔隙。 当缺少其中一项或几项特征的称黄土状土
第一节 湿陷性黄土地基 一、黄土的特征和分布 黄土是一种第四纪沉积物，具有一系列内部物质 成分和外部特征，不同于同时期的其它沉积物。 黄土具有以下全部特征： 1. 颜色以黄色、褐黄色为主，有时呈灰黄色； 2. 颗粒组成以粉粒(0.05-0.005mm)为主，含量一 般在60%以上，几乎没有粒径大于0.25mm的颗粒； 3. 孔隙比较大，一般在1.0左右； 4. 富含碳酸钙盐类； 5. 垂直节理发育； 6. 一般有肉眼可见的大孔隙。 当缺少其中一项或几项特征的称黄土状土
黄土的分类 黄土安成因分为原生（或典型）黄土和次生黄土。 一般认为不具层理的风成黄土为原生黄土。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较多砂 粒以至细粒的黄土称次生黄土
黄土的分类 黄土安成因分为原生（或典型）黄土和次生黄土。 一般认为不具层理的风成黄土为原生黄土。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较多砂 粒以至细粒的黄土称次生黄土
黄土的分布 黄土分布很广，面积达1300万平方公里，约占陆地总面 积的9.3%。世界各大洲黄土覆盖面积占总面积的比例为： 欧洲7%，北美5%，南美10%，亚洲3%，此外，在澳大利亚、 北非也有零星分布。 我国黄土分布面积635280平方公里，占世界黄土分布总 面积的4.9%左右，主要分布在北纬33-47度，以34-45度之间 最为发育，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，为27万平方公里，大部分在黄土中游地区，北起 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。 湿陷性黄土一般都覆盖在下卧的非湿陷性黄土层上，厚 度以六盘山以西地区较大，达30米，六盘山以东地区稍薄， 如汾渭河谷多为几米至十几米，再向东至河南西部则更少， 并且有非湿陷性黄土位于湿陷性黄土层之间
• 黄土的分布 黄土分布很广，面积达1300万平方公里，约占陆地总面 积的9.3%。世界各大洲黄土覆盖面积占总面积的比例为： 欧洲7%，北美5%，南美10%，亚洲3%，此外，在澳大利亚、 北非也有零星分布。 我国黄土分布面积635280平方公里，占世界黄土分布总 面积的4.9%左右，主要分布在北纬33-47度，以34-45度之间 最为发育，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，为27万平方公里，大部分在黄土中游地区，北起 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。 湿陷性黄土一般都覆盖在下卧的非湿陷性黄土层上，厚 度以六盘山以西地区较大，达30米，六盘山以东地区稍薄， 如汾渭河谷多为几米至十几米，再向东至河南西部则更少， 并且有非湿陷性黄土位于湿陷性黄土层之间
中国湿陷胜黄土工程地质分区略图 地区名数及代号 家口 ①呢五地区宜晚东胶我油区一血棘一河该· 呼和将 城鎮 包头 国关中地区回山西箱区 -一省界一望区是8名号 回河痛地区回冀鲁超区 吉8器及复8器 @北韶边缘港区 0。地19502金 匹e s1百山 0,066 托克 兰 兴具 石庄 河 Tc.030 黄水 河 德州三 黄 礬妨 西宁 510、-0 。徐州 R山 中国湿陷性黄土工程地质分区略图
二、黄土湿陷发生的原因和影响因素 对黄土湿陷的原因和机理的各种不同论点，可以归纳为 内因和外因两个方面。内因主要是由于土本身的物质成分 (颗粒组成、矿物成分和化学成分)和其结构，外因则是水 和压力的作用。 毛管假说 Terzaghi指出当潮湿砂土内的不连续水分积聚在颗粒接触 点时，相邻颗粒孔隙中水和空气交界处的表面张力，使土粒 拉在一起。水浸入土中后，表面张力消失，于是砂土溃散。 有的学者曾用这种观点来解释黄土的湿陷，以后遭到反对。 J.G.Dudley认为毛细压力是黄土中形成细粉粒粘结和絮凝粘 粒粘结的重要因素。黄土中的毛细作用是存在的，但将其作 为湿陷的主要原因值得商榷。常宝琦曾用风干的扰动土样制 成试件，虽然破坏了毛细管通道，消除了弯液面作用，仍然 有很大的的湿陷性
二、黄土湿陷发生的原因和影响因素 对黄土湿陷的原因和机理的各种不同论点，可以归纳为 内因和外因两个方面。内因主要是由于土本身的物质成分 （颗粒组成、矿物成分和化学成分）和其结构，外因则是水 和压力的作用。 毛管假说 Terzaghi指出当潮湿砂土内的不连续水分积聚在颗粒接触 点时，相邻颗粒孔隙中水和空气交界处的表面张力，使土粒 拉在一起。水浸入土中后，表面张力消失，于是砂土溃散。 有的学者曾用这种观点来解释黄土的湿陷，以后遭到反对。 J.G.Dudley认为毛细压力是黄土中形成细粉粒粘结和絮凝粘 粒粘结的重要因素。黄土中的毛细作用是存在的，但将其作 为湿陷的主要原因值得商榷。常宝琦曾用风干的扰动土样制 成试件，虽然破坏了毛细管通道，消除了弯液面作用，仍然 有很大的的湿陷性
溶盐假说 黄土中存在大量的可溶盐。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。这种胶结作用是黄土加固内聚力的 一 部分，受水浸湿后，易溶盐溶解，这部分强度就丧 失了，因而产生湿陷。我国湿陷性黄土中的易溶盐含 量都较少，不是组成加固内聚力的主要部分，难溶盐 含量虽高，但其溶解很缓慢，因此，较多的观点认为 易溶盐的溶解不是产生湿陷的主要原因
溶盐假说 黄土中存在大量的可溶盐。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。这种胶结作用是黄土加固内聚力的 一部分，受水浸湿后，易溶盐溶解，这部分强度就丧 失了，因而产生湿陷。我国湿陷性黄土中的易溶盐含 量都较少，不是组成加固内聚力的主要部分，难溶盐 含量虽高，但其溶解很缓慢，因此，较多的观点认为 易溶盐的溶解不是产生湿陷的主要原因
胶体不足说 认为黄土的湿陷性是含有小于0.05mm颗粒含量小于 10%的土所固有的性质，这种土缺少胶体部分；如果有显 著数量的胶体，则膨胀可防止湿陷的发生。朱海之认为当 粘粒含量大于15-20%时黄土不具有湿陷性，但发现兰州 西盆地北岸二级阶地上的黄土粘粒含量大于30%，却湿陷 性强烈。 水膜楔入说 低含水量黄土在细颗粒（主要是粘粒）表面上包裹着 的结合水膜一般很薄，溶解在其中的阴、阳离子的静电引 力较强，将表面带负电荷的粘粒连接起来，形成一定的疑 聚强度。当水进入土中时，结合水膜变厚，象楔子一样将 牢固连接的颗粒分开，使土粒表面产生膨胀，体积增大， 引力减弱，凝聚强度降低，因而产生湿陷。水膜楔入说能 较好地解释黄土在水一进入就会立即发生湿陷这一现象； 但是，还不足以解释各种复杂的湿陷现象的（如湿陷性的 强弱、自重湿陷与非自重湿陷等)产生
胶体不足说 认为黄土的湿陷性是含有小于0.05mm颗粒含量小于 10%的土所固有的性质，这种土缺少胶体部分；如果有显 著数量的胶体，则膨胀可防止湿陷的发生。朱海之认为当 粘粒含量大于15-20%时黄土不具有湿陷性，但发现兰州 西盆地北岸二级阶地上的黄土粘粒含量大于30%，却湿陷 性强烈。 水膜楔入说 低含水量黄土在细颗粒（主要是粘粒）表面上包裹着 的结合水膜一般很薄，溶解在其中的阴、阳离子的静电引 力较强，将表面带负电荷的粘粒连接起来，形成一定的凝 聚强度。当水进入土中时，结合水膜变厚，象楔子一样将 牢固连接的颗粒分开，使土粒表面产生膨胀，体积增大， 引力减弱，凝聚强度降低，因而产生湿陷。水膜楔入说能 较好地解释黄土在水一进入就会立即发生湿陷这一现象； 但是，还不足以解释各种复杂的湿陷现象的（如湿陷性的 强弱、自重湿陷与非自重湿陷等）产生
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常少于蒸发影响带的厚度，a-a线以上土 层在降水期，土中含水量较高，处于最优压密条件，但由于土 层薄，自重压力小，未能得到有效压密。随黄土继续堆积，a a线提高，在新的a-a线与b-b线之间的土层，大气降水影响不 到，但蒸发过程继续进行。由于水分减少，盐类析出，胶体凝 结产生了加固内聚力。 a a b
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常少于蒸发影响带的厚度，a-a线以上土 层在降水期，土中含水量较高，处于最优压密条件，但由于土 层薄，自重压力小，未能得到有效压密。随黄土继续堆积，aa线提高，在新的a-a线与b-b线之间的土层，大气降水影响不 到，但蒸发过程继续进行。由于水分减少，盐类析出，胶体凝 结产生了加固内聚力。 b b a a a b b a
虽然上覆土层压力增大，但不足以克服土中形成的加 固内聚力，因而成为欠压密状态。如此循环往复，使得堆 积的欠压密土层越来越厚，一旦水浸入较深，加固内聚力 消失，就产生湿陷。当降水量少，干旱期长时，欠压密称 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。欠压密论易于解释我国黄 土为什么西北部湿陷性强，东南部弱这一规律
虽然上覆土层压力增大，但不足以克服土中形成的加 固内聚力，因而成为欠压密状态。如此循环往复，使得堆 积的欠压密土层越来越厚，一旦水浸入较深，加固内聚力 消失，就产生湿陷。当降水量少，干旱期长时，欠压密称 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。欠压密论易于解释我国黄 土为什么西北部湿陷性强，东南部弱这一规律