粘土层

更新时间:2022-08-25 19:41

粘土是土壤的一种,主要由极细的结晶颗粒所组成。这些结晶颗粒又由另一种或数种属于粘土矿物的成份所组成。粘土层是指具有一定厚度的粘土。粘土层的透水、透气性能都较差。例如,用压气盾构法修建水底隧道时,在江河底部预 先铺设的有一定厚度的粘土层。用以防止开挖面跑 气而使河水淹没隧道的一种措施,同时还可提高隧道的标高而缩短其长度。

简介

粘土层可以分为天然粘土层和人工粘土层,是指塑性指数大于17的粘性土层。粘土层的膨胀性及所产生的膨胀压力会使土层出现反复变形破坏。粘土层的透水、透气性差,在实际工程的防渗施工中,一般会铺设一层粘土层。塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征,一般用塑性指数来表示;液限与塑限的差值称为塑性指数IP(Plasticity Index)=ωL(液限 Liquid Limit) -ωP(塑限 Plastic Limit) 。过去的研究表明,细粒土的许多力学特性和变形参数均与塑性指数有密切的关系。它也是表征材料接触状态的指标。

粘性土

粘性土是指具有高度可塑性的无机质土。颗粒间的联结性较好,具有可塑、膨胀、收缩等特性。其力学强度随含水量的增加而减弱。

一般按所含粒径小于0.005mm的粘土颗粒多少可分为三类:①粘土,其粘土颗粒含量大于30%,塑性指数大于17;②亚粘土,其粘土颗粒含量在10%-30%之间,塑性指数为10-17;③轻亚粘土(也叫亚砂土),其粘土颗粒含量在3%-10%之间。

粘性土在坡度低平的情况下较稳定,并具有一 定承载能力,抗震性能中等。粘性土的状态按液性指数的大小,可分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑几种。与一般砂土相比,强度较低、压缩性较大、压缩过程较长。风干时强度增大,压缩性降低。其工程性质主要取决于由形成年代和成因所决定的结构强度、塑性和含水程度。粘性土按塑性指数可分为粉质粘土和粘土。

粘土防渗

土坝是我国水利施工中使用非常广泛的坝型,坝体用一种或多种土料填筑的挡水坝。纵剖面呈梯形,上、下游坝坡较平缓。筑坝土料透水性要小,以防渗漏及渗流破坏。若坝身用透水砂砾料填筑,须采取防渗措施:用黏性土料筑成的塑性心墙或塑性斜墙两种。下游坝趾处一般设有堆石排水棱体,排除透过坝身渗水并降低坝身浸润线,以利坝坡稳定。为防止波浪、雨水冲刷,上下游坝面需要护坡。对透水地基常采用截水槽、防渗墙或铺盖等防渗措施并与坝身防渗体相连。一般不能溢流,只有小型工程可做成溢流式的,但过水能力较小。按筑坝材料及防渗设施的位置区分,主要有均质坝、多种土质坝、心墙坝和斜墙坝等。按施工方法分类,有辗压式、水力冲填式及水中填土式等。在击实原理、固结理论和有效应原理的逐渐发展下,土石坝工程建设得到了快速的发展,各种砂砾石、土、石渣等施工材料都可以很好的进行压实处理。一般情况下,粘土防渗对地基基础要求较其他防渗材料低,当地基发生微量变形时,粘土在其自重作用下会自行愈合,若当地土料丰富、基础覆盖较深,可以使用粘土进行防渗。粘土防渗层的优点:粘土为当地材料,就近取用,工程成本相对不高,粘土施工相对于沥青混凝土、钢筋凝土等,施工工艺简单,施工机具投入少且都为常规设备, 粘土防渗对地基要求不高, 开挖量相对减少。粘土防渗层的缺点:粘土防渗层具有低渗透性和膨胀性的特点,但是在实际施工过程中,粘土防渗层会被一些有机物污染,在粘土中会产生絮凝物,导致粘性土的渗透系数增加。在使用粘土进行防渗时, 需要对有机土进行处理, 将渗滤液和有机污染物渗透去除。

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