膨胀土的工程性质
1. 强亲水性
膨胀土的粒度成分以黏粒为主,黏粒粒径很小,比表面积大,颗粒表面由具有游离价的原子或离子组成,因而具有表面能,在水溶液中能够吸引极性水分子和水中离子,呈现出强亲水性。
2. 多裂隙性
膨胀土中裂隙十分发育,是区别于其他土的明显标志。膨胀土的裂隙按照成因可以分为原生裂隙和次生裂隙。原生裂隙多闭合,裂面光滑,常有蜡状光泽,暴露在地表后受风化影响裂面张开;次生裂隙多以风化裂隙为主,在水的淋滤作用下,裂面附近蒙脱石含量明显增加,呈白色或灰白色,构成膨胀土的软弱面,是引起膨胀土边坡失稳滑动的主要原因。
3. 强度衰减性
天然状态下,膨胀土结构紧密,孔隙比小,天然含水量较小,一般为18%~26%,与其塑限比较接近,所以膨胀土常处于硬塑或坚硬状态,强度较高,压缩性中等偏低,故常被误认为是较好的天然地基。而当含水量增加或结构受到扰动时,膨胀土的力学性能会明显衰减。已有的国内外研究资料表明,膨胀土被浸湿后,其抗剪强度将降低1/3~2/3;膨胀土的结构被破坏后,其抗剪强度将降低2/3~3/4,有的甚至接近饱和淤泥的强度,压缩性增大,压缩系数增大1/4~2/3。
4. 强胀缩性
膨胀土具有强烈的膨胀性和收缩性。天然状态下膨胀土的吸水膨胀率为23%以上,在干燥状态下吸水膨胀率可达40%以上,而膨胀土的失水收缩率更是高达50%以上。膨胀土的这种强胀缩性会导致建筑物开裂和损坏,导致斜坡建筑场地崩塌和滑坡。
5. 超固结性
所谓超固结性是指在膨胀土经历的应力历史中,曾受到比现在土的上覆自重应力更大的压力,因而使其孔隙比小、压缩性低。一旦开挖,膨胀土遇水膨胀,其强度会降低,造成破坏。例如,成昆线的狮子山滑坡就是由具有超固结性的成都裂隙土组成的,施工完几年后发生滑坡,表明土的强度随着时间的推移而衰减,最终导致滑坡。