粘土層

粘土層

粘土是土壤的一種,主要由極細的結晶顆粒所組成。這些結晶顆粒又由另一種或數種屬於粘土礦物的成份所組成。粘土層是指具有一定厚度的粘土。粘土層的透水、透氣性能都較差。例如,用壓氣盾構法修建水底隧道時,在江河底部預 先鋪設的有一定厚度的粘土層。用以防止開挖面跑 氣而使河水淹沒隧道的一種措施,同時還可提高隧道的標高而縮短其長度。

簡介


粘土層可以分為天然粘土層和人工粘土層,是指塑性指數大於17的粘性土層。粘土層的膨脹性及所產生的膨脹壓力會使土層出現反覆變形破壞。粘土層的透水、透氣性差,在實際工程的防滲施工中,一般會鋪設一層粘土層。塑性是表徵細粒土物理性能一個重要特徵,一般用塑性指數來表示;液限與塑限的差值稱為塑性指數IP(Plasticity Index)=ωL(液限 Liquid Limit) -ωP(塑限 Plastic Limit) 。過去的研究表明,細粒土的許多力學特性和變形參數均與塑性指數有密切的關係。它也是表徵材料接觸狀態的指標。

粘性土


粘性土是指具有高度可塑性的無機質土。顆粒間的聯結性較好,具有可塑、膨脹、收縮等特性。其力 學強度隨含水量的增加而減弱。通常按所含粒徑小於0.005mm的粘土顆粒的數量分為粘土 (含量大於 30%,塑性指數大於17)、亞粘土 (含量10~3)%,塑性指數為10~ 17)、軟亞粘土(含量為3~10%,塑性指數為3~0)三類。粘性土在坡度低平的情況下較穩定,並具有一 定承載能力,抗震性能中等。粘性土的狀態按液性指數的大小,可分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑幾種。與一般砂土相比,強度較低、壓縮性較大、壓縮過程較長。風乾時強度增大,壓縮性降低。其工程性質主要取決於由形成年代和成因所決定的結構強度、塑性和含水程度。粘性土按塑性指數可分為粉質粘土和粘土。

粘土防滲


土壩是我國水利施工中使用非常廣泛的壩型,壩體用一種或多種土料填築的擋水壩。縱剖面呈梯形,上、下游壩坡較平緩。築壩土料透水性要小,以防滲漏及滲流破壞。若壩身用透水砂礫料填築,須採取防滲措施:用黏性土料築成的塑性心牆或塑性斜牆兩種。下游壩趾處一般設有堆石排水稜體,排除透過壩身滲水並降低壩身浸潤線,以利壩坡穩定。為防止波浪、雨水沖刷,上下游壩面需要護坡。對透水地基常採用截水槽、防滲牆或鋪蓋等防滲措施並與壩身防滲體相連。一般不能溢流,只有小型工程可做成溢流式的,但過水能力較小。按築壩材料及防滲設施的位置區分,主要有均質壩、多種土質壩、心牆壩和斜牆壩等。按施工方法分類,有輾壓式、水力沖填式及水中填土式等。在擊實原理、固結理論和有效應原理的逐漸發展下,土石壩工程建設得到了快速的發展,各種砂礫石、土、石渣等施工材料都可以很好的進行壓實處理。一般情況下,粘土防滲對地基基礎要求較其他防滲材料低,當地基發生微量變形時,粘土在其自重作用下會自行癒合,若當地土料豐富、基礎覆蓋較深,可以使用粘土進行防滲。粘土防滲層的優點:粘土為當地材料,就近取用,工程成本相對不高,粘土施工相對於瀝青混凝土、鋼筋凝土等,施工工藝簡單,施工機具投入少且都為常規設備,粘土防滲對地基要求不高,開挖量相對減少。粘土防滲層的缺點:粘土防滲層具有低滲透性和膨脹性的特點,但是在實際施工過程中,粘土防滲層會被一些有機物污染,在粘土中會產生絮凝物,導致粘性土的滲透係數增加。在使用粘土進行防滲時,需要對有機土進行處理,將滲濾液和有機污染物滲透去除。