土木工程中常见的，土壤地质问题，你都知道哪些！
黄土湿陷性地基
一、黄土的特征和分布
黄土是第四纪沉积物，具有一系列内部物质组成和外部特征，不同于同时期的其他沉积物。
黄土具有以下所有特征:
1.颜色以黄色、棕黄色为主，有时呈灰黄色；
2.颗粒的成分主要是粉末颗粒，含量一般在60%以上，几乎没有大于0.25mm的颗粒；
3.孔隙率比较大，一般在1.0左右；
4.富含碳酸钙盐；
5.垂直接缝的发展；
6.一般有宏观大孔隙。
当这些特征中的一个或多个缺失时，称为黄土状土。
黄土的分类
黄土按其成因分为原生(或典型)黄土和次生黄土。一般来说，没有层理的风成黄土被认为是原生黄土。由原生黄土经流水冲刷、搬运、再沉积而形成的具有层理和较多砂粒甚至细粒的黄土称为次生黄土。
二、黄土湿陷的原因及影响因素
对黄土湿陷原因和机理的不同争论可归纳为内因和外因。内因主要是由于土壤本身的物质成分(颗粒成分、矿物成分和化学成分)及其结构，外因则是水和压力的作用。
1.毛细血管假说
太沙基指出，当潮湿沙土中不连续的水分在颗粒接触点积累时，相邻颗粒孔隙中水和空气界面的表面张力将土壤颗粒拉在一起。在土壤中浸泡后，表面张力消失，因此沙子坍塌。有学者曾用这种观点解释黄土的湿陷性，后来遭到反对。J.G.Dudley认为毛细压力是黄土中形成细粉粘附和絮凝粘粒粘附的重要因素。毛细现象在黄土中是存在的，但将其作为湿陷的主要原因值得商榷。常宝琦用风干的扰动土样制作标本。虽然毛细通道被破坏，弯月面效应被消除，但仍有很大的溃散性。
2.溶解盐假说
黄土中含有大量的可溶性盐。当黄土含水量较低时，可溶性盐以微晶状态附着在颗粒表面，起到一定的胶结作用。这种胶结是黄土加筋粘结力的一部分。被水浸泡后，可溶性盐溶解，这部分强度丧失，产生湿陷性。
我国湿陷性黄土中可溶性盐含量较低，不是增强凝聚力的主要部分。虽然不溶性盐含量高，但溶解慢。因此，认为可溶性盐的溶解不是引起湿陷的主要原因。
3.胶体缺乏理论
认为黄土的湿陷性是小于0.05mm颗粒和小于10%颗粒的土的固有性质，缺少胶体部分。如果有大量的胶体，膨胀可以防止溃散。朱海之认为黄土在粘粒含量大于15-20%时没有湿陷性，但他发现兰州西盆地北岸二级阶地黄土粘粒含量大于30%，但湿陷性较强。
4.水膜楔入理论
低含水量黄土细颗粒表面的结合水膜一般很薄，溶解于其中的阴阳离子静电引力强，将表面带负电荷的粘粒连接起来，形成一定的粘结强度。当水进入土体时，结合水膜变厚，将牢固连接的颗粒像楔子一样分开，使土颗粒表面膨胀，体积增大，重力减弱，粘结强度降低，从而引起湿陷性。膜楔理论可以更好地解释黄土一进水就会湿陷的现象。但不足以解释各种复杂的湿陷性。
5.欠压密度理论
黄土是在干旱或半干旱气候下形成的。在风成黄土沉积过程中，地表受到大气降水的影响。在干燥少雨的条件下，大气降水湿带的厚度往往小于蒸发带的厚度。在降水期，a-a线以上的土层含水量高，处于最佳压实状态，但由于土层薄，自重压力低，不能有效压实。随着黄土不断堆积，a-a线增加。在新a-a线和b-b线之间的土层中，大气降水无法对其产生影响，但蒸发过程仍在继续。由于水的减少，盐的沉淀，胶体的凝聚，产生了钢筋的粘结力。
虽然上覆土层的压力增大，但不足以克服土体中形成的加筋粘结力，所以欠密。如此循环，使得堆积的负压密实土层越来越厚。一旦水浸入较深，钢筋的粘结力消失，导致湿陷。降水量少、干旱期长时，欠密土层程度大，欠密土层厚。相反，黄土的欠密程度较弱，形成的欠密土层也较薄。负压理论很容易解释为什么中国的黄土西北湿陷性强，东南湿陷性弱。
三.湿陷性黄土地基的处理
处理湿陷性黄土地基的方法很多。在不同地区，应根据不同的土质和不同的结构采用不同的方法进行地基处理。勘察阶段，经过现场取样和试验数据分析，确定属于自重湿陷性黄土还是非自重湿陷性黄土，以及湿陷性黄土层的厚度、湿陷等级和类别。通过经济分析比较，综合考虑工艺环境、建设工期等诸多因素。最后选择最合适的地基处理方法，经过优化设计，保证处理后的地基有足够的承载力和变形条件。
采用的方法有:
1、重锤表面压实和强夯
2.土垫层
3.土壤压实桩
3.桩基础
4.化学加固法
5.其他加固方法(预浸法、热加固法、水下爆破法和电火花加固法)
膨胀土地基
膨胀土也是一种非常重要的区域性特殊土类。根据我国《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112- 87)(以下简称《膨胀土规范》)中的定义，膨胀土应是一种粘性土，其粘土成分主要由亲水性矿物组成，具有明显的吸水膨胀和失水收缩的变形特征。众所周知，一般粘性土也具有胀缩特性，但其量不大，对工程实际意义不大。而膨胀土的膨胀-收缩-再膨胀等循环变形特征非常明显，往往给工程带来危害，因此在工程上将其与普通粘性土区别开来，作为特殊土处理。
膨胀土在中国分布广泛。根据现有资料，广西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省区市都有膨胀土。国外也是如此，比如美国，50个州中膨胀土就占了40个。此外，膨胀土在印度、澳大利亚、南美、非洲和中东都有不同程度的分布。目前，膨胀土的工程问题已成为世界性的研究课题。
一、膨胀土和膨胀土地基胀缩等级的判别
一、影响膨胀土胀缩特性的主要因素
影响膨胀土胀缩特性的内在机理主要是指矿物成分和微观结构。实验表明，膨胀土中含有大量的活性粘土矿物，如蒙脱石和伊利石，尤其是蒙脱石，在含水量较低时对水有很大的吸引力，而蒙脱石在土中的含量直接决定了土的胀缩性质。除了矿物成分因素外，这些矿物成分的空间连接状态也影响其膨胀和收缩特性。对大量不同位置膨胀土的扫描电镜分析表明，面-面相连的团聚体是膨胀土的一种常见结构形式，这种结构比颗粒结构具有更大的吸水膨胀和失水收缩能力。
影响膨胀土胀缩特性的最大外部因素是水对膨胀土的作用，或者更准确地说，水的迁移是控制土胀缩特性的关键外部因素。因为土壤中有可能引起水分迁移的梯度和途径，所以有可能引起土壤的膨胀或收缩。虽然某种粘土具有潜在的高膨胀潜力，但如果其含水量保持不变，就不会有体积变化。相反，含水量的微小变化，哪怕只有1%-2%，都已被实践证明足以引起有害的膨胀。因此，判断膨胀土胀缩的指标都反映了含水量变化时膨胀土的胀缩量和膨胀力。
b、膨胀土的胀缩指数
1.自由膨胀率定义
将人工制备的研磨干燥的土壤样品通过无颈漏斗注入量杯，测量其体积，然后倒入盛有水的量筒中，充分吸水、膨胀、稳定后测量其体积。增加的体积与原始体积之比称为自由膨胀率。
2.膨胀率dep和膨胀力Pe
膨胀率是指原状土浸入水中，在有侧限压缩仪中一定压力下稳定膨胀后，原状土样增加的高度与原始高度的比值。
测试结果绘制成P-dep关系曲线，纵坐标为各级压力下的膨胀率dep，横坐标为压力P。曲线与横坐标的交点Pe称为试样的膨胀力，膨胀力代表原状土样在体积不变时的最大内应力。在选择基础类型和基础压力时，膨胀力是一个非常有用的指标。如果在设计中要减少膨胀变形，基础压力应接近膨胀力。
二、膨胀土的判别
根据我国十几年的实践经验，判别膨胀土的主要依据是工程地质特征和自由膨胀率。因此，根据膨胀土规范，凡具有下列工程地质特征的场地，自由膨胀率def40%的土，均应判定为膨胀土。
1.裂隙发育，表面常有光泽和擦痕，部分裂隙被灰色和灰绿色粘土充填。在自然条件下为硬质或硬塑；
2.多出露于盆地边缘的二级或更高的阶地、山前和丘陵地带，地形平缓，无明显的天然陡坎；
3.常见的浅层塑性滑坡、地裂缝、新开挖的坑(槽)壁坍塌；
4.建筑裂缝随着气候变化而开合。
三.膨胀土地基上桥涵基础工程设计和施工应采取的措施
1.更换土壤垫层
2.基础埋置深度的合理选择
3.石灰灌浆加固
4.基本类型的合理选择
5.合理选择施工方法
冻土/地面/土壤
一、冻土的定义
冻土是一种温度低于零摄氏度，含有冰的岩土。冻土是一种对温度敏感、性质不稳定的土。冻土中的冰可以以冰晶或冰层的形式存在，可以小到微米级甚至纳米级，冰层可以厚到几米甚至上百米，从而在冻土中形成各种冷结构。
二、冻土的分布
世界上冻土的分布面积约占陆地面积的23%，主要分布在俄罗斯、加拿大、中国和美国的阿拉斯加州。中国的多年冻土主要位于高山多年冻土带和不连续多年冻土带。永久冻土面积约206.8104平方公里，仅次于前苏联(1000104平方公里)和加拿大(390104平方公里)，约为美国的1.5倍。中国是世界上第三大冻土国家，约占世界冻土分布面积的10%，占中国陆地面积的21.5%。同时，我国的多年冻土主要分布在中低纬度有“世界屋脊”之称的青藏高原，其他分布在帕米尔高原、西部山区(祁连山、阿尔金山、天山、西准噶尔、阿尔泰山等)。)，东北、华东的大小兴安岭。
三.防冻胀措施
目前，防止冻胀主要通过减小冻胀力和改善周围冻土的冻胀性来实现:
1.基础周围换土，将基础周围的冻土换成砂石等相对纯净的粗粒土，并填土夯实；
2.为了提高地基侧面的光滑度，地基必须压实并具有光滑的表面。基础侧面也可以涂上工业土林和冻土内的残油，以减小切向冻胀力。混凝土套管也可用于桩基，以减少切向冻胀力。
3.选择抗冻胀基础，改变基础的截面形状，利用冻胀反力的自锚效应，增加基础的抗冻胀能力。
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