[科普中國]-粘土層

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(shù)大于17的粘性土層。粘土層的膨脹性及所產(chǎn)生的膨脹壓力會使土層出現(xiàn)反復變形破壞1。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。塑性是表征細粒土物理性能一個重要特征，一般用塑性指數(shù)來表示；液限與塑限的差值稱為塑性指數(shù)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(shù)均與塑性指數(shù)有密切的關系。它也是表征材料接觸狀態(tài)的指標。

粘性土粘性土是指具有高度可塑性的無機質(zhì)土。顆粒間的聯(lián)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。通常按所含粒徑小于0.005mm的粘土顆粒的數(shù)量分為粘土 (含量大于 30%，塑性指數(shù)大于17)、亞粘土 (含量10～3)%，塑性指數(shù)為10～ 17)、軟亞粘土(含量為3～10%，塑性指數(shù)為3～0)三類。粘性土在坡度低平的情況下較穩(wěn)定，并具有一 定承載能力，抗震性能中等。粘性土的狀態(tài)按液性指數(shù)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。風干時強度增大，壓縮性降低。其工程性質(zhì)主要取決于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(shù)可分為粉質(zhì)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筑的擋水壩?？v剖面呈梯形，上、下游壩坡較平緩。筑壩土料透水性要小，以防滲漏及滲流破壞。若壩身用透水砂礫料填筑，須采取防滲措施：用黏性土料筑成的塑性心墻或塑性斜墻兩種。下游壩趾處一般設有堆石排水棱體，排除透過壩身滲水并降低壩身浸潤線，以利壩坡穩(wěn)定。為防止波浪、雨水沖刷，上下游壩面需要護坡。對透水地基常采用截水槽、防滲墻或鋪蓋等防滲措施并與壩身防滲體相連。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。按筑壩材料及防滲設施的位置區(qū)分，主要有均質(zhì)壩、多種土質(zhì)壩、心墻壩和斜墻壩等。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(fā)展下，土石壩工程建設得到了快速的發(fā)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?shù)鼗l(fā)生微量變形時，粘土在其自重作用下會自行愈合，若當?shù)赝亮县S富、基礎覆蓋較深，可以使用粘土進行防滲。粘土防滲層的優(yōu)點：粘土為當?shù)夭牧希徒∮?，工程成本相對不高，粘土施工相對于瀝青混凝土、鋼筋凝土等，施工工藝簡單，施工機具投入少且都為常規(guī)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(chǎn)生絮凝物，導致粘性土的滲透系數(shù)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2。