壹
特殊土层的工程地质特性
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程性质也较特殊的土。特殊土的种类较多，工程中常遇到的主要有淤泥类土、膨胀土、红土、黄土类土、人工填土和冻土。
1、淤泥类土是在水流缓慢的沉积环境中和有微生物参与作用的条件下沉积形成的含较多有机质，输送软弱的含较多粉粒的黏性土，在水流不通畅、缺氧、饱水条件下的静水盆地形成。沿海沉积的淤泥类土，一般分布较稳定，厚度较大，土质疏松软弱。内陆和山区湖盆地及山前谷底沉积的淤泥类土，常零星分布，沉积厚度较小，性质变化大。
2、膨胀土是体积随含水率的增加而膨胀，随含水率的减少而收缩的具有明显膨胀性和收缩性的土。天然状态下，一般致密坚硬，孔隙比一般＜0.8，某些可达1.0以上。饱和度一般较大，通常在80%以上，但天然含水率较小。内聚力较大，内摩擦角普遍较高，压缩性一般中等偏低。在水量增加或结构扰动时，力学性质向不良方向转化明显。
3、红土是在湿热气候条件下经历了一定红土化作用而形成的一种含较多黏粒，富含铁、铝氧化物胶结的红色黏性土。液限较大，含水较多，常处于硬塑至可塑状态，孔隙比一般较大，变化范围也大，前期固结压力和超固结比也很大，一般常具有中等偏低的压缩性，强度变化范围大，一般较高，内聚力一般为10-60kPa，内摩擦角为10°-30°或更大，膨胀性极弱，但某些具有一定收缩性。浸水后强度一般降低，部分含粗粒较多的红土湿化崩解明显。
4、黄土类土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，在世界各地分布很广，性质特殊，塑形较弱。液限一般为23%-33%，塑性指数多为8-13，含水较少。天然含水率一般为10%-25%，常处于半固态或硬塑状态，饱和度一般为30%-70%，压实程度很差。孔隙大，孔隙率大，干密度常为1.3-1.5g/cm³，抗水性弱。遇水强烈崩解，膨胀量小，但失水收缩明显，遇水湿陷较明显，透水性较强，垂直方向透水率比水平方向大数倍，强度较高。尽管孔隙率很高，但压缩性仍属中等，抗剪程度较高。
5、人工填土是指由于人类活动而堆填的土。人工填土种类繁多，性质相差悬殊。
（1） 素填土。主要由黏性土、砂或碎石组成，夹有少量碎砖、瓦片等杂物。
（2） 杂填土。主要为建筑垃圾、生活垃圾或工业废料等。
（3） 冲填土。用水力冲填法将水滴泥砂等沉积物堆积而成。
6、冻土，在寒冷地区，当气温低于0℃时，土中液态水冻结为固态冰，冰胶结了土粒形成的一种特殊联结的土。当温度升高时，土中的冰融化为液态水，这种融化了的土成为融土，其中所含水分比未冻结前的土中水分增加很多。因此，冻土的强度较高，压缩性很低；而融土的强度剧烈变低，压缩性也大大增强。冻结时，土中水分结冰膨胀，土体积随之增大，地基被隆起；融化时，土中的水分融化，土体积缩小，地基沉降。土的冻结和融化，土体的膨胀和缩小，常给建筑物带来不利的影响，导致破坏。
地下水的类型及特征
贰
地下水通常分为上层滞水、潜水和承压水。
1、上层滞水，是指暂时滞留在小范围隔水层上的地下水，分布范围有限，水量随季节变化，极不稳定。但因上层滞水埋藏很浅，对地基施工却有不小的影响。
透水层指的是透水性好的土层，如砂土、碎石土；隔水层指透水性不好的土层，地面水下渗到隔水层处，常不能很好地继续下渗而滞留在隔水层的凹陷处，当凹陷处填满后就侧向流出，流至隔水层以下的含水层。隔水层常常是粘性土层。含水层指土中含有大量地下水的土层如地下水位以下的砂、砾层。
2、潜水是地表下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的水。其自由水面叫潜水面。潜水与附近水体（河、湖、海等）的关系是江河水位低时，潜水流向江、河；洪水期时，则反之，水由江、河流入土中，补给潜水。所以潜水面常常不是平面，而是带有坡度的曲面。潜水对人们的关系最大，日常建筑施工中最常遇到的就是潜水。
3、承压水是指夹在两个隔水层之间的水。一般埋藏较深。
如下图所示，A段与C段有自由水面，而B段由于隔水层的阻隔水位不能升到它应有的位置。如果在B段钻孔，则水就会上升到它应有的水位高度。旋挖钻机钻孔时遇到此情况，须下护筒护壁。
水力坡度：断面间的水位差h/断面间的距离L
渗流速度：v=k·h/L，k渗透系数，不同土层渗透系数不同，有的相差很大。
可见，地下水的渗流速度与水力坡度成正比。
TYSIM
学习特殊土层及地下水的工程地质特性的意义在于,有助于我们在旋挖施工中更好地选择钻具,调整合理的钻进参数和选择最优的施工工法。
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