红粘土的工程地质特性 地层及岩土体结构与地质灾害
红粘土是热带、亚热带地区碳酸盐岩类和玄武岩强烈化学风化作用的产物，在成因类型上属于残坡积粘土，是一种区域性特殊土。滇藏铁路沿线的红粘土主要分布于滇西北碳酸盐岩分布区，是上新世以来古红土化作用形成的红色风化壳。在工程上，这些残存的红色风化壳可以构成铁路路基和路堑边坡，在雨季常产生滑坡、坍塌等地质灾害，不仅导致交通中断、威胁人身安全，而且在工程开挖或植被破坏的条件下，地表水作用往往导致严重的水土流失现象，因此常增加巨额的维修费用，铁路工程建设中对该类问题必须给予足够的重视。现以滇西北地区由碳酸盐岩（石灰岩、白云岩）化学风化而成的红粘土为例，阐述其一般工程地质特性。
一、滇西北红粘土的宏观特征
滇西北红粘土主要以残坡积成因为主，其厚度变化大，通常在地形舒缓地带较厚。母岩成分以碳酸盐岩（石灰岩、白云岩）为主。滇西北红粘土的宏观特征主要表现在以下方面：
（1）一般为红褐、棕红色。
（2）表层呈坚硬或硬塑状态，具有干燥收缩现象，粘土呈碎裂、碎屑状。
（3）厚度一般小于7～8 m，个别地段厚度可达10～20 m，土层厚度变化很大，往往一尺之遥，厚度相差数米。在有植被覆盖的地区，红粘土通常是连续分布的。
二、红粘土的物质组成
红粘土的成因决定了其通常具有极高的分散性，高分散性也是红粘土高塑性的原因之一。采用移液管全分散法对滇西北红粘土进行粒度分析，结果表明滇西北红粘土的主要粒度组成为粘粒，其中d＜5 μm的粘粒含量最低为49.84%，最高为82.08%；d＜2 μm的粘粒含量最低为48.6%，最高为81.52%（表12-11）。粘粒含量多少与红土化程度有关，强红土化的红粘土（如鹤庆北衙、公鸡石一带），因强铁铝质胶结作用，粘土含量偏低。
表12-11 滇西北红粘土的粒度组成测试结果
粘粒是滇西北红粘土最主要的组成部分，而粘粒中的粘土矿物的成分和含量是影响其工程地质特性的主要因素。利用现代X-射线衍射法对滇西北红粘土中的粘土矿物进行定量测试发现，红粘土的粘土矿物组成取决于红土化程度，即脱硅富铝化程度。红土化程度高的红粘土以高岭石为主，普遍含较多的蛭石，并伴生伊利石和绿泥石；红土化程度低的红粘土以伊/蒙混层矿物（I/S）为主，且为中低混层比，伴生高岭石、伊利石（表12-12，图12-16）。
表12-12 滇西北红粘土矿物成分定量测试结果
图12-16 红粘土的粘土矿物组成定量测试结果
通常，红粘土的红土化程度越低，其I/S混层矿物含量越高，因而其胀缩性越强，工程性质越差。在丽江以南，红粘土中的粘土矿物主要以K为主，同时V含量也比较高，说明其红土化程度较高；而丽江以北则以I/S混层矿物为主，说明其红土化程度较低。这主要是由于丽江以南海拔比北部低、纬度也低，较为湿热的北亚热带气候环境为红土化提供了有利的条件。可见，气候条件是导致红土化程度不一的主控因素。
值得指出，在红土化程度高的红粘土中普遍含有蛭石，这是由于随着红土化程度增高，伊利石、伊/蒙混层矿物逐渐破坏或转化，除了形成高岭石外，还转化为蛭石。以往认为红粘土中蛭石是伊利石转化的认识是不全面的。
三、红粘土的工程地质特性
（1）物理性质和物理化学活性
室内土工试验结果表明，滇西北红粘土的物理和物理化学性质主要表现在以下方面：① 含水量较高，一般为30%～50%（表12-13）。② 干重度低，一般低于17.6 kN/m3，反映了红粘土具有高孔隙性。③ 高塑性，液限在69.22%～78.25%之间，塑性指数为33.90～34.78，为典型的高塑性粘土。④ 红粘土的液性指数范围位于0.11～0.24之间，含水比位于0.55～0.67，说明滇西北红粘土在天然状态下呈坚硬-硬塑态。⑤ 红粘土的比表面积较大，一般为177.6～235.6 m2/g，与有效蒙脱石含量较高（10%～20%）和高分散性是一致的；红粘土的pH值为6.53～6.96，属微酸性。
表12-13 滇西北红粘土的基本物性指标
（2）红粘土的膨胀性和收缩性
以往对我国红粘土膨胀性判别研究发现，有些红粘土（如云南蒙自红粘土）具有显著的膨胀性，但也确实有不少红粘土的自由膨胀率小于40%，其主要原因在于粘土矿物组成的不同。滇西北以伊/蒙混层矿物为主的红粘土属于膨胀性红粘土，以中甸上吉沙红粘土为代表，自由膨胀率达48%；以高岭石为主的红粘土属于非膨胀性红粘土，以丽江北沟罗红粘土为代表，自由膨胀率为38%。
（3）红粘土的力学性质
室内采用直剪仪对红粘土样品进行了不同状态的直剪试验（表12-14），并根据试验结果得到了不同含水量条件下红粘土样品的剪应力τ与位移Δl的关系曲线（图12-17）。从图12-17可以看出：随着含水量的增加，红粘土的抗剪强度下降，特别是当其含水量超过其液限时，抗剪强度急剧下降，即使围压很大，其抗剪强度仍然很弱。
表12-14 滇西北红粘土在不同状态下的直剪试验结果
图12-17 滇西北红粘土的剪应力（τ）与位移（Δl）关系曲线
综上所述，红粘土的成因决定了其高孔隙性、高塑性，不良工程性质决定其在开挖暴露和裸露环境下将产生强烈的体积收缩变形，相应地出现红粘土碎裂化现象。在雨季特别是暴雨作用下，常造成地表冲刷、冲沟形成和石漠化现象，成为重要的环境问题。红粘土的上述工程地质特性也可以充分说明红粘土边坡在雨季易于产生滑坡的原因。
工程地质勘查中，红粘土怎么描述~
黏土：红褐色，可塑，稍湿，无摇震反应，干强度中等，含高岭土团块或者植物根系。
一、易滑地层
调查区内分布三叠系、侏罗系、新近系和第四系。其中，第四纪黄土和新近纪泥岩是区内的易滑地层。
三叠系、侏罗系埋藏于第四系之下，仅在较大河谷出露，出露高度一般不大，未调查到基岩滑坡现象。在延河、汾川河两侧，尤其是公路、铁路边坡地段，可见基岩崩塌现象。
新近纪泥岩在区内分布不连续，呈不整合断续覆盖于之前老地层之上，其上多被第四纪黄土覆盖。仅在甘谷驿和青化砭东北部，南泥湾和油坊台西南部，以及枣园西部等地谷坡底部零星出露。尽管新近纪泥岩属于易滑地层，但由于其分布范围及小，在坡面上所处位置过低，所以，区内新近纪泥岩引起的滑坡并不多。
第四纪黄土分布最为广泛，几乎遍布全区。黄土结构疏松，强度低，遇水软化，节理裂隙发育等特性决定了黄土是区内最主要的易滑地层。本次调查的全部滑坡和绝大多数崩塌均发生在黄土层中。
二、岩土体结构
区内斜坡岩土体结构主要包括四种类型：黄土+近于水平古土壤层型、黄土+倾斜古土壤层型、黄土+古土壤+基岩型、黄土+古土壤+新近纪泥岩型。斜坡岩土体结构决定了斜坡变形破坏的方式和软弱结构面的位置，对滑动面的位置具有明显的控制作用。
（一）黄土+近于水平古土壤层型
斜坡自坡脚至坡顶皆由第四纪黄土地层构成，属于黄土斜坡，主体为中更新世黄土（Qp2），主要分布于延河一级支流中上游、二级三级以及更小的支流两岸。该型斜坡稳定性从黄土本身来讲，主要与黄土的地质-工程地质性质密切相关。在岩性方面，黄土质地松散，工程地质特性差，抗拉强度低，极易在临空面附近形成卸荷裂隙，有利于滑坡体与母体分离。黄土遇水时强度急剧降低，有利于形成滑动面，可沿谷底坡脚剪出。在地层结构上，发育近水平的古土壤层。此类坡体岩土体结构属于较稳定的类型，滑坡发生的可能性相对较低。
（二）黄土+倾斜古土壤层型
仍属于黄土斜坡，从坡脚到坡顶皆由第四纪黄土构成，主体为中更新世黄土（Qp2），主要分布于延河一级支流中上游、二级三级以及更小的支流两岸。此类斜坡的稳定性除与黄土较差的工程地质性质密切相关外，还与黄土中发育的倾斜古土壤有关。古土壤较黄土而言，粘土含量高，结构更为致密，成为黄土层中的相对隔水层，在黄土与古土壤接触带易形成含水量相对较高的软弱结构面，从而控制滑坡的形成。
（三）黄土-基岩接触面型
上部黄土与下部基岩共同组成的斜坡类型。此类斜坡发育于延河干流以及一二级支流中下游，这一地区河谷宽阔，是人类活动的主要地区。下伏基岩是大多滑坡发生的积极因素：一是岩土在工程地质性质上具显著差别，基岩力学强度大，抗滑能力强，稳定性高，多成为滑坡剪出口的下伏稳定地层；二是基岩的隔水性能相对较好，地下水容易在基岩面上相对富集，易饱水，造成基岩之上黄土力学强度下降，转变为滑带。据调查，沿基岩面剪出的滑坡比例占总数的78%。
（四）黄土-红粘土接触面型
上部黄土和下部新近纪泥岩所组成的斜坡类型。红粘土黏粒含量大，是良好的隔水层，同时遇水强度降低，在全区零星出露。但其所在之处，常引起滑坡的发生。与“黄土+倾斜古土壤层型”斜坡对滑坡控制作用类似，新近纪泥岩的存在不利于斜坡的稳定。
无论何种岩土体结构类型的直立坡或陡坡均以崩塌破坏方式为主（图4-18）。
图4-18 燕沟台崩塌地质剖面图
1—晚更新世黄土；2—中侏罗世泥岩；3—中侏罗世砂岩
从施工角度,可以根据土的什么性质进行分类
答：从开挖的岩土的分级来看，主要的类别是一类土也可以说是松软土，这种土也叫砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的程度可以达到种植土、淤泥或是泥炭，坚固系数可以达到0.5-0.6左右，平均容重是6.0-15.0之间，开挖的方法用锨、锄头等进行挖掘就可以了。对于二类土来说也叫普通土，这种土是粉质粘土，也可以...
粘土颗粒表面哪一层水膜对土的工程性质影响最大,为什么?
答：扩散层对土的工程性质影响最大，因为水膜厚度大，土的可塑性高；颗粒之间的距离相对也大，因此土体的膨胀性和收缩性大，而强度相对降低。
土的工程特性包括哪些
答：一、土的主要工程性质有：土的可松性、原状土经机械压实后的沉降量、渗透性、密实度、抗剪强度、土压力等。二、土的简单介绍：土是尚未固结成岩的松、软堆积物。主要为第四纪时的产物。土与岩石的根本区别是土不具有刚性的联结，物理状态多变，力学强度低等。土由各类岩石经风化作用而成。土位于...
简述粘性土和无粘性土在矿物成分,结构,物理状态和分类方面的区别与联...
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粉纸粘土在地质图中怎么表示
答：粉纸粘土在地质图中表示为，有间隔的短破折线和直线平衡的图。粉质粘土属于粘性土。粉质粘土是据GB50007--2002规范，塑性指数介于10～17之间的黏性土；或按水利电力部1962年规程，粘粒含量30%～50%，且粉粒组含量大于砂粒组含量的粘土。粘土是含沙粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过才具有较好...
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