H
现代公路
IGHWAY
红粘土的组成和工程性质
文/刘渊博
红
土是岩石在温暖潮湿的气候下风化而成，在我国南方分布面积很
伊利石类粘土矿物为主，粒度较均匀，分散性较高。常呈蜂窝状结构，有很多裂隙（网状裂隙）、结核和土洞。它具有上硬下软、含水量高、孔隙比大、液限高、塑限高、压缩性低的特点。红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数等随深度的增加而变大，塑性状态随深度增加而由硬变软以至流塑，强度随深度增加而由高到低，纵向上的变化是不均匀的。同时其物理力学性质随地形、地
第四纪季风环流形成以来，在热带-亚热带高温湿条件下经历了复杂的红土化过程而形成的，它具有独特的游离氧化铁的胶结结构。它对红粘土的强度起着重要作用，红粘土游离氧化铁含量越高，其初始段变形模量就越大。因此，在红粘土地区尽量选择含游离氧化铁较高的红粘土作为地基，可得到较大的允许承载力和引起较小的地基沉降。
广。红粘土是红土的一种，是由碳酸盐岩经过红土化作用而形成的，是特殊土类之一，也是一种区域性土。它具有特殊的工程力学性质，因此受到人们的重视，在我国对红粘土的研究已有近50年，对于这种特殊土的各方面认识研究都有了较大的进展。
红粘土的分类和判定方法
我国的公路路基设计规范(JIGD30-2004)中规定红粘土有两种分类方法。
按照红粘土的结构进行分类它主要是根据红粘土的发育特征按照下表进行的分类具体见表1。
按照红粘土的复浸水特性进行分类具体如表2。
人们首先对红粘土风化过程、物
红粘土的定义、分布、分类和判定方法
红粘土的定义分布
红粘土是指碳酸盐类岩石如石灰岩，白云岩等在亚热带温湿气候条件下，经风化作用而形成的残积、坡积的褐红色、棕红色或黄褐色的高塑性粘土。红粘土的粘粒组分含量高，一般可达55～70%，粘土颗粒主要是高岭石和
貌及水文条件的不同而改变，红粘土在平面上具有不均匀性，其抗剪强度与起始含水量具有明显的相关关系，且含水量越大抗剪强度越小，因此含水量是红粘土的主要物理力学指标，是影响红粘土工程性能的重要因素。
红粘土主要分布在云南、贵州、广西、安徽、四川东部等亚热带地区。这些地方广泛分布的红粘土主要是由于
息数据采集和处理功能的机电工程设而言，选择不同类型的设备，所需要的成本相差比较大。因此，我们在考虑高等级公路交通机电工程的投资建设时，必须从以下方面来保证机电工程建设投资额度的科学与合理：一为直接成本，即工程建设所需的直接投资额；二为间接成本，包括设备的安装、维护以及维修等成本；三为现有体系成本，在进行成本估算时必须计算在内。所以，对高等级公路交通机电工程建设进行综合成本分析是非常必要和关键的，也是保证投资额度科学合理的关键所在。此外，还必须考虑高等级公路交通机电工程建设的可扩展性，在考虑高等级公路交通实
际需要的前提下，要尽量保证高等级公路交通机电工程体系的可行性。
结束语
当前，随着我国高等级公路建设的不断发展，相关管理和营运要求越来越高。对此，我们必须建立与之相适应的高等级公路交通机电工程建设。同其他发达国家相比，我国高等级公路交通机电工程的发展依然存在很大差距。因此，对国内高等级公路交通机电工程进行优化就显得极为重要与关键。我们必须结合实际，尽快出台相关标准和规范，统一规划，正确引导，全面促进我国高等级公路交通机电工程的持续快速发展。
作者单位：莱芜市交通运输局
充分考虑环境的影响
工作环境是对高等级公路交通机电工程进行优化的重要影响因素。这是因为工作环境直接影响到采集、检测、使用的效果，而对于高等级公路交通机电工程的具体要求也不尽一样。因此，高等级公路交通机电工程的各个体系之间能否相互协调，至关重要。同样，具有公路交通信息数据采集、传输和处理的各个体系、具体操作步骤等，都要与高等级公路交通机电工程建设的整体设计与原则保持高度一致，也将为后期的更新换代和优化升级奠定基础。
154TRANSPOWORLD 2011No.3/4
(Feb)
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现代公路
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于红粘土土层从上至下为硬塑—软塑状态，因此对于压缩层包括几种状态的红粘土土层，在压缩层范围内，应分别按土层考虑地基的沉降量。因此需要考虑沉降修正系数的问题，而规范中的提供查表的沉降修正系数则比较笼统，不利于工程应用。 在武广高速铁路的建设过程中出现大量的红粘土地基，与以往的粘土路基不同，红粘土路基覆盖在灰岩表面，其表层粘土层含水量较小，呈硬塑态，与基岩交接的地方受裂隙水的影响，含水量较大，呈软塑态，甚至呈流塑态。随着灰岩表面溶蚀起伏不平，易发生不均匀沉降，使得计算该种土层的沉降变得十分困难。通过现场载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、室内直剪试验、三轴剪切试验及沉降观测分析研究，获取了以下成果： (1)模拟不同路堤高度的填土荷载进行载荷试验和路堑开挖时卸载回弹试验，获得原位载荷试验影响深度范围内的沉降量及回弹量。 (2)通过标准贯入试验获得红粘土地基标贯数N随深度Z的变化规律经验公式N(Z)。 (3)通过钻探取样，进行三轴试验、动三轴试验等室内土工试验，获得红粘土地基的压缩变量模量E等参数随地基深度Z的变化规律经验公式E(Z)。 (4)根据(2)(3)(4)所获试验结果，根据
同一工点，相同深度Z，E-Q，E-N一一对应关系建立E-Q(Z)，E-Ni(Z)经验公式。 (5)根据试验结果及沉降观测数据，获得各层红粘土地基的沉降修正系数，建立了红粘土地基在填土荷载作用下的变形计算经验公式。 (6)根据试验结果及沉降观测数据，获得各层红粘土的回弹变形特性。
红土是岩石在温暖潮湿的气候下风化而成，在我国南方分布面积很广，达200万km2，具有重要的研究意义。 红粘土是红土的一种，是由碳酸盐岩经过红土化作用而形成的，具有特殊的工程力学性质。人们首先对红粘土风化过程、物质组分及其性质研究，认为物质成分是红粘土力学性质的基础，并且发现了红粘土中游离氧化铁的重要胶结作用，这些可以归属为岩土化学力学的范畴。然后，人们对红粘土微观结构进行研究，从而全面揭示了红粘土特殊工程力学性质的机理。 然而，过去人们总是以原状土为研究对象，在国内几乎没有人对扰动红粘土的力学性质进行研究。本论文以扰动后的红粘土为研究对象，采用土样—水溶液反应试验，将击实重塑后的土样与去铁溶液反应，研究土体力学性质变化规律。 试验表明土样随着浸泡时间的增加，土体的抗剪强度不断减小，但是土体粘聚力与内摩擦角的变化规律不一样；在压缩试验中，土体在常规压力作用下(50kPa与300kPa)，压缩量呈现先增大后减小的变化规律，而在大的荷载压力下(800kPa)，土体的压缩量呈始终增大的趋势；同时，土体经过化学反应之后，液限和塑限不呈规律变化。本论文应用岩土化学力学观点，结合微结构理论，对试验结果进行了分析解释。并且对试验中一个不成功的试验，分析了其失败的原因。 最后，文章论文论述了软粘土地基加固处理的工程应用。
作者单位：石家庄市公路桥梁建设集团
酸盐岩系地层上，红粘土与人类、环境有着密切的联系。 红粘土具有上硬下软、含水量高、孔隙比大、高液限、高塑限、低压缩性的特点。其天然含水率、孔隙比、压缩系数等随深度的增加而变大，塑性状态随深度增加而由硬变软以至流塑，地基强度随深度增加而由高到低，纵向上的变化是不均匀的。同时其物理力学性质随地形、地貌及水文条件的不同而改变，如坡岗地带排水条件好的地段地下水埋藏较深，其天然含水率、孔隙比、压缩系数等均较好，地基强度较大承载力较高，岩溶驻地或谷地则相反，尤其在溶沟、溶槽等易于积水的红粘土，往往形成软土性质，红粘土在平面上亦具有不均匀性。 红粘土的抗剪强度与起始含水量具有明显的相关关系，且含水量越大抗剪强度越小；含水量对凝聚力c的影响比对内摩擦角 f 的影响更为明显，因此湿度状态是红粘土的主要物理力学指标，是影响红粘土工程性能的重要因素，是评价地基承载力性能的重要参数。
游离氧化铁对红粘土的强度也起着重要作用，红粘土游离氧化铁含量越高，其初始段变形模量就越大。因此，在红粘土地区尽量选择含游离氧化铁较高的红粘土作为地基，可得到较大的允许承载力和引起较小的地基沉降。 由
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红粘土的组成和工程性质
文/刘渊博
红
土是岩石在温暖潮湿的气候下风化而成，在我国南方分布面积很
伊利石类粘土矿物为主，粒度较均匀，分散性较高。常呈蜂窝状结构，有很多裂隙（网状裂隙）、结核和土洞。它具有上硬下软、含水量高、孔隙比大、液限高、塑限高、压缩性低的特点。红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数等随深度的增加而变大，塑性状态随深度增加而由硬变软以至流塑，强度随深度增加而由高到低，纵向上的变化是不均匀的。同时其物理力学性质随地形、地
第四纪季风环流形成以来，在热带-亚热带高温湿条件下经历了复杂的红土化过程而形成的，它具有独特的游离氧化铁的胶结结构。它对红粘土的强度起着重要作用，红粘土游离氧化铁含量越高，其初始段变形模量就越大。因此，在红粘土地区尽量选择含游离氧化铁较高的红粘土作为地基，可得到较大的允许承载力和引起较小的地基沉降。
广。红粘土是红土的一种，是由碳酸盐岩经过红土化作用而形成的，是特殊土类之一，也是一种区域性土。它具有特殊的工程力学性质，因此受到人们的重视，在我国对红粘土的研究已有近50年，对于这种特殊土的各方面认识研究都有了较大的进展。
红粘土的分类和判定方法
我国的公路路基设计规范(JIGD30-2004)中规定红粘土有两种分类方法。
按照红粘土的结构进行分类它主要是根据红粘土的发育特征按照下表进行的分类具体见表1。
按照红粘土的复浸水特性进行分类具体如表2。
人们首先对红粘土风化过程、物
红粘土的定义、分布、分类和判定方法
红粘土的定义分布
红粘土是指碳酸盐类岩石如石灰岩，白云岩等在亚热带温湿气候条件下，经风化作用而形成的残积、坡积的褐红色、棕红色或黄褐色的高塑性粘土。红粘土的粘粒组分含量高，一般可达55～70%，粘土颗粒主要是高岭石和
貌及水文条件的不同而改变，红粘土在平面上具有不均匀性，其抗剪强度与起始含水量具有明显的相关关系，且含水量越大抗剪强度越小，因此含水量是红粘土的主要物理力学指标，是影响红粘土工程性能的重要因素。
红粘土主要分布在云南、贵州、广西、安徽、四川东部等亚热带地区。这些地方广泛分布的红粘土主要是由于
息数据采集和处理功能的机电工程设而言，选择不同类型的设备，所需要的成本相差比较大。因此，我们在考虑高等级公路交通机电工程的投资建设时，必须从以下方面来保证机电工程建设投资额度的科学与合理：一为直接成本，即工程建设所需的直接投资额；二为间接成本，包括设备的安装、维护以及维修等成本；三为现有体系成本，在进行成本估算时必须计算在内。所以，对高等级公路交通机电工程建设进行综合成本分析是非常必要和关键的，也是保证投资额度科学合理的关键所在。此外，还必须考虑高等级公路交通机电工程建设的可扩展性，在考虑高等级公路交通实
际需要的前提下，要尽量保证高等级公路交通机电工程体系的可行性。
结束语
当前，随着我国高等级公路建设的不断发展，相关管理和营运要求越来越高。对此，我们必须建立与之相适应的高等级公路交通机电工程建设。同其他发达国家相比，我国高等级公路交通机电工程的发展依然存在很大差距。因此，对国内高等级公路交通机电工程进行优化就显得极为重要与关键。我们必须结合实际，尽快出台相关标准和规范，统一规划，正确引导，全面促进我国高等级公路交通机电工程的持续快速发展。
作者单位：莱芜市交通运输局
充分考虑环境的影响
工作环境是对高等级公路交通机电工程进行优化的重要影响因素。这是因为工作环境直接影响到采集、检测、使用的效果，而对于高等级公路交通机电工程的具体要求也不尽一样。因此，高等级公路交通机电工程的各个体系之间能否相互协调，至关重要。同样，具有公路交通信息数据采集、传输和处理的各个体系、具体操作步骤等，都要与高等级公路交通机电工程建设的整体设计与原则保持高度一致，也将为后期的更新换代和优化升级奠定基础。
154TRANSPOWORLD 2011No.3/4
(Feb)
155
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现代公路
IGHWAY
于红粘土土层从上至下为硬塑—软塑状态，因此对于压缩层包括几种状态的红粘土土层，在压缩层范围内，应分别按土层考虑地基的沉降量。因此需要考虑沉降修正系数的问题，而规范中的提供查表的沉降修正系数则比较笼统，不利于工程应用。 在武广高速铁路的建设过程中出现大量的红粘土地基，与以往的粘土路基不同，红粘土路基覆盖在灰岩表面，其表层粘土层含水量较小，呈硬塑态，与基岩交接的地方受裂隙水的影响，含水量较大，呈软塑态，甚至呈流塑态。随着灰岩表面溶蚀起伏不平，易发生不均匀沉降，使得计算该种土层的沉降变得十分困难。通过现场载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、室内直剪试验、三轴剪切试验及沉降观测分析研究，获取了以下成果： (1)模拟不同路堤高度的填土荷载进行载荷试验和路堑开挖时卸载回弹试验，获得原位载荷试验影响深度范围内的沉降量及回弹量。 (2)通过标准贯入试验获得红粘土地基标贯数N随深度Z的变化规律经验公式N(Z)。 (3)通过钻探取样，进行三轴试验、动三轴试验等室内土工试验，获得红粘土地基的压缩变量模量E等参数随地基深度Z的变化规律经验公式E(Z)。 (4)根据(2)(3)(4)所获试验结果，根据
同一工点，相同深度Z，E-Q，E-N一一对应关系建立E-Q(Z)，E-Ni(Z)经验公式。 (5)根据试验结果及沉降观测数据，获得各层红粘土地基的沉降修正系数，建立了红粘土地基在填土荷载作用下的变形计算经验公式。 (6)根据试验结果及沉降观测数据，获得各层红粘土的回弹变形特性。
红土是岩石在温暖潮湿的气候下风化而成，在我国南方分布面积很广，达200万km2，具有重要的研究意义。 红粘土是红土的一种，是由碳酸盐岩经过红土化作用而形成的，具有特殊的工程力学性质。人们首先对红粘土风化过程、物质组分及其性质研究，认为物质成分是红粘土力学性质的基础，并且发现了红粘土中游离氧化铁的重要胶结作用，这些可以归属为岩土化学力学的范畴。然后，人们对红粘土微观结构进行研究，从而全面揭示了红粘土特殊工程力学性质的机理。 然而，过去人们总是以原状土为研究对象，在国内几乎没有人对扰动红粘土的力学性质进行研究。本论文以扰动后的红粘土为研究对象，采用土样—水溶液反应试验，将击实重塑后的土样与去铁溶液反应，研究土体力学性质变化规律。 试验表明土样随着浸泡时间的增加，土体的抗剪强度不断减小，但是土体粘聚力与内摩擦角的变化规律不一样；在压缩试验中，土体在常规压力作用下(50kPa与300kPa)，压缩量呈现先增大后减小的变化规律，而在大的荷载压力下(800kPa)，土体的压缩量呈始终增大的趋势；同时，土体经过化学反应之后，液限和塑限不呈规律变化。本论文应用岩土化学力学观点，结合微结构理论，对试验结果进行了分析解释。并且对试验中一个不成功的试验，分析了其失败的原因。 最后，文章论文论述了软粘土地基加固处理的工程应用。
作者单位：石家庄市公路桥梁建设集团
酸盐岩系地层上，红粘土与人类、环境有着密切的联系。 红粘土具有上硬下软、含水量高、孔隙比大、高液限、高塑限、低压缩性的特点。其天然含水率、孔隙比、压缩系数等随深度的增加而变大，塑性状态随深度增加而由硬变软以至流塑，地基强度随深度增加而由高到低，纵向上的变化是不均匀的。同时其物理力学性质随地形、地貌及水文条件的不同而改变，如坡岗地带排水条件好的地段地下水埋藏较深，其天然含水率、孔隙比、压缩系数等均较好，地基强度较大承载力较高，岩溶驻地或谷地则相反，尤其在溶沟、溶槽等易于积水的红粘土，往往形成软土性质，红粘土在平面上亦具有不均匀性。 红粘土的抗剪强度与起始含水量具有明显的相关关系，且含水量越大抗剪强度越小；含水量对凝聚力c的影响比对内摩擦角 f 的影响更为明显，因此湿度状态是红粘土的主要物理力学指标，是影响红粘土工程性能的重要因素，是评价地基承载力性能的重要参数。
游离氧化铁对红粘土的强度也起着重要作用，红粘土游离氧化铁含量越高，其初始段变形模量就越大。因此，在红粘土地区尽量选择含游离氧化铁较高的红粘土作为地基，可得到较大的允许承载力和引起较小的地基沉降。 由
156TRANSPOWORLD 2011No.3/4
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