胀缩性是膨胀土最基本的特性和特征,胀缩性是由于土中大量的亲水性黏土矿物成分造成的,其中主要是蒙脱石和伊利石蒙脱石混层矿物。众所周知,蒙脱石类矿物在显微镜下观察,呈狭长鳞片状晶体分布,粒径小于0.001mm,这些具有高度分散性和很大比表面的分散矿物,其晶体活动性很强,水分容易进入和排出,使水膜厚度发生变化,且具有很强的阳离子交换能力。所有这些都导致膨胀土容易吸水膨胀,而一旦失水则发生体积收缩。据研究,广西的膨胀土以伊利石和蒙脱石混层矿物为主。含量占12%~36%,相当于有效蒙脱石含量的约6%~18%。其他黏土矿物(伊利石、高岭石和少量绿泥石)含量占21%~41%。湖北膨胀土中黏土矿物占30%~49%,其中蒙脱石一般在6%~25%,伊利石在10%~24%,高岭石在5%~10%,在化学成分中,有K、Na、Ca、Mg等碱金属及碱土金属离子存在,因此,在一定条件下,膨胀土的工程性质可能会进一步变坏。河南平顶山膨胀土中的黏土矿物以蒙脱石为主,次为伊利石和高岭石。河南南阳膨胀土的黏土矿物中,灰绿(灰白)色的以蒙脱石为主,棕黄及灰褐色的以伊利石为主,含蒙脱石。四川成都膨胀土黏土矿物总量70%~80%,以伊利石为主,石英占5%~25%。湖南慈利地区膨胀土的有效蒙脱石含量为27%~28%。
应当指出,黏土矿物占全土的重量比,虽然可能不是占大多数,但由于它的分散度高,活动性大,因此其体积和比表面占有极大的百分比,并对土的性质起主导作用。它是导致强烈的胀缩性的内因,也是引起膨胀土许多特殊性质,如对含水量的敏感性、多裂隙性、强度不稳定性和衰变性等的物质基础。这也是膨胀土边坡大量出现的浅层滑动的直接原因之一。(www.xing528.com)
膨胀土的物质成分和形成条件,使在膨胀土中蕴藏着一种内部的膨胀势,一旦遇水,即趁势膨胀,但如果在膨胀变形的过程中受到相邻的物体或土层的约束或阻挡,它就表现为对该物体的膨胀力,这个作用力也常常是导致相邻建筑物发生不正常的变形或失稳的原因之一。因此,膨胀量和膨胀力是一个问题的两个方面。据测定,我国膨胀土的自由膨胀率在40%~90%之间,大都在50%~70%之间,最大可达158%;体缩率在10%~30%;线膨胀量一般在0.6%~2.3%,多数在1%~2%,膨胀力一般在30~100kPa之间,最大可达780kPa。以常用的膨胀土分类标准判别,多属中、弱膨胀性土,强膨胀土较少。
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