膨胀土

含有大量的亲水性黏土矿物成分，在环境温度和湿度变化影响下，可产生强烈胀缩变形的土。膨胀土的胀缩特性对工程建设具有重大的危害性，被作为一种特殊土看待。膨胀土一般呈灰白、灰绿、灰黄、棕红、褐黄等颜色，分布在二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘。在山地表现为低丘缓坡，而在平原地带则为地面龟裂、沟槽、无直立边坡。风干时出现大量的微裂隙，有光滑面、擦痕，呈坚硬、硬塑状态的土体易沿微裂隙面散裂，并遇水软化、膨胀。中国各地区都有膨胀土出露，以中南、西南地区较多。

各国对膨胀土的分类作了大量的研究，基于不同的目的，提出许多分类方法，诸如按黏粒含量、液限与自由膨胀率分类；按蒙脱石含量、比表面积与阳离子交换量分类；按胀缩总率分类；按最大胀缩性指标分类；按塑性图分类；按膨胀土结构特征与力学参数分类等。中国国标GBJ 112—87《膨胀土地区建筑技术规范》按自由膨胀率（δ_ef）将膨胀土分为3类：40%≤δ_ef＜65%为弱膨胀土；65%≤δ_ef＜90%为中膨胀土；δ_ef≥90%为强膨胀土。3类膨胀土具有不同的工程性质，例如中国南水北调中线工程南阳膨胀土的胀缩性指标和抗剪强度参数见表1、表2。由于强、中膨胀土裂隙发育，蒙脱石类矿物含量较高，因而强度的尺寸效应敏感，具明显的流变性。

膨胀土是一种分布广且危害性大的特殊土。非饱和膨胀土的理论研究，特别是荷载、含水量、吸力之间关系的研究，是全面认识和正确治理膨胀土的重要途径。吸力是非饱和土特有的关键问题，它的变化对强度与变形都有很大的关系。由于吸力场的实测比较复杂，因此探索用数值分析方法来预测吸力场，并将吸力研究与微结构研究联系起来，建立土体结构的数学模型，发展新的应用性的数值分析方法，进而解决工程实际问题，是发展的方向。

膨胀土的胀缩现象可使房屋破坏、道路隆起、渠道衬砌上抬和开裂、堤岸或边坡产生滑塌、地下洞室的衬砌结构产生垂直洞轴线的全断面径向张性胀裂破坏等问题。研究时要调查工作地区的地貌和地质条件，了解同类土上建筑物的变形情况，按要求进行胀缩性与物理力学试验，为设计和防治措施提供依据。

表1 南阳膨胀土主要胀缩性指标

表2 南阳膨胀土抗剪强度参数