马双双 朱国兵 王国强 刘成坤 张光星 叶晨 张胜龙
中建八局第四建设有限公司，安徽合肥 266000
【摘 要】本文是以合肥肥东三十埠自来水加压站建设项目代表合肥东部，以合肥肥西易祥智能装备科技有限公司厂区地区代表合肥西部，经济开发区代表合肥中部,对合肥地区膨胀土的物理力学特性进行综合研究。通过对合肥地区的地层的研究，得到了膨胀土在合肥一般深度约在1-4m 左右，不同地理置埋置深度有较大的差别。在厚度上东区膨胀土较厚，层厚约为30m左右，西区膨胀土较薄，层厚仅为4-6m左右，北区和南区膨胀土厚度相差不大，层厚约为15m左右。从地质成因上来看，合肥膨胀土主要是洪积、冲积而成。
【关键词】膨胀土 膨胀土的成分 膨胀土的膨胀性 合肥膨胀土的分布 膨胀土的成因
1 引言
合肥市是我国膨胀土分布的典型地区之一，除沿现代河流分布的一级阶地之外，膨胀性黏土构成了合肥地区辽阔的波状丘陵。膨胀土矿物伊利石和蒙脱石含量较高，其次为高岭石。随着合肥市经济高速的发展，人们对工程建筑要求越来越高。由于合肥地区大部分是膨胀土，虽然工程人员对勘察报告中膨胀土物理力学参数在规范允许的范围内进行了缩减，但是事故仍时有发生。因此为保障合肥膨胀土地区的工程和建筑的安全、降低对工程成本，为合肥地区建设提供参考数据和合理化建议，使工程建设步入更高的台阶，更好地为后人服务，对合肥地区膨胀土进行深入而综合的研究具有深远的意义。
2 合肥膨胀土基本特征研究
2.1 膨胀土的成分、结构特征
膨胀土系指随含水量的增多而膨胀，随含水量的减少而收缩，具有明显收缩和膨胀特性的细粒土。膨胀土的粘粒含量他要比其他土高。整体含量可达 35%以上。主要矿物是蒙脱石和伊利石，其次含有较少的高岭石。膨胀土颜色一般呈黄、褐、红、灰白等色，具有斑状结构，常含钙质或铁、锰结核。同时土体表层具有交错的裂隙和龟裂现象，土体有网状裂并且裂隙面较光滑，这使得土体的整体强度不高。
2.2 膨胀土的膨胀性
膨胀土的膨胀性即土随含水率增多发生体积增大的性能。常常是外因引起膨胀土含水率的增加，如降水、湿度及气温的变化、地表水与地下水的变化等。
膨胀土之所以产生膨胀，主要是土颗粒之间距离增大导致的，土颗粒之间距离主要与颗粒表面的结合水有关，特别是弱结合水膜的含量有关。土体积的收缩常常是因排水和蒸发等原因，弱结合水膜变薄，在公共水化膜的作用下，土颗粒之间引力变大，距离减小。同理，土体积的膨胀常常是结合水膜的增厚有关。
2.3 合肥膨胀土的分布及地层硏究
合肥处在安徽省中部地区，四季分明，气候温暖潮湿，属于季风副热带气候。根据相关气象部门的统计资料显示，合肥的年平均气温为 15.5℃ - 17.0℃，年平均相对湿度 76%，5-8 月为梅雨季节，降雨集中，大约能占全年降水量的 60%。地理坐标:东经 116°40' - 117°52'， 北纬 31°30' - 32°37'。合肥东至肥东县元祖山，西至肥西县金牛乡，南临巢湖，北抵舜耕山，范围比较辽阔。
2.4 合肥膨胀土的分布
合肥膨胀土研究自20世纪70年代以来国内学者就作过大量的研究工作，综合前人研究成果，合肥地区膨胀土的埋置深度绘于下图。合肥地区的膨胀土普遍分布于板桥河、四里河、二里河等的二级阶地及丘陵地带，具有代表性的区域分别在肥西、经济开发区、肥东。
.png)
图 4-1 合肥地区膨胀土埋深分布图
由上图4-1合肥地区膨胀土埋深分布图可见，在合肥地区，膨胀土广泛分布，一般埋藏深度约在 1-4m左右，不同地理位置埋置深度有较大的差别。在环城公园区域，埋藏深度一般不大于 2m;而在包河流域、大蜀山附近、政务区及经济开发区大部分埋藏深度均小于2m;在地区西南、东南及东北部埋藏深度一般则要高于2.4m。由于各区域膨胀土埋藏深度不一样，企业在对膨胀土的工程施工以及处理方案就要有所区别。
在厚度分布上，合肥地区膨胀土还有如下特点：西区和西南区的厚度分布仅为4-6m；南区和北区分布厚度一般约15m左右；东区和东南区分布厚度约为30m左右，厚度比较大。
2.5 合肥膨胀土的成因研究
这个时期合肥盆地基本上处在了上升和剥蚀的构造环境中。在晚更新世以后，由于地质构造活动出现了非常明显的差异性和间歇性，导致了合肥地区第四纪地层不均匀发育。
从地质成因上来看，合肥膨胀土主要是洪积、冲积而成。在新生代第四纪中、晚更新世时期，由于地壳的运动以及地表流水的侵蚀构造作用使风化的红色粘土岩不断地经水流搬运、沉积，并且合肥地区膨胀土在地层的区域地质背景与空间分布具有相似性。在膨胀土形成之前，合肥地区泥岩基岩广泛发育，膨胀土就是在这种基础上演化而来的。在自然界中，沉积岩中的粘土岩、粘土页岩、砂岩及泥灰岩等，都含有非常多的铝硅酸盐。由于合肥地区泥岩的广泛发育，这就为膨胀土的产生以及发育，提供了非常好的物质条件。在经历了多次的构造运动，以及这些岩石的长期的风化，在这个时期又有合适蒙脱石和伊利石等矿物形成的环境条件，即适当的 pH 值、适宜的温度、湿度氧化-还原电位等，因此，这些岩石的风化物形成了含蒙脱石、伊利石等矿物含量比较高的膨胀土。
3 总结
本文是合肥膨胀土基本特征研究。首先，我阐述了什么是膨胀土，膨胀土的成分及结构特征。以及膨胀土具有随含水率增多发生体积增大的膨胀性。最后通过对合肥地区地貌情况、地质构造、及地层土体地层情况的研究，得到了膨胀土在合肥的分布及不同位置的埋深和厚度，并且对其成因进行了阐述。
【参考文献】
[1] 叶昆荣.安徽省膨胀土的综合研究.合肥工业大学.2010
[2] 张永生.合肥市膨胀土的综合研究. 合肥工业大学.2015
[3] 张交东，郝天珧，樊德华，刘德良，赵玉华.合肥盆地中生界的地层时代判别及意义[J].2009.
[4] 郭兆清，刘毅.合肥轨道交通 1 号线沿线的工程地质特性分析[J].勘察与测量.2014.
[5] 蒋晓庆.合肥地区膨胀土基本力学特性试验研究. 安徽建筑工业学院.2010
[6] 杨果林.潭邵高速公路膨胀土处治技术研究.[R].长沙:2003.6.
[7] 柯尊敬.对胀缩性土评定标准的初步探讨[J].广西大学学报, 1977.
[8]杨世基.公路路基膨胀土的分类指标[J].公路工程地质，1997.
[9]刘特洪.工程建设中的膨胀土问题[M].北京:中国建筑工业出版社，1997.