软弱土的工程特性主要包括以下几点:
含水量高、孔隙比大:
软弱土的主要成分是粘土粒组和粉土粒组,含有较多的有机质。这些细小的矿物颗粒表面带负电荷,与水分子和阳离子相互作用形成水膜,导致其含水量和孔隙比都较高。一般含水量为35%~80%,孔隙比为1~2。
抗剪强度低:
软土的天然不排水抗剪强度通常小于20kPa,变化范围在5~25kPa之间。有效内摩擦角约为20°~35°。正常固结的软土层的不排水抗剪强度随深度增加而增大,每米增长率约为1~2kPa。通过加速软土层的固结速率可以有效改善其强度特性。
压缩性高:
软土的压缩系数较高,一般正常固结的软土压缩系数约为0.5~1.5MPa^-1,最大可达4.5MPa^-1。压缩指数约为0.35~0.75。高压缩性意味着软土在受到压力作用时容易发生较大的变形。
渗透性小:
软土的渗透系数很低,一般约为1×10^-6~1×10^-8cm/s。这一特性使得软土在水分渗透方面较为困难,可能导致水分在土体中积聚,影响地基的稳定性和工程性能。
具有明显的结构性:
软土通常呈现为絮状结构,尤其是海相粘土更为明显。这种结构在受到扰动时,土的强度会显著降低,甚至变成流动状态。我国沿海软土的灵敏度一般为4~10,属于高灵敏度土。因此,在地基处理和基坑开挖过程中,需要避免扰动土的结构,以免加剧土体变形和降低地基强度。
具有明显的流变性:
在荷载作用下,软土会产生缓慢的剪切变形,并可能导致抗剪强度的衰减。在主固结沉降完毕后,还可能继续产生次固结沉降。这种流变性使得软土在长时间内持续发生变形,对工程结构的安全性和稳定性带来不利影响。
综上所述,软弱土的工程特性主要表现为高含水量、高孔隙比、低抗剪强度、高压缩性、低渗透性和明显的结构性与流变性。这些特性使得软弱土在工程应用中需要采取特殊的地基处理措施,以确保工程的安全性和稳定性。