软土的工程特性主要包括以下几个方面:
高含水量和高孔隙比:
软土的含水量通常在35%至80%之间,孔隙比在1至2之间,这导致其具有较低的密度和较高的压缩性。
低抗剪强度:
软土的抗剪强度很低,天然不排水抗剪强度一般小于20kPa,变化范围在5至25kPa之间。有效内摩擦角约为20°至35°,固结不排水剪内摩擦角为12°至17°。抗剪强度随深度增加而增大,每米增长率约为1至2kPa。通过加速软土层的固结速率可以有效改善其强度特性。
高压缩性:
正常固结的软土压缩系数约为0.5至1.5MPa^-1,最大可达4.5MPa^-1,压缩指数约为0.35至0.75。这使得软土在受到压力作用时容易发生压缩变形,导致地基沉降。
低渗透性:
软土的渗透系数很低,一般为1×10^-6至1×10^-8cm/s,这限制了水分在土中的流动,不利于排水固结。
明显的结构性:
软土通常呈现絮状结构,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至10,属于高灵敏度土。因此,在软土层中进行地基处理和基坑开挖时,必须避免扰动土的结构,以免加剧土体变形,降低地基土的强度。
明显的流变性:
在荷载作用下,软土会产生缓慢的剪切变形,抗剪强度可能随时间衰减。即使在主固结沉降完毕后,还可能继续产生次固结沉降。
触变性:
软土在受到扰动时,其结构会破坏,强度迅速降低。这种性质使得软土地基在受到振动荷载后容易产生侧向滑动、沉降及底面两侧挤出等现象。
不均匀性:
软土层中由于夹有粉细砂透镜体,在平面及垂直方向上呈现明显差异性,容易导致建筑物地基的不均匀沉降。
这些工程特性使得软土在工程应用中面临诸多挑战,如地基稳定性差、沉降量大且持续时间长等问题。因此,在处理软土地基时,需要采取有效的加固措施,以确保工程的安全性和稳定性。