膨胀土裂隙类型及力学效应

膨胀土斜坡往往裂隙密布，故有的研究人员又称它为裂土，是膨胀土区别于其它类型土体的重要特征之一。裂隙是膨胀土形成过程中和后期多种营力作用的结果。膨胀土的裂隙成因、性状、组合对膨胀土的物理力学性质具有直接的影响，是研究和处治膨胀土病害的重点之一。

一、膨胀土裂隙的成因

膨胀土裂隙可分为原生和次生两大类。

1、原生裂隙主要指膨胀土在形成过程中，由于所处的地质环境和土体内部物理化学等各种因素作用下形成的裂隙。这类裂隙一般相对贯通度较差，多呈闭合状。

2、次生裂隙主要指膨胀土在后期受到外界作用形成的裂隙，主要指风化胀缩裂隙、卸荷裂隙、构造裂隙等。这类裂隙一般相对贯通度较好，多呈张开状，多在原生裂隙的基础上发展而来，对工程斜坡的稳定性影响最大。

风化胀缩裂隙主要指古风化带和正在发生于大气影响层的风化带，由于温度、湿度和生物等作用因素影响下，造成土体中原生裂隙发生胀缩而不断加宽、加深。

卸荷裂隙主要的指斜坡土体在重力作用下向临空面松弛而产生的裂隙，其中最主要的是工程开挖造成土体内部应力释放所致。尤其是对具有超固结性质的膨胀土来说，卸荷裂隙往往伴随着体积增大，其走向往往与斜坡走向一致。

二、膨胀土裂隙力学效应

膨胀土的多裂隙使土体呈完整性变差，为土体的物理和化学风化提供了温床，反过来又加剧了土体的裂隙发育。

物理风化主要指膨胀土的裂隙加剧了地表水的渗入和蒸发，加剧了地下水的活动和土体的胀缩等物理风化，从而造成土体的干缩湿胀效应加强使土体进一步碎化而影响坡体的稳定性。

化学风化主要指在淋溶等作用促使土体结构面的蒙脱石和伊利石形成，使膨胀土的亲水性、崩解性、膨胀性大幅增强，非常不利于坡体的稳定。

膨胀土的裂隙主要由水平裂隙、垂直裂隙和少量的斜向裂隙构成。水平裂隙是土体沉积间断和胀缩效应作用下的水平应力差所致；垂直裂隙是土体在胀缩效应下的张应力所致。根据土体力学性质又可分为波状裂隙和平面状裂隙，其力学性质主要决定于裂隙结构面的中充填物的厚度、两侧土体的起伏度大小和充填物性质等，但总的来说波状裂隙的力学性质要好于平面状裂隙，充填厚度较小的裂隙力学性质要好于充填厚度较大的裂隙。

由于膨胀土坡体中裂隙发育、大气影响等因素的原因，土体的力学性质多不属于均质体，因此，膨胀土坡体稳定性分析时应严格依据坡体中贯通度较好裂隙结构面进行分析，只有确为单一均质的土体时方可采用最大剪应力控制的圆弧形滑面形态进行稳定性分析。