第二章土的工程分类及野外简易鉴别

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手捻试验:将稍湿或硬塑的小土块在手中揉捏,然后用 拇指和食指捻成片状,根据手感和光滑程度分为塑性高、 塑性中等、塑性低;
搓条试验:将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉捏 均匀,再在手掌上搓成土条,根据土条不断裂而能达到的 最小直径分为塑性高、塑性中等、塑性低;
韧性试验:将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉捏 均匀,再在手掌上搓成直径3mm土条,再揉成土团,根据 再次搓条的可能性分为韧性高、韧性中等、韧性低;
碎石土的分类
土的名称
颗粒形状
颗粒级配
漂石 块石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50%
卵石 碎石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于20mm的颗粒 含量超过全重50%
圆砾 角砾
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于2mm的颗粒 含量超过全重50%
注:定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定
第四节 特殊土的工程地质特性简介 一、软土的工程性质
软土的物理力学性质
1.天然含水量高、孔隙比 大。多呈软塑至流塑状态,一 经扰动很容易破坏其结构而流 动。
2.压缩性高。软土的压缩系数a1-2一 般都在0.5MPa-1以上,最大可以达到 3MPa-1。软土多属近代沉积土,为欠固 结土,在建筑荷载作用下,土体沉降变 形大,且沉降不均匀。
砂SW
砂SP
砂SF
粉土质 砂SM
注:需要时,砂可进一步细分为粗砂、中砂和细砂。
黏土质 砂SC
粗砂
中砂 细砂
粒径大于0.5mm的颗粒含量>50%
粒径大于0.25mm的颗粒含量>50% 粒径大于0.074mm的颗粒含量>75%
c.细粒土的分类
土中粒径小于0.074mm的细粒含量 多于50%称为细粒土。细粒土又分为 细粒土、含粗粒的细粒土、有机土。
第一节 软土
软土是指在静水或缓流环境中沉积而成的、天然含水 量大、压缩性高、承载能力低、透水性差的一种软塑到 流塑状态的饱和黏土层,主要包括内陆湖塘盆地、江河 海沿岸和山间洼地沉积的各种淤泥及淤泥质黏性土。
软土常因生物化学作用含有较多的有机质,天然含水 量w>wL ,天然孔隙比e>1.5时,称为淤泥;1.0<e<1.5时, 称为淤泥质土。
全新世Q4
晚更新世Q3 中更新世Q2 早更新世Q1
新黄土 老黄土
f.冻土的分类
冻融情况
冻土
季节性 冻胀情况 冻土
多年 冻土
融沉情况
不冻胀土 弱冻胀土 冻胀土 强冻胀土 特强冻胀土 不融沉 弱融沉 融沉 强融沉 融陷
2.《公路土工试验规程》(JTJ051-93)分类
规程根据土工程分类的一般原则,吸收国内外分类体 系的优点,结合公路工程实践,把土分为巨粒土、粗粒 土、细粒土和特殊土4大类。
c.砂土的分类
粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%的土,且粒径 大于0.1mm的颗粒含量不超过全重75%的土称为砂土
砂土的分类
土的名称
颗粒级配
砾砂
粒径大于2mm的颗粒含量占全重25%~50%
粗砂
粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50%
中砂
粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50%
细砂
粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重75%
漂石粒 漂石粒 >50% ≤50%
漂石粒 漂石粒 >50% ≤50%
漂石粒 > 漂石粒 < 卵石粒 卵石粒
漂石B 卵石Cb
漂石夹 卵石夹 土BSI 土CbSI
漂石质.以上体系中漂石换成块石,B换成Ba,即构成块石分类体系; 2.同样,卵石换成小块石,Cb换成Cba,即构成小块石分类体系。
硬质岩石
>30
软质岩石
5~30
极软岩石
<5
比较:《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)分类
坚硬程度类别 坚硬岩 较硬岩 较软岩
软岩 极软岩
饱和单轴抗压 强度frk(Mpa)
frk>60 30<frk≤60 15<frk≤30
5<frk≤15
frk≤5
b.碎石土的分类
粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土
砂粒
MH (ML)
MH G (MLG)
MH S (MLS)
CH (CL)
CH G (CLG)
CH S (CLS)
CHO (CLO)
MHO (MLO)
细粒土按塑性图进行细分
d.特殊土的分类
1.黄土:低液限黏土(CLY),分布范围大部分在A线以上,WL<40%; 2.膨胀土:高液限黏土(CHE),分布范围大部分在A线以上, WL>50%; 3.红粘土:高液限粉土(MHR),分布范围大部分在A线以下,WL>55% 。
细粒土
粉质土
黏质土
有机质土
高(低) 液限粉土 粗粒组≤
25%
含砾(砂)高 (低)液限粉
土粗粒组>25
%,≤50%
高(低) 液限黏土 粗粒组≤
25%
含砾(砂)高 (低)液限黏
土粗粒组>25
%,≤50%
A线以上 有机质高 (低)液
限黏土
A线以上 有机质高 (低)液
限粉土
砾粒>
砂粒
砾粒<
砂粒
砾粒>
砂粒
砾粒<
分类体系与方法
分类体系:
1.建筑工程系统分类体系
侧重把土作为建筑地基和环境,研究对象为原状土, 例如:《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)地基土 工程分类
2.工程材料系统分类体系
侧重把土作为建筑材料,用于路堤、土坝和填土工 程。研究对象为扰动土,例如:《土的分类标准》 (GBJ145-90) 和《公路土工试验规程》(JTJ051-93)土的 工程分类
B土:粒径大于2mm的没有,粒径小于0.074mm占总土 质量的52%,属于砂土。按砂土分类表分类,此土应命名为 粉砂
C土:粒径大于2mm的占总土质量的67%,粒径大于 20mm的占总土质量的13%,按碎石土分类表可得,该土应 命名为圆砾或角砾
特殊土概述
特殊土是指在特定区域内,由于生成条件的特殊,使 之不同于一般土,而具有某些特殊性质的土。例如:软 土、黄土、膨胀土、 盐渍土、冻土、红土、沙漠土等
第二章 土的工程分类及野外简易鉴别
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 土的工程分类 土的野外简易鉴别 特殊土的工程地质特性简介
第二节 土的工程分类
分类的目的和原则
分类目的:
土的分类体系就是根据工程性质差异将土划分成一定 的类别,目的在于通过通用的鉴别标准,便于在不同土 类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交 流
分类方法:
1.《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)分类
根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地 基土分为岩石、碎石土、粉土、黏性土和特殊岩土。
a.岩石的分类
颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石, 坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类
岩石类别
frk(Mpa)
3.抗剪强度低。软土的φ值大多不超过10°,甚至接近 于0;C值一般在0.005~0.015MPa,有的甚至接近于0, 故抗剪强度很低。
4.透水性差。大部分软土的渗透系数都在k =10-6~ 108cm/s,几乎是不透水的。因此,软土的排水固结需要相 当长的时间,同时,在加载初期,由于孔隙水渗出很慢, 地基中出现较高的孔隙水压力,降低地基强度。
对此, 要求在勘测现场必须做到:
1.对取样土层的宏观情况作出较详细的描述和记录, 并对其土层的基本性质作出初步判别;
2.对所取土样应直观地作出肉眼描述和鉴别,并定出 土名,以供室内实验后定名参考。
一、土的现场记录及简易试验方法
1. 土的现场记录
在取土样时,应从宏观上对土层进行描述,并作详 细记录,其内容包括:
级配良好 级配不良 含细粒土
砾GW
砾GP
砾GF
粉土质 砾GM
黏土质 砾GC
注:以上体系中砾石换成角砾,G换成Ga,即 构成角砾土分类体系。
F 指细粒 组含量
砂F <5%
砂类土
含细粒土砂 F=5% ~15%
细粒土质砂 15% <F≤50%
细粒土在塑性 细粒土在塑性
图A线以下
图A线以上
级配良好 级配不良 含细粒土
分类原则:
分类要简明,既要能综合反映土的主要工程性质, 又要测定方法简单,使用方便
土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不 同类工程用土的不同特性
土的分类一般原则是:
1.粗粒土按粒度成分及级配特征分类; 2.细粒土按塑性指数分类和液限,即按塑性图法分类; 3.有机土和特殊土则分别单独列为一类; 4.每类土有明确的土名,并对应于相应的符号。
分类
描述内容
碎石类土
名称,颜色,颗粒成分,颗粒风化程度,磨圆度,充 填物成分、性质及含量,密实程度、潮湿程度等
砂类土
名称,颜色,结构及构造,颗粒成分,粒径组成,颗 粒形状,密实程度,潮湿程度等
粘性土
名称,颜色,结构及构造,夹杂物性质及含量,潮湿 和密实程度等
三、例题
【例】下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线,试按
b.粗粒土的分类
巨粒含量少于15%,剔除土中巨粒后,若0.074 mm ~60 mm的粗粒组 含量多于余土50%的土,称为粗粒土。粗粒土分为砾类土和砂类土两类
F 指细粒 组含量
砾类土
砾F <5%
含细粒土砾 F=5% ~15%
细粒土质砾 15% <F≤50%
细粒土在塑性 细粒土在塑性
图A线以下
图A线以上
粉砂
粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重75%
注:定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定
d.细粒土的分类
根据土的工程分类原则,细粒土按塑性指数进行分类,IP >1的土可分为粉质黏土、黏土
细粒土类别
塑性指数IP
粉质黏土
10 < IP ≤17
黏土
IP >17
e.黄土的分类
形成的地质年代
黄土
塑性指数Ip
60
CH
50
Ip =0.73(WL -20) CHO
40
WL =50%
30
CL
20
CLO
MH MHO
10
ML
MLO
0 10 20 30 40 50 60 70 90 100 110
液限WL (%)
第三节 土的野外鉴别
土的野外鉴别的目的:
在公路路线勘测过程中,除了在沿线按需要采集一 些土样带回实验室测定有关指标外,常常还要在现场用 眼观、手触、 借助简易工具和试剂及时直观地对土的性 质和状态作出初步鉴定,其目的是为选线、设计和编制 工程预算提供第一手资料。
岩石的分类颗粒间牢固粘结呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类岩石类别硬质岩石软质岩石极软岩石frkmpa305305碎石土的分类土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒含量超过全重50坚硬程度类别坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩块石棱角形为主饱和单轴抗压强度frkmpa卵石圆形及亚圆形为主frk6030frk6015frk305frk15frk5粒径大于20mm的颗粒含量超过全重50碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50棱角形为主角砾比较
取样日期、地点或里程桩号、位置、沉积环境; 土层的地质年代、成因类型和地貌特征; 取样深度及层位、何级阶地、阴阳边坡; 取样点距地下水位的高度和毛细水带的位置,季节和 天气; 取样土层的结构、构造、密实度、潮湿程度和易液化 程度; 取样土层内夹杂物含量及分布; 取样时土的状态(原状或扰动)。
2. 土的简易试验方法

巨粒土
粗粒土
细粒土
特殊土
漂卵 石石 土土
砾砂 类类 土土
粉黏 有
质 土
质 土
机 质 土
黄膨红盐 土胀黏渍
土土土
a.巨粒土分类
土中粒径大于60mm的巨粒组颗粒含量多于50的土称
为巨粒土
巨粒土
漂(卵)石巨 粒含量 100
%~75%
漂(卵)石夹土 巨粒含量
<75%,>50%
漂(卵)石质土 巨粒含量 50% ~15%
土的简易试验方法就是用目测法代替筛分法确定土 粒组成及其特征;用干强度、手捻、韧性和摇振反应等 定性方法代替液限仪测定细粒土的塑性
确定粗粒组含量时,可将研散的风干试样摊成薄层, 目测估计巨、粗、细粒组所占比例;
干强度试验:将一小块土捏成土团,风干后用手指捏碎、 扳断或捻碎,根据用力大小分为干强度高、干强度中等、干 强度低;
摇振反应试验:将软塑至流动的小土块捏成球状,放 在手掌上反复摇晃,并以另一手掌击此手掌,土中自由水 渗出,球面呈现光泽;用二手指捏土球,放松后水有被吸 入,光泽消失。根据渗水和吸水反应的快慢分为反应快、 反应中等、反应慢。
二、野外对土的基本描述
在野外用肉眼鉴别土时,要针对不同土类所规定的 内容进行描述
5.触变性。软土是絮状结构性沉积物,当原状土的结 构遭到破坏时,其强度显著降低,如在含水量不变的情 况下,静置一段时间后,强度又有所恢复。软土的灵敏 度一般在3~4之间,个别情况要达到8~9。
6.流变性。是指在恒定荷载持续作用下,土的变形会 随时间增长的特性。软土是一种典型的流变性土,它在 剪应力作用下,发生缓慢而长期的剪切变形,使其长期 强度小于瞬时强度。
《地基规范》分类法确定三种土的名称
【解】 A土:从A土级配曲线查得,粒径小于2mm的占总土
质量的67%、粒径小于0.074mm占总土质量的21%。满 足粒径大于2mm的不超过50%,粒径大于0.074mm的超 过50%的要求,该土属于砂土;
又由于粒径大于2mm的占总土质量的33%,满足粒径 大于2mm占总土质量25%~50%的要求,故此土应命名 为砾砂
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