岩土工程地质分级及分类

7.2 土的工程分类
2、红粘土的定义 碳酸盐岩系出露区的岩石，经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高塑性粘土称为红粘土。其液 限一般大于50，上硬下软，具明显的收缩性，裂隙发育。经再搬运后仍保留红粘土基本特征， 液限大于45小于50的土称为次生红粘土。
7.2 土的工程分类
红粘土的形成条件
气候特点：气候变化大，年降水量大于蒸发量，潮湿的气候有利于岩石的机械风化和化学风化， 岩性特点：主要为碳酿盐类岩石，当岩层稻皱发育、岩石破碎时，更易形成红粘土。
黄土的结构 残积、坡积黄土
结构 冲积黄土
不等粒“斑状”结构，大孔隙多， 形状复杂，孔隙边缘明显
细粒“等粒”结构，大孔隙少，多为长形 或圆形粒间小孔，轮廓不甚清楚
孔隙率
粒间小孔 特有的大孔隙
虫孔、植物根孔、裂欧、 封闭空洞和巨大的潜蚀空洞等
一般地层越老，孔隙率越低；坡积、残积黄土的孔隙率比冲积黄土高。
专门分类
7.2 土的工程分类
缩限ws
塑限wp
液限wl
0
w
固态
半固态
可塑状态
流动状态
塑性指数
Ip wLwP
7.2 土的工程分类
一般规定
粒组划分
级配指标：不均匀系数(Cu)和曲率系数(Cc)
Cu
d 60 d 10
Cc
(d 30 ) 2 d10 d 60
小于某粒径的土颗粒质量累积百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10；与之类似可以得
[B ] Q B 1 Q (K 0 1 0 K 2 K 3 )
例题
练习
7.2 土的工程分类
概述 任务是将用于工程建设目的的各种自然土，按其工程地质性质的差异划分为类或组。
普通分类
方法
专门分类
包括工程建设中常所遇到的各种土类，适用于各类工程建设， 适用性广，一般多用于分析、对比和综合研究各类土的形成 和变化规律，同时也是制订专门分类和高等学校进行教学的 基础。
B.泻湖相 颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽阔，常形成海滨平原。在泻湖边缘，表层 常有厚约0.3—2.0 m的泥炭堆积。底部含有贝壳和生物残骸碎屑。
7.2 土的工程分类
C.溺谷相 孔隙比大、结构疏松、含水量高，有时甚于泻湖相。分布范围赂窄，在其边缘表层也常有 泥炭沉积。
D.三角洲相 由于河流及海潮的复杂交替作用，而使淤泥与薄层砂交错沉积，受海流与波浪的破坏， 分选程度差，结构不稳定，多交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层，结构疏松，颗粒细小。
7.2 土的工程分类
沼泽沉积 分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带，多以泥炭为主，且常出露于地表。下部分布有 淤泥层或底部与泥炭互层。
7.2 土的工程分类
软土的分布
我国东海、黄海、渤海、南海等沿海地区，例如滨海相沉积的天津塘沽、浙江温州、宁波等地， 以及溺谷相沉积的闽江口平原，河滩相沉积的长江中下游、珠江下游、淮河平原、松辽平原等地 区。内陆(山区)软土主要位于湖相沉积的洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖四周和古云梦泽地区边 缘地带，以及昆明的滇池地区，贵州六盘水地区的洪积扇等。
7.2 土的工程分类
湖泊沉积 是近代淡水盆地源自文库咸水盆地的沉积。沉积物中央有粉砂颗粒，呈现明显的层理。淤泥结构松软、 呈暗灰、灰绿或暗黑色，厚度一般为10m左右，最厚者可达25m。
河滩沉积 主要包括河漫滩相和牛轭湖相。成层情况较为复杂，成分不均一，走向和厚度变化大，平面分布 不规则。一般常呈带状或透镜状，间与砂或泥炭互层，其厚度不大，一般小于lo m。
7岩土工程地质分级与分类
7.1工程岩体分级 7.2土的工程分类
7.1 工程岩体分级
分级的目的 从工程的实际进行分级，并根据其特性，进行试验，得出相应的设计计算指标或参数，
以便使工程建设达到经济、合理、安全的目的。
分级的种类 根据用途的不同，岩体工程分级有通用的分级和专用的分级两种。
7.1 工程岩体分级
到d30（中值粒径）和d60（限定粒径）。
细粒土根据塑性图分类
7.2 土的工程分类
塑性图的横坐标为土的液限，纵坐标为塑性指数。当取质量为76g、锥角为30°的液限仪锥尖入 士深度为17mm对应的含水量为液限时，按塑性图1分类。当取质量为76g、锥角为20 °的液 限仪锥尖入土深度为10 mm对应的含水量为液限时，按塑性图2分类。
软土的工程性质 触变性 低强度
7.2 土的工程分类
流变性 低透水性
高压缩性 不均匀性
7.2 土的工程分类
粉土是指粒径大于0.0075mm的颗粒含量不超过全重的50％、塑性指数小于或等于10的 土。据粒组含量可分为砂质粉土(粒径小于0.005mm的颗粒不超过全重的10％)和粘质粉 土(粒径小于0.005mm的颗粒超过全重的10％)。
7.2 土的工程分类
粘性土是指塑性指数大于10的土。不同成因和年代的粘性土，尽管其某些物理性质指标 值可能很接近，但其工程性质可能相差很悬殊。
专门分类是以某一种特定的建筑工程为对象，按某一个 或某几个单项指标所提出来的分类，它密切结合建筑类 型，直接为某设计或解决某一具体问题服务。
7.2 土的工程分类
土的工程分类方案简介
土的分类标准(GBJl45—90) 土颗粒组成及其特征 土的塑性指标 土中有机质
通用分类 一般规定 一般土分类
地基土的分类
Q41黄土
5000年以内
全新世早期Q4
马兰黄土Q41黄土土质相近，均匀、疏松，大孔和虫孔发育，具垂直节理，有较强烈的 湿陷性，与工程建设关系最为密切。
新近堆积的黄土 Q42黄土
多分布于河漫滩、低阶地、山间洼地的表层及洪坡积地带，生 孔、大孔发育，结构松散，承载力较低，具有高压缩性和湿陷 性。
7.2 土的工程分类
黄土的颗粒组成
黄土的成分
以粗粉土(0.05—0.1mm)为主，平均含量达50％以上
黄土的矿物成分
以石英、长石、碳酸盐等为主，并含部分粘土矿物 黄土的化学成分
与矿物成分和风化有关，主要有SiO2、Al2O3、CaO。 易溶盐类
碳酸盐为主，氯化物和硫酸盐次之， 含量呈区域性变化且与成因有关。
7.2 土的工程分类
沉积年代
老粘土 一般粘性土 新近沉积的粘性土
塑性指数
粉质粘土 粘土
7.2.4 我国主要特殊土的基本特性
我国主要特殊土的基本特性
黄土 红粘土 软土 膨胀土 冻土 盐渍土
7.2 土的工程分类
1、黄土的成因
气候条件：第四纪干旱和半干旱气候
颜色：多呈黄色、淡灰黄色或褐黄色
成因分类
原生黄土：不具层理 次生黄土具有层理，并含有砂砾和细砾。
降水、基岩岩溶裂隙水和地表水体，水量一般均很小。在地势低洼地段的土层裂隙中或软塑、流 塑状态土层中可见土中水，水量不大，且不具统一水位。红粘土层中的地下水水质属重碳酸钙型 水，对混凝土一般不具腐蚀性。
7.2 土的工程分类
3、软土的定义和分类 软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承裁力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。
影响岩体工程性质的主要因素 岩石强度和质量 岩体的完整性
强度(软、硬)
变形性(结构上的致密、疏松) 软弱面、软弱带和其间充填的原生或次生物质的 性质
水的影响
岩石的物理力学性质恶化 沿裂隙形成渗流影响岩体的稳定性。
强度削弱
7.1 工程岩体分级
工程岩体分级的代表性方案 1986年国家计委批准编制了《工程岩体分级标准》，并于1994年经国家建设部批准为强 制性国家标准，于1995年7月1日起施行。该标准属于国家标准第二层次的通用标准，适 用于各部门、各行业的岩石工程。
午城黄土 离石黄土
7.2 土的工程分类
120万—70万 70万—10万
下更新世Q1 中更新世Q2
老黄土大孔结构已退化，一般仅在黄土的上部有轻微的湿陷性，或在大压力下有湿陷性；而 离石黄土分布普遍，厚度为50—70m，在黄河中游最厚可达170m。
7.2 土的工程分类
新黄土
马兰黄土
10万—0.5万
晚更新世Q3
7.2 土的工程分类
红粘土的分布规律 红粘土主要为残积、坡积类型，也有洪积类型，其分布多在山区或丘陵地带以及山坡、
山麓、盆地或洼地中。
盆地或洼地
边缘较薄，向中间逐渐增厚
基岩面或风化面
取决于基岩起伏和风化层深度
当下伏基岩的溶沟、溶槽、石芽
厚度变化极大
7.2 土的工程分类
红粘土的成分特点 红粘土的粒度成分中，小于0.005mm的粘粒含量为60％一80％，其中小于0.002mm
地基土的分类
7.2 土的工程分类
碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土
碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50％的土。根据粒组含量和颗粒形状 分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。
砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50％、粒径大于0.0075mm的颗粒超 过全重50％的土。据粒组含量分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。
7.1 工程岩体分级
工程岩体分级标准（GB50218—2014） 岩体坚硬程度
工程岩体质量的初步分级
岩体完整程度
工程岩体质量的 详细分级
岩体基本质量分级
定性划分 定量确定 定性划分 定量确定
定量指标采用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)的实测值。当无条件取得实测值时，也可采用 实测的岩石点荷载强度指数(Is（50）)的换算值。
淤泥：孔隙比大于1.5 淤泥质土：孔隙比小于1.5而大于1.0 有机质土：烧失量大于5％ 泥炭：烧失量大于60％时 其它高压缩性的粘性土、粉土
软土的成因类型
滨海沉积
按
沉
积
湖泊沉积
环
境
分
河滩沉积
沼泽沉积
7.2 土的工程分类
滨海相 泻湖相 溺谷相 三角洲相
7.2 土的工程分类
A.滨海相 常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的颗粒(粗、中、细砂)相掺杂，使其不均匀 和极疏松，增强了淤泥的透水性能，易于压缩固结。
的胶粒占40％一70％，使红粘土具有高分散性。红粘土的矿物成分主要为高岭石、伊利 石和绿泥石。化学成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主。
7.2 土的工程分类
红粘土的基本工程地质特征
红粘土的物理力学性质 一是天然含水量高、密度小、孔隙比高、高塑性(液限和塑限都很高)以及较高的力学
强度和较低的压缩性；二是各种指标的变化幅度很大。
天然状态下土质坚硬、压缩性小、强度较高
浸水后结构破坏，强度降低，突然下沉（有些地区）
7.2 土的工程分类
黄土分布 我国黄土分布面积约64万km2。其中具有湿陷性的约27万km2。分布在北纬33°～47 °之间。黄土的湿陷性在我国总体上呈现由西北向东南逐渐减弱的趋势。
黄土的堆积时代及代表地层
老黄土
7.2 土的工程分类
红粘土的基本工程地质特征 红粘土的裂隙性
处于坚硬和硬塑状态的红粘土层，由于胀缩作用形成了大量裂隙
红粘土的胀缩性 天然状态下膨胀量微小，收缩量较大，经收缩后的土试样浸水时，可产生较大 的膨胀量
7.2 土的工程分类
红粘土中的地下水特征 红粘土的透水性微弱，其中的地下水多为裂隙性潜水和上层滞水，它的补给来源主要是大气
7.2 土的工程分类
黄土的基本工程地质特征 压实程度差，孔隙大、孔隙率高，含水少、透水性强和强度高
黄土湿陷性判别
湿陷系数δs
0.015～0.03 弱湿陷性 0.03～0.07 中等湿陷性
＞0.07 强湿陷性
7.2 土的工程分类
黄土的自重湿陷和非自重湿陷 黄土的湿陷是在包括上覆土自重压力和附加压力下产生的，发生湿陷现象的界限压力称为湿陷起 始压力，其随黄土胶结物含量、湿度、密度以及土的埋深增大而增高。当上覆土层饱和自重力大 于该土层湿陷起始压力时发生自重湿陷；当上覆土层饱和自重力小于该土层湿陷起始压力，只有 在与附加应力共同作用下才能大于该土层的湿陷起始压力时发生非自重湿陷。
Rc 22.82Is(50)0.75
定量指标采用岩体完整性指数(Kv)的实测值。当无条件取得实测值时，也可采用岩体体积节 理数(J v)查表确定。
B Q 9 03Rc25Kv0
7.1 工程岩体分级 当遇有地下水、岩体稳定性受软弱结构面影响且由一组起控制作用或存在高初始 应力现象时，应用岩体基本质量指标修正值([BQ])，对岩体质量进行详细定级。
7.2 土的工程分类
一般土的分类 一般土按其不同粒组的相对含量划分为巨粒土和含巨粒土、粗粒土、细粒土。
7.2 土的工程分类 细粒土是指土样中细粒组质量多于或等于总质量50％的土。其中，粗粒组质量占总质量 的25％一50％者称含粗粒的细粒土；含部分有机质者称有机质土。
B—漂石（块石） CB—卵石（碎石） S—砂 C—粘土 G—砾 M—粉土 W— 级配良好 D—级配不良 H—高液限 L—低液限