第二章-土的工程分类及野外简易鉴别幻灯片.ppt

第一节 概述 第二节 土的工程分类 第三节 土的野外简易鉴别 第四节 特殊土的工程地质特性简介,主要内容,第二章 土的工程分类及野外简易鉴别,分类的目的和原则,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,第二节 土的工程分类,分类目的：,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体系与方法,分类体系：,1.建筑工程系统分类体系,2.工程材料系统分类体系,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,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,分类方法：,1.公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D632007)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,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,比较：建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002)分类,注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定,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,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,e.黄土的分类,黄土,,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,,形成的地质年代,f.冻土的分类,冻土,,季节性冻土,多年 冻土,不冻胀土,,冻融情况,,,冻胀情况,弱冻胀土,冻胀土,强冻胀土,特强冻胀土,不融沉,,,融沉情况,弱融沉,融沉,强融沉,融陷,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2.公路土工试验规程(JTJ05193)分类,漂石土,卵石土,砾类土,砂类土,粉质土,黏质土,有机质土,黄 土,膨胀土,红黏土,盐渍土,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,巨粒土,粗粒土,细粒土,特殊土,,,,,,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,漂石粒50%,,,,漂（卵）石巨粒含量 100 %75%,,巨粒土,漂石粒50%,漂石粒50%,漂石粒50%,漂石粒 <卵石粒,漂石粒 卵石粒,漂石B,卵石Cb,漂石夹土BSI,卵石夹土CbSI,漂石质土SIB,卵石质土SICb,,,,,,,,,,,,,,漂（卵）石夹土巨粒含量 50%,漂（卵）石质土巨粒含量 50% 15%,,,,,,,注：1.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。

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,级配良好砾GW,级配不良砾GP,含细粒土砾GF,粉土质 砾GM,黏土质 砾GC,,,细粒土在塑性图A线以下,细粒土在塑性图A线以上,砾F <5%,含细粒土砾F=5% 15%,细粒土质砾15%

高（低）液限粉土粗粒组 25%,,,,粉质土,,细粒土,含砾（砂）高（低）液限粉土粗粒组25 %,50%,高（低）液限黏土粗粒组 25%,A线以上有机质高（低）液限粉土,A线以上有机质高（低）液限黏土,MH (ML),砾粒砂粒,,,,,,,,,,黏质土,有机质土,,,,,,,含砾（砂）高（低）液限黏土粗粒组25 %,50%,砾粒<砂粒,砾粒砂粒,砾粒<砂粒,,,,,,,,MH S (MLS),,MH G (MLG),,CH S (CLS),,CH G (CLG),,CH (CL),,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，WL50%； 3.红粘土：高液限粉土(MHR)，分布范围大部分在A线以下，WL55% 第三节 土的野外鉴别,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 对此， 要求在勘测现场必须做到：,土的野外鉴别的目的：,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,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：,1. 土的现场记录,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,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；,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；,,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,二、野外对土的基本描述,三、例题,【例】下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线,试按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,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,第一节 软土,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,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wwL ,天然孔隙比e1.5时，称为淤泥；1.0

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附： 软土的物理力学性质指标表,二、软土地区的路基工程,软土地基上路堤的极限高度（临界高度）,在天然的软土地基上，地基不作任何处理，用快速施工方法（即不控制填土速度）修筑路堤所能填筑的最大高度，称为极限高度Hc当路堤的设计高度超过此高度时，路堤或地基必须采取加固或处理措施，以保证路堤的安全填筑和正常使用 一般软土地区路堤的极限高度通常为35m，施工中极限高度可通过稳定性分析计算确定条件允许时，可在工地进行填筑试验确定，这也是解决此问题的最可靠方法 下面介绍公路设计手册路基（第二版）中极限高度的几种计算方法：,均质薄层软土地基Hc估算,软土的快剪 粘聚力，kPa,填土的容重，kN/m3,极限高度，m,稳定系数，可查表,均质厚层软土地基Hc估算,非均质软土地基Hc估算,非均质软土地基，土层比较复杂，各层的性质不同，其路堤极限高度，需要用圆弧法计算确定有硬壳层的软土地基Hc估算,覆盖在软土层上强度稍高的表层土称为硬壳层当硬壳层厚度大于1.5m时，可考虑其应力扩散、承载力提高、地基沉降减小的效应。

此时，路堤极限高度Hc可按下式估算：,极限高度，m,厚度超过3m,软土地基上修筑路堤时的加固、处理方法,在路堤高度超过极限高度或设计荷重大于地基容许承载力等情况下，都应对路堤或地基进行加固与处。