土的工程分类Word下载.docx
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（2-1-2）
式中Cu——不均匀系数；
d60─—限制粒径,累计质量百分数为60%的粒径（mm）；
d10─—有效粒径,累计质量百分数为10%的粒径（mm）。
2）曲率系数
（2-1-3）
式中Cc—曲率系数；
d30─累计质量百分数为30%的粒径（mm）。
上述公式中，d60、d30和d10的数值均在土的颗粒级配曲线图（图2-1-1）上确定。
土的级配良好包含两方面的因素：
其一是土的粒径变化范围广，即粒度大小要不均匀；
其二是各种粒径的颗粒都要保证一定的含量，不要出现某些粒径范围含量特别多或某些粒径范围的颗粒缺失等现象。
同时满足这两方面条件的土，在压力（包括自重压力）作用下容易压密实，土的相对密度容易提高，故属级配良好土；
反之则属级配不良土。
利用土的级配指标可对粗粒土的级配状况进行定量评价。
不均匀系数Cu反映土的粒径变化范围的大小。
Cu值小，颗粒级配曲线形状陡峭，表明土的粒径变化范围小，大部分土颗粒的大小相近、甚至均匀，这种土不易压密，即相对密度不易提高，故属级配不良。
Cu值大，颗粒级配曲线形状平缓，表明土的粒径变化范围广。
但Cu值大只是级配良好的必要条件。
因为Cu值仅取决于d60和d10，Cu值大只能保证这两者的粒径相差悬殊，而不能保证其中间粒径的含量情况。
如Cu值过大，甚至可能会出现中间粒径缺失的情况，称为不连续级配，也属级配不良。
曲率系数Cc反映土中介于d60与d10之间的中间粒径的含量情况，在颗粒级配曲线图上，表现为曲线的凹面朝向和弯曲程度。
因此，必须同时考虑不均匀系数Cu和曲率系数Cc评价土的级配状况。
根据《土的分类标准》（GBJ145-90）或《公路土工试验规程》（JTJ051-93）中的有关规定，级配指标同时满足不均匀系数Cu≥5、曲率系数Cc＝1～3的土属级配良好土；
不能同时满足这两个条件，即Cu＜5、或者Cc＜1或Cc＞3的土，均属级配不良土。
（2）土的塑性指标
土的塑性指标包括土的液限、塑限和塑性指数，是细粒土分类的最基本依据。
土的塑性是指土受力后可塑成任何形状而不发生开裂，在外力解除后能保持变形后状态而不恢复原状的性质。
土的塑性本质上取决于其黏土矿物的成分和含量，但同时又与土的含水量有着密切的关系。
只有在一定的含水量范围内土才具有塑性，当含水量超出（大于或小于）这个范围，土受力后的变形不再满足上述土的塑性的定义。
用于界定土的塑性范围两个端点的含水量称为土的塑性界限含水量，又称阿太堡（A.Atterberg）界限，即液限和塑限，是细粒土物理性质的重要指标。
土的界限含水量均为试验指标，需通过试验来测定。
另有一界定土的半固体状态与固体状态的界限含水量称为缩限ws（%），即当土失水后体积不再收缩的界限含水量，缩限的测定可采用收缩皿法或进行收缩试验。
根据土的塑性界限含水量，可通过计算得到细粒土最重要的土分类指标，即塑性指数。
1）液限
液限WL（%）是土的塑性状态与流动状态的界限含水量，即土的塑性状态的上限含水量。
测定液限的基本原理是利用土的塑性的定义，按土受力变形后能否保持变形状态来确定界限含水量。
其实质是处于液限状态的土尚残留一很小的强度，即任何黏性土只要处于液限含水量（用同一种方法测定）都具有相同的强度值。
液限的测定可采用液限仪法或液塑限联合测定法。
液限仪分为锥式液限仪（液塑限联合测定法中测定液限也是采用圆锥下落法）和碟式液限仪。
碟式液限仪也称为卡氏（A.Casagrande）液限仪，在美、英、日等国家普遍采用。
我国以前曾长期采用质量为76g、锥角为30°
的锥式液限仪，取锥尖入土深度10mm对应的含水量作为液限，其值与碟式液限仪所测定的液限值有明显的差异，且随着液限的增大两者的差值也增大。
目前国内确定液限的方法尚不统一，主要有以下几种：
①采用质量为76g的锥式液限仪，取锥尖入土深度10mm对应的含水量作为液限；
②采用质量为76g的锥式液限仪，取锥尖入土深度17mm对应的含水量作为液限；
③采用质量为100g的锥式液限仪，取锥尖入土深度20mm对应的含水量作为液限；
④采用碟式液限仪。
方法②和方法③所测定的液限值与碟式液限仪所测定的液限值较为一致。
在提供或应用液限数据时，尤其在土分类时应明确测定液限所采用的方法。
2）塑限
塑限Wp（%）是土的塑性状态与半固体状态的界限含水量，即土的塑性状态的下限含水量。
测定塑限的基本原理也是利用土的塑性的定义，按土受力变形后是否发生开裂来确定界限含水量。
塑限的测定可采用滚搓法或液塑限联合测定法。
3）塑性指数
（2-1-4）
塑性指数Ip习惯上用不带百分号的数值表示。
由于塑性是黏性土特有的重要特性，故塑性指数是黏性土区别于其他土类以及黏性土亚类划分的重要分类指标。
塑性指数的大小反映了黏性土塑性的高低，同时也综合反映了土的物质组成和性质。
由于液限测定方法的差别，同一土类按不同的测定方法可能得到不同的塑性指数。
4）塑性图
直接用塑性指数划分土类，其优点是非常简易方便，但有时也可能会存在不合理现象。
塑性指数是液限与塑限的差值，当一个土样两者都很大、而另一个土样两者都较小时，只要液塑限的差值相等，单一地采用塑性指数分类将把这两种土归为同一类。
但这两种土的性质未必相近，甚至出入很大。
塑性图最初是由卡萨格兰德（A.Casagrande）于1942年提出的一种细粒土分类方法，故又称卡氏塑性图，见图2-1-9。
卡氏塑性图以液限为横坐标，以塑性指数为纵坐标（液限测定采用碟式液限仪）。
图中有两条基本界限：
斜线称为A线，其方程为Ip＝0.73（WL－20）；
竖线称为B线，其方程为WL＝50%。
用塑性图进行土分类的基本划分标准是：
位于A线以上区域为黏（质）土，A线以下区域为粉（质）土；
位于B线左侧区域为低塑性土，位于B线右侧区域为高塑性土。
塑性图是根据大量数据统计后编制绘成的，现已成为国际上较普遍采用的细粒土分类方法。
各国在应用塑性图进行土分类时，往往根据各自土的特点，对塑性图作些补充规定，包括添加些辅助线。
图2-1-9塑性图（Ⅰ型）
《土的分类标准》（GBJ145-90）和《公路土工试验规程》（JTJ051-93）中，对细粒土均按塑性图分类。
由于测定液限所采用方法的不同，塑性图中A线和B线的方程也有所不同。
当采用76g锥式液限仪、锥尖入土深度17mm或100g锥式液限仪、锥尖入土深度20mm所对应的含水量作为液限（或采用碟式液限仪）时，A线方程为Ip＝0.73（WL－20），B线方程为WL＝50%，即图2-1-9塑性图（Ⅰ型）。
当采用76g锥式液限仪、锥尖入土深度10mm所对应的含水量作为液限时，A线方程为Ip＝0.63（WL－20），B线方程为WL＝40%，见图2-1-10塑性图（Ⅱ型）。
图2-1-10塑性图（Ⅱ型）
（3）土中有机质
土中是否存在有机质及其有机质的含量是划分无机土和有机土以及进一步细分有机土的依据。
土中的有机质可采用目测、手摸或嗅感等判别。
当上述简易方法不能判定时，可将土样放入105～110℃的烘箱中烘烤，若烘烤24小时后土样的液限小于烘烤前土样液限的四分之三，则该土样为有机质土。
当需测定土中有机质的含量时，可进行有机质含量试验或灼失量试验。
3.土的工程分类
（1）国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90）中土的分类
《土的分类标准》（GBJ145-90）适用于各类工程用土，但不适用于混凝土所用的砂、石料和有机土。
工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤坝填料和地基处理等所涉及的土类，有机土指土中大部分成分为有机物质的土。
工程用土分一般土和特殊土两大类。
一般土按不同粒组的相对含量划分为巨粒土和含巨粒的土、粗粒土、细粒土三大类，各类土再按相应的分类指标进一步细分，总共划分为32种土类。
特殊土包括黄土、膨胀土和红黏土，按其塑性指标在塑性图上的位置初步判别。
每一种土类都有一特定的土类代号，土类代号由一至三个基本代号组合构成。
当土类代号为一个基本代号时，该代号即表示土的名称；
当土类代号由两个基本代号构成时，第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示土的副成分、或土的级配情况、或土的液限高低；
当土类代号由三个基本代号构成时，第一个基本代号表示土的主成分，第二个基本代号表示土的液限高低，第三个基本代号表示土中所含次要成分。
基本代号见表2-1-3。
土分类的基本代号表2-1-3
名称
基本代号
漂石（块石）
B
有机质土
O
卵石（碎石）
Cb
黄土
Y
砾
G
膨胀土
E
砂
S
红黏土
R
粉土
M
级配良好
W
黏土
C
级配不良
P
细粒土（C和M合称）
F
高液限
H
（混合）土（粗、细粒土合称）
Sl
低液限
L
1）巨粒土和含巨粒的土按其粒组的相对含量划分为6种土类，见表2-1-4。
巨粒土和含巨粒的土的分类表2-1-4
土类
土代号
土名
巨粒土（巨粒含量＞50%）
巨粒土（巨粒含量≥75%）
漂石含量＞50%
漂石
漂石含量≤50%
卵石
混合巨粒土（巨粒含量＜75%且＞50%）
BSl
混合土漂石
CbSl
混合土卵石
含巨粒的土（巨粒含量15%～50%）
巨粒混合土（巨粒含量15%～50%）
漂石含量＞卵石含量
SlB
漂石混合土
漂石含量≤卵石含量
SlCb
卵石混合土
注：
①对巨粒组质量少于总质量的15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名；
②当散布在土内的巨粒，其体积对土的总体性状有影响时，可不扣除巨粒，按粗粒土或细粒土
的相应规定分类定名，并应予以注明。
2）粗粒土分为砾类土和砂类土，再分别根据其中的细粒含量及类别、粗粒组的级配进行分类，共划分为10种土类，见表2-1-5。
粗粒土的分类表2-1-5
粗粒土
（粗粒含量
＞50%）
砾类土
（砾粒含量
＞50%）
（细粒含量＜5%）
GW
级配良好砾
GP
级配不良砾
含细粒土砾（细粒含量5%～15%）
GF
含细粒土砾
细粒土质砾
（细粒含量＞15%且≤50%）
细粒为粉土
GM
粉土质砾
细粒为黏土
GC
黏土质砾
砂类土（砾粒含量
≤50%）
SW
级配良好砂
SP
级配不良砂
含细粒土砂（细粒含量5%～15%）
SF
含细粒土砂
细粒土质砂
SM
粉土质砂
SC
黏土质砂
注：
①表中级配良好指粗粒组的级配指标不均匀系数Cu≥5且曲率系数Cc＝1～3，级配不良指粗粒组的
级配指标不满足该要求；
②表中M或C根据细粒土的分类表确定。
3）细粒土分为细粒土、含粗粒细粒土和有机质土，再考虑粗粒的成分和含量，分别按塑性图（图2-1-9或图2-1-10）分类，共划分为16种土类，见表2-1-6。
细粒土的分类表2-1-6
细粒土（细粒含量
≥50%）
细粒土
＜25%＝
（位于塑性图A线以下）
MH
高液限粉土
ML
低液限粉土
（位于塑性图A线以上且IP≥10）
CH
高液限黏土
CL
低液限黏土
含粗粒细粒土
25%～50%）
含砾细粒土
（砾粒含量＞砂粒含量）
含砾粉土（位于塑性图A线以下）
MHG
含砾高液限粉土
MLG
含砾低液限粉土
含砾黏土（位于A线以上且IP≥10）
CHG
含砾高液限黏土
CLG
含砾低液限黏土
含砂细粒土
（砂粒含量＞砾粒含量）
含砂粉土（位于塑性图A线以下）
MHS
含砂高液限粉土
MLS
含砂低液限粉土
含砂黏土（位于A线以上且IP≥10）
CHS
含砂高液限黏土
CLS
含砂低液限黏土
（含有机质）
有机质粉土
MHO
有机质高液限粉土
MLO
有机质低液限粉土
有机质黏土
CHO
有机质高液限黏土
CLO
有机质低液限黏土
①当液限取质量为76g的液限仪、锥尖入土深度为17mm对应的含水量时，塑性图的A线为
IP＝0.73（WL－20）,B线为WL＝50%，（见图2-1-9）；
②当液限取质量为76g的液限仪、锥尖入土深度为10mm对应的含水量时，塑性图的A线为
IP＝0.63（WL－20）,B线为WL＝40%，（见图2-1-10）；
③土分类时，正好位于塑性图A线上定名为黏土；
④高液限指位于塑性图B线右侧（包括B线），低液限指位于塑性图B线左侧；
⑤各种低液限粉土应位于塑性图A线以下、B线左侧且IP＝10线以下。
（2）公路工程行业土的工程分类和分级
公路工程行业土的工程分类，以《公路土工试验规程》（JTJ051）中土的工程分类体系为准。
当按堆积年代、成因类型、有机质含量等分类时，按《岩土工程勘察规范》（GB50021）中的相关规定执行。
公路、桥涵地基土的分类，应符合《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024）中的相关规定。
公路工程土的工程分级，应符合《公路工程地质勘察规范》（JTJ064）中的规定。
1）《公路土工试验规程》（JTJ051－93）中土的分类
《公路土工试验规程》（JTJ051-93）中土分类总体系是先将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四大类。
巨粒土分为漂石土和卵石土，粗粒土分为砾类土和砂类土，细粒土分为粉质土、黏质土和有机质土。
特殊土给出黄土、膨胀土和红黏土在塑性图中的位置及其学名，以及盐渍土的含盐量标准。
土类代号的组合构成方法与《土的分类标准》（GBJ145-90）中的类似，基本代号略有增加，见表2-1-7。
土分类的基本代号表2-1-7
块石
Ba
小块石
Cba
角砾
Ga
盐渍土
St
巨粒土按其粒组的相对含量进行分类，见表2-1-8。
巨粒土和巨粒质土的分类表2-1-8
巨粒土
（巨粒含量
＞50%）
漂（卵）石（巨粒含量≥75%）
漂（卵）石夹土（巨粒含量＜75%且＞50%）
漂石夹土
卵石夹土
块（小块）石（巨粒含量≥75%）
块石含量＞50%
块石含量≤50%
块（小块）石夹土（巨粒含量＜75%且＞50%）
BaSl
块石夹土
CbaSl
小块石夹土
（巨粒质土）（巨粒含量
15%～50%）
漂（卵）石质土（巨粒含量15%～50%）
漂石质土
卵石质土
块（小块）石质土（巨粒含量15%～50%）
块石含量＞小块石含量
SlBa
块石质土
块石含量≤小块石含量
SlCba
小块石质土
注：
①对巨粒组质量少于总质量的15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名；
②对漂（卵）石质土、块（小块）石质土，如有必要，可按土中的砾、砂、细粒土含量定名。
粗粒土分为砾类土（角砾类土）和砂类土，再分别根据其中的细粒含量和类别以及粗粒组的级配进行分类，见表2-1-9。
粗粒土的分类表2-1-9
粉土质
黏土质
角砾类土（角砾粒含量
GaW
级配良好角砾
GaP
级配不良角砾
含细粒土角砾（细粒含量5%～15%）
GaF
含细粒土角砾
细粒土质角砾
GaM
粉土质角砾
GaC
黏土质角砾
砂类土
①定土名时，根据粒径分组由大到小，以首先符合者命名；
②表中级配良好指粗粒组的级配指标不均匀系数Cu≥5且曲率系数Cc＝1～3，级配不良指粗粒组的
③表中粉土质指细粒土位于塑性图A线以下，黏土质指细粒土位于塑性图A线以上；
④需要时，在砂类土中对砂可进一步细分为粗砂、中砂和细砂：
粒径大于0.5mm颗粒多于总质量50%
定为粗砂，粒径大于0.25mm颗粒多于总质量50%定为中砂，粒径大于0.074mm颗粒多于总质量75%定为细砂。
细粒土分为粉质土、黏质土和有机质土，再按土中粗粒成分和含量根据塑性图（图2-1-9）分类，见表2-1-10。
细粒土的分类表2-1-10
粉质土
（位于塑性图
A线以下）
（粗粒含量＜25%）
含粗粒粉土
含砾粉土
（砾粒多于砂粒）
含砂粉土
（砾粒少于砂粒）
黏质土
A线以上）
含粗粒黏土
含砾黏土
含砂黏土
（位于塑性图A线以上）
①液限取质量为100g的锥式液限仪、锥尖入土深度为20mm对应的含水量
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