ASTM土的工程分类执行标准统一的土分类体系.docx
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ASTM土的工程分类执行标准统一的土分类体系
ASTM土的工程分类执行标准（统一的土分类体系）
Designation:
D2487-00
土的工程分类执行标准（统一的土分类体系）
1.范围
1.1该操作描述基于实验室测定的粒径特征、液限和塑性指数用于工程目的分类矿物和有机金属矿物土的体系，当需要精确分类土时，这些将会用到。
1.2该体系的组符号是基于实验室在土试样通过3-in.（75-mm）筛部分试样上的测试完成的数据（见规范E11）。
1.3作为一种分类体系，该标准仅限于自然生成的土。
1.4该标准仅应用于定性。
1.5该标准是统一的土分类体系的ASTM版本。
分类表的理论是由A.Casagrande在上世纪四十年代初发展的飞机场分类体系。
当几个美国政府机构在1952年采用改进后的飞机场体系版本，它就成为众所周知的统一的土分类体系。
1.6该标准试验方法没有包含所有的安全问题，即便要，也应联系实际需要。
在试验前确定合适的安全、健康守则和决定其规章制度适用的局限性是试验者的责任。
1.7该操作提供一套用于完成一种或是更多特殊操作的说明。
该文件不能取代培训或是经验，应结合职业判断使用。
不是所有的该操作都能用于所有的环境。
该ASTM标准不是想代表或是取代标准观察，对于一给定的专业，必须判断其适当性，也不是不考虑一个工程的许多的特殊方面就采用该文件。
在标题中“标准”一词仅仅意味着文件已经通过了ASTM多数人赞同通过程序的批准。
2.参考文件
3.术语
3.1定义-除非以下列出的，所有定义均参照术语D653。
粘土-通过No.200（75-mm）美国标准筛的土，能被制成在一定范围的含水率存在塑性（像灰泥样的性质），当空干时存在相当的强度。
对于分类，粘土是细颗粒土，或者土中的细粒部分，其塑性指数等于或大于4，在塑性指数对液限的曲线上落在或在“A”线以上。
砾石-岩石粒子通过美国标准筛3-in.（75-mm）筛，保留在No.4（4.75-mm）筛上部分，按以下细分：
粗砾-通过3-in.（75-mm）筛，保留在
-in.（19-mm）筛上部分。
细砾-通过
-in.（19-mm）筛，保留在No.4（4.75-mm）筛上部分。
有机粘土-带有足够有机物成分能影响土性质的粘土。
对于分类，有机粘土是一种土，应归类为粘土，除非它在烘干后的液限值小于烘干前液限值的75%。
有机粉土-带有足够有机成分能影响土性质的粉土。
对于分类，有机粉土是一种土，应归类为粉土，除非它在烘干后的液限值小于烘干前液限值的75%。
泥炭-一种含有各分解阶段植物组织的土，通常带有机物气味，棕黑色-黑色，像海绵似的结构，质地为纤维的-无定型的。
砂-岩石粒子通过美国标准筛No.4（4.75-mm）筛，保留在No.200（75-mm）筛上部分，按以下细分：
粗砂-通过No.4（4.75-mm）筛，保留在No.10（2.00-mm）筛上部分。
中砂-通过No.10（2.00-mm）筛，保留在No.40（425-
）筛上部分。
细砂-通过No.40（425-
）筛，保留在No.200（75-
）筛上部分。
粉土-能通过美国标准筛No.200（75-
）筛，没有塑性或是非常轻微的塑性，当空干时表现出很小或没有强度的土。
对于分类，粉土是细粒土，或者土中的细粒部分，其塑性指数小于4或如果在塑性指数曲线对液限的曲线里落在“A”线以下。
3.2对于该标定特定的术语定义：
曲率系数，
-为
的比率，式中
，
和
是在累积粒径分布曲线上相应细粒含量为60，30和10%的粒径。
均匀系数，
-为
的比率，式中
和
在累积粒径分布曲线上相应细粒含量为60和30%的粒径。
4.概要
4.1如表1说明的，该分类体系划分为三种主要土：
粗粒土，细粒土，高有机质土。
这三种划分进一步细分为15种基本土粒组。
表1土分类表
采用试验室测试A指定组符号和组名称的标准
土分类
组符号
组名称B
粗粒土
砾石
纯砾石
GW
级配良好砾石D
超过50%留在N0.200筛上
超过50%的粗粒部分留在No.4筛上
少于5%的细粒E
GP
级配差的砾石D
含细粒砾石
细粒归类为ML或MH
GM
粉质砾
石D,F,G
细粒超过12%
细粒归为为CL或CH
GC
粘质砾石
砂
纯砂
SW
级配良好
砂H
50%或更多的粗粒
少于5%的细粒L
SP
级配差的
砂H
通过No.4筛部分
含细粒砂
细粒归类为ML或MH
SM
粉质砂F,G,H
超过12%的细粒I
细粒归类为CL或CH
SC
粘质砂F,G,H
细粒土
粉土和粘土
无机物
Pl>7和在“A”线上或以上
CL
低液限粘
土K,L,M
50%或更多通过No.200筛
液限小于50
Pl>4和在“A”线以下
ML
粉土K,L,M
有机质
液限-烘干后液限<0.75
OL
有机粘
土K,L,M,N
液限-未干燥的
OL
有机粉
土K,L,M,O
粉土和粘土
无机质
塑限曲线在“A”线或以上
CH
高液限粘
土K,LM
液限为50或更大
塑限曲线“A”线以下
MH
高液限粉
土K,L,M
有机的
液限-烘干后液限<0.75
OH
有机粘
土K,L,M,P
液限-未干燥的
有机粉
土K,L,M,Q
高有机质土
主要为有机物，黑色，有机质气味
PT
Peat
A基于通过3-in.（75-mm）筛的材料；
B如果原位试样包含漂石或块石，或者两者都含，在组名中加“含漂石或块石，或是两者”；
C
；
D如果土中含有≥15%的砂，在组名中加“含砂”；
E砾石有5-12%的细粒需要双符号：
GW-GM级配良好含粉土砾石
GW-GC级配良好含粘土砾石
GP-GM级配差含粉土砾石
GP-GM级配差含粘土砾石
F如果细粒归类为CL-ML，使用双符号GC-GM，或SC-SM。
G如果细粒为有机物，在组名中加“含有机质细粒”。
H如果土含≥15%的砾石，在组名中加“含砾石”。
I砂含5-12%细粒需要双符号：
SW-SM级配良好含粉土砂
SW-SC级配良好含粘土砂
SP-SM级配差含粉土砂
SP-SC级配差含粘土砂
J如果Atterberg极限绘制在阴影线上，土为CL-ML，粉质粘土。
K如果土含15-29%大于No.200筛的成分，加“含砂”或“含砾石”，无论那一个占主要。
L如果土含30%大于No.200筛的成分，主要为砂时，在组名中加“砂”。
M如果土含30%大于No.200筛的成分，主要为砾石时，在组名前加“砾石”。
NPL≥4和在“A”线上或是其上方。
OPL<4或在“A”线下方。
PPL在“A”线上或是其上方。
QPL在“A”线下方。
4.2基于观察和指定定的验室测试结果，按照土的基本分类划分土，指定土的符号和名称，从而分类。
流程图能用于指定大概的分组符号和名称，图1用于细粒土，图3用于粗粒土。
5.作用和意义
5.1该标准分类土，来自任何曲线位置对应的种类，曲线位置代表指定的实验室测试结果，结果用于确定粒径特性、液限和塑性指数。
5.2按照操作D2488要求的描述信息确定组名和符号，能用于描述土以有助于评价它的用于工程的重要性质。
5.3该分类系统的各组划分已经设计满足土的主要工程性质。
在任何场地或是实验室调查，该标准为岩土工程目的提供了有用的第一步。
5.4该标准可能同样用于辅助训练员工使用操作规程D2488。
5.5但工作对象为冻土时，该标准可能与操作规程D4083结合使用。
6.仪器设备
6.1仪器还可能包括需要用于获取和制备试样、完成指定实验室测试、塑性图（类似图4）和累积粒径分布曲线（类似图5）的仪器。
7.取样
7.1应按指导D420或是其它能接受的程序建议的一种或多种方法取样和鉴别。
7.2对于精确的鉴别，该实验方法需要的最少测试试样量依赖需要进行的实验室测试项目。
仅只需粒径分析，则需要试样的最少干重量如下：
最大粒径
最少试样量
筛孔
干质量
4.75mm（No.4）
100g（0.25lb）
9.5mm（
in.）
200g（0.5lb）
19.0mm（
in.）
1.0kg（2.2lb）
38.1mm（
in.）
8.0kg（18lb）
75.0mm（3in.）
60.0kg（132lb）
每当可能时，野外试样应两-四倍上面给定的质量。
7.3当必须进行液限和塑限试验时，额外的材料必须足够提供150-200g细于No.40（425-
）筛的土样。
7.4如果野外试样或是测试试样少于建议的最少量，报告应包括一适当的评价。
8.泥炭土的分类
8.1一种试样土：
主要由在各分解阶段中的植物组织和无定形结构的纤维组成的，棕黑色-黑色，有机物气味，应指明为高有机物土，归类为泥炭土，PT，在后面的归类程序中不再提出。
8.2如果期望，泥炭土的分类可按分类D4427操作。
9.分类准备
9.1在土按本表标准分类前，一般地粒径分布小于3-in.（75-mm）部分的土样和小于No.40（425-
）号筛部分土样塑性性质必须确定。
见9.8节明确指明要求的测试。
9.2土试样的制备、粒径分布试验、液限和塑性指数应按通过了的标准程序操作。
在附录
和
中给出了用于分类目的的两种制备测试土试样的程序。
附录
描述了湿制备法，对于为干燥的粘性土和有机土采用该法较好。
9.3当写由该标准确定的土分类报告时，采用的制备和测试程序应报告或参考。
9.4尽管在确定粒径分布里使用测试程序或视其它考虑可能需要对试样材料进行比重计分析，但对于土分类不需要比重计分析。
9.5任何小于3-in.（75-mm）材料的百分含量（质量）必须作为辅助的信息测定和报告。
9.6最大粒径应测定（用仪器两侧或估计）作为辅助的信息。
9.7当累积粒径分布需要时，应使用一套筛，包括以下孔径筛（含与最大粒径相当的最大的孔径）和其它用于定义粒径分布必须或需要的孔径筛：
3-in.（75-mm）、
-in.（19.0-mm）、No.4（4.75-mm）、No.10（2.00-mm）、No.40（425
）、No.200（75-
）
9.8在用于分类的准备里需要完成的测试如下：
9.8.1对于估计含少于5%细粒的土，需要绘制大于No.200（75-
）部分的累积粒径分布曲线图。
如图5绘制通过百分含量对粒径或筛径/筛号的半对数图。
对于估计含5-15%细粒的土，需要绘制累积粒径分布曲线图（），还需测定液限和塑性指数。
.1如果不能取得足够的材料用于测定液限和塑性指数，细粒应被估计或为粉质的或为粘质的，使用操作规程D2488里描述的程序并在报告里注明。
对于估计含15%或更多细粒的土，需要测定细粒的百分含量、砂百分含量和砾石百分含量，还需测定液限和塑性指数。
对于估计含90%细粒的土，细粒百分含量、砂百分含量和砾石百分含量可能使用在操作规程D2488里描述的程序估计，并在报告里注明。
10.初步的分类程序
10.1将土分类为细粒土，如果干试样质量的50%或更多通过了No.200（75-
）筛，接着按节操作。
10.2将土分类为粗粒土，如果超过50%的干试样质量保留在No.200（75-
）筛上，接着按12节操作。
11.细粒土的分类程序
11.1土为无机粘土，如果位置落在塑性指数对液限图（图4）的“A”线上或其上，塑性指数大于4，含有的机物质不会影响在节里测定的液限。
归类土为低液限粘土，CL，如果液限小于50。
见图4标为CL区域。
归类土为高液限粘土，CH，如果液限为50或者大于。
见图4种标记为CH区域。
归类土为粉质粘土，CL-CM，如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线上或是其上和塑性指数范围在4-7之间。
见图4中标记为CL-ML区域。
11.2土为无机粉土，如果在塑性指数对液限图（图4）中的位置落在“A”线以下或者塑性指数小于4，且含有的有机物不会影响在中测定的液限。
归类土为粉土，如果液限小于50。
见图4种标记为ML区域。
归类土为高液限粉土，MH，如果液限为50或者更大。
见图4中标记为MH区域。
11.3土为有机粉土或粘土，如果含有足够数量有机物影响中测定的液限。
如果当土为黑色和在湿和暖状态下为有机气味，应在测试试样上再进行一次液限测定，试样在110±5℃下烘干至恒重，典型的为烘一夜。
土为有机粉土或是有机粘土，如果液限在烘干后小于烘干前初始试样液限的75%（见操作规程D2217步骤B）。
归类土为有机粉土或是有机粘土，OL，如果液限（不是烘干的）小于50%.
归类土为有机粉土，OL，如果塑性指数小于4，或者在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线以下。
归类土为有机粘土，OL，如果塑性指数为4或者更大和在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线上或是其上。
见图4中标记为OL（或者CL-ML）区域。
归类土为有机粘土或有机粉土，OH，如果塑限（不是烘干的）为50或是更大。
归类土为有机粉土，OH，如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线以下。
归类土为有机粘土，OH，如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线上或是其上。
见图4中标记为OH区域。
11.4如果小于30%但大于等于15%的测试试样保留在No.200（75-
）筛上，应在土组名前加“含砂”或“含砾”（无论哪一个占优势的）。
例如，含砂低液限粘土，CL；含砾石粘土,ML。
如果砂的百分含量等于砾石的百分含量，使用“含砂”。
11.5如果30%或者更多的测试试样保留在No.200（75-
）筛上，应在土组名前加“砂质”或“砾质”。
如果30%或者更多的测试式样保留在No.200（75-
）筛上且粗粒成分以砂为主，在土组名前加“砂质”。
如果30%或者更多的测试式样保留在No.200（75-
）筛上且粗粒成分以砾石为主，在土组名前加“砾质”。
例如，砂质低液限粘土，CL；砾质高液限粘土，CH；砂质粉土，ML。
如果砂的百分含量等于砾石的百分含量，使用“砂质”。
12.粗粒土的分类程序（超过50%保留在No.200（75-
）筛上）
12.1归类土为砾石，如果超过50%的粗粒部分[加上No.200（75-
）筛]保留在No.4（4.75-mm）筛上。
12.2归类土为砂土，如果50%或者更多的粗粒部分通过No.4（4.75-mm）筛。
12.3如果12%或者少于12%的测试试样通过No.200（75-
）筛，绘制累积粒径分布曲线图，图5，并按给定的方程1和2计算均与系数，
和曲率系数，
。
如果少于5%的测试试样通过No.200（75-
）筛，归类土为级配良好砾石，GW，或者级配良好砂，SW，如果
对于砾石大于或等于4.0或者对于砂大于6，和
如果少于5%的测试试样通过No.200（75-
）筛，归类土为级配差砾石，GP，或是级配差砂，SP，如果
或者
没有满足级配良好标准。
12.4如果超过12%的测试试样通过No.200（75-
）筛，土应视为含细粒粗粒土。
细粒被确定为粘质或粉质，判断基于塑性指数对液限图（图4）（见.1，如果能取得充足的材料用于测试）（见注释7）。
归类土为粘质砾石，GC，或者粘质砂，如果细粒为粘质，也就是，在塑性指数对液限图（图4）的位置落在“A”线上或其上方，塑性指数大于7。
归类土为粉质砾石，GM，或者粉质砂，SM，如果细粒为粉质，也就是，在塑性指数对液限图（图4）的位置落在“A”线下方，塑性指数小于4。
如果细粒绘图为粉质粘土，CL-ML，归类土为粉质、粘质砾石，GC-GM，如果是砾石或粉质、粘质砂，SC-SM，如果是砂。
12.5如果5-12%的测试试样通过No.200（75-
）,使用两组符号给土双分类。
第一组符号应对应为含少于5%细粒的砾石或砂（GW、GP、SW、SP），第二组符号应对应含大于12%细粒的砾石或砂（GC、GM、SC、SM）。
组名应对应第一组符号加“含粘土”或“含粉土”
12.6如果试样主要为砂或砾石，但含15%或者更多的其它粗粒成分，应在组名前加“含砾石”或“含砂”。
例如，含砂级配差砾石，含砾石粘质砂。
12.7如果原位试样含任何的漂石或是块石或是两则都含，应在组名前加“含漂石”或“含漂石和块石”。
例如，含漂石粉质砾石，GM。
13.报告
13.1报告应包括组名、组符号和实验室测试结果。
粒径分布应给定砾石、砂和细粒的百分含量。
应绘制累积粒径分布曲线图，如果其用于分类土。
报告适当的按照操作规程D2488的程序描述的信息。
本地或商业名称或对于材料的地质解释应加在描述信息的末尾，如果照此辨认。
使用的测试程序在报告里应提到。
原位条件-硬度、均匀性、干燥状态、颜色，地质解释-冲积扇。
14.精度和误差
14.1可接受度标准依赖测试方法D422、D1140和D4318的精度和误差。
15.关键词
15.1Atterberg极限；分类；粘土；级配；砾石；实验室分类；有机土；砂；粉土；土分类；土测试。
APPENDIXES附录
（NonmandatoryInformation非强制信息）
X1.EXAMPLESOFDESCRIPTIONSUSINGSOILCLASSIFICATION
X1.使用土分类描述的例子
X2.USINGSOILCLASSIFICATIONASADESCRIPTIVESYSTEMFORSHALE,CLAYSTONE,SHELLS,SLAG,CRUSHEDROCK,ETC.
X2.使用土分类描述页岩、粘土岩、贝壳、岩渣、破碎岩石等等的方法
X3.PREPARATIONANDTESTINGFORCLASSIFICATIONPURPOSESBYTHEWETMETHOD
X3.用于分类目的采用湿法制备和测试
X4.AIR-DRIEDMETHODOFPREPARATIONOFS01LSFORTESTINGFORCLASSIFICATIONPURPOSES
X4.用于分类目的空干法制备测试土试样
X5.ABBREVIATEDSOILCLASSIFICATIONSYMBOLS
X5.土分类符号缩写
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