土的工程性质与分类
A
B
C
特征:不规则粗细颗粒交替的层理构造,
并往往存在粘性土夹层、局部尖灭和透 镜体等构造
地质评价:作为地基较为理想(中间地带要注意形成的泉或湖泊由
于植物的生长形成泥炭层);透水性强,作为坝基容易渗漏
洪积扇地形
4.4.4 冲积土(Qal)
河床相:上游颗粒粗(块石、砾石、粗砂),下游颗粒细,
有一定磨圆度,厚度大,一般超过几十米;古河床相土压 缩性低,强度高,是良好地基;现代河床堆积物密实度差, 透水性强,做水工建筑的地基容易渗漏,饱水的砂土还可 能液化
4.1.3 土中水和气体及其与土粒的相互作用
结晶水 1、土中水 结合水 自由水 强结合水 弱结合水
液态水 气态水 固态水
毛细水 重力水
封闭气体 2、土中气体 游离气体
4.1.4 土的结构和构造
1、土的结构—土颗粒本身的特点和颗粒间相互关系的综合特征
土颗粒本身特点—土颗粒大小、形状和摩圆度及表面性质等 土颗粒之间相互关系——粒间排列及其连结性质
特点:通常存在较厚的淤泥、泥炭、压缩性高,强度低,为不良
地基
河口三角洲相
成因:河流搬运的大量泥砂,在河流入海口或入湖口沉积形成弧顶
朝海,顶端向陆的巨大三角形堆积体
特点:厚度可达数百米;水上部分为砂土或粘性土,水下部分由海、
湖堆积物混合而成;此种沉积层为新近沉积层;含水量大,压缩性 高,承载力低。作为建筑地基,应慎重对待。但有时三角洲冲积土 的最上层,由于经过长期的压实和干燥,形成所谓硬壳层,承载力 较下面的高,可以作为低层建筑物地基。
土的名称 粘土 粉质粘土 塑性指数 IP>17
10<IP≤17
注:塑性指数由相应于76g圆 锥体沉入土样中深度为10mm 测定的液限计算而得
• 人工填土 • 根据其组成和成因,可分为 • 素填土为由碎石土,砂土,粉土,粘性土等组 成的填土. • 经过压实或夯实的素填土为压实填土. • 杂填土为含有建筑垃圾,生活垃圾等杂物的 填土. • 冲填土为冲填泥砂形成的填土.
软粘土的触变性用灵敏度(st)指标做定量评价
qu Cu st = ' = ' qu Cu
qu、Cu— 保持天然结构和含水量 的软粘土的无侧限抗压 强度和十字板剪切强度
' ' qu、Cu— 同上土体,结构被破坏 时的无侧限抗压强度和 十字板剪切强度
低灵敏度土 中灵敏度土 高灵敏度土
1<St≤2 2< St≤4 St>4
2、土的构造
①土体构造特征反映土体在力学性质和其它工程性质的各向异性或土 体各部位的不均匀性 ②土体的构造特征是决定勘察、取样或原位测试布置方案和数量的主 要因素之一
1.对于碎石土,粗石状构造和假斑状构造是最普遍的
粗石状构造
冰积层的假斑状构造
2.对于砂土和砂质粉土,各种不同形式的夹层、透镜体或交错层 构造较为普遍
浅海沉积砂夹粘土层构造
风积砂的交错层构造
3.粘性土中,常见的有层状、显微层状构造及各种节理构造
膨胀土体表层的裂隙构造
§4.3 土的工程分类
4.3.1 土的工程分类原则和体系
1、分类的目的和原则 分类目的:
①根据土类,可以大致判断土的基本工程特性,并可结合其它 因素评价地基的承载力、抗渗流与抗冲刷稳定性等 ②根据土类,可以合理确定不同土的研究内容和方法 ③当土的性质不能满足工程要求时,也根据土类确定相应的改 良和处理方法
4.4.2 坡积土(Qdl)
概念:山坡上高出的残积物受重力
或短期性水流(雨水、雪水)的洗刷、 剥蚀、顺坡向下搬运到平缓的山坡或 山麓处,逐渐堆积形成
颗粒:粒度成分有明显的分选性,
颗粒由坡顶向坡角逐渐变细,坡积土 表面的坡度越来越平缓
特征:厚度变化较大,土质不均匀,
在斜坡较陡地段厚度薄,坡角地段较 厚,孔隙大,压缩性高
4.1.2 土的矿物成分
1、原生矿物—颗粒粗大,物理、化学性质一般比较稳定,对 土的工程性质影响比其它几种矿物小得多,对土的工程性质 影响的差异主要在于其颗粒形状、坚硬程度和抗风化稳定性 等因素 2、不溶于水的次生矿物—①粘土矿物—含水硅酸盐、主要有 高岭石;伊利石、水云母;蒙脱石。②次生siO2(胶态和准 胶态)③倍半氧化物(Al2O3和Fe2O3) 3、可溶盐类及易分解的矿物—①易溶盐—主要有NaCl, CaCl2,Na2SO4.10H2O,Na2CO3.10H2O②中溶盐—主要 有CaSO4.2H2O,MgSO4③难溶盐—主要有CaCO3和 MgCO3 4、有机质—当有机质在粘性土中的含量达到或超过5%(在砂 土中的含量达到或超过3%)时,开始对土的工程性质有显 著的影响.
地质评价:修筑建筑物注意不均匀沉降和地基稳定性问题
4.4.3 洪积土(Qpl)
概念:在山区,由暴雨或大量溶雪形成
暂时性山洪急流,冲刷并搬运大量岩屑, 流至山谷出口或山前倾斜平原,堆积而 形成
颗粒:粒度成分有明显的分选性,谷口
附近为大的块石、碎石、砾石和粗砂, 谷口外较远地带颗粒变细,为分选性较 好的砂类土、粘性土
试验方法(筛分法)——用
一套孔径不同的筛子,按从上至 下筛孔逐渐减小放置。将事先称 过质量的烘干土样过筛,称出留 在各筛上的土质量,然后计算其 占总土粒质大小的土粒在水中
的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量
颗粒级配的描述
工程上常用不均匀系 数Cu描述颗粒级配的 不均匀程度 曲率系数Cc描述颗粒级 配曲线整体形态,表明 某粒组是否缺失情况
砂粒
粉粒
0.075~0.01 【原生矿物碎屑】透水性较弱;湿时稍有粘性(毛细力连 结),干燥时松散,饱和时易流动;无塑性和遇水膨胀性; 0.01~0.005 毛细水上升高度大;湿土振动有水析现象(液化) <0.005 【次生矿物】几乎不透水;湿时有粘性、可塑性、遇水膨 胀大,干时收缩显著;毛细水上升高度大,但速度缓慢
坚硬程度类别 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软岩 5<frk≤15 极软岩 frk≤5
饱和单轴抗压 强度frk(Mpa)
frk>60
30<frk≤60 15<frk≤30
岩体完整程度划分
完整程度等级 完整 >0.75 较完整 0.75-0.55 较破碎 0.55-0.35 破碎 极破碎
完整性指数
0.35-0.15
<0.1
完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速比的平方.
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
碎石土的分类
土的名称 漂石 块石 卵石 碎石 圆砾 角砾 颗粒形状 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 颗粒级配 粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50% 粒径大于20mm的颗粒 含量超过全重50% 粒径大于2mm的颗粒 含量超过全重50%
分类原则:
①工程特性差异性原则。 ②以成因、地质年代为基础的原则。 ③分类指标便于测定的原则。
2、土的工程分类体系 ①建筑工程分类体系—侧重把土作为建筑地基和环境, 以原状土为基本对象,例如:《建筑地基基础设计规 范》(GB50007-2002),《岩土工程勘察规范》 (GB50021-94) ②材料系统的分类体系——侧重把土作为建筑材料, 用于路堤、土坝和填土地基等工程,故以扰动土为基 本对象(GBJ145-90)
河漫滩相:常为上下两层的“二元结构”,下层粗颗粒土、
上层为细粒土或粉土、粉质粘土、粘土,常挟带淤泥或泥 炭等;作为建筑物地基,注意其软弱夹层
牛轭湖相
成因:由于河水惯性离心力的作用使河水冲向弯曲河床的凹岸,造
成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓,在凸岸河水携带的泥沙就会沉积, 河床不断加宽,河曲的曲度变大,形成蛇曲河。蛇曲河最后会裁弯取 直。废弃的弯曲河道淤塞形成牛轭湖相
蜂窝结构
絮状结构
3.絮状结构:细微粘粒大都呈针状或片状,质量极轻,在水中处于悬
浮状态。当悬液介质发生变化时,土粒表面的弱结合水厚度减薄,粘粒 互相接近,凝聚成絮状物下沉,形成孔隙较大的絮状结构
4、软粘土的触变性和灵敏度 触变性—土体经过扰动致使结构破坏时,土体强度剧烈减小,但如果
将其静置一定的时间,该土体强度又随静置时间的增大而逐渐有所增 长、恢复的特性。
漂石或块石颗粒 卵石或碎石颗粒
圆砾或角 砾颗粒 粗 中 细 粗 中 细 极细 粗 细
>200 200~20
20~10 10~5 5~2 2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.1 0.1~0.075
【岩石碎屑及原生矿物碎屑】 透水性很大;无粘性;无毛细作用
【岩石碎屑及原生矿物碎屑】 透水性很大;无粘性土;毛细水上升高度不超过粒径大小 【原生矿物碎屑】 易透水;无粘性;无塑性,干燥时松散;毛细水上升高度 不大(一般小于1m)
第四章
土的工程性质与分类
主要内容 土的组成与结构、构造 土的工程分类 土的成因类型特征 特殊土的主要工程性质
• • • •
§4.1 土的组成与结构、构造 4.1.1 土的粒度成分 • 粒度划分。 • 粒度级配及其对工程地质性质的影响。
1、粒组划分、组成与土的工程性质关系
粒组名称 粒径范围 mm 一般特征
4.4.5 湖泊沉积物(Ql)
分类:湖边沉积物、湖心沉积物、沼泽沉积物
4.3.2 我国土的工程分类 • 1、土的工程分类标准(GB\T50145-2007) • 巨粒类土:
• 粗粒土:试样中粗粒组(0.075mm《d 《60mm)含量大于50%的土称粗粒类,其中 砾粒组含量大于砂粒组含量的土称砾类土,砾 粒组含量不大于砂粒组含量的土称砂类土。 • 砾类土:
• 砂类土:
1.单粒结构:粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单
粒结构,其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同,可 分为疏松状态和密实状态