土层的工程分类及性质
2.2土的性质和工程分类
Dr
emax e emax emin
0＜Dr≤0.33 松散 0.33＜Dr≤0.67 中密 0.67＜Dr≤1 密实
Dr 在 0~1 之间，其值越大，表示土越密实。
16
2.《建筑地基基础设计规范》N：
砂土密实度
松散
N
N≤10
稍密
中密
10 <N≤15 15<N ≤ 30
含水量继续增大：随粒间引力减小，但有自由水，且水 占据的体积越大，颗粒占据的体积就越小，击实时孔隙 中过多的水分不易排出，气体也不易排出，以封闭气泡 的形式存在于土内，阻止土粒的移动，击实效果下降。
33
影响因素 含水量：较干、湿均得不到充分压实，最优含水量时可以
击实功：加大击实功能，能克服较大的粒间阻力，使土的 干密度增加，最优含水量减小；含水量低时能量影响较显 著，含水量较高时，加大击实功提高密实度是无效。
ax
λ越接近1，表明对压实质量的要求越高。 工程实践中：用土的压实度或压实系数来直接控制
填方工程的质量。
35
§2.7 地基土（岩）的工程分类
一、土的工程分类
巨粒土：>60mm
砾类土：2~60mm
工 一般土 粗粒土 砂类土：0.075~2mm
程 用 土
粉土：<0.075mm 细粒土
粘性土：<0.005mm
的质量）来衡量。
32
含水量低时：土粒表面的结合水膜薄，水处于强结合水 状态，土粒间距小，粒间引力占优势，土粒间的摩擦力、 粘结力都很大，所以土粒相对位移时阻力大，压实效果 差。
含水量增加：结合水膜增厚，土粒间距也逐渐增加，这 时斥力增加而使土块变软，引力相对减小，压实功能比 较容易克服，粒间引力而使土粒相互位移，趋于密实， 压实效果较好。
2 土的性质及工程分类
2、土的粒组
※
按土颗粒粒径（d）大小将土颗粒分组，称 为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。 巨粒：>60mm 粗粒：0.075~60mm 细粒:≤0.075mm
14
土的粒组
基本概念
粒度、粒组
0.005
0.075
2
60
200
粘粒
粉粒
砂粒
圆粒
碎石
块石
细粒
粗粒
巨粒
15
图 土的矿物成分与粒组的关系
6
按风化成因与沉积地理历史土的分类
按风化成因
无粘性土：物理风化形成，颗粒较粗、相互无粘性、松散 （碎石、卵石、砂等。） 粘性土：物理风化+化学风化形成，颗粒极细、相互粘结，湿呈粘性， 干则结硬（粘土、淤泥）
土
按沉积地理历史，土可分为： 残积土：未经自然力（水力、风力等）搬运，留存于原地的散碎体、碎屑 物。分布于山坡、山顶，近基岩。 沉积土：因各种自然力的作用和搬运而在他处沉积的土。 a. 风成沉积土：由风力形成。 b. 水成沉积土：由水力形成。 c. 冰川沉积土：由冰川活动形成。
34
2.2.2
1、土中水
土中水和气
强结合水
结合水
土中水 自由水
弱结合水
重力水
毛细水
※ 土的含水量试验所测定的为土中的自由 水和弱结合水。
35
自由水：是指存在于土粒表面电场影响范围以外的 土中水。性质和普通水一样，能传递静水 压力，冰点为0℃，有溶解盐类的能力。分 为毛细水和重力水。 结合水：是指水受电分子吸引力作用吸附于土粒表 面的土中水。分为强结合水和弱结合水。
土粒大小不均匀(级配好)，则在动荷载作用下，易于压实等。
第二章土的工程性质及分类
For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。
土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。
由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。
土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。
本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。
在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。
2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。
2.2.1.1土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。
例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。
因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。
如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。
土力学-2 土的性质及工程分类
级配良好
二、土的液相 土中水处于不同位臵和温度条件下，可具有不同的物 理状态——固态、液态、气态。液态水是土中孔隙水的主 要存在状态，因其受土粒表面双电层影响程度的不同可分 为结合水、毛细水、重力水。后两者也称为非结合水（自 由水）。
水 的 类 型 结 合 水 非 结 合 水 毛 细 水 重 力 水 主要作用力 物理化学力 表面张力和重力 重 力
测定含水率常用的方法是烘干法，先称出天然土的质量， 然后放在烘箱中，在100℃～105℃常温下烘干，称得干 土质量，按前式可算得。
二、间接换算得物理性质指标
（一）土的孔隙比e 定义：土中孔隙的体积与土粒的体积之比，以小数表 示，其表达式为：
（二）土的孔隙率n
Vv e Vs
定义：土中孔隙Biblioteka 体积与土的总体积之比，或单位体 积内孔隙的体积，以百分数表示，其表达式为：
Vv n 100 % V
（三）土的饱和度Sr 定义：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表 示，其表达式为：
Vw S r 100% Vv
描述土体中孔隙被水充满的程度。干土为0；湿土为100%。
（四）干密度ρd与干重度γd 土的干密度：单位体积内土粒的质量，表达式：
ms d V
Vv e n V 1 e
或
孔隙
e 1+e
土粒
1
n e 1 n
三相示意图
（二）干密度与湿密度和含水量的关系 设土体的体积V为1，则ρd = ms /V，土体内土粒的质 量ms为ρd，由w= mw / ms水的质量mw为w ρd。
m d w d d (1 w) V 1
三、土中气 与大气相通 压缩性高；
土中的气体
土的工程分类及各类型土的工程性质
3、黄土
1）特征与分布
黄土是第四季干旱半干旱气候条件下形成的一种性 质特殊的大陆松散沉积物。
颜色主要呈黄色、淡灰黄色或褐黄色；以粉粒为主 （多为0.05-0.01mm的粗粉粒），粒度大小均一， 黏粒含量少（一般小于10%）；富含碳酸盐以及硫 酸盐、少量其他易溶盐类；孔隙比较大，一般在1.0 左右，具有肉眼可见的大孔隙；垂直节理发育；浸 湿后土体显著沉陷（称为湿陷性）。具有上述全部 特征的土即为典型黄土。上述有的特征不明显的土 称为黄土状土。两者统称为黄土类土，简称黄土。
漂石(块石)混合土 卵石(碎石)混合土
注：巨粒混合土可根据所含粗粒或细粒的含量进行细分。
砾类土的分类：
土类 砾土
粒组含量
级配Cu5，1Cc3 细粒含量<5% 级配不能同时满足
上述要求
土类名称 级配良好砾土
级配不良砾土
含细粒土砾土
5%细粒含量<15%
含细粒土砾土
细粒土质砾土
15%细粒含量 <50%
粒径>0.075mm的颗粒质量>总质量的85%的土 为细砂土。
粒径>0.075mm的颗粒质量>总质量的50%的土 为粉砂土。
举例:
例1：某砂土样，经筛析试验，得到各粒组含 量的百分比为：
粒径mm
>5
5~2
~0.0 75
<0.075
质量百分比 %
8
22
26
14
5、湖积土
工程特征：湖边沉积物粒粗，承载力高；远岸沉 积物粒细，性质变差；湖心沉积物主要为黏土和 淤泥软土，压缩性高，强度很低；湖泊淤塞可演 变为沼泽，沼泽沉积土为沼泽土，主要由半腐烂 的植物残体和泥炭组成，含水量极高，承载力极 低。
建筑施工技术-土的工程分类及性质
按表 " # $ # " 的规定，基坑宽应稍大于基础宽；
表 " # $ # " 基坑（槽）不加支撑时的容许深度
土的名称
密实、中 密 的 砂 土 和 碎 石 类 土 （充填物为砂土）
挖土深度 （&）
土的名称
硬塑、可 塑 的 黏 土 和 碎 石 类 土 "
（充填物为黏土）
挖土深度 （&）
"’(
硬塑、可塑的轻亚黏土及亚黏土 "’$( 坚硬的黏土
边 坡顶无荷载
坡 坡 度（高：宽）
坡顶有静载
坡顶有动载
中密的砂土
" - "’++
" - "’$(
" - "’(+
中密的碎石类土（充填物为砂土）
" - +’.(
" - "’++
" - "’$(
硬塑的轻亚黏土
" - +’/.
" - +’.(
" - "’++
中密的碎石类土（充填物为黏性土）
" - +’(+
压实系数#" , ()-.
()-/ 0 ()-. ()-+ 0 ()-1 ()-& 0 ()-/
( ) -( ( ) -( ( ) 23
注：压实系数#"，为土的控制干密度!! 与最大干密度!!"#$的比值。控制含水量为"45 6 7。
7
土的工程分类及性质
1.2 土方开挖技术
1.2.1 人工开挖土方
第四章土的工程性质与分类
新近堆积土：文化期以来新近堆积的土层 Q4，一般呈欠压密状态，结构强度较低。
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第四章土的工程性质与分类
（2）土根据地质成因分
可分为残积土、坡积土、洪积土、冲 积土、湖积土、海积土、风积土和冰川 沉积土，各成因类型沉积土的特征见书 中有关章节。
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第四章土的工程性质与分类
(三) 土中气体
土中的气体，主要为空气和水气。但有 时也可能含有较多的二氧化碳、沼气及硫化氢， 这些气体大多因生物化学作用生成。
气体的存在形式：一种是封闭气体，另一
种是游离气体。
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第四章土的工程性质与分类
三、土的结构、构造
土的工程性质及其变化，除取决于其物质成分外，
第四章土的工程性质与 分类
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2020/11/28
第四章土的工程性质与分类
一、概述
土的定义：
是连续、坚固的岩石在风化作用下形成 的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的 搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。
土的物质组成：
包括作为上骨架的固体矿物颗粒、孔隙 中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由 颗料（固相）、水溶液（液相）和气（气相） 所组成的三相体系。
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第四章土的工程性质与分类
6.表征土粒特征的概念
有效粒径d10：
小于某粒径的土粒重量累计百分数为10％ 时，相应的粒径称为有效粒径d10。
限定粒径d６0：
当小于某粒径的土粒重量累计百分数为60 ％时，该粒径称为限定粒径d６0。
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第四章土的工程性质与分类
不均匀系数Cu：
工程地质学-第四章土
固相——包括多种矿物成分组成土的骨架， 骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空 隙是相互连通的，形成多孔介质；
液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g土
筛余
P
0
100
10
95
16
87 筛 18 78 分 24 66 法
22 55 38 36 72
水分法
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、 淤泥和生物化学沉积物组成，有层理构 造，较疏松，含水量高，压缩性大而强 度低。
深海沉积物主要是有机质软泥。
7、风积土(eolian deposit)：
在干旱的气候条件下，岩石的风化碎 屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利 的条件下堆积起来的一类土，颗粒主要由 粉粒或砂粒组成，土质均匀，质纯，孔隙 大，结构松散。最常见的是风成砂和风成 黄土，部分风成黄土具有强烈的湿陷性。
原生矿物 ● 由岩石经物理风化生成的， ● 颗粒成分与母岩的相同， ● 常见的有石英、长石和云母 ● 颗粒较粗，多呈浑圆形状， ● 吸附水的能力弱，无塑性。
次生矿物 ●由原生矿物经化学风化生成的新矿物 ●它的成分成分与母岩的完全不同， ●有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物 ● 颗粒极细，且多呈片状， ● 性质活泼，吸附水能力强，具塑性。
河漫滩相冲积土：
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土层
的工程分类及性质
一、土的工程分类
在建筑施工中，按照开挖的难易程度，土可分为八类：一类土（松软土）、二类土（普通土）、三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）、五类土（软石）、六类土（次坚石）、七类土（坚石）、八类土（特坚石）。
一至四类为土，五至八类为岩石。
二、土的工程性质
1、土的密度
（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。
（2）土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。
注：土的干密度越大，表示土越密实。
工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。
2、土的含水量
土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。
注：土的干湿程度用含水量表示。
5%以下称干土、5%—30%称潮湿土、30%以上称湿土。
含水量越大，土就越湿，对施工越不利。
3、土的可松性
自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松性。
土的可松性程度用可松性系数表示。
4、土的渗透性
土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用表示，单位为。
注：土的渗透性大小取决于不同的土质。
地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。
下面来介绍一下，岩石风化。
一般情况下，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。
但由于岩体中岩性并不均一，且有断裂存在，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。
岩体风化厚度一般为数米至数十米，沿断裂破碎带和易风化岩层，可形成风化较剧的岩层。
断层交会处还可形成风化囊。
在这两种情况下深度可超过百米。
岩体风化分为：①物理风化，如气温变化使岩石胀缩导致破裂等；②化学风化，如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿；③生物风化，如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。
岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。
另外，按照岩石分化程度不同可以分为：1、未风化：岩质新鲜偶见风化痕迹。
2、微风化：结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙。
3、中风化：结构部分破坏，沿节理面有次生矿物，有风化裂隙发育，岩体被切割成岩块。
用镐难挖，干钻不易钻进。
4、强风化：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙发育，岩体破碎，用镐可挖，干钻不易钻进。
5、全风化：结构基本破坏，但尚可辨认，有残余结构强度，
可用镐挖，干钻可钻进。
6、残积土：组织结构全部破坏，已成土状，锹镐易开挖，干钻易钻进，具可塑。
最后，来解决一下自己的问题。
就是如何选择有关土质岩层的定额。
(1)砂土：粒径不大于2mm的砂类土，包括淤泥、轻亚粘土。
(2)粘土：亚粘土、粘土、黄土，包括土状风化。
(3)砂砾：粒径2mm～20mm的角砾、圆砾含量（指重量比，下同）小于或等于50%，包括礓石及粒状风化。
(4)砾石：粒径2mm～20mm的角砾、圆砾含量大于50%，有时还包括粒径20mm～200mm的碎石、卵石，其含量在10%以内，包括块状风化。
(5)卵石：粒径20mm～200mm的碎石、卵石含量大于10%，有时还包括块石、漂石,其含量在10%以内，包括块状风化。
(6)软石：饱和单轴极限抗压强度在40Mpa 以下的各类松软的岩石，如盐岩，胶结不紧的砾岩、泥质页岩、砂岩，较坚实的泥灰岩、块石土及漂石土，软而节理较多的石灰岩等。
(7)次坚石：饱和单轴极限抗压强度在40～100Mpa的各类较坚硬的岩石，如硅质页岩,硅质砂岩，白云岩，石灰岩，坚实的泥灰岩，软玄武岩、片麻岩、正长岩、花岗岩等。
(8)坚石：饱和单轴极限抗压强度在100Mpa以上的各类坚硬的岩石，如硬玄武岩,坚实的石灰岩、白云岩、大理岩、石英岩、闪长岩、粗粒花岗岩、正长岩等。