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