各类土的工程质特性
路基土的分类
1路基土的分类？及土的工程性质土依据上的颗粒组成特征，土的塑性指标和土中有机质存在的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，特殊土主要包括黄土、膨胀土、红粘土和盐渍土。
巨粒土(包括漂石和卵石)有很高的强度和稳定性,是良好的填筑路基的材料。
砂性土，集配适宜强度和稳定性都满足要求，是理想的路基填筑材料。
粉性土，容易造成冻胀翻浆等路基病害，如果用它填筑路基则必须采用改良措施，加强排水，采取隔离水等措施。
粘性土，干燥时坚硬，施工时不易破碎，浸湿后长期保持水分，不易挥发，因而承载能力小，因此粘性土在适当含水量的情况下，充分压实和设置良好的排水设施修筑而成的路基也能获得稳定。
重粘土，工程性质和粘性土相似，重粘土不透水，粘聚力特强，塑性很大，干燥时很坚硬，施工时难以挖掘与破碎，因此不能做路基的填筑材料。
总之，土作为路基的建筑材料，砂性土最优，粘性土次之，粉性土属于不良材料，重粘土为不良的路基土，还有一些特殊土，根据其特殊的性质在筑路时采取相应的措施。
2我国公路区划的划分原则。
1．道路工程特征相似的原则2．地表气候区划羌异性的原则3．自然气候因素既有综合义有主导作用的原则3什么是潮湿系数？年降雨量R与年蒸发量Z之比，K=R/Z4什么是冻胀与翻浆？积聚的水冻结后体积增大，使路基降赵而造成面层开裂，即冻胀现象。
交通繁重的地区，经重车反复作用，路基路面结构会产生较大的变形，严重时，路基土以泥浆的形式从胀裂的路面缝隙冒出，形成了翻浆。
5路基的干湿类型分那几种？如何划分？路基按其干湿状态不同，分为四类：干燥、中湿、潮湿和过湿。
四种干湿类型以分界稠度Wc1、wc2和wc3来划分，干燥wc>wc1 中湿:wc1>=wc>wc2 潮湿:wc2>=wc>wc3 过湿:wc<=wc36什么叫路基工作区？在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力6Z与路基十自重引起的垂直应力‘M相比所占比例很小，仪为1／10—1／5时，该深度2a范围内的路基称为路基工作区。
第二章土的工程分类及野外简易鉴别
frk≤5
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
颗粒形状
颗粒级配
漂石 块石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50％
卵石 碎石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于20mm的颗粒 含量超过全重50％
圆砾 角砾
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
漂石B 卵石Cb
漂石夹 卵石夹 土BSI 土CbSI
漂石质 土SIB
卵石质 土SICb
注：1.以上体系中漂石换成块石，B换成Ba，即构成块石分类体系； 2.同样，卵石换成小块石，Cb换成Cba，即构成小块石分类体系。
2022/1/21
b.粗粒土的分类
巨粒含量少于15%，剔除土中巨粒后，若0.074 mm ～60 mm的粗粒组 含量多于余土50%的土，称为粗粒土。粗粒土分为砾类土和砂类土两类
分类
描述内容
碎石类土
名称，颜色，颗粒成分，颗粒风化程度，磨圆度，充 填物成分、性质及含量，密实程度、潮湿程度等
砂类土
名称，颜色，结构及构造，颗粒成分，粒径组成，颗 粒形状，密实程度，潮湿程度等
粘性土
名称，颜色，结构及构造，夹杂物性质及含量，潮湿 和密实程度等
2022/1/21
• 三、例题
【例】下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线,试按%,≤50%高（低 液限黏土 粗粒组≤25%
含砾（砂）高 （低）液限黏
土粗粒组>25
%,≤50%
A线以上 有机质高 （低）液 限黏土
A线以上 有机质高 （低）液 限粉土
砾粒>
砂粒
第三章-土的物理性质与工程分类..
特殊性岩土
1.软土 —— 主要由细粒土组成的孔隙比大（一般 大于1),天然含水率高（接近或大于液限），压缩性 高（a>0.5MPa）和强度低的土.
①淤泥 —— 天然含水率大于液限，天然孔隙比 大于或等于1.5。
系数大于0.015湿陷性黄土 ②非自重湿陷性黄土—土层上覆自重压力下的湿
陷系数小于0.015
—液限4.红粘土—指碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用 形成并覆盖于基岩上的棕红、黄等色的高塑性土，其液限大 于50%. 次生红粘土大于45%且小于50%的土.
5.膨胀土—粘粒成分主要是由亲水性粘土矿物组成在环境的温度 湿度的变化时可产生强烈的胀缩的，具有吸水膨胀，失水收缩的 特性.
分类方法：
1.《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)
根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地 基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五 大类 a.岩石的分类
颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石， 坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类
坚硬程度类别 坚硬岩 较硬岩 较软岩
五、土的工程性质评价
土的物理状态主要指土的松、密和软、硬程度
土的物理状态
砂性土： 密实程度：松、密 粘性土： 软硬程度（稠度）：软、硬
1. 粘性土的稠度和可塑性
1）粘性土的稠度状态
稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破 坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征
粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为 土的稠度界限
软岩 极软岩
饱和单轴抗压 强度frk(Mpa)
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。
土的工程分类和特殊土的工程地质特征
（三）工程地质性质的基本特点
1、高塑性和分散性
液限一般为50~80%，塑限为30～60％，塑性指数一般为20～50%。
2、高含水率、低密度
天然含水率一般为30％～60％，饱和度>85％，密实度低，大孔隙明显，孔隙比>1.0；液性指数一般都小于0.4；坚硬和硬塑状态。
国内外的土质分类方案很多，归纳起来有三种不同体系，一是按粒度成分，一种是按塑性指标，一种是综合考虑粒度和塑性的影响。
二、土的分类
（一）按地质成因分类：
土按地质成因可分为：残积、坡积、洪积、冲积、冰积、风积等类型。
（二）按颗粒级配和塑性指数分类
土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。
1．土按颗粒大小分类
上部为坡积，下部为残积的情况居多。
主要分布在云南、贵州、广西、安徽、四川东部等。
（二）成分和结构特征
红粘土的粘粒组分（粒径<0.005mm）含量高，一般可达55～70％，粒度较均匀，高分散性。
粘土颗粒主要是多以高岭石和伊利石类粘土矿物为主。
主要化学成分为：SiO2(33.5~68.9%)、Al2O3(9.6~12.7%)、Fe2O3(13.4~36.4%)、硅铝率一般均小于2。
0.7～2，弱
胀缩总率以 表示，并按下式计算：
式中： ：在压力0.5MPa时的膨胀率，％
：土的收缩系数
：土的天然含水量
：土在收缩过程中含水率的下限值，％
如式中 为负值时，按负值考虑，如 大于8％时按8％考虑，小于0时按0考虑。
式中收缩系数 可通过收缩试验测得，它是土的收缩曲线的直线部分的斜率，即：
式中 ：与 相应的收缩率之差
建筑工程土质分类
建筑工程土质分类
在建筑工程中，土质是一个重要的考虑因素。
根据土壤中的颗粒组成和特性，可以将土质分为不同的类别。
以下是常见的建筑工程土质分类：
1. 砂质土：砂质土是由颗粒直径在0.05mm至2mm之间的石英、石英砂和石英岩等颗粒组成的土壤。
砂质土排水性好，容易渗透，但胶结性较差。
2. 黏土：黏土是由颗粒直径小于0.002mm的颗粒组成的土壤，主要由粘质和硅铝酸盐矿物质组成。
黏土的塑性较好，胶结性强，但其排水性较差。
3. 粉土：粉土是由颗粒直径在0.002mm至0.05mm之间的细
粒颗粒组成的土壤。
粉土的胶结性和排水性介于砂质土和黏土之间。
4. 砾石：砾石是由颗粒直径超过2mm的石块和碎石组成的土壤。
砾石的孔隙较大，排水性好。
5. 沙土：沙土是由砂质土和少量细粒颗粒组成的土壤。
沙土具有较好的排水性和透水性。
以上是常见的建筑工程土质分类，不同的土质在工程设计和施工中有不同的影响和处理方法。
根据具体土质的特性，选用适当的工程处理措施，可以确保工程的稳定性和安全性。
浅谈黄河冲淤积平原土的工程特性
浅谈黄河冲淤积平原土的工程特性摘要：黄河冲淤积平原土是我国特有的一种土质，国内在黄河冲淤积土的动力特性、土的固结与变形特性、土的渗透特性等方面开展了部分研究，并取得了一定的成果。
本文介绍了黄河冲淤积粉土的压实性状和压实机理和地基沉降规律。
关键词：黄河；平原土；特性一、黄河冲淤积平原土的成层结构距今约10万年，黄河携带大量黄土高原的泥沙进入山东境内。
随地壳振荡式下沉，河身的反复摆荡，开始了塑造黄河冲（淤）积沉积平原的历程。
成土物源来自于黄土高原的黄土。
进入全新世，黄河继续是塑造平原地形的物源。
前9500-9000年开始，黄河冲淤积平原经历了全新世完整的海水进退旋回，于前2500年结束。
在前6000年的海侵最盛时期，由于侵蚀基准面的上升，平原排水不畅，引起沼泽化现象，导致在漫滩低地上有一期普遍的淤泥沉积，造成了全新统地层一统三分的构造剖面。
沉积厚约20m，上陆相层。
0-9.4m、下陆相层17.75-22.99m 为粉土，亚砂土夹亚粘土，中间为9.14-17.75m的海相黑灰色淤泥层。
进入历史时期，黄河为人工堤约束，成为地上悬河。
地貌上岗洼相间，呈垄状起伏。
岸线以上区域，以微斜平地和滨海滩地为主，次为河滩地和河滩高地。
沉沙表现为“高沙、洼淤、干胶泥（壤）”的一般规律。
无论是垂直剖面还是水平方向上，均为粉砂土。
粉土夹薄层粘土地层组成。
积了粉质粘土层。
从颜色上看，以褐土黄色，浅土黄色为主，这是由于含大量石英、长石、伊利石、云母类原主浅色矿物造成的，褐土红色则是未水化的氧化铁染成的。
二、黄河冲淤积粉土的压实性状和压实机理1、根据黄河冲淤积粉土的颗粒组成不同，其标准重型击实曲线呈现不对称双驼峰或单峰特点，饱和曲线（Va=0）偏离击实曲线较远，显示了级配不良粉性土压实后空气体积率仍较大的特点。
这是与粘性土最大的区别，也表明压实后的粉土中孔隙气体体积仍较大，孔隙发育。
2、在90%的压实度下，黄河冲淤积粉土中孔隙气体体积较大；压实度由95%增至98%，土的密实度增幅最大。
第二章土的工程性质与分类
• （五）土的饱和度Sr:土中被水充满的孔隙体 积与孔隙总体积之比，称为饱和度。 湿度 ω（%） 稍湿 ω ＜20 湿 20≤ ω ≤30 很湿 ＞30
（六）土的孔隙比e和孔隙率n 土的孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比， 用小数表示 土的孔隙率比是土中孔隙所占体积与总体积之比， 用百分数表示
Dr=
emax-e emax-emin
相对密度Dr划分砂土紧密状态
紧密状态 实密 中密 稍密 松散 Dr 0.67＜Dr≤1 0.33＜Dr≤0.67 0.2＜Dr≤0.33 0≤Dr≤0.2
• 按标准贯入锤击数N值决定砂土密实度
密实度 实密 中密 稍密 松散 N值 N ＞30 15＜ N ≤30 10＜ N ≤15 N ≤10 按天然孔隙比e划分粉土密实度 密实度 实密 中密 稍密
粘性土对应状态示意图
固态
半固态
缩限 （ ws）
可塑状态
液态
液限 （ wL ）
塑限 （ wp ）
二、粘性土的塑性指数和液性指数 塑性指数Ip：指液限和塑限的差值， Ip= wL- wp 土的塑性指数Ip表示土处于可塑状态时的含水量变化范围， 塑性指数Ip大小与土中结合水的发育程度与含量有关。 液性指数IL：指粘性土天然含水量和塑限之差与塑性指数 之比，用小数表示。 I L= W- wp W- wp = Wl- wp Ip
土粒粒组划分
粒组名称 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 粒径范围（mm) ＞200 200～20 20～10 10～5 5 ～2 2 ～0.5 0.5 ～0.25 0.25 ～0. 1 0.1 ～0.075 0.075 ～0.01 0.01 ～0.005 ＜0.005 一般特征 透水性很大,无粘性,无毛细作用 透水性大,无粘性,毛细水上升高度不超过粒径大 小
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各类土的工程质特性
第一节一般土的工程地质特征
巨粒土和含巨粒土
一般土按粒度
粗粒土：砾类土粒间无连结或有微弱水连结-无粘性土
砂类土
细粒土---含较较多粘粒，有结合水，具粘性---- 粘性土。
一、砾类土
砾类土：砾粒组60㎜≥d>2㎜质量多于总质量50%者
组成：岩屑、石英、长石等原生矿物
特点：
1）颗粒大，呈单粒结构
2）常具有孔隙大、透水性强、压缩性低、，内磨擦角大、抗剪强度高
3）可作为混凝土的粗骨料和辅路材料
二、砂类土
砂类土：砾粒组质量小于或等于总质量50%的粗粒土。
组成：石英、长石及云母等原生矿物。
特点：
1）单粒结构
2）透水性强、压缩性低、强度较高
3）粗中砂土可作为混凝土骨料，细砂土粉砂土不可。
三、细粒土
细粒土：细粒组（d≤0。
075㎜）质量多于或等于总质量50%的土。
组成：含一定数量亲水性较强的粘土矿物。
特点：具团聚结构，孔隙细小而多，压缩量大，抗剪强度取决于内聚力（c），ф较小。
第二节几种特殊土的工程地质特征
特殊土是指某些具有特殊物质成分与结构，而且工程地质性质也比较特殊的土。
一、淤泥类土
淤泥类土指在静水或水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下形成的含较多有机质，疏松较弱（e>1,W>W L）的细粒土：e>1.5的称淤泥。
1.5>e>1。
为淤泥质土。
（一）淤泥类土的成因及分布
1、沿海沉积的淤泥类土
2、内陆和山间湖盆地以山前谷地沉积的淤泥类土。
（二）淤泥类土地的成分及结构特征
长石、石英、白云母及大量蒙脱、伊利石等粘土矿物，含少量水溶盐，有机质含量较高。
具蜂窝状，絮状结构，疏松多孔、具有薄层构造。
(三)、淤泥土地工程地质性质的基本特点.
1) 高e,高W，W>W L
2) 透水性极弱,渗透系数一般为I*10-6----I*10-8cm/s
3) 高压缩性:a1-2=0.7—1.5Mpa-1，且随含水率增大而增大
4) 抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固体条件有关
淤泥类土的成分和结构是决定其工程地质性质的根本原素。
有机物和粘粒含量越多,
土的亲水性越强,则压缩性就越高;孔隙比越大,则含水率越高,压缩性就越高,强度越低,灵敏度越大,性质越差。
二、黄土
黄土是一种特殊的第四纪陆相松散堆积物.黄土颜色呈黄色，颗粒成分以粉粒为主,富Caco3,有肉眼可见的大孔隙,天然剖面上垂直节理发育,被水浸湿后土体显著沉陷(湿陷土)具上述特征的土称为典型黄土；而与之相似,但缺少个别特征的土称为黄土状土。
典型黄土和黄土状土统称黄土类土,荷称黄土。
(一) 黄土成分和结构特征
粒径<0.25㎜,多为0.1—0.01㎜,矿物成分复杂(60多种)，碎屑矿物占3/4以上,主要为石英,长石、碳酸盐类,10—25%的粘土矿物。
结构为非均质的骨架式架空结构。
(二) 黄土一般工程地质性质.
1) 密度小1.3—1.5g/cm3，孔隙大、孔隙率30—70%
2) 含水较小, W≤10—25%
3) 塑性较弱, W L=25—33%,W p 15—25%.I p=8—13
4) 透水性强
5) 抗水性弱,迂水强烈崩解，膨胀量小,失水收编明显，迂水湿陷明显
6) 压缩性中等,抗剪强度高.
(三) 黄土的湿陷性
黄土在一压力作用下受水浸湿后，结构迅速破坏而产生显著附加沉陷的性能。
称湿陷性. 产生的原因：它具有明显的遇水连结减弱，结构趋于紧密的有利于湿陷的特殊成分和结构。
湿陷性
自重湿陷：遇水后，在其自身重力作用下产生的沉陷
非自重湿陷：浸水后，在附加荷载下产生的附加沉陷.
(四) 黄土湿陷性的评价
1、间接方法:
据物质成分及物理力学指标评价.
I p<12 W/W p<1.2. e>0.8 ρa<1.5g/cm-3具湿陷性
2、直接方法,----利用湿陷性指标,判断.
1)湿陷系数(δS)
黄土试样在某压力(P)作用下稳定的湿陷变形值与试样原始高度的比值.
δS=(h p-h p’)/h0
h p----保持天然的湿度和结构的土样，施加一定压力时，压力稳定后的高度(㎝)
h p’---加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定的高度(㎝)
h0---土样原始高度(㎝)
δS值愈大,黄土的湿陷性越强烈.
δS< 0.015 非湿陷性黄土, δS>0.015 湿陷性黄土.
2)自重系数(δZS)
黄土试样在与其饱和自重压力相等的作用下,压缩稳定后的湿陷值与土样原始高度的比值.
δZS=(h z-h z’)/h0
h z---保持天然湿度和结构的土样,加压至土样的饱和自重压力时,下沉稳定后的高度.
h z’—上述试样加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定后的高度.
h0---土样原始高度
3)计算自变湿陷量.
n
△zs=β0ΣδZSi h i
i-1
δZSi---第i 层土在上覆土的饱和(Sr>0.85)自重压力下的自重湿陷系数.
h i----第I层土厚度(㎝).
β0---因土质地质而异的修正系数.对陇西地区取1.5，对陇东、陕北取1.2, 对关中地区可取0.7，其它地区取0.5。
△E ZS判断建筑场地湿陷类型标准为
△E ZS≤7㎝非自重湿陷性黄土场地
△E ZS>7㎝自重湿陷性黄土场地
4)总湿陷量
湿陷性黄土地基,受水浸湿饱和至下沉稳定为止的总湿陷量。
△S=Σi-1nβδSi h i
δSi 苐i层土的湿陷系数，h i苐i层土的厚度(CM)；
β考虑地基土的侧向挤出和浸水机率等因素的修正系数.基底下5M,取1.5,5M以下非自重湿陷黄土场地可不计，重湿陷场地与计算自重湿陷量取值相同.
5)湿陷起始压力
使黄土出现明显湿陷所需的最小外部压力,称为黄土的湿陷超始压力(P sh). P ch随土的ρ粘粒含量,W及埋深增加而加大. P sh据它内浸水压缩试验成现场浸水()和载荷试验侧定.在
δs---P曲线上,曲线与δs=0.015相对应压力,为P sh.
非自重湿陷黄土 P z<P sh
饱和自重湿陷黄土 P z>P sh
三、膨胀土(胀缩比)
它指随含水量的增加而膨胀，随含水量的减小而收缩，具明显膨胀和收缩特性的细粒土。
(一)、膨胀土的成分,结构特征
粘粒含量高,达35%惟上,M0,I i为主,Ka少.
呈红,黄,褐,灰等色,具斑状结构,常含Fe,Mn,Cn结核。
土体常具网状裂隙，裂隙面较光滑.
(二)、膨胀土一般工程地质特征.
1) ρ,ρd大,w,e较小,e<0.8.w 17—36% 饱和度大于80%.
W l,I p大.w p=17—35% w l=40—68% I p=18--33
2) 膨胀土一般为超压密的细粒土，其压缩性小，抗剪强度较高、遇水后强度显著降低.
(三)、膨胀土胀缩性评价
据自由膨胀率(δef):
40≤δef<65 弱膨胀
65≤δef<90 中等膨胀
δef≥90强膨胀
四、红粘土
红粘土指碳酸盐类岩石经强烈化学风化后形成的高塑性粘土。
(一)、成分,结构特征.
1、<0。
002㎜粘粒为主, Ka ,l i为主.
2、蜂窝状,棉絮状结构.
(二)、工程地质性质的基本特点
1) 高塑性和全散性
2) 高含水平.低密实度
3) 强度较高,压缩性低.
4) 具明显的收缩性,膨胀性轻微。