《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标
岩土工程勘察规范强制性条文(GB 50021-2001)(2009年版)

岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)强制性条文1.0.3各项建设工程在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。
4.1.11详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数;对建筑地基作出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
主要应进行下列工作:1 搜集附有坐标和地形的建筑物总平面图,场地的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度,地基允许变形等资料;2 查明不良地质作用的类型、成因、分布、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议;3 查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;4 对需进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;5 查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;6 查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;7 在季节性冻土区,提供场地的标准冻结深度;8 判定水和土对建筑材料的腐蚀性;4.1.17详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置,应满足对地基均匀性评价的要求,且不应少于4个;对密集的高层建筑群,勘探点可适当减少,但每栋建筑物至少应有1个控制性勘探点。
4.1.18详细勘察的勘探深度自基础底面算起,应符合下列规定:1 勘探孔深度应能控制地基主要受力层,当基础底面宽度不大于5m时,勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍,对单独柱基不应小于1.5倍,且不应小于5m;2 对高层建筑和需作变形验算的地基,控制性勘探孔深度应超过地基变形计算深度;高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.5-1.0倍的基础宽度,并深入稳定分布的地层;3 对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房,当不能满足抗浮设计要求,需设置抗浮桩或锚杆时,勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求;4 当有大面积地面堆载或软弱下卧层时,应适当加深控制性勘探孔的深度;5 在上述规定深度内遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时勘探孔深度可适当调整。
gb500212001岩土工程勘察规范

gb500212001岩土工程勘察规范一、总则(一)依据《工程建设法》、《建设工程勘察管理条例》、《工程勘察技术规范》及其它有关法律法规的规定,制定本规范(二)本规范针对岩土工程的勘察工程实施的规范。
要求在勘察组织、勘察设计、勘察实施、勘察结果技术管理等方面,发挥勘察的正确导向,保证勘察质量,为结构安全、地质灾害防治、城市排水、水土保持、环境保护、能源(水、石油等)开发和节水等工程提供勘察基础。
二、范围本规范适用于岩土工程的勘察(如结构、堤坝、地下结构、挡墙、混凝土桩等)。
三、勘察任务(一)岩土工程勘察的主要任务是勘测并提供包括地质、地类、岩土力学及生态等岩土工程工程条件,预测存在隐患,为下阶段设计工作和实施提供技术支撑。
(二)勘察任务应穿透土木构筑物和地基处理表面以及其他任何结构单元之间密不可分的综合效应,增强系统设计的能力。
(三)岩土工程勘察任务要包括可行性研究、基本调查、工程标准分析、报告编制、地震分析探测室测定等,各项调查及其报告的质量、准确性、完整性由勘察单位负责。
四、勘察组织(一)勘察组成前,应由勘察任务定位选择专业人才和相关配套专业,结合实际情况组成勘察组织。
(二)勘察组组应由参加工作的技术人员和勘察负责人组成。
技术人员应由岩土工程专业技术人员(有证书)和其它学科专业技术人员(有证书)组成,并且要保证技术人员资质、数量和组织方式符合国家和部门有关的要求。
(三)勘察组应当有负责人,负责完成本项目的全过程工作,在资格审批、形象展示和文字报告编写等方面,保证勘察质量。
五、勘察设计(一)应根据勘察任务,重点研究地质结构、地基强度、灾害类型等,制定科学、可行的勘察方案及相对应的地质探测工作要求。
(二)勘察设计内容应当含有现场勘察、室内计算分析、形象展示及报告编制等,以保证勘察质量。
六、勘察实施(一)拟开展的勘察工作应在勘察组组负责人的指导下,由熟知相关专业技术规范、能独立指挥完成任务的技术人员负责实施。
2021年岩土专业知识练习题和答案解析(Part16)

2021年岩土专业知识练习题和答案解析(Part16)共2种题型,共50题一、单选题(共30题)1.在使用套管的钻孔中,采取I级土试样时,取样位置应()。
A:位于套管底B:低于套管底一倍孔径的距离C:低于套管底三倍孔径以上的距离D:低于套管底五倍孔径以上的距离【答案】:C【解析】:根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)第9. 4. 5条规定,在钻孔中采取I、II级土试样时,在软土、砂土中宜采用泥浆护壁。
如使用套管,应保持管内水位等于或稍高于地下水位,取样位置应低于套管底三倍孔径的距离。
2.对于换土垫层的质量检验,下列叙述正确的是()。
A:对素土、灰土和砂垫层可用贯入仪检验垫层质量,对于素土也可用钢筋检验,并均应通过现场试验以控制压实系数所对应的贯入度为合格标准B:垫层的质量检验必须分层进行,每夯压完一层,应检验该层的平均压实系数,当压实系数符合设计要求后,才能铺填上层土C:当采用贯入仪或钢筋检验垫层的质量时,检验点的间距应小于5m D:当取土样检验垫层的质量时,对大基坑每100 ~ 150m2应不小于1个检验点,对基槽每15 ~ 25m2不应少于1个点,每个单独柱基应不少于1个点【答案】:B【解析】:根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2002)第4. 4.1?4.4. 3条,A项,对粉质黏土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量检验可用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验;对砂石、矿渣垫层可用重型动力触探检验,并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。
B项,垫层的施工质量检验必须分层进行。
应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。
C项,采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时,每分层检验点的间距应小于4m。
D项,检验点数量,对大基坑每50~100m2不应少于1个检验点;对基槽每10 ~ 20m不应少于1个点;每个独立柱基不应少于1个点。
2023年注册岩土工程师之岩土专业知识基础试题库和答案要点

2023年注册岩土工程师之岩土专业知识基础试题库和答案要点单选题(共30题)1、根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001),下列有关建筑结构可靠度设计原则的叙述中,哪个选项是正确的()A.为保证建筑结构具有规定的可靠度,除应进行必要的设计计算外,还应对结构材料性能、施工质量、使用与维护进行相应控制B.建筑物中各类结构构件必须与整个结构都具有相同的安全等级C.结构的设计使用年限是指结构通过正常维护和大修能按预期目的使用,完成预定功能的年限D.建筑结构的设计使用年限不应小于设计基准期【答案】 A2、在上题某坑工程中,采用疏干排水,当墙后地下水位降至坑底标高时,根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99作用在坑底以上墙体上的总朗肯主动土压力大小最接近下列哪个选项中的数值(单位:kN/m)?A. 213B. 197C. 106D. 48【答案】 B3、某工程重要性等级为二级,拟建在对抗震不利的地段,地形地貌简单,地基为盐渍土,应按()等级布置勘察工作。
A.甲级B.乙级C.丙级D.视场地复杂程度确定【答案】 A4、关于黄土地基预浸水处理,下列说法不正确的是()。
A.该法可消除地面6m以下土层的全部湿陷性B.该法适用于自重湿陷量计算值不小于500mm的所有自重湿陷性场地C.浸水坑边缘至既有建筑物的距离不宜小于50mD.浸水结束后,应重新评定地基土的湿陷性【答案】 A5、某黄土场地自重湿陷量计算值为280mm,湿陷量计算值为590mm,该湿陷性黄土地基的湿陷等级为()级。
A. IB. IIC. IIID. IV【答案】 B6、根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021 —2001) (2009年版),下列关于软土的判定方法中,正确的是()。
A.以承载力大小进行判定B.以液性指数大小进行判定C.以孔隙比大小进行判定D.以孔隙比和含水量大小进行判定【答案】 D7、下列说法错误的是()。
A.各级湿陷性黄土地基上的甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层,防水措施和结构措施可按一般地区进行设计B.各级湿陷性黄土地基上的甲类建筑可不采取消除全部湿陷量或穿透全部湿陷性土层的地基处理措施,但应采取严格防水措施和减少建筑物的不均匀沉降的结构措施C.甲类建筑在自重湿陷性黄土场地,应处理基础以下的全部湿陷性土层D.甲类建筑在非自重湿陷性黄土场地,应将基础下湿陷起始压力小于附加压力与上覆土的饱和自重压力之和的所有土层进行处理或处理至基础下的压缩层下限为止【答案】 B8、某工程采用水泥土搅拌桩进行地基处理,设计桩长8. 0m,桩径500mm,正方形满堂布桩,桩心距1200mm。
《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标

《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标1 土的组成天然状态下的土的组成(一般分为三相)(1)固相:土颗粒--构成土的骨架。
决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列(2)液相:水和溶解于水中物质(3)气相:空气及其他气体(1)干土=固体+气体(二相)(2)湿土=固体+液体+气体(三相)(3)饱和土=固体+液体(二相)土的三相示意图2 土的颗粒级配2.1 基本概念自然界的土通常由大小不同的土粒组成,土中各个粒组重量(或质量)的相对含量百分比称为颗粒级配,土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。
工程上将各种不同的土粒按其粒径范围,划分为若干粒组,为了表示土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(即各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配,土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。
土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比,一般用百分比表示。
土的粒径级配直接影响土的性质,如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。
要确定各粒组的相对含量,需要将各粒组分离开,再分别称重。
这就是工程中常用的颗粒分析方法,实验室常用的有筛分法和密度计法。
土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量,用占总质量的百分数来表示。
这是无黏性土的重要指标,是粗粒土的分类定名的标准。
2.2 粒径级配累积曲线工程中常用粒径级配累积曲线(颗粒大小分布曲线)直接了解土的级配情况。
曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数,单位为mm ;纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量,用百分比(%)表示。
将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标,小于某粒径之土质量百分数为纵坐标,得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。
级配曲线的特点:半对数坐标{量(%)小于某粒径的土质量含纵坐标)土粒粒径(对数坐标横坐标---mm几种土的粒径分布曲线从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度,进而估测土的工程性质。
2023年注册岩土工程师之岩土专业知识综合检测试卷B卷含答案

2023年注册岩土工程师之岩土专业知识综合检测试卷B卷含答案单选题(共50题)1、考虑应力历史的沉降计算方法,要求勘察提供的指标,除了先期固结压力、压缩指数、孔隙比外,还应提供的指标是()。
A.有效自重压力B.回弹指数C.平均附加压力D.地下水位【答案】 B2、根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021 —2001 )(2009年版),下列对危岩和崩塌的岩土工程评价不正确的是()。
A.规模大,破坏后果很严重,难于治理的,不宜作为工程场地,线路应绕避B.规模较大,破坏后果严重的,应对可能产生崩塌的危岩进行加固处理,线路应采取防护措施C.规模较小的可作为工程场地D.规模较小且破坏后果不严重的,在有经验地区,对不稳定危岩可不采取治理措施【答案】 D3、某建筑工程混凝土灌注桩桩长为25m,桩径为1200mm,采用钻芯法检测桩体质量时,每根受检桩钻芯孔数和每孔截取的混凝土抗压芯样试件组数应符合下列哪个选项的要求A.1孔,3组B.2孔,2组C.3孔,2组D.2孔,3组【答案】 D4、相同地层条件、周边环境和开挖深度的两个基坑,分别采用钻孔灌注桩排桩悬臂支护结构和钻孔灌注桩排桩加钢筋馄凝土内支撑支护结构,支护桩长相同。
假设悬臂支护结构和桩一撑支护结构支护桩体所受基坑外侧朗肯土压力的计算值和实测值分别为P理1、P实1和P理2、P实2.试问它们的关系下列哪个是正确的?A. P理1= P理2,P实1<P实2B.P理1>P理2,P实1>P实2C. P理1<P理2,P实1<P实2D.P理1=P理2,P实1>P实2【答案】 A5、岩土种类多,很不均勻,性质变化大,需特殊处理。
严重湿陷、膨胀、盐溃、污染的特殊性岩土,以及其他复杂情况岩土。
需特殊处理的岩土属于()。
A.四级地基B.三级地基C. 二级地基D.一级地基【答案】 D6、某滞洪区本年滞洪时淤积了3.0m厚的泥砂,现进行勘察,()的考虑是错误的。
A.原地面下原来的正常固结土变成了超固结土B.新沉积的泥砂是欠固结土C.新沉积的饱和砂土地震时可能液化D.与一般第四系土比在同样的物理性质指标状况下,新沉积土的力学性质较差【答案】 A7、下列有关工程设计中可靠度和安全等级的叙述中,哪个选项是正确的()A.岩土工程只能采用以概率理论为基础的极限状态设计方法B.建筑结构设计安全等级是根据结构类型和受力体系确定的C.地基基础的设计等级是根据基础类型和地基承受的上部荷载大小确定的D.结构可靠度是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率【答案】 D8、下列说法错误的是()。
地基承载力考虑深度修正的探讨

地基承载力考虑深度修正的探讨摘要:在一个建筑工程中,基础的费用占土建成本大概30%。
因此在基础设计中,基础形式选取很大程度影响整个工程成本。
而在天然基础中,对地基土承载力大小的取值正确与否至关重要。
关键词:地基;承载力;深度;修正1.规范对地基承载力修正的规定《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)5.2.4条规定:当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按下式修正:--修正后的地基承载力特征值;--地基承载力特征值;、--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数γ--基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值;--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;d--基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。
在探讨地基承载力考虑深宽修正前,先了解地质勘察报告的地基承载力特征值是如何测得。
根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)(2009年版)10.2.1条规定:载荷试验可用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形模量。
浅层平板载荷试验适用于浅层地基土;深层平板载荷试验适用于深层地基土和大直径桩的桩端土;螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。
深层平板载荷试验的试验深度不应小于5m。
对天然基础地基承载力一般均采用浅层平板载荷试验和实验室通过测定土的抗剪强度等来测得。
建筑地基基础设计规范规定:土的工程特性指标包括强度指标,压缩性指标及其他特性指标(如静力触探探头阻力,标准贯入度试验锤击数、载荷试验承载力等)。
2024年注册岩土工程师之岩土专业知识基础试题库和答案要点

2024年注册岩土工程师之岩土专业知识基础试题库和答案要点单选题(共40题)1、相同地层条件、周边环境和开挖深度的两个基坑,分别采用钻孔灌注桩排桩悬臂支护结构和钻孔灌注桩排桩加钢筋馄凝土内支撑支护结构,支护桩长相同。
假设悬臂支护结构和桩一撑支护结构支护桩体所受基坑外侧朗肯土压力的计算值和实测值分别为P理1、P实1和P理2、P实2.试问它们的关系下列哪个是正确的?A. P理1= P理2,P实1<P实2B.P理1>P理2,P实1>P实2C. P理1<P理2,P实1<P实2D.P理1=P理2,P实1>P实2【答案】 A2、某滞洪区本年滞洪时淤积了3.0m厚的泥砂,现进行勘察,()的考虑是错误的。
A.原地面下原来的正常固结土变成了超固结土B.新沉积的泥砂是欠固结土C.新沉积的饱和砂土地震时可能液化D.与一般第四系土比在同样的物理性质指标状况下,新沉积土的力学性质较差【答案】 A3、某黄土场地自重湿陷量计算值为280mm,湿陷量计算值为590mm,该湿陷性黄土地基的湿陷等级为()级。
A. IB. IIC. IIID. IV【答案】 B4、隧道衬砌外排水设施通常不包括下列哪个选项?A.纵向排水盲管B.环向导水盲管C.横向排水盲管D.竖向盲管【答案】 C5、根据《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ 112—1987),初步判定膨胀土场地的依据不包括 ( )。
A.常见浅层塑性滑坡、地裂B.原有的坑(槽)壁易发生坍塌C.裂隙发育且常有光滑面和擦痕D.多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带,地形平缓,无明显的自然陡坎【答案】 B6、水库工程勘察中,在可能发生渗漏或浸没地段,应利用钻孔或水井进行地下水位动态观测,其观测时间应符合下列哪个选项()A.不少于一个丰水期B.不少于一个枯水期C.不少于一个水文年D.不少于一个勘察期【答案】 C7、一般在有地表水垂直渗入与地下水交汇地带,岩溶发育更强烈些,其原因主要是下列哪一项?(其他条件相同时)A.不同成分水质混合后,会产生一定量的CO2,使岩溶增强B.不同成分的地下水浸泡后,使岩石可溶性增加C.地下水交汇后,使岩溶作用时间增加D.地下水交汇后,使机械侵蚀作用强度加大【答案】 A8、下列关于控制区域性地面沉降的措施正确的是()。
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《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标1 土的组成天然状态下的土的组成(一般分为三相)(1)固相:土颗粒--构成土的骨架。
决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列(2)液相:水和溶解于水中物质(3)气相:空气及其他气体(1)干土=固体+气体(二相)(2)湿土=固体+液体+气体(三相)(3)饱和土=固体+液体(二相)土的三相示意图2 土的颗粒级配2.1 基本概念自然界的土通常由大小不同的土粒组成,土中各个粒组重量(或质量)的相对含量百分比称为颗粒级配,土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。
工程上将各种不同的土粒按其粒径范围,划分为若干粒组,为了表示土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(即各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配,土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。
土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比,一般用百分比表示。
土的粒径级配直接影响土的性质,如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。
要确定各粒组的相对含量,需要将各粒组分离开,再分别称重。
这就是工程中常用的颗粒分析方法,实验室常用的有筛分法和密度计法。
土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量,用占总质量的百分数来表示。
这是无黏性土的重要指标,是粗粒土的分类定名的标准。
2.2 粒径级配累积曲线工程中常用粒径级配累积曲线(颗粒大小分布曲线)直接了解土的级配情况。
曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数,单位为mm ;纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量,用百分比(%)表示。
将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标,小于某粒径之土质量百分数为纵坐标,得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。
级配曲线的特点:半对数坐标{量(%)小于某粒径的土质量含纵坐标)土粒粒径(对数坐标横坐标---mm几种土的粒径分布曲线从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度,进而估测土的工程性质。
其中一些特征粒径,可作为选择建筑材料的依据,并评价土的级配优劣。
特征粒径有:10d --土中小于此粒径的土的质量占总土质量的10%,也称有效粒径;30d --土中小于此粒径的土的质量占总土质量的30%,也称中间粒径;50d --土中小于此粒径的土的质量和大于此粒径的土的质量各占50%,也称平均粒径,用来表示土的粗细程度;60d --土中此粒径土的质量占总土质量的60%,也称限制粒径,或称控制粒径或称限定粒径。
粒径分布的均匀程度由不均匀系数C u 表示:1060d d C u u C 愈大,土愈不均匀,也即土中粗、细颗粒的大小相差愈悬殊。
不均匀系数u C 反映大小不同粒组的分布情况。
u C 越大表示土粒大小的分布范围越大、其级配越良好(趋势),作为填方工程的土料时,则比较容易获得较大的密实度。
若土的颗粒级配曲线是连续的,u C 愈大,60d 与10d 相距愈远,则曲线愈平缓,表示土中的粒组变化范围宽,土粒不均匀;反之,u C 愈小,60d 与10d 相距愈近,曲线愈陡,表示土中的粒组变化范围窄,土粒均匀。
工程中,把u C ≥5的土称为不均匀土,u C <5的土称为均匀土。
若土的颗粒级配曲线不连续,在该曲线上出现水平段,水平段粒组范围不包含该粒组颗粒。
这种土缺少中间某些粒径,粒径级配曲线呈台阶状,土的组成特征是颗粒粗的较粗,细的较细,在同样的压实条件下,密实度不如级配连续的土高,其它工程性质也较差。
定性判别(级配曲线):坡度渐变--大小连续--连续级配水平段(台阶)--缺乏某些粒径--不连续级配曲线形状平缓--粒径变化范围大--不均匀--良好曲线形状较陡--变化范围小--均匀--不良土的粒径级配曲线的形状,尤其是确定其是否连续,可用曲率系数c C 反映:曲率系数c C 描写累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状。
曲线平缓,粒径大小相差悬殊,土粒不均匀。
若曲率系数过大,表示粒径分布曲线的台阶出现在10d 和30d 范围内。
反之,若曲率系数过小,表示台阶出现在30d 和60d 范围内。
颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。
对于级配良好的土,较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充,因而土的密实度较好,相应的地基土的强度和稳定性也较好,透水性和压缩性也较小,可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。
2.3 粒径级配累积曲线的应用1060230d d d C c ⨯=土的粒径级配累积曲线是土工上最常用的曲线,从这曲线上可以直接了解土的粗细、粒径分布的均匀程度和级配的优劣。
2.3.1 曲线系数c C 描写的是累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状;或称反映累积曲线的斜率是否连续。
曲率系数是反映曲线的整体形状,表示累积曲线的分布范围。
2.3.2 不均匀系数u C 反映大小不同粒组的分布情况。
u C 越大表示土粒大小的分布范围越大,颗粒大小越不均匀,其级配越良好,作为填方工程的土料时,则比较容易获得较大的密实度。
从曲线的坡度可以大致评价土颗粒的均匀程度,显然,曲线平缓,表示粒径大小相差悬殊、不均匀,级配良好,而曲线陡降,则表示土粒均匀,级配不好。
u C 值越小,曲线越陡,土越均匀;u C 值越大,曲线越平缓,土越不均匀;当u C <5时,曲线很陡,表示土均匀;当u C >10 时,曲线很平缓,表示土很很不均匀。
不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。
值越大,土粒大小分布范围越大,级配良好。
作为填方土料时,能有较大的密实度。
2.3.3土的级配优劣可由土中土粒的不均匀系数和粒径分布曲线的形状曲率系数衡量。
对于纯净的砂、砾石,当实际工程中,u C 大于或等于5,且c C 等于1~3时,它的级配是良好的;不能同时满足上述条件时,它的级配是不良的。
2.3.4 在一般情况下工程上把u C <5的土看作是均粒土,属级配不良;u C ≥5时,称为不均粒土。
经验表明,当级配连续时,c C 的范围大约在1≤c C ≤3。
因此,当c C <1或c C >3时,均表示级配曲线不连续。
在工程中砾石和砂土级配u C ≥5且1≤c C ≤3的土,称为级配良好的土;不能同时满足上述两个要求的土,称为级配不良的土。
2.3.5 土颗粒级配的好坏直接影响到土的性质,砂土根据颗粒级配分类。
对于级配良好的土、粗粒间的孔隙为细粒所充填,土的压密性好,相应的土体强度高、稳定性也好,透水性和压缩性也小,适合于作填方用土及混凝土的砂石料。
对于级配良好的土,较粗颗粒之间的孔隙被较细的颗粒填充,因而土的密实度较好,相应的地基土强度和稳定性也较好,透水性和压缩性也较小,可作堤坝或其他工程的填方土料。
3 土的结构与构造3.1 工程地质学中土结构(soil structure)的概念土结构是土的微观结构和土的宏观结构。
土的微观结构是借助光学显微镜研究的结构,通常指组成土的颗粒或集粒的大小、形状、表面特征和定量比例关系,结构单元体的排列组合和结构联结、孔隙特征。
土的微观结构习惯上称为土的结构。
土的宏观结构是指用肉眼或放大镜可观察到的结构,习惯上称为土的构造或土体结构。
土体结构指土层的相互组合特征及后期被节理、裂隙切割形成的不连续面在土体内的排列组合方式,前者称为土体的原生结构,后者称为土体的次生结构。
3.2 土力学中土的结构指土颗粒之间的相互排列和连续形式,土颗粒的大小、形状、表面特征,相互排列及其联结关系的综合特征,是土粒的相互排列及粒间的联结能力,称为土的结构。
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。
由较粗大的土粒(如碎石、砂粒等)组成,土粒间分子引力远小于土粒自重,土粒之间几乎没有相互联结作用。
土粒排列有疏松及密实两种状态。
密实状态时土的强度大,压缩性小,是良好的天然地基;疏松状态时空隙较大,土粒不稳定,不宜直接用作地基。
蜂窝结构:颗粒间点与点接触,由于彼此之间引力大于重力,接触后,不再继续下沉,形成链环单位,很多链环联结起来,形成孔隙较大的蜂窝状结构。
较细的土粒在自重作用下沉落时,粒间接触点处的引力大于下沉土粒重量,土粒就被吸引着不再改变它们的相对位置,逐渐形成链环状单元。
由粉粒串联而成,土粒间分子引力大于土粒自重,土粒下沉时停止在接触面而形成串联结构。
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。
微小的粘粒多呈针状或片状,尺寸极小,重量极轻,靠其自重在水中极为缓慢地下沉,土粒小于0.002mm时具有胶粒特性,土粒表面常带有同号电荷,因而悬浮于水中作分子热运动,不能相互碰撞结成团粒下沉。
在悬液介质发生变化时,土表面的弱吸着水厚度变薄,运动着的粘粒互相聚合,以面对边或面对角的接触,并凝聚成絮状物下沉,这样形成的絮状结构具有很大的孔隙,为粘粒集合体串联而成。
具有蜂窝结构和絮状结构(合称为海面结构)的土,其土粒间有较大的孔隙,结构不稳定,当天然结构被破坏后,土的压缩性增大而强度降低,故也称为有结构性土。
土的结构形成以后,当外界条件变化时,土的结构会发生变化。
例如,土层在上覆土层作用下压密固结时,结构会趋于更紧密的排列;卸载时土体的膨胀(如钻探取土时土样的膨胀或基坑开挖时基底的隆起)会松动土的结构;当土层失水干缩或介质变化时,盐类结晶胶结能增强土粒间的联结;在外力作用下(如施工时对土的扰动或剪应力的长期作用)会弱化土的结构,破坏土粒原来的排列方式和土粒间的联结,使絮状结构变为平行的重塑结构,降低土的强度,增大压缩性。
因此,在取土试验或施工过程中都必须尽量减少对土的扰动,避免破坏土的原状结构。
3.3 土力学中土的构造同一土层中,土颗粒之间相互关系的特征称为土的构造,指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征,可理解为整个土层构成的不均匀性特征的总和。
层状构造:土层由不同颜色,不同粒径的土组成层理,平原地区的层理通常为水平层理。
层状构造是细粒土的一个重要特征。
分散构造:土层中土粒分布均匀,性质相近,如砂,卵石层为分散构造。
结核状构造:在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核,如含礓石的粉质黏土,含砾石的冰碛土等。
其工程性质取决于细粒土部分。
裂隙状构造:土体中有很多不连续的小裂隙,有的硬塑与坚硬状态的黏土为此种构造。
裂隙强度低,渗透性高,工程性质差。
层状构造可进一步分为水平层理和交错层理,通常分散构造的工程性质最好,裂隙状构造中,因裂隙强度低、渗透性大,工程性质差。
3.3.1 研究土体构造特征的重要意义a.土体构造特征反映土体在力学性质和其他工程性质的各向异性或土体各部位的不均匀性;b.土体的构造特征是决定勘探、取样或原位测试布置方案和数量的重要因素之一。