特殊土的种类及其工程性质
岩土工程勘察中特殊土质的解决措施
刍议岩土工程勘察中特殊土质的解决措施
摘要：在岩土工程勘察施工中，特殊性土指自然界中具有特殊的物理、力学、化学性质，并影响工程地质条件的土。本文根据实际工作经验，总结介绍了几种特殊性土的勘察方法，以及勘察过程中的一些常见问题，并提出了相应的解决措施。
关键词：岩土工程；特殊性土；方法；措施
【分类号】：te357.6
引言
特殊性土包括软土、黄土、膨胀土、盐渍土、液化土及多年冻土，它们异于普通岩土的特殊性表现为触变、湿陷、胀缩、盐碱化、液化、冻融等，而这些现象出现时，必将导致由这些岩土所组成地层之强度的降低和丧失，影响座落其上之拟建工程的建设和使用安全。为安全起见，在分布有这类岩土的地区进行岩土工程勘察时，为获取符合实际情况的岩土物理力学性质及化学性质指标数据，需考虑采用专用的勘察工具和使用特殊勘察手段。下面，根据各种具有不同特征的特殊性土的具体情况，分别进行分析和阐述，以利于在实际操作过程中解决问题和指导工程实践。
1、软土
软土的成因类型有滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积和沼泽沉积等几种，相应的沉积相位有滨海相、浅海相、泻湖相、溺谷相、三角洲相、湖相、河漫滩相、牛轭湖相、沼泽相。软土具有含水量高、透水性低、压缩性高和固结速度慢、强度低、具有触变性、有机质含量高等特点。软土场地的勘察工作一般采用钻探、触探、挖探、钎探和原位测试的方法，配合以地质调绘工作，条件适宜时也可辅以物探方法，采用多种方法的目的是使勘探资料得以互相验证和补充。
钻探作为常规的勘探手段之一在软土地区应用也较为广泛，但在钻孔和采取土试样的过程中更容易对土试样产生扰动。因此，应更加注意这一问题。目前，国内软土钻探主要采用以下几种工艺和方法：
（1）空心螺纹钻进：将空心螺纹钻头下入孔内，采用回转干钻的方法钻进。回次提升钻具时应注意放慢速度，使孔内地下水通过空心钻杆流入孔底，避免孔底形成真空而缩径。但在近流塑状态的粘性土和厚度较大的砂层或深孔钻进时，为保证钻探及成果质量，应采用套管跟进护壁。
土的物理性质及工程分类
01第一章 土的物理性质及工程分类(总18页)
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课题: 第一章 土的物理性质及工程分类
一、 教学目的：1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律；
2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换；
3.熟悉土的抗渗性与工程分类。
二、教学重点： 土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。
三、教学难点： 指标间的相互转换及应用。
四、教学时数： 6 学时。
五、习题： 第一章 土的物理性质及工程分类
一、 土的生成与特性
1. 土的生成
工程领域土的概念：土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。
土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。
不同风化形成不同性质的土，有下列三种：
（1）物理风化：只改变颗粒大小，不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石、砾石、砂土），为无粘性土。
（2）化学风化：矿物发生改变，生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。
（3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。
2. 土的结构和构造
（1） 土的结构
定义：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。
1) 种类：
单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。
轨道交通岩土勘察特殊性岩土
轨道交通岩土勘察特殊性岩土
12.1 一般规定
12.1.1 城市轨道交通工程建设中常见的特殊性岩土主要有填土、软土、湿陷性土、膨胀岩土、强风化岩、全风化岩与残积土，若工作中遇到红黏土、混合土、多年冻土、盐渍岩土和污染土等特殊性岩土，应按国家现行有关规范、规程进行岩土工程勘察。
12.1.2 在分布特殊性岩土的场地，应通过踏勘、搜集已有工程资料和进行工程地质调查与测绘等，初步判断勘察场地的特殊性岩土种类和场地的复杂程度，结合工程的重要程度，制定合理的岩土工程勘察方案。
12.1.3 在分布特殊性岩土的场地，应结合城市轨道交通工程特点有针对性地布置勘察工作。勘探点的种类、数量、间距和深度等，应能查明特殊性岩土的分布特征，其原位测试和室内试验的项目、方法和数量等，应能查明特殊性岩土的工程特性。
12.1.4 特殊性岩土的勘探与测试方法、工艺和操作要点等，应确保能充分反映特殊性岩土的工程特性。
12.1.5 应评价特殊性岩土对城市轨道交通工程建设和运营的影响，提供设计与施工所需的特殊性岩土的物理力学参数。
12.2 填土
12.2.1 填土的勘察应查明下列内容：
1 地形、地物的变迁，填土的来源、物质成分、堆填方式。
2 不同物质成分填土的分布、厚度、深度、均匀程度及相互接触关系。
3 不同物质成分填土的堆填时间与加载、卸荷经历。
4 填土的含水量、密度、颗粒级配、有机质含量、密实度、压缩性、湿陷性及腐蚀性等。
5 地下水的赋存状态、补给、径流、排泄方式及腐蚀性等。
12.2.2 填土的勘探应符合下列要求：
1 勘探点的密度应能查明暗埋的塘、浜、坑的范围，查明不同种类与物质成分填土的分布、厚度、工程性质及其变化。
2 勘探孔的深度应穿透填土层，并应满足工程设计及地基加固施工的需要。
3 勘探方法应根据填土性质确定。对由粉土或黏性土组成的素填土，可采用钻探取样、轻型钻具与原位测试相结合的方法；对含较多粗粒成分的素填土和杂填土，宜采用动力触探、钻探，在具备施工条件时，可适当布置一定数量的探井。
土的工程分类国家标准【最新版】
土的工程分类国家标准
为统一土的工程分类，便于对土的性状作定性评价，我国制定了土的工程分类标准，下面我们一起来简单了解一下土的工程分类国家标准:
1、为工程预算服务的分类:
国家计划委于1986年10月1日发布的规定中，将土分为普通土、坚土、砂砾坚土三类。
2、为判定和评估岩土工程性质的分类:
(1)根据土的颗粒级配、塑性指标等土的物理性质，可将土分为碎石类土。粒径大于2毫米的颗粒含量超过全重的50%以上。根据颗粒级配及形状又可分为漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾土和角砾土。
(2)砂土。粒径大于2毫米的颗粒不超过全重的50%，塑性指数不大于3的土。根据颗粒级配又可分为砂砾、粗砂、中砂、细砂和粉砂。
(3)粘性土:具有粘性和可塑性，塑性指数大于3的土。第四纪晚
更新及其以前沉积的粘性土为老粘土;第四纪全新世沉积的粘性土为一般黏土;文化期以来新沉积的粘性土称为新近沉积粘性土。按土的塑性指数Ip有可分为黏土、亚黏土和轻亚黏土三种。
3、按工程性质分:
可分为软土、人工回填土、黄土、膨胀土、红黏土及盐渍土等特殊土。
(1)软土。在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成为饱和粘性土
(2)人工回填土:由于人类活动而产生的堆积物，其物质成分一般较为杂乱，均匀性差。由碎石土、砂土、男性土等一种或数种组成的称为素填土。经过分层压实统称为压实填土。大量含有垃圾、工业废料等杂物的称为杂填土。
(3)黄土:是在干燥气候条件下形成的一种具有灰黄色或棕黄色的特殊土，颗粒在0.05--0.005毫米的占总重量50%以上，质地均一，结构疏散，孔隙率很高，有肉眼可见的大孔隙，含碳酸钙10%左右，无沉积层理。
(4)膨胀土:粘粒成分主要由亲水性矿物质赞成，液限大于40%，切膨胀性能较大，自由膨胀率大于40%，是粘性土的特征之一。在自然状态下，多呈硬塑性或坚硬状态，具有黄、红、灰白等色，
(5)红黏土:又石灰岩、白云岩、泥灰岩等碳酸盐类岩石，经过风化过程后，残积，坡积形成褐红、棕红、黄褐等塑性黏土。
特殊土对建筑工程的影响
特殊土对建筑工程的影响
1、前言
人类的工程活动都是在一定的地质环境中进行的，两者之间有密切的关系，并且是相互影响、相互制约的。工程活动的地质条件，亦称为工程地质条件，是指各项地质因素的综合。土作为最基本的一项工程地质因素，其强度、抗变形能力、吸水性等方面的性质对工程活动能否安全顺利的进行起到至关重要的作用。在常规的土质条件下进行工程活动，需保证土体满足规范要求的含水量、强度、稳定性等各方面性能。然而对于一些特殊的土体，除了满足常规指标符合规范要求外，还需根据特殊土的性质对其进行处理，从而使其达到工程建设的标准。特殊土种类较多，主要包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、盐渍土、红黏土和冻土。为了更加深入分析特殊土与建筑工程之间的联系，本文选取软土、湿陷性黄土和冻土这三种特殊土作为研究对象进行分析。
2、土的基本性质
2.1土的形成
土是由岩石经过长期的风化、搬运、沉积作用而形成的未胶结的、覆盖在地球表面的沉积物。其风化主要包括物理风化和化学风化。
①物理风化：岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或受波浪的冲击、地震等引起的各种力的作用，温度的变化、冻胀等因素使整体岩石产生裂隙、崩解碎裂或岩块、岩屑的过程。该过程属于量变过程，形成的土颗粒较粗。
②化学风化：岩体与氧气、二氧化碳等各种气体、水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使这些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为极细颗粒的过程。该过程属于质变过程，形成的土颗粒很细。
对一般土而言，经常既经历物理风化，又有化学风化，只不过哪种占优势而已。
土体在冰川、河流的冲击下会发生不同类型的搬运沉积现象，从而形成了性质迥然不同的各类土。从土的堆积或沉积条件来看可以分为残积土、运积土、冲积土、风积土、冰碛土和泥沼土。表1、2分别从不同角度对其进行分类。
沼泽土冰碛土风积土河流冲积土运积土残积土土 )(沼泽土有机土冰碛土风积土冲积土运积土残积土无机土土
土分类
精品课程《土质学与土力学》 第三章
安徽理工大学 1 第三章 土的工程分类和特殊土的工程地质特征
本章学习要点：
学习最具代表性的几种工程分类方法，特别是土的工程地质分类，《建筑地基基础设计规范》分类法。掌损碎石土、砂土、粉土、粘性土的分类标志。本节是本章重点内容之一，应掌握各类土的分类方法，会根据土的物性指标，确定土的名称。
学习掌握特殊土的工程地质特性，特别是淤泥类土、膨胀土、红粘土、湿陷性黄土和人工填土等工程地质性质。
第一节 土的工程地质分类
一、概述
土的工程地质分类，按其具体内容和适用范围，可以概括的分为三种基本类型
一般性分类：比较全面的综合性分类；
局部性分类：仅根据一个或较少的几个专门指标，或仅对部分土进行分类；
专门型分类：根据某些工程部门的具体需要而进行的分类。
土的工程地质分类的一般原则和形式：
在充分认识土的不同特殊性的基础上归纳其共性，将客观存在的各种土划分为若干不同的类或组。
常将成因和形成年代作为最粗略的第一级分类标准，即所谓地质精品课程《土质学与土力学》 第三章
安徽理工大学 2 成因分类。
将反映土的成分（粒度成分和矿物成分）和与水相互作用的关系特征作为第二级分类标准，即所谓的土质分类。
为了进一步研究土的结构及其所处状态和土的指标变化特征，更好的提供工程设计施工所需要的资料，必须进一步进行第三级分类，即工程建筑分类。
上述三种土的工程地质分类中，土质分类是土分类的最基本形式，有两种分类原则：一是按土的粒度成分；二是按土的塑性特性。
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。
岩石、岩体与土体的性质
岩石、岩体与土体的性质
岩体和土体是同工程建设密切相关的物质，在工程建设过程中，需要查明建设场地岩土的工程技术性质，合理地利用场地岩土作为工程建（构）筑物的地基、围岩或构成材料，有时还需要有效地改善场地岩土的工程技术性质，使之适应工程建设的要求。
2.1 岩石的工程性质
岩石是由矿物按一定的结构形态组成，具有一定构造形式，质地比较坚硬的地质集合体。岩石的工程技术性质是指与工程建设有关的岩石的物理性质、水理性质和力学性质。岩石的物理性质、水理性质和力学性质是由岩石的成分结构和构造所决定的。
2.1.1 岩石的种类
岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
岩石按软硬程度（强度）可分为硬质岩石（极硬岩、硬质岩）、软质岩石（软质岩、极软岩）两大类。每种岩石的组织结构都可经历不同的风化程度。
1）硬质岩石
微风化：组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色。有少量风化裂隙，岩体完整性好。
中等风化：组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，仅沿节理面出现次生矿物。风化裂隙发育，岩体完整性差。岩体被切割成20～50 cm的岩块。锤击声脆，且不易击碎，不能用镐挖掘，岩芯钻探方可钻进。
强风化：组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化。长石、云母已风化成次生矿物。裂隙很发育，岩体破碎，完整性极差。岩体被切割成2～20 cm的岩块，可用手折断。用镐可挖掘，干钻不易钻进。
全风化：组织结构已大部分破坏，但尚可辨认，并且有微弱的残余结构强度，可用镐挖，干钻也可钻进。
残积土：组织结构全部破坏。矿物成分除石英外，大部分已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具有可塑性。
2）软质岩石 微风化：组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色。有少量风化裂隙，岩体完整性好。
中等风化：组织结构部分破坏，矿物成分发生变化，节理面附近的矿物已风化成土状。风化裂隙发育，岩体完整性差，岩体被切割成20～50 cm的岩块，锤击易碎，用镐难挖掘，岩芯钻探方可钻进。
土的物理性质及地基土的工程分类
第二章 土的物理性质及地基土的工程分类
1. 土力学的研究对象：土
土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。
§2-1 土的组成
一、土的组成孔隙中的水液气体气冰土颗粒固:::
土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系反映出土的不同性质，如干湿、轻重、松紧、软硬等。这就是土的物理性质。
二、土的固体颗粒
（一）土的颗粒级配
1．土颗粒的大小直接决定土的性质
2．粒径——颗粒直径大小
3．粒组——为了研究方便，将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干组别即称为粒组。
粒组的划分：
200 60 2 0.075 0.005mm
漂石 卵石 砾石 砂粒 粉粒 粘粒
4．颗粒级配——土粒的大小及组成情况，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。
颗粒级配的测室方法：——筛析法 比重计法
试验成果分析：
①颗粒级配累积曲线（半对数坐标）
见P17 图1-10
分析级配良好不均匀粒径大小接近曲线陡级配良好不均匀粒径大小悬殊曲线平缓
②不均匀系数（Cu）
1060ud/dC 级配不良级配良好5C0Cuu
式中：d60——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时，该粒径称为限定粒径d60。
d10——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10。 ③曲率系数（Cc）
6010230cdddC
式中：d30——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d30表示。
Cc——曲率系数，它描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。
Cc=1~3时 级配良好
土的工程分类
土的工程分类
1. 土的工程分类的原则和方法
土的工程分类是指根据工程建设的需要，将工程用土按种属关系划分为各种类别。土的工程分类目的是为工程建设服务。土的分类与工程勘察、设计、施工等各个环节密切相关，其作用可体现在下列几方面：
1）根据土的类别，可大致判断土的基本工程特性；
2）根据土的类别，可合理确定不同土的研究内容和方法；
3）当土的工程性质不能满足工程要求时，可根据该类土的特性并结合工程要求选择适当的改良和治理措施。
（1）土的工程分类的主要原则
1）工程特性差异性的原则 应综合考虑土的各种主要工程特性，用影响土的工程特性的主要因素作为分类的依据，应使所划分的不同土类别之间，在其主要工程特性方面具有显著的质和量的差别。
2）以地质成因和地质年代为基础、以工程特性为依据的原则 土是长期地质作用的产物，土的物质成分和结构与地质成因和地质年代有着密切的内在联系，特定的地质年代和成因条件形成特定类型的土，即地质成因和地质年代与土的工程特性有一定的关联性。另一方面，土的工程性质指标是其基本工程特性的定量标志，以土的工程特性作为分类依据才能达到使土的分类服务于工程的目的。
3）分类指标便于准确测定的原则 土的分类指标，应既能综合反映土的基本工程特性，又要便于准确测定。为了减少误差，应尽可能采用定量指标。指标的测定方法应合理可行，不致引起过大的人为误差。
（2）土分类方法的基本形式
1）通用分类和专门分类
工程用土的分类方法，若按其适用的工程领域范围，可分为通用分类和专门分类。
通用分类 是适用于工程建设各行业的土的工程分类体系。如国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-90）中的土分类方法，就是工程用土的通用分类体系，在工程建设各行业部门通用。
专门分类 又称部门分类，是工程建设各行业部门根据各自的专门需要所制定的土的工程分类体系。我国的公路、建工、铁路、水利等部门都有各自的土的工程分类体系，如行业标准《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）中所规定的土分类方法，就是适用于公路建设部门的土的专门分类体系。 2）全面分类和局部分类
土的工程分类标准
土的工程分类标准
一、工程用土分类
（一）工程用土分类
1.依据《土的工程分类标准》GB/T 50145，工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤坝填料和地基处理等涉及的土类，有机土指土料中大部分成分为有机物质的土。
（二）按照土的坚实系数分类
1.一类土，松软土：
砂、略有粘性的砂土、腐植土及疏松的种植土、泥炭；
2.二类土，普通土：
潮湿的黏土和黄土、软的盐土和碱土、含有碎石卵石及建筑材料碎宵的堆积土和种植土；
3.三类土，坚土：
中等密实的粘性土或黄土、含有碎石卵石即建筑材料碎宵的潮湿粘性土或黄土；
4.四类土，砂砾坚土： 坚硬密实粘性土或黄土、硬化的重盐土、含有碎石卵石或体积在10％-30％重量在2.5公斤以下石块的中等密实的粘性土或黄土。
5.五类土，软土：
一般指外观以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土。包括淤泥、淤泥质土(淤泥质粘性土粉土)、泥炭、泥炭质土等。
以上五类土的详细介绍在这里因为用手机码字内容太多就不多解释了。
二、土的工程性质包括：
1.土的强度性质
2.土体应力应变
三、不良土质的危害
1.土体中各点的力学性质会因其物理状态的不均匀而不同，以此土体的剪切破坏可能是局部的，也可能是整体破坏。
2.需要解决的主要问题是提高地基承载力、土坡稳定性等。
拓展资料：
土的工程性质是在设计和建造各种工程建筑物时所必须掌握的天然土体或填筑土料的工程特性。
不同类别的工程，对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。对沉降限制严格的建筑物，需要详细掌握土和土层的压缩固结特性;天然斜坡或人工边坡工程，需要有可靠的土抗剪强度指标;土作为填筑材料时，其粒径级配和压密击实性质是主要参数。
土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响，不同成因类型的土，其力学性质会有很大差别(见土和土体)。各种特殊土(黄土、软土、膨胀土、多年冻土、盐渍土和红粘土等)又各有其独特的工程性质。