土的工程分类及野外简易鉴别课件.ppt
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- 工程 分类 野外 简易 鉴别 课件
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1、2022-8-17第二章土的工程分类及野外简易鉴别第二章土的工程分类及第二章土的工程分类及野外简易鉴别野外简易鉴别第二章土的工程分类及野外简易鉴别n分类的目的和原则分类的目的和原则 土的分类体系就是根据工程性质差异将土划分成一土的分类体系就是根据工程性质差异将土划分成一定的类别,定的类别,目的目的在于通过在于通过通用的鉴别标准通用的鉴别标准,便于在不同,便于在不同土类间作有价值的土类间作有价值的比较比较、评价评价、积累积累以及以及学术与经验的学术与经验的交流交流第二节 土的工程分类分类目的:分类目的:第二章土的工程分类及野外简易鉴别分类原则:分类原则:分类要简明,既要能综合反映土的主要工程性质
2、,分类要简明,既要能综合反映土的主要工程性质,又要测定方法简单,使用方便又要测定方法简单,使用方便 土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性同类工程用土的不同特性土的分类一般原则是:土的分类一般原则是:1.粗粒土按粒度成分及级配特征分类;粗粒土按粒度成分及级配特征分类;2.细粒土按塑性指数分类和液限,即按塑性图法分类;细粒土按塑性指数分类和液限,即按塑性图法分类;3.有机土和特殊土则分别单独列为一类;有机土和特殊土则分别单独列为一类;4.每类土有明确的土名,并对应于相应的符号。每类土有明确的土名,并对应于相应的符号。第二章土
3、的工程分类及野外简易鉴别n分类体系与方法分类体系与方法 分类体系:分类体系:1.1.建筑工程建筑工程系统分类体系统分类体系系2.2.工程材料工程材料系统分类体系统分类体系系 侧重把土作为建筑侧重把土作为建筑地基和环境地基和环境,研究对象为,研究对象为原状原状土土,例如:,例如:建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)、公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)地基土工程分类地基土工程分类 侧重把土作为侧重把土作为建筑材料建筑材料,用于路堤、土坝和填土,用于路堤、土坝和填土工程。研究对象为工程。研究对象为扰动土扰动土,例如:,例如:土的
4、分类标准土的分类标准(GBJ145-90)和和公路土工试验规程公路土工试验规程(JTJ051-93)土的土的工程分类工程分类第二章土的工程分类及野外简易鉴别分类方法:分类方法:1.公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D632007)分类分类 根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分为岩石、碎石土、粉土、黏性土和特殊岩土。地基土分为岩石、碎石土、粉土、黏性土和特殊岩土。a.岩石的分类岩石的分类 颗粒间牢固粘结颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为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岩石,坚硬
5、程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度饱和单轴抗压强度frk分类分类 岩石类别岩石类别硬质岩石硬质岩石软质岩石软质岩石极软岩石极软岩石frk(Mpa)305301的土可分为粉质黏土、黏土的土可分为粉质黏土、黏土e.e.黄土的分类黄土的分类黄黄土土细粒土类别细粒土类别粉质黏土粉质黏土黏土黏土塑性指数塑性指数IP 10 17全新世全新世Q4晚更新世晚更新世Q3中更新世中更新世Q2早更新世早更新世Q1新黄土新黄土老黄土老黄土形成的地质年代形成的地质年代第二章土的工程分类及野外简易鉴别f.f.冻土的分类冻土的分类冻冻土土季节季节性冻土性冻土多年多年 冻土冻土不冻胀不冻胀土土冻融情况冻融情况冻胀情况冻胀情况弱
6、冻胀弱冻胀土土冻胀土冻胀土强冻胀强冻胀土土特强冻胀特强冻胀土土不融沉不融沉融沉情况融沉情况弱融沉弱融沉融沉融沉强融沉强融沉融陷融陷第二章土的工程分类及野外简易鉴别 规程根据土工程分类的一般原则,吸收国内外分类规程根据土工程分类的一般原则,吸收国内外分类体系的优点,结合公路工程实践,把土分为巨粒土、粗体系的优点,结合公路工程实践,把土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土粒土、细粒土和特殊土4 4大类。大类。2.公路土工试验规程公路土工试验规程(JTJ05193)分类分类漂漂石石土土卵卵石石土土砾砾类类土土砂砂类类土土粉粉质质土土黏黏质质土土有有机机质质土土黄黄 土土膨膨胀胀土土红红黏黏土土盐盐渍渍
7、土土巨粒巨粒土土粗粒粗粒土土细粒细粒土土特殊特殊土土土土第二章土的工程分类及野外简易鉴别a.a.巨粒土分巨粒土分类类 土中粒径大于土中粒径大于60mm的巨粒组颗粒含量多于的巨粒组颗粒含量多于50的的土称为土称为巨粒土巨粒土漂石漂石粒粒50%漂(卵)石漂(卵)石巨粒含量巨粒含量 100%75%巨粒巨粒土土漂石漂石粒粒50%漂石漂石粒粒50%漂石漂石粒粒50%漂石粒漂石粒 卵石粒卵石粒漂石漂石B卵石卵石Cb漂石漂石夹土夹土BSI卵石卵石夹土夹土CbSI漂石漂石质土质土SIB卵石卵石质土质土SICb漂(卵)石夹土漂(卵)石夹土巨粒含量巨粒含量 50%漂(卵)石质土漂(卵)石质土巨粒含量巨粒含量 50
8、%15%注:注:1.以上体系中漂石换成块石,以上体系中漂石换成块石,B换成换成Ba,即构成块石分类体系;,即构成块石分类体系;2.同样,卵石换成小块石,同样,卵石换成小块石,Cb换成换成Cba,即,即构成小块石分类体系。构成小块石分类体系。第二章土的工程分类及野外简易鉴别b.b.粗粒土的分类粗粒土的分类 巨粒含量少于巨粒含量少于15%,剔除土中巨粒后,若,剔除土中巨粒后,若0.074 mm 60 mm的粗粒的粗粒组含量多于余土组含量多于余土50%的土,称为粗粒土。粗粒土分为的土,称为粗粒土。粗粒土分为砾类土砾类土和和砂类土砂类土两两类类级配良级配良好砾好砾GW级配不级配不良砾良砾GP含细粒含细
9、粒土砾土砾GF粉土质粉土质 砾砾GM黏土质黏土质 砾砾GC细粒土在塑细粒土在塑性图性图A线以下线以下细粒土在塑细粒土在塑性图性图A线以上线以上砾砾F 5%含细粒土砾含细粒土砾F=5%15%细粒土质砾细粒土质砾15%F50%砾类砾类土土注:注:以上体系中砾石换成角砾,以上体系中砾石换成角砾,G换成换成Ga,即,即 构成角砾土分类体系。构成角砾土分类体系。F 指细指细粒组含粒组含量量第二章土的工程分类及野外简易鉴别级配良级配良好砂好砂SW级配不级配不良砂良砂SP含细粒含细粒土砂土砂SF粉土质粉土质 砂砂SM黏土质黏土质 砂砂SC细粒土在塑细粒土在塑性图性图A线以下线以下细粒土在塑细粒土在塑性图性图
10、A线以上线以上砂砂F 5%含细粒土砂含细粒土砂F=5%15%细粒土质砂细粒土质砂15%50%中中砂砂粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒含量的颗粒含量50%细细砂砂粒径大于粒径大于0.074mm的颗粒含量的颗粒含量75%第二章土的工程分类及野外简易鉴别c.c.细粒土的分细粒土的分类类 土中粒径小于土中粒径小于0.074mm的细粒含的细粒含量多于量多于50%称为细粒土。细粒土又分称为细粒土。细粒土又分为为细粒土细粒土、含粗粒的细粒土含粗粒的细粒土、有机土有机土。高(低)高(低)液限粉土液限粉土粗粒组粗粒组 25%粉质土粉质土细粒细粒土土含砾(砂)高含砾(砂)高(低)液限粉(低)液限粉土粗粒组土粗粒
11、组25%,50%高(低)高(低)液限黏土液限黏土粗粒组粗粒组 25%A线以上线以上有机质高有机质高(低)液(低)液限粉土限粉土A线以上线以上有机质高有机质高(低)液(低)液限黏土限黏土MH (ML)砾粒砾粒砂粒砂粒黏质黏质土土有机质有机质土土含砾(砂)含砾(砂)高(低)液限高(低)液限黏土粗粒组黏土粗粒组25%,50%砾粒砾粒砂粒砂粒砾粒砾粒砂粒砂粒MH S(MLS)MH G(MLG)CH S(CLS)CH G(CLG)CH (CL)CHO (CLO)MHO (MLO)第二章土的工程分类及野外简易鉴别细粒土按塑性图进行细分细粒土按塑性图进行细分第二章土的工程分类及野外简易鉴别d.d.特殊土的分
12、特殊土的分类类1.1.黄土黄土:低液限黏土:低液限黏土(CLY),分布范围大部分在,分布范围大部分在A A线以上,线以上,WL50%;3.3.红粘土红粘土:高液限粉土:高液限粉土(MHR),分布范围大部分在,分布范围大部分在A A线以下,线以下,WL55%。液限液限WL(%)05040302010 WL=50%Ip=0.73(WL-20)1020塑性指数塑性指数Ip3040CLOMLOMLCL6050CHO110100907060MHMHOCHCLYCHEMHR第二章土的工程分类及野外简易鉴别第三节 土的野外鉴别 在公路路线勘测过程中,除了在沿线按需要采集一在公路路线勘测过程中,除了在沿线按需
13、要采集一些土样带回实验室测定有关指标外,常常还要在现场用些土样带回实验室测定有关指标外,常常还要在现场用眼观、手触、眼观、手触、借助简易工具和试剂及时直观地对土的性借助简易工具和试剂及时直观地对土的性质和状态作出初步鉴定,其质和状态作出初步鉴定,其目的目的是为选线、设计和编制是为选线、设计和编制工程预算提供第一手资料。工程预算提供第一手资料。对此,对此,要求在勘测现场必须做到:要求在勘测现场必须做到:土的野外鉴别的目的:土的野外鉴别的目的:1.1.对取样土层的对取样土层的宏观情况宏观情况作出较详细的描述和记录,作出较详细的描述和记录,并对其土层的基本性质作出初步判别;并对其土层的基本性质作出初
14、步判别;2.2.对所取土样应直观地作出肉眼描述和鉴别,并定对所取土样应直观地作出肉眼描述和鉴别,并定出出土名土名,以供室内实验后定名参考。,以供室内实验后定名参考。第二章土的工程分类及野外简易鉴别n一、土的现场记录及简易试验方法一、土的现场记录及简易试验方法 在取土样时,应从宏观上对土层进行描述,并作详在取土样时,应从宏观上对土层进行描述,并作详细记录,其内容包括:细记录,其内容包括:1.1.土的现场记录土的现场记录 取样日期、地点或里程桩号、位置、沉积环境;取样日期、地点或里程桩号、位置、沉积环境;土层的地质年代、成因类型和地貌特征;土层的地质年代、成因类型和地貌特征;取样深度及层位、何级阶
15、地、阴阳边坡;取样深度及层位、何级阶地、阴阳边坡;取样点距地下水位的高度和毛细水带的位置,季节和取样点距地下水位的高度和毛细水带的位置,季节和天气;天气;取样土层的结构、构造、密实度、潮湿程度和易液化取样土层的结构、构造、密实度、潮湿程度和易液化程度;程度;取样土层内夹杂物含量及分布;取样土层内夹杂物含量及分布;取样时土的状态(原状或扰动)。取样时土的状态(原状或扰动)。第二章土的工程分类及野外简易鉴别2.2.土的简易试验方土的简易试验方法法 土的简易试验方法就是用土的简易试验方法就是用目测法目测法代替筛分法确定土代替筛分法确定土粒组成及其特征;用干强度、手捻、韧性和摇振反应等粒组成及其特征;
16、用干强度、手捻、韧性和摇振反应等定性方法定性方法代替液限仪测定细粒土的塑性代替液限仪测定细粒土的塑性 确定粗粒组含量时,可将研散的风干试样摊成薄层,确定粗粒组含量时,可将研散的风干试样摊成薄层,目测估计巨、粗、细粒组所占比例;目测估计巨、粗、细粒组所占比例;干强度试验:将一小块土捏成土团,风干后用手指捏干强度试验:将一小块土捏成土团,风干后用手指捏碎、扳断或捻碎,根据用力大小分为干强度高、干强度中等、碎、扳断或捻碎,根据用力大小分为干强度高、干强度中等、干强度低;干强度低;手捻试验:将稍湿或硬塑的小土块在手中揉捏,然手捻试验:将稍湿或硬塑的小土块在手中揉捏,然后用拇指和食指捻成片状,根据手感和
17、光滑程度分为塑性后用拇指和食指捻成片状,根据手感和光滑程度分为塑性高、塑性中等、塑性低;高、塑性中等、塑性低;第二章土的工程分类及野外简易鉴别 搓条试验:将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉搓条试验:将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉捏均匀,再在手掌上搓成土条,根据土条不断裂而能达到捏均匀,再在手掌上搓成土条,根据土条不断裂而能达到的最小直径分为的最小直径分为塑性高、塑性中等、塑性低塑性高、塑性中等、塑性低;韧性试验:将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉捏韧性试验:将含水量略大于塑限的湿土块在手中揉捏均匀,再在手掌上搓成直径均匀,再在手掌上搓成直径3mm3mm土条,再揉成土团,根据再土条,再揉成土
18、团,根据再次搓条的可能性分为韧性高、韧性中等、韧性低;次搓条的可能性分为韧性高、韧性中等、韧性低;摇振反应试验:将软塑至流动的小土块捏成球状,放摇振反应试验:将软塑至流动的小土块捏成球状,放在手掌上反复摇晃,并以另一手掌击此手掌,土中自由水在手掌上反复摇晃,并以另一手掌击此手掌,土中自由水渗出,球面呈现光泽;用二手指捏土球,放松后水有被吸渗出,球面呈现光泽;用二手指捏土球,放松后水有被吸入,光泽消失。根据渗水和吸水反应的快慢分为反应快、入,光泽消失。根据渗水和吸水反应的快慢分为反应快、反应中等、反应慢。反应中等、反应慢。第二章土的工程分类及野外简易鉴别 在野外用肉眼鉴别土时,要针对不同土类所规
19、定的在野外用肉眼鉴别土时,要针对不同土类所规定的内容进行描述内容进行描述n二、野外对土的基本描述二、野外对土的基本描述分类分类描述内容描述内容碎石类土碎石类土名称,颜色,颗粒成分,颗粒风化程度,磨圆度,充名称,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、潮湿程度等填物成分、性质及含量,密实程度、潮湿程度等砂类土砂类土名称,颜色,结构及构造,颗粒成分,粒径组成,颗名称,颜色,结构及构造,颗粒成分,粒径组成,颗粒形状,密实程度,潮湿程度等粒形状,密实程度,潮湿程度等粘性土粘性土名称,颜色,结构及构造,夹杂物性质及含量,潮湿名称,颜色,结构及构造,夹杂物性质及含量,潮湿和
20、密实程度等和密实程度等第二章土的工程分类及野外简易鉴别n三、例题三、例题n【例】下图为某三种土下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线的颗粒级配曲线,试按试按地基规范地基规范分类法确定三种土的名称分类法确定三种土的名称 第二章土的工程分类及野外简易鉴别【解】解】A土土:从从A土级配曲线查得土级配曲线查得,粒径小于粒径小于2mm的占总的占总土质量的土质量的67%、粒径小于、粒径小于0.074mm占总土质量的占总土质量的21%。满足粒径大于满足粒径大于2mm的不超过的不超过50%,粒径大于粒径大于0.074mm的的超过超过50%的要求的要求,该土属于砂土;该土属于砂土;又由于粒径大于又由于粒径大于2
21、mm的占总土质量的的占总土质量的33%,满足满足粒径大于粒径大于2mm占总土质量占总土质量25%50%的要求的要求,故此土应故此土应命名为砾砂命名为砾砂 B土土:粒径大于粒径大于2mm的没有的没有,粒径小于粒径小于0.074mm占总占总土质量的土质量的52%,属于砂土。按砂土分类表分类属于砂土。按砂土分类表分类,此土应命此土应命名为粉砂名为粉砂 C土土:粒径大于粒径大于2mm的占总土质量的的占总土质量的67%,粒径大于粒径大于20mm的占总土质量的的占总土质量的13%,按碎石土分类表可得按碎石土分类表可得,该土该土应命名为圆砾或角砾应命名为圆砾或角砾 第二章土的工程分类及野外简易鉴别第一节 软
22、土特殊土概述特殊土概述 特殊土是指在特殊土是指在特定区域特定区域内,由于内,由于生成条件的特殊生成条件的特殊,使之不同于一般土,而具有某些使之不同于一般土,而具有某些特殊性质特殊性质的土。例如:的土。例如:软土、黄土、膨胀土、软土、黄土、膨胀土、盐渍土、冻土、红土、沙漠土盐渍土、冻土、红土、沙漠土等等 软土是指在静水或缓流环境中沉积而成的、天然软土是指在静水或缓流环境中沉积而成的、天然含水量大、压缩性高、承载能力低、透水性差的一种软含水量大、压缩性高、承载能力低、透水性差的一种软塑到流塑状态的饱和黏土层,主要包括内陆湖塘盆地、塑到流塑状态的饱和黏土层,主要包括内陆湖塘盆地、江河海沿岸和山间洼地
23、沉积的各种江河海沿岸和山间洼地沉积的各种淤泥淤泥及及淤泥质黏性土淤泥质黏性土。软土常因生物化学作用含有较多的有机质,天然软土常因生物化学作用含有较多的有机质,天然含水量含水量wwL,天然孔隙比天然孔隙比e1.5时,称为淤泥;时,称为淤泥;1.0e0.05u附:附:软土的物理力学性质指标表软土的物理力学性质指标表 第二章土的工程分类及野外简易鉴别n二、软土地区的路基工程二、软土地区的路基工程u软土地基上路堤的极限高度(临界高度)软土地基上路堤的极限高度(临界高度)在天然的软土地基上,地基不作任何处理,用快速在天然的软土地基上,地基不作任何处理,用快速施工方法(即不控制填土速度)修筑路堤所能填筑的
24、最施工方法(即不控制填土速度)修筑路堤所能填筑的最大高度,称为大高度,称为极限高度极限高度Hc。当路堤的设计高度超过此高。当路堤的设计高度超过此高度时,路堤或地基必须采取加固或处理措施,以保证路度时,路堤或地基必须采取加固或处理措施,以保证路堤的安全填筑和正常使用。堤的安全填筑和正常使用。一般软土地区路堤的极限高度通常为一般软土地区路堤的极限高度通常为35m,施工,施工中极限高度可通过稳定性分析计算确定。条件允许时,中极限高度可通过稳定性分析计算确定。条件允许时,可在工地进行填筑试验确定,这也是解决此问题的最可可在工地进行填筑试验确定,这也是解决此问题的最可靠方法。靠方法。下面介绍下面介绍公路
25、设计手册公路设计手册路基(第二版)路基(第二版)中极中极限高度的几种限高度的几种计算方法计算方法:第二章土的工程分类及野外简易鉴别l均质薄层软土地基均质薄层软土地基Hc估算估算软土的快剪软土的快剪粘聚力,粘聚力,kPa填土的容填土的容重,重,kN/m3极限高极限高度,度,m稳定系数,稳定系数,可查表可查表l均质厚层软土地基均质厚层软土地基Hc估算估算l非均质软土地基非均质软土地基Hc估算估算 非均质软土地基,土层比较复杂,各层的性质不同,非均质软土地基,土层比较复杂,各层的性质不同,其路堤极限高度,需要用圆弧法计算确定。其路堤极限高度,需要用圆弧法计算确定。第二章土的工程分类及野外简易鉴别l有
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