第06章 土的物理性质及其工程分类.pdf

第六章第六章 土的物理性质及土的物理性质及 其工程分类其工程分类 6 1 6 1 土的定义与组成 结构 构造土的定义与组成 结构 构造土的定义与组成 结构 构造土的定义与组成 结构 构造 1 1 土的定义 岩石在风化作用下形成的 土的定义 岩石在风化作用下形成的 土的定义 岩石在风化作用下形成的 土的定义 岩石在风化作用下形成的 大小悬殊的颗粒 在原地或经过不同的搬大小悬殊的颗粒 在原地或经过不同的搬大小悬殊的颗粒 在原地或经过不同的搬大小悬殊的颗粒 在原地或经过不同的搬 运方式 在各种地质环境中形成的堆积物运方式 在各种地质环境中形成的堆积物运方式 在各种地质环境中形成的堆积物运方式 在各种地质环境中形成的堆积物 2 2 土的组成 固体矿物颗粒 水及其中 土的组成 固体矿物颗粒 水及其中 土的组成 固体矿物颗粒 水及其中 土的组成 固体矿物颗粒 水及其中 的溶解物质 气体的溶解物质 气体的溶解物质 气体的溶解物质 气体 单粒结构 单粒结构 单粒结构 单粒结构 碎石 砾石类 砂土等无粘性土 碎石 砾石类 砂土等无粘性土 碎石 砾石类 砂土等无粘性土 碎石 砾石类 砂土等无粘性土 压密过程快压密过程快压密过程快压密过程快 工程性质较好工程性质较好工程性质较好工程性质较好 集合体结构 集合体结构 集合体结构 集合体结构 蜂窝状结构 絮状结构 为粘性土特有 蜂窝状结构 絮状结构 为粘性土特有 蜂窝状结构 絮状结构 为粘性土特有 蜂窝状结构 絮状结构 为粘性土特有 疏松多孔 疏松多孔 疏松多孔 疏松多孔 3 3 土的结构 土的结构 土的结构 土的结构 土颗粒的特点土颗粒的特点土颗粒的特点土颗粒的特点与与与与颗粒间相互颗粒间相互颗粒间相互颗粒间相互 关系关系关系关系的综合特征的综合特征的综合特征的综合特征 4 4 土的构造 整个土层 土体 构成上的不 土的构造 整个土层 土体 构成上的不 土的构造 整个土层 土体 构成上的不 土的构造 整个土层 土体 构成上的不 均匀特征的总和均匀特征的总和均匀特征的总和均匀特征的总和 颗粒大小 形状 磨圆度颗粒大小 形状 磨圆度颗粒大小 形状 磨圆度颗粒大小 形状 磨圆度 及表面特征及表面特征及表面特征及表面特征 颗粒排列与连结性质颗粒排列与连结性质颗粒排列与连结性质颗粒排列与连结性质 不均匀性 层理 夹层 透镜体 结核 组成颗粒大小 裂隙发育程度与特征等不均匀性 层理 夹层 透镜体 结核 组成颗粒大小 裂隙发育程度与特征等不均匀性 层理 夹层 透镜体 结核 组成颗粒大小 裂隙发育程度与特征等不均匀性 层理 夹层 透镜体 结核 组成颗粒大小 裂隙发育程度与特征等 6 6 2 2 土的粒度成分与矿物成分土的粒度成分与矿物成分土的粒度成分与矿物成分土的粒度成分与矿物成分 土颗粒构成土的骨架主体 性质稳定与变化小 土颗粒大小与矿物成分决定土的工程性质土颗粒构成土的骨架主体 性质稳定与变化小 土颗粒大小与矿物成分决定土的工程性质土颗粒构成土的骨架主体 性质稳定与变化小 土颗粒大小与矿物成分决定土的工程性质土颗粒构成土的骨架主体 性质稳定与变化小 土颗粒大小与矿物成分决定土的工程性质 1 1 土的粒度成分 土的粒度成分 土的粒度成分 土的粒度成分 1 1 粒组 界于一定粒径 颗粒直径 范围内的土粒 粒组 界于一定粒径 颗粒直径 范围内的土粒 粒组 界于一定粒径 颗粒直径 范围内的土粒 粒组 界于一定粒径 颗粒直径 范围内的土粒 2 2 粒度成分 粒度成分 粒度成分 粒度成分 颗粒级配 颗粒级配 颗粒级配 颗粒级配 不同粒组颗粒的相对含量 不同粒组颗粒的相对含量 不同粒组颗粒的相对含量 不同粒组颗粒的相对含量 3 3 比表面 单位体积所有土粒的总表面积之比 比表面 单位体积所有土粒的总表面积之比 比表面 单位体积所有土粒的总表面积之比 比表面 单位体积所有土粒的总表面积之比 粒组名称粒径范围 mm 一般特征 漂石或块石颗粒 200 卵石或碎石颗粒200 20 粗20 10 中10 5 细5 2 粗2 0 5 中0 5 0 25 细0 25 0 1 极细0 1 0 075 粗0 075 0 01 细0 01 0 005 透水性弱 湿时有粘性 饱和时易 流动 毛细水上升高度大 动荷下 能液化 水析 粘粒1 1或或或或 3 3 粒度不连续 粒度不连续 粒度不连续 粒度不连续 3 3 矿物成分 矿物成分 矿物成分 矿物成分 原生矿物原生矿物原生矿物原生矿物 主要为石英 长石 角闪石 云母等 是组成卵石 砾石 砂粒等主要为石英 长石 角闪石 云母等 是组成卵石 砾石 砂粒等主要为石英 长石 角闪石 云母等 是组成卵石 砾石 砂粒等主要为石英 长石 角闪石 云母等 是组成卵石 砾石 砂粒等 的主要成分 特点 颗粒粗大 物化性质稳定 对土的工程性质的影响取决于颗粒的主要成分 特点 颗粒粗大 物化性质稳定 对土的工程性质的影响取决于颗粒的主要成分 特点 颗粒粗大 物化性质稳定 对土的工程性质的影响取决于颗粒的主要成分 特点 颗粒粗大 物化性质稳定 对土的工程性质的影响取决于颗粒 形状 坚硬程度等因素形状 坚硬程度等因素形状 坚硬程度等因素形状 坚硬程度等因素 不溶水次生矿物不溶水次生矿物不溶水次生矿物不溶水次生矿物 主要为粘土矿物 次生石英 氧化物等 特点 高度分主要为粘土矿物 次生石英 氧化物等 特点 高度分主要为粘土矿物 次生石英 氧化物等 特点 高度分主要为粘土矿物 次生石英 氧化物等 特点 高度分 散状态 很高的表面能 亲水性 膨胀性和压缩性 散状态 很高的表面能 亲水性 膨胀性和压缩性 散状态 很高的表面能 亲水性 膨胀性和压缩性 散状态 很高的表面能 亲水性 膨胀性和压缩性 可溶岩类和易分解矿物可溶岩类和易分解矿物可溶岩类和易分解矿物可溶岩类和易分解矿物 主要为氯化物 钠盐等 特点 遇水溶解 主要为氯化物 钠盐等 特点 遇水溶解 主要为氯化物 钠盐等 特点 遇水溶解 主要为氯化物 钠盐等 特点 遇水溶解 有机质有机质有机质有机质 主要为生物残骸 特点 遇水溶解强度显著降低 主要为生物残骸 特点 遇水溶解强度显著降低 主要为生物残骸 特点 遇水溶解强度显著降低 主要为生物残骸 特点 遇水溶解强度显著降低 据矿物成分性质与对土的工程性质影响划分据矿物成分性质与对土的工程性质影响划分据矿物成分性质与对土的工程性质影响划分据矿物成分性质与对土的工程性质影响划分 6 3 6 3 土中水土中水土中水土中水 土中水土中水土中水土中水 结合水结合水结合水结合水 非结合水非结合水非结合水非结合水 土粒表面结合水 土粒表面结合水 土粒表面结合水 土粒表面结合水 液态水液态水液态水液态水 固态水固态水固态水固态水 气态水气态水气态水气态水 毛细水 半结合水 毛细水 半结合水 毛细水 半结合水 毛细水 半结合水 重力水重力水重力水重力水 吸着水 强结合水 吸着水 强结合水 吸着水 强结合水 吸着水 强结合水 薄膜水 弱结合水 薄膜水 弱结合水 薄膜水 弱结合水 薄膜水 弱结合水 6 4 6 4 土的结构与构造特征土的结构与构造特征土的结构与构造特征土的结构与构造特征 软粘性土的触变性软粘性土的触变性软粘性土的触变性软粘性土的触变性 土体扰动后强度剧烈减小 将土体扰动后强度剧烈减小 将土体扰动后强度剧烈减小 将土体扰动后强度剧烈减小 将 其放置一段时间后 则强度逐渐有所增长 恢其放置一段时间后 则强度逐渐有所增长 恢其放置一段时间后 则强度逐渐有所增长 恢其放置一段时间后 则强度逐渐有所增长 恢 复的特征 复的特征 复的特征 复的特征 灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度S S t t 原状土的无侧限抗压强度或十字板剪原状土的无侧限抗压强度或十字板剪原状土的无侧限抗压强度或十字板剪原状土的无侧限抗压强度或十字板剪 切强度与结构被破坏时的无侧限抗压强切强度与结构被破坏时的无侧限抗压强切强度与结构被破坏时的无侧限抗压强切强度与结构被破坏时的无侧限抗压强 度或十字板剪切强度之比 度或十字板剪切强度之比 度或十字板剪切强度之比 度或十字板剪切强度之比 低灵敏度低灵敏度低灵敏度低灵敏度 1 1 S St t 2 2 中灵敏度中灵敏度中灵敏度中灵敏度 2 2 S St t 4 4 高灵敏度 高灵敏度 高灵敏度 高灵敏度 S St t 4 4 土体构造特征的工程意义土体构造特征的工程意义土体构造特征的工程意义土体构造特征的工程意义 土的不均匀性本质土的不均匀性本质土的不均匀性本质土的不均匀性本质 反映土体的物理力学性质 其它工程性质的各向异性 反映土体的物理力学性质 其它工程性质的各向异性 反映土体的物理力学性质 其它工程性质的各向异性 反映土体的物理力学性质 其它工程性质的各向异性 决定勘探 取样和原位测试的设计方案 决定勘探 取样和原位测试的设计方案 决定勘探 取样和原位测试的设计方案 决定勘探 取样和原位测试的设计方案 数量与方位数量与方位数量与方位数量与方位 6 5 6 5 土的物理力学性质与指标土的物理力学性质与指标土的物理力学性质与指标土的物理力学性质与指标 1 1 土的三相组成 土的三相组成 土的三相组成 土的三相组成 固体颗粒固体颗粒固体颗粒固体颗粒 水水水水 气体气体气体气体 V Va a V Vw w V V s s WW w w WW s s w w V V V Vv v 土的实测指标 土的实测指标 土的实测指标 土的实测指标 1 1 重度重度重度重度 单位体积土的重量 单位体积土的重量 单位体积土的重量 单位体积土的重量 kNkN mm 2 2 比重 比重 比重 比重 土粒的重量与 土粒的重量与 土粒的重量与 土粒的重量与与4 C时同体积 水重量之比 粘土 2 72 2 76 砂 2 65 2 71 3 3 含水量含水量含水量含水量 土中水的重量与土颗粒重量 之比 粘土 20 40 砂 10 35 导出指标 导出指标 导出指标 导出指标 干重度干重度干重度干重度 d d 单位体积土的固体颗粒重量单位体积土的固体颗粒重量单位体积土的固体颗粒重量单位体积土的固体颗粒重量 工程意义 评定土体紧密程度的标准 控制施工质量工程意义 评定土体紧密程度的标准 控制施工质量工程意义 评定土体紧密程度的标准 控制施工质量工程意义 评定土体紧密程度的标准 控制施工质量 饱和重度饱和重度饱和重度饱和重度 sat sat 土中孔隙充满水时单位体积土的重量 土中孔隙充满水时单位体积土的重量 土中孔隙充满水时单位体积土的重量 土中孔隙充满水时单位体积土的重量 浮重度浮重度浮重度浮重度 地下水位以下 单位土体积土粒的重量扣除浮力后 即 地下水位以下 单位土体积土粒的重量扣除浮力后 即 地下水位以下 单位土体积土粒的重量扣除浮力后 即 地下水位以下 单位土体积土粒的重量扣除浮力后 即 为单位体积中土粒的有效重量 为单位体积中土粒的有效重量 为单位体积中土粒的有效重量 为单位体积中土粒的有效重量 饱和度饱和度饱和度饱和度 S S r r 充满水的孔隙体积与孔隙总体积之比充满水的孔隙体积与孔隙总体积之比充满水的孔隙体积与孔隙总体积之比充满水的孔隙体积与孔隙总体积之比 稍湿稍湿稍湿稍湿SrSr 50 80 80 孔隙比孔隙比孔隙比孔隙比e e 孔隙体积与土固体颗粒体积之比 孔隙体积与土固体颗粒体积之比 孔隙体积与土固体颗粒体积之比 孔隙体积与土固体颗粒体积之比 孔隙率孔隙率孔隙率孔隙率n n 孔隙所占体积与土总体积之比 孔隙所占体积与土总体积之比 孔隙所占体积与土总体积之比 孔隙所占体积与土总体积之比 指标间的换算关系 指标间的换算关系 指标间的换算关系 指标间的换算关系 一般令 一般令 一般令 一般令 s s 则有则有则有则有 v v e e V 1 eV 1 e WW s s GG WW w w GG W 1 W 1 GG 注 水的重度为 注 水的重度为 n m3 无粘性土的物理性质无粘性土的物理性质无粘性土的物理性质无粘性土的物理性质 紧密状态是重要的指标紧密状态是重要的指标紧密状态是重要的指标紧密状态是重要的指标 确定地基承载力的基本值确定地基承载力的基本值确定地基承载力的基本值确定地基承载力的基本值 天然孔隙比 天然孔隙比 天然孔隙比 天然孔隙比 粒径大于 粒径大于 粒径大于 粒径大于 mmmm实密 小于 实密 小于 中密 中密 6 稍密 稍密 疏松 大于 疏松 大于 粒径小于 粒径小于 粒径小于 粒径小于 mmmm实密 小于 实密 小于 中密 中密 稍密 稍密 疏松 大于 疏松 大于 相对密度 相对密度 相对密度 相对密度 r r 实密 大于 中密 稍密 疏松 小于 紧密状态是重要的指标 紧密状态是重要的指标 紧密状态是重要的指标 紧密状态是重要的指标 确定地基承载力的基本值确定地基承载力的基本值确定地基承载力的基本值确定地基承载力的基本值 1 1 标贯试验 标贯试验 标贯试验 标贯试验 实密 击数实密 击数N 30N 30 中密 中密 15 15 30 稍密 稍密 10 15 10 15 疏 疏 松 小于松 小于1010 经验公式经验公式经验公式经验公式 0 12 v 0 46 r 0 14 v 0 57 r 25ND 22 2ND 细砂土适用细砂土适用细砂土适用细砂土适用 各种土适用各种土适用各种土适用各种土适用 v v 为上覆土层压力为上覆土层压力为上覆土层压力为上覆土层压力 2 2 静力触探试验静力触探试验静力触探试验静力触探试验 实密 大于 实密 大于 中密 中密 长沙铁道学院长沙铁道学院 稍密 稍密 疏松 小于 疏松 小于 98 log 66 vocr qD 标准差标准差标准差标准差S 6 5 S 6 5 适用于中等压缩性正常压密的砂土适用于中等压缩性正常压密的砂土适用于中等压缩性正常压密的砂土适用于中等压缩性正常压密的砂土 高高高高 低低低低 压缩性土在该结果上加压缩性土在该结果上加压缩性土在该结果上加压缩性土在该结果上加 减减减减 上两倍的上两倍的上两倍的上两倍的S S 压缩性根据压缩系数来划分压缩性根据压缩系数来划分压缩性根据压缩系数来划分压缩性根据压缩系数来划分 q qc c 为锥尖阻力为锥尖阻力为锥尖阻力为锥尖阻力 端阻端阻端阻端阻 MPaMPa vo vo为上覆土层压力 为上覆土层压力为上覆土层压力为上覆土层压力 6 6 粘性土的物理性质粘性土的物理性质粘性土的物理性质粘性土的物理性质 界限含水量 稠度界限或界限含水量 稠度界限或界限含水量 稠度界限或界限含水量 稠度界限或AtterbergAtterberg界限界限界限界限 是重要的指标是重要的指标是重要的指标是重要的指标 稠度 稠度 稠度 稠度 粘性土因含水量变化而表现出的各种不同物理状态粘性土因含水量变化而表现出的各种不同物理状态粘性土因含水量变化而表现出的各种不同物理状态粘性土因含水量变化而表现出的各种不同物理状态 界限含水量 界限含水量 界限含水量 界限含水量 粘性土由一种状态转变为另一种状态 相应与转变点的含水量粘性土由一种状态转变为另一种状态 相应与转变点的含水量粘性土由一种状态转变为另一种状态 相应与转变点的含水量粘性土由一种状态转变为另一种状态 相应与转变点的含水量 液限 液限 液限 液限 土由可塑状转到流塑 流动状态的界限含水量 土由可塑状转到流塑 流动状态的界限含水量 土由可塑状转到流塑 流动状态的界限含水量 土由可塑状转到流塑 流动状态的界限含水量 L L 塑限 塑限 塑限 塑限 土由半固态转到可塑状态的界限含水量 土由半固态转到可塑状态的界限含水量 土由半固态转到可塑状态的界限含水量 土由半固态转到可塑状态的界限含水量 P P 缩限 缩限 缩限 缩限 土由半固态不断蒸发而体积减小 直到体积不再缩小时土的土由半固态不断蒸发而体积减小 直到体积不再缩小时土的土由半固态不断蒸发而体积减小 直到体积不再缩小时土的土由半固态不断蒸发而体积减小 直到体积不再缩小时土的 界限含水量 界限含水量 界限含水量 界限含水量 S S 0 固体状态半固态可塑状态流塑状态 WLWp Ws 塑性指数 塑性指数 塑性指数 塑性指数 液限与塑限的差值 表征土可塑状态的含水量变化范围液限与塑限的差值 表征土可塑状态的含水量变化范围液限与塑限的差值 表征土可塑状态的含水量变化范围液限与塑限的差值 表征土可塑状态的含水量变化范围 用于粘性土的分类 粉质粘土小于用于粘性土的分类 粉质粘土小于用于粘性土的分类 粉质粘土小于用于粘性土的分类 粉质粘土小于1717 大于 大于 大于 大于1717为粘土 为粘土 为粘土 为粘土 液性指数 液性指数 液性指数 液性指数 天然含水量与塑限的差值与塑性指数之比 天然含水量与塑限的差值与塑性指数之比 天然含水量与塑限的差值与塑性指数之比 天然含水量与塑限的差值与塑性指数之比 pL p L I PLP I 状态状态坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑 液性指数液性指数小于小于0 0 0 25 0 25 0 75 0 75 1 大于大于1 6 6 土的水理性质 粘性土的稠度 固 塑 流态 粘性土的抗水性 膨胀性 膨胀率ep h浸水膨胀后高度 h 0原始高度 h 0 收缩性 体缩率ep V 0原始体积 V 收缩后体积 V 0 崩解性 用崩解时间 速度和特征来表示 土的透水性和毛细管特性 毛管性 渗透系数 砂 50 0 1 粘性土 0 1m d 毛管性 上升高度 渗透速率和渗透压力 k w K K K K0 4 H D Hh VK sand h Hh VK i clay h 6 7 土的力学性质 1 1 土压缩性 变形指标 土压缩性 变形指标 土压缩性 变形指标 土压缩性 变形指标 1 1 压缩系数 压缩系数 压缩系数 压缩系数 压缩曲线 压缩曲线 压缩曲线 压缩曲线 e e p p 上任一点处的切线斜率 上任一点处的切线斜率 上任一点处的切线斜率 上任一点处的切线斜率 e e 孔隙比 土的压缩量 孔隙比 土的压缩量 孔隙比 土的压缩量 孔隙比 土的压缩量 p p 土样所受到的总应力 土样所受到的总应力 土样所受到的总应力 土样所受到的总应力 dp de a p p e e 0 30 3 0 40 4 0 60 6 0 70 7 0 50 5 0 40 40 60 60 80 81 01 00 20 2 密实砂密实砂密实砂密实砂 软粘土软粘土软粘土软粘土 一般根据土的一般根据土的一般根据土的一般根据土的a a0 1 0 1 0 20 2来评定土的压缩性 来评定土的压缩性 来评定土的压缩性 来评定土的压缩性 即土分别在即土分别在即土分别在即土分别在 p 0 1Mpap 0 1Mpa增加到增加到增加到增加到0 2Mpa0 2Mpa所得到的压缩系数 所得到的压缩系数 所得到的压缩系数 所得到的压缩系数 a a 0 10 1 0 20 2 0 1Mpa 0 5Mpa 0 5Mpa 1 1 高压缩性 高压缩性高压缩性高压缩性 2 2 压缩指数 压缩指数 压缩指数 压缩指数C C c c 压缩曲线半对数坐标系 压缩曲线半对数坐标系 压缩曲线半对数坐标系 压缩曲线半对数坐标系 e e log plog p 中 后段 中 后段 中 后段 中 后段 直线部分的斜率直线部分的斜率直线部分的斜率直线部分的斜率 3 3 压缩模量 压缩模量 压缩模量 压缩模量E E s s 土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比 土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比 土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比 土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比 应变 土的压缩量 应变 土的压缩量 应变 土的压缩量 应变 土的压缩量 p p 土样所受到的压力 土样所受到的压力 土样所受到的压力 土样所受到的压力 a epp p s e ee E 1 1 1 21 12 1 2 2 土的强度 强度指标 土的强度 强度指标 土的强度 强度指标 土的强度 强度指标 1 1 抗剪强度 抗剪强度 抗剪强度 抗剪强度 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 T F T F T T 剪力 剪力 剪力 剪力 F F 土样受剪的面积 土样受剪的面积 土样受剪的面积 土样受剪的面积 tg 正应力 正应力 正应力 正应力 kPakPa 2 2 土的强度 强度指标 土的强度 强度指标 土的强度 强度指标 土的强度 强度指标 1 1 抗剪强度 抗剪强度 抗剪强度 抗剪强度 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 土体在剪力作用下发生破坏时的剪应力 T F T F T T 剪力 剪力 剪力 剪力 F F 土样受剪的面积 土样受剪的面积 土样受剪的面积 土样受剪的面积 tgc 正应力 正应力 正应力 正应力 kPakPa C C C C 库伦定律 库伦定律 库伦定律 库伦定律 17731773 6 8 土的工程分类 1 1 分类目的 分类目的 分类目的 分类目的 1 1 大致判定土的基本工程特性 评价土的承载力 抗渗透与抗冲刷 水析 大致判定土的基本工程特性 评价土的承载力 抗渗透与抗冲刷 水析 大致判定土的基本工程特性 评价土的承载力 抗渗透与抗冲刷 水析 大致判定土的基本工程特性 评价土的承载力 抗渗透与抗冲刷 水析 作用等 作用等 作用等 作用等 2 2 可以确定不同土的研究内容与方法 可以确定不同土的研究内容与方法 可以确定不同土的研究内容与方法 可以确定不同土的研究内容与方法 3 3 确定相应的地基改良与处理方法 确定相应的地基改良与处理方法 确定相应的地基改良与处理方法 确定相应的地基改良与处理方法 2 2 分类原则 分类原则 分类原则 分类原则 1 1 工程特性差异性 工程特性差异性 工程特性差异性 工程特性差异性 2 2 以成因 地质年代为基础的原则 以成因 地质年代为基础的原则 以成因 地质年代为基础的原则 以成因 地质年代为基础的原则 3 3 分类指标易测定 分类指标易测定 分类指标易测定 分类指标易测定 1 1 按堆积年代分类 按堆积年代分类 按堆积年代分类 按堆积年代分类 老堆积土老堆积土老堆积土老堆积土 晚更新世及其以前堆积的土晚更新世及其以前堆积的土晚更新世及其以前堆积的土晚更新世及其以前堆积的土 超固结状态超固结状态超固结状态超固结状态 强度高强度高强度高强度高 1 8 mya to 10 000 一般堆积土一般堆积土一般堆积土一般堆积土 第四纪全新世第四纪全新世第四纪全新世第四纪全新世 文化期以前文化期以前文化期以前文化期以前 堆积的土堆积的土堆积的土堆积的土 固结固结固结固结 欠固结欠固结欠固结欠固结 10 000 years 新近堆积土新近堆积土新近堆积土新近堆积土 文化期以来堆积的土文化期以来堆积的土文化期以来堆积的土文化期以来堆积的土 欠压密欠压密欠压密欠压密 强度低强度低强度低强度低 2 2 成因分类 成因分类 成因分类 成因分类 残积土 坡积土 洪积土 冲积土 湖积土 海积土 冰碛土 冰水积残积土 坡积土 洪积土 冲积土 湖积土 海积土 冰碛土 冰水积残积土 坡积土 洪积土 冲积土 湖积土 海积土 冰碛土 冰水积残积土 坡积土 洪积土 冲积土 湖积土 海积土 冰碛土 冰水积 土 风积土土 风积土土 风积土土 风积土 3 3 有机质含量分类 有机质含量分类 有机质含量分类 有机质含量分类 表 表 表 表4 4 1313 无机土 有机质土 泥炭质土 泥炭无机土 有机质土 泥炭质土 泥炭无机土 有机质土 泥炭质土 泥炭无机土 有机质土 泥炭质土 泥炭 3 3 中国土的 中国土的 中国土的 中国土的工程工程工程工程分类分类分类分类 把土作为建筑地基和环境把土作为建筑地基和环境把土作为建筑地基和环境把土作为建筑地基和环境 建筑工程系统分类建筑工程系统分类建筑工程系统分类建筑工程系统分类GBJ7GBJ7 89 GB5002189 GB50021 9494 把土作为建筑材料的分类把土作为建筑材料的分类把土作为建筑材料的分类把土作为建筑材料的分类 材料系统分类材料系统分类材料系统分类材料系统分类 GBJ145GBJ145 9090 4 4 特殊性质的土 特殊性质的土 特殊性质的土 特殊性质的土 湿陷性土 红粘土 软土 混合土 填土 冻土 膨胀土 盐渍土 污染土湿陷性土 红粘土 软土 混合土 填土 冻土 膨胀土 盐渍土 污染土湿陷性土 红粘土 软土 混合土 填土 冻土 膨胀土 盐渍土 污染土湿陷性土 红粘土 软土 混合土 填土 冻土 膨胀土 盐渍土 污染土 5 5 按颗粒级配和塑性指数分类 按颗粒级配和塑性指数分类 按颗粒级配和塑性指数分类 按颗粒级配和塑性指数分类 碎石土碎石土碎石土碎石土 粒径大于 粒径大于 粒径大于 粒径大于2mm2mm的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的50 50 的土 进一步细分 漂石 的土 进一步细分 漂石 的土 进一步细分 漂石 的土 进一步细分 漂石 块块块块 石石石石 200mm200mm 50 50 卵石 碎石 卵石 碎石 卵石 碎石 卵石 碎石 20mm20mm 50 50 圆砾和角砾六类圆砾和角砾六类圆砾和角砾六类圆砾和角砾六类 2mm2mm 50 50 砂土 粒径大于砂土 粒径大于砂土 粒径大于砂土 粒径大于2mm2mm的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的50 50 粒径大于 粒径大于 粒径大于 粒径大于0 075mm0 075mm的颗粒含量的颗粒含量的颗粒含量的颗粒含量 超过全重的超过全重的超过全重的超过全重的50 50 的土 细分 砾砂的土 细分 砾砂的土 细分 砾砂的土 细分 砾砂 2mm2mm 2525 50 50 粗砂粗砂粗砂粗砂 0 5mm0 5mm 50 50 中砂 中砂 中砂 中砂 0 25mm0 25mm 50 50 细砂 细砂 细砂 细砂 0 075mm0 075mm 85 85 粉砂 粉砂 粉砂 粉砂 0 075mm0 075mm 50 50 五类 五类 五类 五类 粉土 粒径大于粉土 粒径大于粉土 粒径大于粉土 粒径大于0 075mm0 075mm的颗粒含量不的颗粒含量不的颗粒含量不的颗粒含量不 超过全重的超过全重的超过全重的超过全重的50 50 的土 且塑性指数小于等于的土 且塑性指数小于等于的土 且塑性指数小于等于的土 且塑性指数小于等于1010 的土 细分为 砂质粉土的土 细分为 砂质粉土的土 细分为 砂质粉土的土 细分为 砂质粉土0 05mm 10 0 05mm 10 10 粘性土 塑性指数大于粘性土 塑性指数大于粘性土 塑性指数大于粘性土 塑性指数大于1010的土 细分为 粉质粘土的土 细分为 粉质粘土的土 细分为 粉质粘土的土 细分为 粉质粘土10 1710 17 粘土 粘土 粘土 粘土 1717 1 1 残积土残积土残积土残积土 原岩风化未被搬运的部分 原岩风化未被搬运的部分 原岩风化未被搬运的部分 原岩风化未被搬运的部分 均匀性差和孔隙度大 易导致不均匀沉降与边坡问题均匀性差和孔隙度大 易导致不均匀沉降与边坡问题 2 2 坡积土 坡积土 坡积土 坡积土 经细水片流缓慢冲刷 剥蚀 及土粒在重力作用下顺着山坡 经细水片流缓慢冲刷 剥蚀 及土粒在重力作用下顺着山坡 经细水片流缓慢冲刷 剥蚀 及土粒在重力作用下顺着山坡 经细水片流缓慢冲刷 剥蚀 及土粒在重力作用下顺着山坡 逐渐移动形成的堆积物 逐渐移动形成的堆积物 逐渐移动形成的堆积物 逐渐移动形成的堆积物 有分选 土质不均匀 结构疏松 压缩性高 下部富水等有分选 土质不均匀 结构疏松 压缩性高 下部富水等 易导致不均匀沉降与边坡问题易导致不均匀沉降与边坡问题 3 3 洪积土 洪积土 洪积土 洪积土 暂时性水流带来的碎屑物在山沟出口或山前倾斜平原堆积形 暂时性水流带来的碎屑物在山沟出口或山前倾斜平原堆积形 暂时性水流带来的碎屑物在山沟出口或山前倾斜平原堆积形 暂时性水流带来的碎屑物在山沟出口或山前倾斜平原堆积形 成的扇形洪积土体 成的扇形洪积土体 成的扇形洪积土体 成的扇形洪积土体 上部为较理想的建筑场地 颗粒粗 水位埋藏深 上部为较理想的建筑场地 颗粒粗 水位埋藏深 4 4 冲积土 冲积土 冲积土 冲积土 河流的搬运作用将碎屑物带到水流缓慢地段堆积形成的土体 河流的搬运作用将碎屑物带到水流缓慢地段堆积形成的土体 河流的搬运作用将碎屑物带到水流缓慢地段堆积形成的土体 河流的搬运作用将碎屑物带到水流缓慢地段堆积形成的土体 5 5 湖泊沉积物 湖泊沉积物 湖泊沉积物 湖泊沉积物 湖浪或湖水 河水搬运沉积的堆积物 湖浪或湖水 河水搬运沉积的堆积物 湖浪或湖水 河水搬运沉积的堆积物 湖浪或湖水 河水搬运沉积的堆积物 湖边或湖心 湖边或湖心 湖边或湖心 湖边或湖心 6 6 海洋沉积物 海洋沉积物 海洋沉积物 海洋沉积物 海水或洋流搬运 沉积的堆积物 海水或洋流搬运 沉积的堆积物 海水或洋流搬运 沉积的堆积物 海水或洋流搬运 沉积的堆积物 7 7 冰碛土 冰碛土 冰碛土 冰碛土 冰川作用搬运 沉积的堆积物 冰川作用搬运 沉积的堆积物 冰川作用搬运 沉积的堆积物 冰川作用搬运 沉积的堆积物 8 8 冰水积土 冰水积土 冰水积土 冰水积土 冰水搬运 沉积的堆积物 冰水搬运 沉积的堆积物 冰水搬运 沉积的堆积物 冰水搬运 沉积的堆积物 9 9 风积土 风积土 风积土 风积土 风搬运 沉积的堆积物 风搬运 沉积的堆积物 风搬运 沉积的堆积物 风搬运 沉积的堆积物 6 9 土的成因类型 6 10 几种特殊土的工程地质性质 1 1 软土 软土 软土 软土 1 1 定义 定义 定义 定义 在第四纪后期于沿海地区的滨海相 泻湖相 三角洲和溺谷相 在第四纪后期于沿海地区的滨海相 泻湖相 三角洲和溺谷相 在第四纪后期于沿海地区的滨海相 泻湖相 三角洲和溺谷相 在第四纪后期于沿海地区的滨海相 泻湖相 三角洲和溺谷相 内陆平原或山区的湖相或沼泽相等静水或缓慢的流水条件下沉积 并经生内陆平原或山区的湖相或沼泽相等静水或缓慢的流水条件下沉积 并经生内陆平原或山区的湖相或沼泽相等静水或缓慢的流水条件下沉积 并经生内陆平原或山区的湖相或沼泽相等静水或缓慢的流水条件下沉积 并经生 物化学作用形成的饱和软粘性土 物化学作用形成的饱和软粘性土 物化学作用形成的饱和软粘性土 物化学作用形成的饱和软粘性土 2 2 特点 富含有机物 天然含水量大于液限 天然孔隙比大于等于 特点 富含有机物 天然含水量大于液限 天然孔隙比大于等于 特点 富含有机物 天然含水量大于液限 天然孔隙比大于等于 特点 富含有机物 天然含水量大于液限 天然孔隙比大于等于1 1 大于大于大于大于 等等等等 于于于于1 51 5时为淤泥时为淤泥时为淤泥时为淤泥 3 3 工程特性 工程特性 工程特性 工程特性 高含水量和高孔隙比高含水量和高孔隙比高含水量和高孔隙比高含水量和高孔隙比 渗透性低 渗透性低 渗透性低 渗透性低 1e1e 4 e4 e 8 8 高压缩性 高压缩性 高压缩性 高压缩性 a a0 1 0 1 0 20 2 0 7 1 5Mpa 0 7 1 5Mpa 1 1 变形大而不均匀 变形稳定时间长变形大而不均匀 变形稳定时间长变形大而不均匀 变形稳定时间长变形大而不均匀 变形稳定时间长 抗剪强度低抗剪强度低抗剪强度低抗剪强度低 较显著的触变性和儒变性 一般灵敏度为 个别达 较显著的触变性和儒变性 一般灵敏度为 个别达 较显著的触变性和儒变性 一般灵敏度为 个别达 较显著的触变性和儒变性 一般灵敏度为 个别达 湿陷性黄土 湿陷性黄土 湿陷性黄土 湿陷性黄土 1 1 定义 定义 定义 定义 天然黄土在自重压力或附加应力共同作用下天然黄土在自重压力或附加应力共同作用下天然黄土在自重压力或附加应力共同作用下天然黄土在自重压力或附加应力共同作用下 遇水侵湿后土的结构遇水侵湿后土的结构遇水侵湿后土的结构遇水侵湿后土的结构 迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土 2 2 特点 颗粒以粉土粒为主 特点 颗粒以粉土粒为主 特点 颗粒以粉土粒为主 特点 颗粒以粉土粒为主 0 01 0 05mm0 01 0 05mm 60 70 60 70 粒度大小均匀 粘粒粒度大小均匀 粘粒粒度大小均匀 粘粒粒度大小均匀 粘粒 少 少 少 少 0 05mm0 05mm 0 0 0 0 含水量少 含水量少 含水量少 含水量少 0 0 年代新 年代新 年代新 年代新 晚更晚更晚更晚更 新世以来 新黄土新世以来 新黄土新世以来 新黄土新世以来 新黄土 结构疏松 承载力为 结构疏松 承载力为 结构疏松 承载力为 结构疏松 承载力为150 250kPa150 250kPa 3 3 黄土湿陷性与湿陷类型 黄土湿陷性与湿陷类型 黄土湿陷性与湿陷类型 黄土湿陷性与湿陷类型 湿陷系数湿陷系数湿陷系数湿陷系数 s s s s 在一定压力下 天然黄土单位厚度的湿陷量 在一定压力下 天然黄土单位厚度的湿陷量 在一定压力下 天然黄土单位厚度的湿陷量 在一定压力下 天然黄土单位厚度的湿陷量 s s s s 0 0150 0150 0150 015 湿陷性黄土湿陷性黄土湿陷性黄土湿陷性黄土 其中 其中 s s 0 07 0 07 强 强湿陷性湿陷性 非自重湿陷性黄土 非自重湿陷性黄土 非自重湿陷性黄土 非自重湿陷性黄土 在自重压力和附加应力共同作用下发生沉陷的黄土 在自重压力和附加应力共同作用下发生沉陷的黄土 在自重压力和附加应力共同作用下发生沉陷的黄土 在自重压力和附加应力共同作用下发生沉陷的黄土 河南 西安河南 西安河南 西安河南 西安 自重湿陷性黄土 自重湿陷性黄土 自重湿陷性黄土 自重湿陷性黄土 在自重压力作用下即发生沉陷的黄土 在自重压力作用下即发生沉陷的黄土 在自重压力作用下即发生沉陷的黄土 在自重压力作用下即发生沉陷的黄土 兰州兰州兰州兰州 自重湿陷系数自重湿陷系数 z zs s 0 0150 015 自重湿陷性黄土自重湿陷性黄土 3 3 红粘土 红粘土 红粘土 红粘土 1 1 定义 定义 定义 定义 亚热带湿热气候条件下 碳酸盐类岩石及其间夹的其他岩石 经亚热带湿热气候条件下 碳酸盐类岩石及其间夹的其他岩石 经亚热带湿热气候条件下 碳酸盐类岩石及其间夹的其他岩石 经亚热带湿热气候条件下 碳酸盐类岩石及其间夹的其他岩石 经 红土化作用形成的高塑性粘土 红土化作用形成的高塑性粘土 红土化作用形成的高塑性粘土 红土化作用形成的高塑性粘土 2 2 特点 特点 特点 特点 含水量高 含水量高 含水量高 含水量高 40 60 40 60 最高最高最高最高90 90 孔隙比大孔隙比大孔隙比大孔隙比大 1 4 1 7 1 4 1 7 但强度高 压缩性 但强度高 压缩性 但强度高 压缩性 但强度高 压缩性 低 高塑性 液限一般为低 高塑性 液限一般为低 高塑性 液限一般为低 高塑性 液限一般为 80 60 80 60 塑限一般为塑限一般为塑限一般为塑限一般为 40 60 40 60 失水后体积 失水后体积 失水后体积 失水后体积 收缩率可达收缩率可达收缩率可达收缩率可达25 25 颗粒分散分布 粒间连接强 颗粒分散分布 粒间连接强 颗粒分散分布 粒间连接强 颗粒分散分布 粒间连接强 强度在竖向方向上自上强度在竖向方向上自上强度在竖向方向上自上强度在竖向方向上自上 向下递减向下递减向下递减向下递减 3 3 工程特性 工程特性 工程特性 工程特性 确定地基的承载力时有地区的差异确定地基的承载力时有地区的差异确定地基的承载力时有地区的差异确定地基的承载力时有地区的差异 利用它作地基时 尽量采用浅基础利用它作地基时 尽量采用浅基础利用它作地基时 尽量采用浅基础利用它作地基时 尽量采用浅基础 要考虑地基的变形 结构应考虑不均匀沉降要考虑地基的变形 结构应考虑不均匀沉降要考虑地基的变形 结构应考虑不均匀沉降要考虑地基的变形 结构应考虑不均匀沉降 按多层地基设计按多层地基设计按多层地基设计按多层地基设计 膨胀土 膨胀土 膨胀土 膨胀土 1 1 定义 定义 定义 定义 指含有大量强亲水性粘土矿物成分 具有显著的吸水膨胀和失水指含有大量强亲水性粘土矿物成分 具有显著的吸水膨胀和失水指含有大量强亲水性粘土矿物成分 具有显著的吸水膨胀和失水指含有大量强亲水性粘土矿物成分 具有显著的吸水膨胀和失水 收缩 且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土 收缩 且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土 收缩 且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土 收缩 且胀缩变形往复可逆的高塑性粘土 2 2 特点 特点 特点 特点 强度高 低压缩性 但具有强膨胀和收缩性 多分布于二级以上阶地强度高 低压缩性 但具有强膨胀和收缩性 多分布于二级以上阶地强度高 低压缩性 但具有强膨胀和收缩性 多分布于二级以上阶地强度高 低压缩性 但具有强膨胀和收缩性 多分布于二级以上阶地 上 粘粒含量高 上 粘粒含量高 上 粘粒含量高 上 粘粒含量高 35 85 35 85 多成坚硬或硬塑状态 天然孔隙比小 多成坚硬或硬塑状态 天然孔隙比小 多成坚硬或硬塑状态 天然孔隙比小 多成坚硬或硬塑状态 天然孔隙比小 自然膨胀量一般超过自然膨胀量一般超过自然膨胀量一般超过自然膨胀量一般超过40 40 被侵湿后抗剪强度将降低 被侵湿后抗剪强度将降低 被侵湿后抗剪强度将降低 被侵湿后抗剪强度将降低1 3 2 31 3 2 3 结构破坏 结构破坏 结构破坏 结构破坏 后抗剪强度将降低后抗剪强度将降低后抗剪强度将降低后抗剪强度将降低2 3 3 42 3 3 4 压缩系数增高 压缩系数增高 压缩系数增高 压缩系数增高1 1 2 3 2 3 3 3 工程特性 工程特性 工程特性 工程特性 建筑物的变形破坏特征建筑物的变形破坏特征建筑物的变形破坏特征建筑物的变形破坏特征 破坏成群出现 尤其在气候强烈变化之后破坏成群出现 尤其在气候强烈变化之后破坏成群出现 尤其在气候强烈变化之后破坏成群出现 尤其在气候强烈变化之后 低 轻房屋最易破坏 房屋角端裂缝严重 低 轻房屋最易破坏 房屋角端裂缝严重 低 轻房屋最易破坏 房屋角端裂缝严重 低 轻房屋最易破坏 房屋角端裂缝严重 建筑物裂缝具有随季节变化而往复伸缩的性质 山墙 内墙体多成建筑物裂缝具有随季节变化而往复伸缩的性质 山墙 内墙体多成建筑物裂缝具有随季节变化而往复伸缩的性质 山墙 内墙体多成建筑物裂缝具有随季节变化而往复伸缩的性质 山墙 内墙体多成 倒八倒八倒八倒八 字字