第三章土的物理性质与工程分类

1、 土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质，土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质，其指标在工程计算中常被直接应用。其指标在工程计算中常被直接应用。 对种类繁多、性质各异的土，按一定的原则，进对种类繁多、性质各异的土，按一定的原则，进行分门别类，给出合适的名称，可以概略评价土行分门别类，给出合适的名称，可以概略评价土的工程性质。的工程性质。第一节第一节 土的基本物理性质土的基本物理性质第二节第二节 粘性土的稠度与可塑性粘性土的稠度与可塑性第三节第三节 土的透水性土的透水性第四节第四节 土的工程分类土的工程分类第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类第一节第一节 土的基本

2、物理性质土的基本物理性质 土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质。例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质。 前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程度和干湿状况；度和干湿状况； 后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等。后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等。 空气空气 air1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理性质指标物理性质指标 三三 相相 草草 图图(three-phase soil models)水水 Water固体固体

3、 Solidma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积土的三相图土的三相图 质量质量m体积体积V气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVaVv1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理性质指标物理性质指标 三三 相相 草草 图图九个物理量九个物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m物性指标是比物性指标是比例关系例关系: 可假可假设任一参数为设任一参数为1物理量关系物理量关系:空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积三个独立变量，三个独立变量，干土或饱和土二干土或饱和土二个独立变量个独立变量其它指标：其它指标：三相草图法计算

4、三相草图法计算实验室实验室测定测定wwww0saammmmmmVwwsavaVVVVVVV1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理性质指标物理性质指标 基本物理性质试验基本物理性质试验为了确定三相草图诸量中的三个量，通为了确定三相草图诸量中的三个量，通常进行三个基本的物理性质试验：常进行三个基本的物理性质试验：F 土的密度试验土的密度试验F 土粒比重试验土粒比重试验F 土的含水量试验土的含水量试验直接测定指标直接测定指标 1.土的密度土的密度：单位体单位体积土的质量积土的质量 awswsVVVmmVm工程中常用容重工程中常用容重 来表示来表示单位体积土的重力，单单位体积土的重力，

5、单位位: kN/m: kN/m3 3 g重力加速度，近似取重力加速度，近似取10m/s2 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V单单 位位: kg/m3 或或 g/cm3一般范围一般范围: 1.602.20 g/cm3工程上更常用工程上更常用, , 用于用于计算土的自重应力计算土的自重应力2. 土粒密度和比重swsG土粒比重土粒比重Gs（土粒相对密（土粒相对密度）：度）：土粒质量与同体积土粒质量与同体积的的4时纯水的质量之比时纯水的质量之比 土粒比重：细粒土（粘性土）一般土粒比重：细粒土（粘性土）一般2.702.75；砂土一般；砂土一般为为2.65左右。土中有机质含量增加

6、，土粒相对密度减小左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V直接测定指标直接测定指标 )(g/cm 3sssVmC4w =1.0 g/cm3土粒比重在数值上等于土土粒比重在数值上等于土粒的密度粒的密度s44 CswmV ()ssCwG气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V3.土的含水量土的含水量：土中水的土中水的质量与土粒质量之比，以百分质量与土粒质量之比，以百分数表示数表示%100%100sssmmmmm土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量

7、变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。其所处的自然地理环境等有关。 测定方法：测定方法：通常用烘干法通常用烘干法直接测定指标直接测定指标 2.2.饱和容重饱和容重 sat ：土体中孔隙土体中孔隙完全被水充满时的土的重力完全被水充满时的土的重力1.1.干容重干容重 d ：单位体积土体单位体积土体中固体颗粒部分的重力中固体颗粒部分的重力 svsatwVVsdwV3.3.浮容重浮容重 ：土体单位体积内土体单位体积内土粒重力与同体积水的重力之差土粒重力与同体积水的重力之差 sssatwwVV换算指标换算指标 dsat气气水水土粒

8、土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V4.孔隙比孔隙比e孔隙比孔隙比e ：土体中孔隙体积与土体中孔隙体积与土粒体积之比土粒体积之比 svVVe5.5.孔隙率孔隙率n ：土体中孔隙体积土体中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示与总体积之比，以百分数表示 %100VVnv换算指标换算指标 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVaVv砂类土：砂类土：28-35%粘性土：粘性土：30-50%，有的可达，有的可达60-70%n 可表示同一种土的松密，二者之间存在关系：可表示同一种土的松密，二者之间存在关系：e1en n1ne 可用三相草图推出可用三相草图推出气气水水土粒土粒msmwmVsVwVV

9、Va质量质量m体积体积V6.土的饱和度土的饱和度Sr ：土体中土体中孔隙水的体积与孔隙总体孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示积之比，以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr= =0, ,饱和土饱和土Sr= =100%。砂土砂土根据饱和度分为三种状态根据饱和度分为三种状态: : %100vrVVSSr50%稍湿；稍湿； 50Sr80%很湿；很湿； Sr80%饱和饱和换算指标换算指标 土颗粒水气 体e1esws(1)w1s单元土三相图指标间换算：指标间换算：土的三相指标中土的三相指标中，土粒容重土粒容重 s ，含水量含水量和和土的容重土的

10、容重 是通过是通过试验测定的，可以根据三个基本指标换算出其余各指标试验测定的，可以根据三个基本指标换算出其余各指标孔隙比和孔隙率vsVeVs(1)1wv100%VnV1ene1nenwrvVSVswGesw/we饱和度指标间换算：指标间换算： 土的饱和容重、浮容重、干容重satw sw1 eswsat1eesdWVs11ew指标间换算：指标间换算：各种密度容重间的大小关系各种密度容重间的大小关系dsat dsat1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理性质指标物理性质指标 n 天然密度天然密度n 干密度干密度n 饱和密度饱和密度VmmVmwsVVmvwssat V/msdn 天然

11、容重天然容重n 干容重干容重n 饱和容重饱和容重n 浮容重浮容重gdd g gsatsat wsat 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVaVv例题分析例题分析n【例】某土样经试验测得体积为某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度。若土粒的相对密度Gs为为2.66，求，求该土样的含水量该土样的含水量、密度、密度、重度、重度 、干重度、干重度d 、孔隙比、孔隙比e、饱和重度饱和重度sat和有效重度和有效重度 解解答答%98.11167167187%100smm3/87. 1100187cmgVm3/7 .

12、181087. 1mkNg3/7 .1610100167mkNgdd593. 0187. 1)1198. 01 (66. 21)1 (sGe%7 .53593. 066. 21198. 0eGSsr3/4 .2010593. 01593. 066. 21mkNeeGssat3/4 .10104 .20mkNwsatdSrneGswcmg 67. 2 %9 .12 /67. 1 3求测得某原状土样例题30 . 1:cmVs绘三相草图，设解VmVVSrVVnVVesdvwvsv 44.6% 805. 0 2标、按定义求其它各项指461. 0 805. 0 1.805 /4344. 0/ 014.

13、33344. 02 2.67 67. 211wvasvwwwswswssswsVVVVVVmVmVmmmwmmVmGs）（）（）（）（与质量、确定三项组成的体积30 . 1 cmVsgms67. 2gmw344. 00amgm014. 3805. 1V3344. 0cmVw 作业： 3-2，3-3 土的物理状态主要指土的松、密和土的物理状态主要指土的松、密和软、硬程度软、硬程度 一、粉土和粗粒土（密实程度）一、粉土和粗粒土（密实程度） 二、粘性土（软硬程度二、粘性土（软硬程度稠度）稠度）第二节第二节 粘性土的稠度与可塑性粘性土的稠度与可塑性土的物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态土的物理状

14、态粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态粘性土的软硬状态土的物理性质指标土的物理性质指标( (三相间的比例关系三相间的比例关系) )表表示示影响影响力学特性力学特性密实度密实度稠度稠度土的物理状态主要指土的松、密和软、硬程度砂性土： 密实程度：松、密粘性土： 软硬程度（稠度）：软、硬1. 1. 无粘性土的密实度无粘性土的密实度 土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧土颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程密到松散的不同物理状态。无粘

15、性土的密实度与其工程性质有着密切关系。性质有着密切关系。粗粒土的密实状态粗粒土的密实状态1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理状态指标物理状态指标粗粒土的密实状态粗粒土的密实状态n 密实度密实度：通常指单位体积中固体颗粒含量的多少通常指单位体积中固体颗粒含量的多少简单方便，但只能用于同一种简单方便，但只能用于同一种土，不能反映级配的影响土，不能反映级配的影响 物理性质指标：孔隙比物理性质指标：孔隙比e e（孔隙率（孔隙率n n） 干密度干密度 d dminmaxmaxreeeeD 相对密实度：相对密实度：e emaxmax与与e eminmin ：最大与最小孔隙比：最大与最小孔

16、隙比emin = 0.35emin = 0.20相对密实度相对密实度DrminmaxmaxeeeeDr砂土在天然状砂土在天然状态下孔隙比态下孔隙比砂土在最密实状砂土在最密实状态时的孔隙比态时的孔隙比砂土在最松散状态砂土在最松散状态时的孔隙比时的孔隙比当当Dr=0=0时，时， e= =emin，表示土处于最疏松状态，表示土处于最疏松状态; ;当当Dr= =1.0时，时， e= =emax，表示土体处于最密实状态，表示土体处于最密实状态Dr1/3疏松疏松状态状态1/3Dr2/3中密中密状态状态2/3Dr1密实密实状态状态 相对密度指标主要用于人工填土，对天然砂土层采用原相对密度指标主要用于人工填土

17、，对天然砂土层采用原位标准贯入试验法测定。位标准贯入试验法测定。F最大孔隙比最大孔隙比e emaxmax: : 将松散的风干土样通过长颈漏将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比最小干密度再经换算得到最大孔隙比F最小孔隙比最小孔隙比emin : 将松散的风干土样装入金属容将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比孔隙比理论上的最大与最小孔隙比理论上的

18、最大与最小孔隙比在室内的测定有时很困难在室内的测定有时很困难1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理状态指标物理状态指标粗粒土的最大与最小孔隙比粗粒土的最大与最小孔隙比3）按动力触探确定无粘性土的密实度按动力触探确定无粘性土的密实度 天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数击数N63.5进行评定。进行评定。密实度密实度按按N评定砂石密实度评定砂石密实度 松散松散稍密稍密中密中密密实密实N1010N1515N30N30 标准贯入试验（Standard Penetration Test） 标准贯入数 N63.5 锤 重：63.5kg 落

19、 距：760mm 打入深度：300mm2. 2. 粘性土的稠度和可塑性粘性土的稠度和可塑性 1）粘性土的稠度状态粘性土的稠度状态稠度稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破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坏的抵抗能力, ,是粘性土最主要的物理状态特征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土的稠度界限1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理状态指标物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态土的物理状态粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度粘性土

20、的软硬状态粘性土的软硬状态土的物理性质指标土的物理性质指标( (三相间的比例关系三相间的比例关系) )表表示示影响影响力学特性力学特性密实度密实度稠度稠度n 粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力。抵抗能力。稠度状态与含水量有关稠度状态与含水量有关粘性土粘性土含水量含水量较硬较硬变软变软流动流动粘性土的稠度状态粘性土的稠度状态1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理状态指标物理状态指标固态半固态可塑态液态阿特堡界限 (Atterberg lim

21、it)颗 粒水VsVs+VawLwPws缩限塑限液限wVO半固态固态可塑态液态粘 粒强结合水弱结合水自由水液 态可塑态固态或半固态稠度状态稠度状态固态或固态或半固态半固态塑态塑态 流态流态 土中水的形态土中水的形态强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水w含水量含水量稠度界限稠度界限塑限塑限p强结合水膜最大强结合水膜最大液限液限l出现自由水出现自由水粘性土的稠度反映土中水的形态粘性土的稠度反映土中水的形态土颗粒土颗粒强结合水强结合水弱结合水弱结合水土颗粒土颗粒强结合水强结合水土颗粒土颗粒自由水自由水弱结合水弱结合水强结合水强结合水 液限和塑限的测定方法：液限（Liquid Limit）：液

22、塑限联合测定仪或碟式仪塑限（Plastic Limit）： 搓条法或液塑限联合测定仪1、液限液限L锥式液限仪测定法：锥式液限仪测定法：76g锤经锤经5s恰好恰好沉入土沉入土10mm所对应的含水量。所对应的含水量。2、塑限、塑限p滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成直径为上搓成直径为3mm 土条时，土条恰土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量好产生裂缝并开始断裂时的含水量。锥式液限仪锥式液限仪碟式液限仪碟式液限仪2）粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土处在可塑状态的

23、，即土处在可塑状态的含水量变化范围，大体上表示土的弱结合水含量。含水量变化范围，大体上表示土的弱结合水含量。说明：说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力, ,即与即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多土中粘粒含量有关。粘粒含量越多, ,塑性指数就越高。塑性指数就越高。IP17 IP17 粘土；粘土； 1717IP10IP10粉质粘土；粉质粘土； IPIP1010粉土或砂类土粉土或砂类土PLpIn 定义：定义： 反映吸附结合水的反映吸附结合水的能力能力，即粘性大小，即粘性大小 大致反映粘土颗粒含量大致反映粘土颗粒含量 常作为细粒土工程分类的依据常作

24、为细粒土工程分类的依据pLpLwwwwI 液性指数：液性指数：wpwwl IL 0 坚硬坚硬(半固态半固态) 0IL 0.25硬塑硬塑0.25 IL 0.75可塑可塑 0.75 1流塑流塑土的稠度状态土的稠度状态液性指数液性指数 不同的粘土，不同的粘土，wp、wl 大小不同。对于不同的粘土，含大小不同。对于不同的粘土，含水量相同，稠度可能不同。水量相同，稠度可能不同。1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理状态指标物理状态指标说明：说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当系。当IL0时时, ,P, ,土处于坚硬状

25、态土处于坚硬状态; ;当当IL1时时, ,L, ,土处土处于流动状态。根据于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态。值可以直接判定土的软硬状态。 例题：从某地基取原状土样，测得土的液限例题：从某地基取原状土样，测得土的液限wL=47%，塑限塑限wp=18%，天然含水量，天然含水量w=40%，问地基土是什么问地基土是什么土，处于什么状态？土，处于什么状态？解：解： 1.求塑性指数：求塑性指数：2.求液性指数：求液性指数：3.Ip 17，该地基土为粘土；，该地基土为粘土；4.查表查表3-4， 1.0IL0.75，得土处于软塑状态。，得土处于软塑状态。759. 018471840pLpLwww

26、wI291847pLpwwIpLpLwwwwI F 粗粒土的密实状态指标粗粒土的密实状态指标: : 相对密度相对密度D Dr r F 细粒土的稠度状态指标细粒土的稠度状态指标: : 液性指数液性指数I IL L 定义定义 判别标准判别标准 界限含水量界限含水量 w wP P、w wL L 土中水形态土中水形态 塑性指数塑性指数 I Ip p 吸附结合水的能力吸附结合水的能力minmaxmaxreeeeD 定义定义 判别标准判别标准小小 结结1.3 1.3 土的物理状态土的物理状态 - - 物理状态指标物理状态指标第三节第三节 土的透水性土的透水性一、土的渗透性一、土的渗透性n土中孔隙一般是连通

27、的，当饱和土中的两点存土中孔隙一般是连通的，当饱和土中的两点存在能量差时，水就在土的孔隙中从能量高的点向在能量差时，水就在土的孔隙中从能量高的点向能量低的点流动。能量低的点流动。n水在土体孔隙中流动的现象称为水在土体孔隙中流动的现象称为渗流渗流n土具有被水等液体透过的性质称为土的土具有被水等液体透过的性质称为土的渗透性渗透性土的渗透符合土的渗透符合Darcy定律（定律（1856） 在层流状态下，土中水的渗流速度与能量损在层流状态下，土中水的渗流速度与能量损失之间服从线性渗流规律。即渗流十分缓慢，失之间服从线性渗流规律。即渗流十分缓慢，相邻两个水分子运动的轨迹相互平行而不混相邻两个水分子运动的轨

28、迹相互平行而不混掺。掺。 上述理论即为达西定律：渗出水量上述理论即为达西定律：渗出水量Q与圆筒与圆筒过水断面积过水断面积A和水力梯度和水力梯度I成正比，且与土的成正比，且与土的透水性质有关。透水性质有关。cm L H i cm/s k cm A cm Q cm/s v1)-(2 23渗流途径水头差水头损失水力梯度水力坡降渗透系数过水断面渗出水量断面平均渗透速度式中或LHkkiAQvkAiQ V不是孔隙中水的实际流速，因公式推导中采用不是孔隙中水的实际流速，因公式推导中采用的是土样的整个面积，包括了土粒骨架所占的部的是土样的整个面积，包括了土粒骨架所占的部分面积在内，因土粒本身是不透水的，故真实

29、面分面积在内，因土粒本身是不透水的，故真实面积积Av小于小于A，从而实际平均流速，从而实际平均流速Vs大于大于V，通过水，通过水流连续原理建立：流连续原理建立： 孔隙孔隙率率n， VsAvvAQnAAVnvnAvAvs/ 渗透系数渗透系数是反映土的透水性能的比例系数，是反映土的透水性能的比例系数，是水力梯度为是水力梯度为1时的渗透速度，其量纲和时的渗透速度，其量纲和渗透速度相同。物理含义即为单位面积单渗透速度相同。物理含义即为单位面积单位水力梯度单位时间内透过的水量。位水力梯度单位时间内透过的水量。二、土的渗透性影响因素二、土的渗透性影响因素 1.1.颗粒级配颗粒级配。影响性最大。土粒越细或粗

30、大颗粒间含影响性最大。土粒越细或粗大颗粒间含有细颗粒越多，土的渗透性越弱，反之越强。有细颗粒越多，土的渗透性越弱，反之越强。 2.2.矿物成份矿物成份。粘土矿物的成分不同，形成结合水膜的。粘土矿物的成分不同，形成结合水膜的厚度不同，故不同粘土矿物组成的土，其透水性也不厚度不同，故不同粘土矿物组成的土，其透水性也不同，通常随土中亲水性强的粘土矿物增多，渗透性降同，通常随土中亲水性强的粘土矿物增多，渗透性降低。（思考：蒙脱石，高岭石，伊利石渗透性能的大低。（思考：蒙脱石，高岭石，伊利石渗透性能的大小）小） 3.3.土的密度土的密度。对同一种土而言，土越密实，孔隙越小，。对同一种土而言，土越密实，孔

31、隙越小，渗透性也就降低。故土的渗透性随土的密实程度的增渗透性也就降低。故土的渗透性随土的密实程度的增大而减小。大而减小。 4.4.土的结构构造土的结构构造。 5.5.水溶液成份和浓度水溶液成份和浓度。粘性土的渗透性随溶液中阳离。粘性土的渗透性随溶液中阳离子价数和水溶液浓度的增大而增大。子价数和水溶液浓度的增大而增大。1.1.分类的目的分类的目的 土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验同土类间作有价值

32、的比较、评价、积累以及学术与经验的交流的交流2.2.分类原则：分类原则：1.分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便测定方法简单，使用方便2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类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工程用土的不同特性第四节 土的工程分类土的组成土的组成土的状态土的状态土的结构土的结构建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范- GB50007-2002- GB50007-2002分类法分类法 水利部水利部SL237-1999SL237-1999分类法分类法1.5

33、 1.5 土的工程分类土的工程分类土的工程分类土的工程分类F 目的：目的： 便于调查研究；便于调查研究； 便于分析评价；便于分析评价； 便于交流便于交流 ( (基于共同的概念基于共同的概念) )F 依据：最能反映土的物理力学性质的指标依据：最能反映土的物理力学性质的指标F 要求：要有一定的逻辑性、系统性，要求：要有一定的逻辑性、系统性， 纲目分明，简单易记，便于运用纲目分明，简单易记，便于运用 岩 土 岩 石碎 石 土 粉 土特 殊 土 砂 土强度、节理级配、形状 粘性土 塑性指数或塑性图3.3.分类体系与方法分类体系与方法 分类体系：分类体系：1.建筑工程系统分类体系建筑工程系统分类体系2.

34、公路路基土分类体系公路路基土分类体系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、 建筑地基基础建筑地基基础设计规范设计规范(GB50007-2002)侧重把土作为建筑地基和侧重把土作为建筑地基和环境进行分类环境进行分类公路路基设计规范公路路基设计规范（JTG D302004)侧重把土作为侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土进行分类建筑材料，用于路堤、土坝和填土进行分类分类方法分类方法：1.建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB500072002) 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（岩）分为岩石、碎石土、砂土、

35、粉土和粘性土地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五大类五大类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岩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石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类分类 坚硬程度类别坚硬程度类别饱和单轴抗压饱和单轴抗压强度强度frk(Mpa)坚硬岩坚硬岩较硬岩较硬岩较软岩较软岩软岩软岩极软岩极软岩30frk60frk6015frk305frk15frk5土的名称土的名称漂石漂石块石块石卵石卵石碎石碎石圆砾圆砾角砾角砾颗粒形状颗粒形状圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角

36、形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于20mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类碎石土的分类b.碎石土的分类碎石土的分类岩石岩石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土粘性土粘性土人工填土人工填土碎石土碎石土建筑地基基础规范建筑地基基础规范GB50007-2002G

37、B50007-2002土的名称土的名称砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量占全重的颗粒含量占全重2550注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重85粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50砂土的分类砂土的分类c.砂土的分类砂土的分类 粒径大于粒径大于2mm的颗粒

38、含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%的土，且粒的土，且粒径大于径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为砂土的土称为砂土 岩石岩石碎石土碎石土粉土粉土粘性土粘性土人工填土人工填土砂土砂土建筑地基基础规范建筑地基基础规范GB50007-2002GB50007-2002根据堆积时代分 根据塑性指数Ip分 按工程特性分 根据有机质含量分类 1）老堆积土：第四纪更新世Q3及其以前 2）一般堆积土：全新世堆积 3）新近堆积土：全新世以后IP17 粘土； 17IP10粉质粘土； IP10粉土或砂类土湿陷性土 、红粘土 、软土（包括淤泥和淤泥质土）、 多年冰土、膨胀土、盐滞土

39、 、混合土 、填土污染土等无机土 ：Q5% 有机质土 ：5%Q10% 泥炭质土 ：10Q60 泥炭 ：Q60 d.粘性土的分类粘性土的分类2.土的分类标准土的分类标准(GBJ14590)-水利部的土质分类 根据各粒组的相对含量把土分为巨粒土、含巨粒土、根据各粒组的相对含量把土分为巨粒土、含巨粒土、粗粒土和细粒土四大类粗粒土和细粒土四大类a.巨粒土和含巨粒土的分类巨粒土和含巨粒土的分类 巨粒土和含巨粒土按土中粒径大于巨粒土和含巨粒土按土中粒径大于60mm的巨粒含量的巨粒含量区分。若土中巨粒含量多于区分。若土中巨粒含量多于50%, ,属于巨粒土；若土中巨属于巨粒土；若土中巨粒含量在粒含量在15%5

40、0%之间，属于含巨粒土之间，属于含巨粒土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%，剔除巨粒后，若土中粒径大于，剔除巨粒后，若土中粒径大于0.075mm的粗粒含量多于余土的的粗粒含量多于余土的50%，属于粗粒土。，属于粗粒土。 c.细粒土的分类细粒土的分类 土中粒径小于土中粒径小于0.075mm的细粒含量多于或等于的细粒含量多于或等于50%，且粗粒含量少于且粗粒含量少于25%的土属于细粒土。的土属于细粒土。细粒土按塑性图进行细分。细粒土按塑性图进行细分。粗粒土分为砾类土和砂类土两类粗粒土分为砾类土和砂类土两类砾粒组质量多余总质量的砾粒组质量多余总质量的50%50%的土为砾类土

41、，的土为砾类土，砾粒组质量少于或等于余总质量的砾粒组质量少于或等于余总质量的50%50%的土为砂类土。的土为砂类土。塑性图及其应用 （一）一般细粒土的塑性图（一）一般细粒土的塑性图 细粒土应根据塑性图分类。塑性图的横坐标为土的细粒土应根据塑性图分类。塑性图的横坐标为土的液限（液限（L），纵坐标为塑性指数（），纵坐标为塑性指数（Ip）。国家标准）。国家标准土的分类标准土的分类标准（GBJ145-90）规定的一般细粒土）规定的一般细粒土的塑性图有两种，根据所采用的液限标准进行选用，的塑性图有两种，根据所采用的液限标准进行选用，基本上是等效的。基本上是等效的。 1当取质量为当取质量为76g、锥角为、

42、锥角为30的液限仪，锥尖入土深度的液限仪，锥尖入土深度为为17mm对应的含水量为液限时，应按图二所示塑性图分对应的含水量为液限时，应按图二所示塑性图分类。土的定名详见表类。土的定名详见表524-10。 2当取质量为当取质量为76g、锥角为、锥角为30的液限仪，锥尖入土深度的液限仪，锥尖入土深度为为10mm对应的含水量为液限时，应按图三所示塑性图分对应的含水量为液限时，应按图三所示塑性图分类。土的定名详见表类。土的定名详见表524-11。三、国标三、国标土的工程分类标准土的工程分类标准（GBJ145-90）规定的土的野外鉴别方法规定的土的野外鉴别方法例题例题 下图为某种土的粒径级配累积曲线。其中

43、粒径小下图为某种土的粒径级配累积曲线。其中粒径小于于0.075mm的细粒土，经测定的细粒土，经测定wL=38%，wp=23%。试按试按岩土工程勘察规范分类法定出土的名称。岩土工程勘察规范分类法定出土的名称。土的名称土的名称漂石漂石块石块石卵石卵石碎石碎石圆砾圆砾角砾角砾颗粒形状颗粒形状圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于20mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50粒径大于粒径

44、大于2mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类碎石土的分类土的名称土的名称颗粒级配颗粒级配砂砂类类土土砾砂砾砂粒径大于粒径大于2mm的颗粒占总质量的的颗粒占总质量的2550%粗砂粗砂粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量的颗粒超过总质量50%中砂中砂粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量的颗粒超过总质量50%细砂细砂粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的颗粒超过总质量85%粉砂粉砂粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的颗粒超过总质量50%砂类土的分类砂类土的分类 分析：分析： 1 1、d2mmd2mm的颗粒重量的颗粒重量 0.5mm d0.5mm的颗粒重量的颗粒重量50%50% 按前述内容，定名为粗砂按前述内容，定名为粗砂 2 2、d0.075mmd10Ip=38-23=1510 应进一步定名为含粘性土粗砂应进一步定名为含粘性土粗砂例题分析例题分析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