ASTM土的工程分类执行标准统一的土分类体系

1、Desig nati on: D 2487-00土的工程分类执行标准(统一的土分类体系)1. 范围1.1该操作描述基于实验室测定的粒径特征、液限和塑性指数用于工程目的分类矿物和 有机金属矿物土的体系，当需要精确分类土时，这些将会用到。1.2该体系的组符号是基于实验室在土试样通过3-i n.(75-mm)筛部分试样上的测试完成的数据(见规范E11)。1.3作为一种分类体系，该标准仅限于自然生成的土。1.4该标准仅应用于定性。1.5该标准是统一的土分类体系的 ASTM版本。分类表的理论是由 A. Casagrande在上世 纪四十年代初发展的飞机场分类体系。当几个美国政府机构在1952年采用改进后

2、的飞机场体系版本，它就成为众所周知的统一的土分类体系。1.6该标准试验方法没有包含所有的安全问题，即便要，也应联系实际需要。在试验前确 定合适的安全、健康守则和决定其规章制度适用的局限性是试验者的责任。1.7该操作提供一套用于完成一种或是更多特殊操作的说明。该文件不能取代培训或是 经验，应结合职业判断使用。不是所有的该操作都能用于所有的环境。该ASTM标准不是想代表或是取代标准观察，对于一给定的专业，必须判断其适当性，也不是不考虑一个工程的 许多的特殊方面就采用该文件。在标题中“标准”一词仅仅意味着文件已经通过了ASTM多数人赞同通过程序的批准。2. 参考文件3. 术语3.1定义-除非以下列出

3、的，所有定义均参照术语D 653。3.1.1粘土-通过No.200(75-mm)美国标准筛的土，能被制成在一定范围的含水率存在塑性 (像灰泥样的性质)，当空干时存在相当的强度。对于分类，粘土是细颗粒土，或者土中的 细粒部分，其塑性指数等于或大于 4,在塑性指数对液限的曲线上落在或在“ A ”线以上。3.1.2砾石-岩石粒子通过美国标准筛 3-in.(75-mm)筛，保留在 No.4(4.75-mm)筛上部分， 按以下细分：粗砾-通过3-in.(75-mm)筛，保留在34-in.(19-mm)筛上部分。细砾-通过34-in.(19-mm)筛，保留在No.4(4.75-mm)筛上部分。3.1.3有

4、机粘土 -带有足够有机物成分能影响土性质的粘土。对于分类，有机粘土是一种 土，应归类为粘土，除非它在烘干后的液限值小于烘干前液限值的75%。3.1.4有机粉土 -带有足够有机成分能影响土性质的粉土。对于分类，有机粉土是一种土，应归类为粉土，除非它在烘干后的液限值小于烘干前液限值的75%03.1.5泥炭-一种含有各分解阶段植物组织的土，通常带有机物气味，棕黑色-黑色，像海绵似的结构，质地为纤维的-无定型的。3.1.6砂-岩石粒子通过美国标准筛No.4(4.75-mm)筛，保留在 No.200(75-mm)筛上部分，按以下细分：粗砂-通过No.4(4.75-mm)筛，保留在No.10(2.00-m

5、m)筛上部分。中砂-通过No.10(2.00-mm)筛，保留在No.40(425m)筛上部分。细砂-通过No.40(425m)筛，保留在No.200(75-m)筛上部分。3.1.7粉土-能通过美国标准筛No.200(75-m)筛，没有塑性或是非常轻微的塑性，当空干时表现出很小或没有强度的土。对于分类，粉土是细粒土，或者土中的细粒部分，其塑性指 数小于4或如果在塑性指数曲线对液限的曲线里落在“ A”线以下。3.2对于该标定特定的术语定义：3.2.1曲率系数，Cc-为(D3o)2/(D10 D60)的比率，式中D60，D30和D10是在累积粒径分 布曲线上相应细粒含量为60，30和10%的粒径。3

6、.2.2均匀系数，Cu-为D60 /D30的比率，式中D60和D30在累积粒径分布曲线上相应细粒 含量为60和3 0%的粒径。4. 概要4.1如表1说明的，该分类体系划分为三种主要土：粗粒土，细粒土，高有机质土。这三 种划分进一步细分为15种基本土粒组。表1 土分类表采用试验室测试 A指定组符号和组名称的标准土分类组符号组名称B粗粒土砾石纯砾石GW级配良好砾石D超过50%留在N0.200筛超过50%的粗粒部分留少于5%的细粒EGP级配差的砾石D上在No.4筛上含细粒砾石细粒归类为ML或MHGM粉质砾石 D，F，G细粒超过12%细粒归为为CL或CHGC粘质砾石砂纯砂SW级配良好砂H50%或更多的

7、粗粒少于5%的细粒LSP级配差的砂H通过No.4筛部分含细粒砂细粒归类为ML或MHSM粉质砂F,G,H超过12%的细粒1细粒归类为CL或CHSC粘质砂细粒土粉土和粘土无机物Pl>7 和在“ A ”线上或以上CL低液限粘土 K,L,M50%或更多通过No.200筛液限小于50Pl>4 和在“ A ”线以下ML粉土 K,L,M有机质液限-烘干后液限 <0.75OL有机粘土 K,L,M,N液限-未干燥的OL有机粉土 K,L,M,O粉土和粘土无机质塑限曲线在“A”线或以上CH高液限粘土 K,LM液限为50或更大塑限曲线“ A ”线以下MH高液限粉土 K,L,M有机的液限-烘干后液限

8、<0.75OH有机粘土 K,L,M,P液限-未干燥的有机粉土 K,L,M,Q高有机质土主要为有机物，黑色，有机质气味PTPeatA基于通过3-in.(75-mm)筛的材料；CCU - D60 / D10B如果原位试样包含漂石或块石，或者两者都含，在组名中加“含漂石或块石，或是两2CC - ( D30 )/ D10 D60 ；D如果土中含有15%的砂，在组名中加“含砂”；E砾石有5-12%的细粒需要双符号：GW-GM 级配良好含粉土砾石GW-GC 级配良好含粘土砾石GP-GM 级配差含粉土砾石GP-GM 级配差含粘土砾石F如果细粒归类为 CL-ML，使用双符号GC-GM，或SC-SM G如

9、果细粒为有机物，在组名中加“含有机质细粒”。H如果土含15%的砾石，在组名中加“含砾石”。1砂含5-12%细粒需要双符号：SW-SM 级配良好含粉土砂SW-SC级配良好含粘土砂SP-SM级配差含粉土砂SP-SC级配差含粘土砂J如果Atterberg极限绘制在阴影线上，土为 CL-ML，粉质粘土。K如果土含15-29%大于No.200筛的成分，加“含砂”或“含砾石”，无论那一个占主 要。L如果土含30%大于No.200筛的成分，主要为砂时，在组名中加“砂”。M如果土含30%大于No.200筛的成分，主要为砾石时，在组名前加“砾石”。NPL>4和在“A”线上或是其上方。OPL< 4或在

10、“A”线下方。PPL在“A”线上或是其上方。qpl在“A”线下方。4.2基于观察和指定定的验室测试结果，按照土的基本分类划分土，指定土的符号和名1用于细粒土，图3用于粗粒称，从而分类。流程图能用于指定大概的分组符号和名称，图 土。5作用和意义5.1该标准分类土，来自任何曲线位置对应的种类，曲线位置代表指定的实验室测试结 果，结果用于确定粒径特性、液限和塑性指数。5.2按照操作D 2488要求的描述信息确定组名和符号，能用于描述土以有助于评价它的 用于工程的重要性质。5.3该分类系统的各组划分已经设计满足土的主要工程性质。在任何场地或是实验室调 查，该标准为岩土工程目的提供了有用的第一步。5.4

11、该标准可能同样用于辅助训练员工使用操作规程D 2488。5.5但工作对象为冻土时，该标准可能与操作规程D 4083结合使用。6. 仪器设备6.1仪器还可能包括需要用于获取和制备试样、完成指定实验室测试、塑性图（类似图4）和累积粒径分布曲线（类似图5）的仪器。7. 取样7.1应按指导D 420或是其它能接受的程序建议的一种或多种方法取样和鉴别。7.2对于精确的鉴别，该实验方法需要的最少测试试样量依赖需要进行的实验室测试项目。仅只需粒径分析，则需要试样的最少干重量如下:最大粒径最少试样量筛孔干质量4.75 mm (No.4)100 g (0.25 lb)9.5 mm (% in.)200 g (0

12、.5 lb)19.0 mm (% in.)1.0 kg (2.2 lb)38.1 mm (1 % in.)8.0 kg (18 lb)75.0 mm (3 in.)60.0 kg (132 lb)每当可能时，野外试样应两-四倍上面给定的质量。7.3当必须进行液限和塑限试验时，额外的材料必须足够提供150-200g细于No.40（425-m）筛的土样。7.4如果野外试样或是测试试样少于建议的最少量，报告应包括一适当的评价。8. 泥炭土的分类8.1 一种试样土：主要由在各分解阶段中的植物组织和无定形结构的纤维组成的，棕黑色-黑色，有机物气味，应指明为高有机物土，归类为泥炭土，PT,在后面的归类程序

13、中不再提出。8.2如果期望，泥炭土的分类可按分类 D 4427操作。9. 分类准备9.1在土按本表标准分类前，一般地粒径分布小于3-i n. (75-mm)部分的土样和小于No.40(425-m)号筛部分土样塑性性质必须确定。见 9.8节明确指明要求的测试。9.2 土试样的制备、粒径分布试验、液限和塑性指数应按通过了的标准程序操作。在附录X3和X4中给出了用于分类目的的两种制备测试土试样的程序。附录X3描述了湿制备法，对于为干燥的粘性土和有机土采用该法较好。9.3当写由该标准确定的土分类报告时，采用的制备和测试程序应报告或参考。9.4尽管在确定粒径分布里使用测试程序或视其它考虑可能需要对试样材

14、料进行比重计 分析，但对于土分类不需要比重计分析。9.5任何小于3-in.(75-mm)材料的百分含量(质量)必须作为辅助的信息测定和报告。9.6最大粒径应测定(用仪器两侧或估计)作为辅助的信息。9.7当累积粒径分布需要时，应使用一套筛，包括以下孔径筛(含与最大粒径相当的最大 的孔径)和其它用于定义粒径分布必须或需要的孔径筛：3-in. (75-mm)、34 -in. (19.0-mm) 、No.4 ( 4.75-mm) 、 No.10 (2.00-mm)、No.40(425 Jm)、No.200 (75- Jm)9.8在用于分类的准备里需要完成的测试如下：9.8.1对于估计含少于5%细粒的土

15、，需要绘制大于No.200(75m)部分的累积粒径分布曲 线图。如图5绘制通过百分含量对粒径或筛径/筛号的半对数图。9.8.2对于估计含5-15%细粒的土，需要绘制累积粒径分布曲线图()，还需测定液限和 塑性指数。9.8.2.1如果不能取得足够的材料用于测定液限和塑性指数，细粒应被估计或为粉质的或 为粘质的，使用操作规程D 2488里描述的程序并在报告里注明。9.8.3对于估计含15%或更多细粒的土，需要测定细粒的百分含量、砂百分含量和砾石百 分含量，还需测定液限和塑性指数。对于估计含90%细粒的土，细粒百分含量、砂百分含量和砾石百分含量可能使用在操作规程 D 2488里描述的程序估计，并在报

16、告里注明。10. 初步的分类程序10.1将土分类为细粒土，如果干试样质量的50%或更多通过了 No.200（75m）筛，接着 按3.1.2节操作。10.2将土分类为粗粒土，如果超过 50%的干试样质量保留在 No.200（75m）筛上，接着 按12节操作。11. 细粒土的分类程序11.1 土为无机粘土，如果位置落在塑性指数对液限图（图 4）的“ A ”线上或其上，塑性 指数大于4,含有的机物质不会影响在11.3.2节里测定的液限。11.1.1归类土为低液限粘土， CL,如果液限小于50。见图4标为CL区域。11.1.2归类土为高液限粘土， CH，如果液限为50或者大于。见图4种标记为CH区域。

17、11.1.3归类土为粉质粘土， CL-CM，如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A ”线上或是其上和塑性指数范围在 4-7之间。见图4中标记为CL-ML区域。11.2 土为无机粉土，如果在塑性指数对液限图（图 4）中的位置落在“ A”线以下或者塑 性指数小于4,且含有的有机物不会影响在11.3.2中测定的液限。11.2.1归类土为粉土，如果液限小于 50。见图4种标记为ML区域。11.2.2归类土为高液限粉土， MH，如果液限为50或者更大。见图4中标记为MH区域。11.3 土为有机粉土或粘土，如果含有足够数量有机物影响11.3.2中测定的液限。11.3.1如果当土为黑色和在湿和暖状态下为有机

18、气味，应在测试试样上再进行一次液限 测定，试样在110± 5 C下烘干至恒重，典型的为烘一夜。11.3.2 土为有机粉土或是有机粘土，如果液限在烘干后小于烘干前初始试样液限的75%（见操作规程D 2217步骤B）。11.3.3归类土为有机粉土或是有机粘土，OL，如果液限（不是烘干的）小于 50%.归类土为有机粉土， OL如果塑性指数小于 4,或者在塑性指数对液限图中的位置落在 “A”线以下。归类土为有机粘土， OL，如果塑性指数为4或者更大和在塑性指数对液限图 中的位置落在“ A”线上或是其上。见图4中标记为OL （或者CL-ML区域。11.3.4归类土为有机粘土或有机粉土，OH如果

19、塑限（不是烘干的）为50或是更大。归类土为有机粉土， OH如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线以下。归类土为有机粘土，OH如果在塑性指数对液限图中的位置落在“ A”线上或是其上。见图4中标记为OH 区域。11.4如果小于30%旦大于等于15%勺测试试样保留在 No.200（75-m）筛上，应在土组名 前加“含砂”或“含砾”（无论哪一个占优势的）。例如，含砂低液限粘土，CL;含砾石粘土,ML。如果砂的百分含量等于砾石的百分含量，使用“含砂”。11.5如果30%或者更多的测试试样保留在No.200（75-m）筛上，应在土组名前加“砂质”或“砾质”。如果30%或者更多的测试式样保留在 No.2

20、00（75-m）筛上且粗粒成分以砂 为主，在土组名前加“砂质”。如果 30%或者更多的测试式样保留在 No.200（75- 5）筛上且 粗粒成分以砾石为主，在土组名前加“砾质”。例如，砂质低液限粘土，CL；砾质高液限粘土，CH砂质粉土，Mb如果砂的百分含量等于砾石的百分含量，使用“砂质”。12. 粗粒土的分类程序（超过 50%保留在No.200（75-m）筛上）12.1归类土为砾石，如果超过50%的粗粒部分加上No.200（75-m）筛保留在No.4（4.75-mm）筛上。12.2归类土为砂土，如果50%或者更多的粗粒部分通过 No.4（4.75-mm）筛。12.3如果12%或者少于12%勺测

21、试试样通过No.200（75-m）筛，绘制累积粒径分布曲线 图，图5,并按给定的方程1和2计算均与系数，Cu ,和曲率系数，Cc。12.3.1如果少于5%的测试试样通过 No.200（75-m）筛，归类土为级配良好砾石，GV， 或者级配良好砂，svy如果Cu对于砾石大于或等于4.0或者对于砂大于6,和Cc至少为1.0 但不大于3.0。12.3.2如果少于5%的测试试样通过No.200（75- Am）筛，归类土为级配差砾石，GR或是 级配差砂，SP,如果Cu或者Cc没有满足级配良好标准。12.4如果超过12%勺测试试样通过No.200（75-m）筛，土应视为含细粒粗粒土。细粒被 确定为粘质或粉质

22、，判断基于塑性指数对液限图（图 4）（见9.8.2.1，如果能取得充足的材 料用于测试）（见注释7）012.4.1归类土为粘质砾石，GC或者粘质砂，如果细粒为粘质，也就是，在塑性指数对 液限图（图4）的位置落在“ A”线上或其上方，塑性指数大于 7o12.4.2归类土为粉质砾石，GM或者粉质砂，SM如果细粒为粉质，也就是，在塑性指 数对液限图（图4）的位置落在“ A”线下方，塑性指数小于4o12.4.3如果细粒绘图为粉质粘土，CL-ML归类土为粉质、粘质砾石，GC-GM如果是砾石或粉质、粘质砂，SC-SM如果是砂。12.5如果5-12%的测试试样通过No.200（75-m）,使用两组符号给土双分类12.5.1第一组符号应对应为含少于 5%细粒的砾石或砂（GW GP SW SP，第二组符号 应对应含大于 12%细粒的砾石或砂（ GC、 GM、 SC、 SM）。12.5.2 组名应对应第一组符号加“含粘土”或“含粉土”12.6 如果试样主要为砂或砾石，但含15%或者更多的其它粗粒成分，应在组名前加“含砾石”或“含砂”。例如，含砂级配差砾石，含砾石粘质砂。12.7 如果原位试样含任何的漂石或是块石或是两则都含，应在组名前加“含漂石”或“含漂石和块石”。例如，含漂石粉质砾石，GM。13. 报告13.1 报告应包括组名、组符号