岩土分类与承载力

1、岩土分类及地基承载力岩土分类及地基承载力 张修杰张修杰20092009年年6 6月月主要内容主要内容岩土分类岩土分类14 地基土承载力确定地基土承载力确定 3岩土工程性质岩土工程性质 2岩土野外鉴定及描述岩土野外鉴定及描述 培训预期效果培训预期效果通过讲解和分析，以期达到：1、熟悉岩土分类；2、掌握岩土野外鉴定及描述 ；3、了解岩土工程性质；4、掌握如何确定地基承载力。 1.1 岩石分类 岩土分类1 1.2 土分类 l岩土是指岩石和土，这是两个不同的概念，是自然产物。岩土分类是岩土工程勘察的基础，其目的在于把不同的岩土分别安排到具有相近性质的组合中去，使人们有可能依据同类岩土的已知性质去评价其

2、性能或为岩土工程师提供一个比较确切的描述方法。l岩石：自然界中在地质作用下，由一种或多种矿物或岩屑组成的集合体。简单的讲即矿物的天然集合体称为岩石。l土：岩石风化的颗粒在原地残留或经过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。土的含义.doc 岩土分类1l自然界有各种各样的岩石，它们都是地质作用的产物，根据不同的需要，有不同的分类。在工程上一般按成因和工程性质进行分类。1.1.11.1.1 岩石按成因分类岩石按成因分类：岩石按成因分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）与变质岩三大类。 1.1 岩石分类 岩浆岩：在地壳上分布面积约占7。 沉积岩：在地壳上分布面积约占75。 变质岩：在地壳上分

3、布面积约占18。 l由岩浆冷却形成的岩石称为岩浆岩。在地表深处（一般指地表以下3km）形成的称为深成岩；在地表附近冷凝而成的称为浅成岩；喷出地表的岩浆冷凝而成的则称为喷出岩 。 岩浆岩 岩浆岩物质成分主要是硅酸盐矿物，还有一部分金属硫化物、氧化物及挥发性物质。 按sio2含量分为：酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩四种。 按矿物成分分为：硅铝矿物和铁镁矿物。 裂隙式喷发：熔岩被岩流中心式喷发：火山锥熔喷出岩岩墙，岩脉岩床，浅成岩：岩盘（盆），深成岩：岩基，岩株侵入岩l岩浆岩的产状l指岩浆岩生成的空间位置和形状、大小。岩基 俘虏体岩盘岩墙 岩株火山颈岩流 岩床按矿物结晶程度分： 全晶质 是深成侵入

4、岩结构特征 半晶质 是浅成侵入岩结构特征 非晶质 是喷出岩结构特征按晶粒大小分：伟晶、粗晶、中晶、细晶、微晶按晶粒相对大小分：等粒、不等粒（斑状）岩浆岩的结构岩浆岩的结构指组成岩石的矿物结晶程度、晶粒大小、形状及组合关系。可反映岩浆冷凝时的物理环境。岩浆岩的构造岩浆岩的构造指矿物在岩石中的排列和充填方式。有流纹状构造、气孔和杏仁状构造、块状构造等。l沉积岩是原始的岩石，被各种地质作用破坏为颗粒大小不同的的破碎物质，再经流水、风力等各种营力搬运到地表低洼地带，经过胶结、压密、硬结等成岩过程沉积形成的。沉积岩经过地壳运动后，大多形成倾斜岩层，其岩层产状要素为 走向、倾向和倾角。沉积岩1、压固脱水作

5、用 在上覆沉积物形成的静压力作用下，使松散沉积物紧密结合失去水分的作用。a-压固作用；b-胶结作用；c-重结晶作用；d-新矿物生长 沉积岩的形成 压固脱水作用的强度与压力大小及作用时间的长短成正比，常可形成某些特征性产物。形成新的矿物：蛋白质玉髓，石膏硬石膏。压固脱水作用是泥质沉积物成岩过程中的主要作用。 2、胶结作用 指胶结物质把碎屑沉积物粘结起来变为坚固岩石的作用。 常见的胶结作用主要是碎屑沉积物的成岩作用。碎屑岩的胶结物硅质强度高铁质易氧化钙质易溶解泥质易软化胶结类型基底式胶结（a）孔隙式胶结（b）接触式胶结（c）3、重结晶作用 沉积物中的矿物成分因压溶和固体扩散等作用，使物质中的质点重

6、新排列组合的作用。能够使小的颗粒变成大的晶粒，也可使非晶质沉积物变为晶质体。如： 压固脱水 重结晶蛋白石（非晶质）玉髓（隐晶质）石英（显晶质） 在碳酸盐沉积物中，重结晶作用最为普遍。 4、微生物及有机质的作用 原生沉积物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厌氧的，因而常改变溶液的酸碱度和氧化还原环境，使溶液中某些物质沉淀或结晶形成岩石。 沉积岩的物质组成和结构物质成分:岩石碎屑、粘土矿物、化学沉积矿物、有机质及生物残骸。结构：碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构。沉积岩的构造指组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。最主要的构造为层理构造，另外还有波痕、结核等。层面指层与层之间的界面，在层面

7、上有时会看到波痕、雨痕、泥裂等现象。a.波痕在尚未固结的沉积层面上，由于流水、风或波浪的作用形成的波状起伏的表面，经成岩作用后被保存下来。b.泥裂是未固结的沉积物露出水面干涸时，经脱水收缩干裂而形成的裂缝。结核指在成分、颜色、结构等方面与周围沉积岩具有明显区别的矿物集合体。有球形、椭球形、透明状以及不规则状等。 砂岩中的波痕砂岩中的波痕沉积岩中的波痕 化石是在自然作用下，保存在沉积岩中的古代生物遗体、遗骸及遗迹、遗物的总称。 l走向及走向线：倾斜岩层的层面与水平面相交的直线称为走向线。走向线的方位角称为走向。l倾向：在层面上沿着岩层倾斜的方向向下引出垂直走向线的一条直线的方向。l倾角：岩层层面

8、与任一水平面相交所夹的最大锐角，称为倾斜岩层的倾角 。沉积岩的产状变质岩的定义变质岩的定义由原先存在的岩石(岩浆岩、沉积岩或早期变质岩)，在温度、压力、应力发生改变以及物质组分加入或带出的情况下，发生矿物成分、结构构造改变而形成的岩石即为变质岩。这种改造过程称为变质作用。温度：主要有来自地球内部的热能（地热、岩浆热、岩石断裂产生的高温等），不同区域，不同深度，热能也不同。温度升高增加了岩石内部质点的活动性，因而使岩石产生物理化学变化。变质岩变质岩1. 重结晶作用使晶粒细小的岩石变成晶粒粗大的岩石。石灰岩 大理岩；泥岩 角岩；石英砂岩 石英岩。2.形成新的矿物使岩石内部物质重新组合，非晶质变为结

9、晶质，形成新的矿物。脱水 吸热蛋白石 石英 高岭石 红柱石+石英+水压力压力1.静压力由上覆岩层的重力引起的。静压力使岩石的体积缩小，密度加大，变的致密坚硬，并形成新的矿物。如： 压力增大往往伴随着温度升高，因此在温度、压力的共同作用下，也会产生重结晶并形成新的矿物。如：泥岩 板岩、千枚岩、片岩 钙长石 橄榄石 石榴子石CaAl2SiO8+(Mg*Fe)2SiO4 Ca(Mg*Fe)2Al2(SiO4)2 2.定向压力（侧压力、动压力、应力）由构造运动或岩浆活动引起的挤压力，使岩石中矿物垂直于压力方向排列，产生片理构造 片麻状构造等。同时还能形成新的矿物：石英 、云母 、绿泥石 、石墨等。 变

10、质岩的结构变余结构：变质程度较，重结晶和变质结晶不完全，保留有原岩的结构。如：变余泥质结构（板岩）、变余斑状结构等。变晶结构：原岩在固态下发生重结晶、变质结晶作用，形成的结晶质结构。如：粒状变晶结构（石英岩、大理岩）、鳞片变晶结构（千枚岩、云母片岩）等。碎裂结构：原岩在低温高压下发生破碎，形成碎块甚至粉末状后又被胶结在一起的结构。如：糜棱岩。 变质岩的构造可分为板状构造（板岩）、千枚状构造（千枚岩）、片状构造（片岩）、片麻状构造（片麻岩）等。板岩千枚岩片岩片麻岩变质作用类型变质作用类型 根据变质作用的因素及变质岩形成条件，可将变质作用类型分为接触变质作用（泥岩变为角岩、灰岩变为大理岩）、区域变

11、质作用（片麻岩、千枚岩）、动力变质作用（角砾岩、糜棱岩）、交代变质作用（矽卡岩）。1.1.2 岩石按工程性质分类岩石按工程性质分类从岩土工程观点出发，岩石按工程性质分类是具有实用价值的。工程部门根据岩石的不同用途，分类的标准也不尽统一，但大多都是以岩石的单轴极限抗压强度、风化程度和破碎程度等进行划分。1、岩石按强度分类，划分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。表表1-1 岩石坚硬程度分类岩石坚硬程度分类 岩石类别饱和单轴极限抗压强度（MPa）代 表 性 岩 石坚硬岩60花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质砾岩较硬岩30-60石灰岩、大理岩、钙质砂岩、板岩等较软岩15-30中风化坚硬岩、

12、凝灰岩、千枚岩、泥灰岩等软岩515泥质砂岩、钙质页岩、泥岩等极软岩5各种半成岩、全风化各种岩石2、岩石按风化程度，划分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化五类。表表1-2 1-2 岩石风化程度表岩石风化程度表风化程度风化系数野 外 特 征未风化微风化Kf 0.8岩质新鲜，表面稍有风化迹象中风化0.4Kf0.81.结构未破坏，构造层理清晰。2.岩体被节理裂隙分割成块碎状（2040cm），裂隙中填充少量风化物。3.矿物成分基本未变化，仅沿节理面出现次生矿物。4.锤击声脆，石块不易击碎，不能用镐挖掘，用岩芯钻方可钻进。强风化0.2Kf0.41.结构已部分破坏，构造层理不甚清晰。2.岩体节理裂隙分

13、割成块碎状（220cm）。3.矿物成分已显著变化。4.锤击声哑，碎石可用手折断，用镐可以挖掘，手摇钻不易钻进。全风化Kf0.21.结构已全部破坏，仅外观保持原岩状态。2.岩体被风化裂隙分割成散体状。3.除石英外其他矿物均变质成次生矿物。4.碎石可用手捏碎，手摇钻可钻进。3、按岩石在水中的软化系数，划分为不软化的岩石和软化的岩石 表表1-31-3 岩石在水中的软化系数岩石在水中的软化系数 岩石名称软化系数（KR）不软化的岩石KR0.75软化的岩石KR0.754 按岩石完整性指数分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎五种。 表表1-4 1-4 岩石完整程度划分表岩石完整程度划分表 完整程度等级完整

14、较完整较破碎破碎极破碎完整性指数 0.750.75-0.550.55-0.350.35-0.150.15破碎程度大块状：岩块大于40cm碎块状：岩块20-40cm碎石状：岩块2-20cm 土的分类比较复杂，国际上各国有各自的分类，我国各行业也有各种不同的分类，为了尽量统一分类标准，我国还专门成立了土分类国家标准编制组，在博采各行业分类之长的基础上，于1990年颁布了国家标准。虽然各行业仍在使用自己的分类标准，但整体上都在不同程度上向国标靠拢，下面以交通部部颁标准为例对土的分类进行说明。 1.2 土分类 地表岩石破坏搬运沉积土的形成 土(soil)是岩石在风化作用后经搬运作用或在原地或在异地各种

15、环境下形成的堆积物。 土的含义.doc1.2.1 1.2.1 土按堆积年代分类土按堆积年代分类 土按堆积年代分类可以分为老黏性土、一般黏性土和新近堆积的黏性土。1.1.老黏性土老黏性土 老黏性土是指第四纪晚更新世(Q3)及其以前堆积的土。它是一种堆积年代久、工程性质较好的土，一般具有较高强度和较低压缩性。2.2.一般黏性土一般黏性土 一般黏性土是指第四纪全新世(Q4文化期以前)堆积的黏性土。其分布面积广，工程性质变化很大，是经常遇见的岩土工程勘察对象。3.3.新近堆积的黏性土新近堆积的黏性土 新近堆积的黏性土是指文化期以来堆积的黏性土，一般为欠固结，强度低。 1.2.2 1.2.2 土按地质成

16、因分类土按地质成因分类按土的地质成因分为：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土、风积土等。其中冲积土又分为山区河流冲积，平原河谷冲积和三角洲冲积；淤积土又分为湖泊淤积和沼泽淤积、泻湖淤积等。 1.2.31.2.3 按颗粒级配或塑性指数分类按颗粒级配或塑性指数分类 按颗粒级配或塑性指数将土分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土。 1.1.碎石土碎石土 粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50的土。根据颗粒级配和颗粒形状碎石土又可分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。名称颗粒形状粒组含量漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒含量超过总质量50%块石棱角状为主卵石圆形及亚圆形为主粒径

17、大于20mm的颗粒含量超过总质量50%碎石棱角状为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量50%角砾棱角状为主2.2.砂土砂土 粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50的土。根据颗粒级配分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。名称粒组含量砾砂粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量25%-50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒含量超过总质量50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒含量超过总质量50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量50%3.3.粉土粉土 粒径大于0.075mm的颗粒

18、质量不超过总质量50，且塑性指数小于或等于10的土。必要时，可根据颗粒级配分为砂质粉土(粒径小于0.005mm的颗粒质量不超过总质量10)和黏土粉土(粒径小于0.005mm颗粒质量等于或超过总质量10)。4.4.黏性土黏性土塑性指数Ip大于10的土。根据塑性指数分为粉质黏土(1017)。2.1 岩石的野外鉴定及描述岩石的野外鉴定及描述 岩土的野外鉴定及描述岩土的野外鉴定及描述 22.2 土的野外鉴定及描述土的野外鉴定及描述 岩土的野外鉴定及描述岩土的野外鉴定及描述 2岩土鉴别与描述是岩土分类的基础，其准确程度往往是理论水平和实践能力的结合体现。要提高水平需从理论到实践，从实践到理论，最后指导实

19、践的多次循环往复。如砂土的鉴别通过多次野外划分与室内试验对比，就可以较好地准确定名。 岩石是矿物的集合体，种类很多，在进行岩土工程勘察时，除应鉴定岩石的名称和风化程序，还需进行岩体完整程度、岩石坚硬程度等划分。岩石的定名一般采用风化程度加地质名称的方式，如中风化花岗岩、强风化砂岩等。 2.1 岩石的野外鉴定及描述岩石的野外鉴定及描述 2.1.1 2.1.1 岩石的野外鉴定岩石的野外鉴定 岩浆岩的鉴别方法 先看颜色,再看结构和构造,然后看矿物成分.沉积岩的鉴别方法 先看结构,再看成分.变质岩的鉴别方法 先看构造,再看成分.1 1、岩浆岩的野外鉴定方法、岩浆岩的野外鉴定方法估计颜色指数。颜色指数是

20、指岩石中所含黑色矿物的体积百分数，如果颜色指数大于50，则为基性岩石；若颜色指数小于10，则为酸性岩石；若颜色指数是2030左右，则为中性岩石。岩浆岩从酸性岩中性岩基性岩超基性岩的颜色，由浅（浅灰、肉红、玫瑰色）逐渐过渡到深（深灰、深绿、黑色），从颜色特征大体确定为某一大类。观察结构、构造。结构和构造与产状有关，根据其特点可推知岩石是深成的、浅成的或者喷出的，如深成岩矿物颗粒一般较粗，多为全晶质中-粗粒结构、块状构造；而浅成岩矿物颗粒则相对较细，均一性相对深成岩较差，多呈斑状结构或中-细粒结构。观察矿物成分，识别岩石中的矿物是鉴定岩石的重要因素，首先看岩石中有无石英或橄榄石，如果石英多，则为酸

21、性岩石，如果橄揽石多，则为超基性岩石，这样可以缩小考虑范围。然后观察浅色矿物中的长石，区别正长石与斜长石，深色矿物中的黑云母、角闪石、辉石的含量等。2 2、沉积岩鉴定特征、沉积岩鉴定特征 构造，如层理、结核、化石、雨痕、波痕、干裂、交错层等。颗粒一般是磨园的，而带棱角的较为少见。砂的成分较单一，复杂的较少见。砾岩的成分复杂些，颜色也多样化 3 3、变质岩的鉴定方法、变质岩的鉴定方法 根据变质岩的外部特征，可与岩浆岩、沉积岩区分。鉴定变质岩要根据其构造特征，如片麻状、片状、板状等。观察矿物构造状态，就可定出岩石名称，如片状构造的则称为片岩，再根据矿物成分不同定为不同名称的片岩，若含绿泥石、石英、

22、则定为绿泥石石英片岩。变质岩的结构和某些构造，用肉眼看与岩浆岩有些相似，但变质岩都具有片状、片麻状等构造。大理岩和石英岩无片理，且是单矿物，是岩浆岩中所没有的，同时石英岩硬度大，大理岩遇盐酸起泡。 2.1.2 2.1.2 岩石的野外描述岩石的野外描述 对岩石的描述应包括名称、颜色、主要矿物、结构、构造、风化程度、破碎程度等。对于沉积岩还应增加沉积物的颗粒大小，形状、胶结物成分和胶结程度；对于岩浆岩及变质岩还应增加矿物结晶的大小和结晶程度的描述。需注意的是进行岩石破碎程度的描述，如岩石完整呈大块状。 灰岩：灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，岩石结构致密坚硬，锤击声脆，裂隙较发育，大部分闭合，裂隙面

23、褐色铁质渲染。岩芯多呈柱状，少量呈碎块状，碎粒状，局部见溶蚀现象,钻进时不漏水。岩石整体较完整，呈大块状。 2.2.1 2.2.1 土的野外鉴定土的野外鉴定 土的鉴定应在现场描述的基础上，结合室内试验结果综合确定。其基本方法是目测法，即首先根据土的颗粒大小，分出粗粒土和细粒土。对于粗粒土再根据颗粒含量进一步细分；对于细粒土再根据粘着情况、手搓感觉和湿土搓条情况等进一步细分。 2.2 土土的野外鉴定及描述的野外鉴定及描述 表表2.2-1 砂土的野外鉴别砂土的野外鉴别 鉴别特征砾砂粗砂中砂细砂粉砂颗粒粗细约有1/4以上颗粒比荞麦或高梁粒（2mm）大约有一半以上颗粒比小米粒（0.5mm）大约有一半以

24、上颗粒与砂糖或白菜籽（0.25mm）近似大部分颗粒与粗玉米粉（0.1mm）近似大部分颗粒与小米粉近似干燥状态颗粒完全分散颗粒完全分散，个别胶结颗粒基本分散，部分胶结，胶结部分一碰就散颗粒大部分分散，少量胶结，胶结部分稍加碰撞即散颗粒少部分分，大部分胶结（稍加压即能分散）湿润时用手拍的状态表面无变化 表面无变化表面偶有水印表面有水印（翻浆）表面有显著翻浆现象粘着程度无粘着感无粘着感无粘着感偶有轻微粘着感 有轻微粘着感表表2.2-2 粘性土按塑性指数的分类及野外鉴别粘性土按塑性指数的分类及野外鉴别粘土粉质粘土粉土Ip1710Ip17Ip10湿润时用刀切切面非常光滑，刀刃有粘腻的阻力稍有光滑面，切面

25、规则无光滑面，切面比较粗糙用手捻摸时的感觉湿土用手捻摸时有滑腻感，当水分较大时极易粘手，感觉不到有颗粒的存在仔细捻摸感觉到有少量细颗粒，稍有滑腻觉，有粘滞感感觉有细颗粒存在，或感觉粗糙，有轻微粘滞感无粘滞感粘着程度湿土极易粘着物体，（包括金属与玻璃），干燥后不易剥去，用水反复洗才能去掉能粘着物体，干燥后较易剥掉一般不粘着物体，干燥后一碰就掉湿土搓条情况能搓成小于0.5mm的土条（长度不短于手掌），手持一端不致断裂能搓成0.52mm的土条能搓成23mm的土条干土的性质坚硬，类似陶器碎片、用锤击方可打碎，不易击成粉末用锤易击碎，用手难捏碎用手很易捏碎表表2.2-3 碎石土密实程度的野外鉴别碎石土密

26、实程度的野外鉴别 状态天然陡坎、坑壁情况骨架和填充物挖掘情况钻探情况说 明密实天然陡坎稳定、能陡立，坎下堆积物少，坑壁稳定，无掉块现象骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续紧密接触，孔隙填满，坚硬、密实、掏取大颗粒后填充物能成窝形，不易掉落用镐挖掘困难，用撬棍方能松动，用手掏取大颗粒极困难钻进极困难，冲击钻探时，钻杆和吊锤跳动剧烈1.密实程度按表列各项综合确定；2.本表不包括半胶结的碎卵石土；3.本表未考虑风化和地下水的影响中密天然陡坎不易陡立，或陡坎下有较多的坍塌物。自然坡大于颗粒的安息角、坑壁易发生局部掉块骨架颗粒含量占总重的6070%，呈交错排列，大部分接触，疏密不均，孔隙填满，

27、填充硬塑的粘性土，填充砂土时、掏取大颗粒后填充物难成窝形。用镐可挖掘，用手可掏取大颗粒钻进较困难，冲击钻探时，钻杆和吊锤跳动不剧烈松散不能形成陡坎，自然坡接近于颗粒的安息角、坑壁不稳定，易发生坍塌骨架颗粒含量小于总重的60%，排列混乱，大部分不接触，而被填充物包裹，填充软塑的粘性土，填充砂土时，掏取大颗粒后，砂随即坍塌用镐易刨开，手锤轻击即可引起部分塌落钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动表表2.2-4 粘性土状态的野外鉴别粘性土状态的野外鉴别名称坚硬硬塑可塑软塑流塑粘土干而坚硬，很难掰成块用力捏先裂成块后显柔性，手捏感觉干，不易变形，手按无指印。手捏似橡皮有柔性，手按有指印手捏很软，易变形，

28、土掰时似橡皮，用力不大就能按成坑土柱不能自立，自行变形粉质粘土干硬，能掰开或捏成块，有棱角手捏感觉硬，不易变形，土体用力可打散成碎块，形，手按无指印。手按土易变形，有柔性，掰时似橡皮，能按成浅坑手捏很软，易变形，土掰时似橡皮，用力不大就能按成坑土柱不能自立，自行变形2.2.2 2.2.2 土的野外描述土的野外描述土的描述内容包括：名称、颜色、湿度、密度、有机物及其含量。一般按碎石土、砂土和粘性土分别进行。描述内容分别如下：碎石土：名称、颗粒级配、形状、充填物性质和充填程度、密实度及层理特征等；砂土：名称、颜色、矿物组成、颗粒级配、形状、湿度、密实度及层理特征、有机质含量等；粘性土：名称、颜色、

29、湿度、粘粒含量、状态、有机质含量等。 颜色：由物体发射、反射或透过的光波通过视觉所产生的印象。基本颜色，即我们经常讲的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种，合成起来很多，象电脑中的颜色。岩土颜色描述中一般以一种颜色表示，如黒色、黄色、红色等，也可用二种颜色组合表示，主色放在后面，附色放在前面，如灰黒色，黄红色等。土气一些的如土黄色、砖红色，雅一些的如桃红色，玫瑰红等。岩土颜色描述要求不高。还原环境下生成的土一般是黒色、灰色，氧化环境下生成的土一般是红色、黄色，能区分出这些就差不多了。岩土描述常用颜色.doc颗粒形状：一般分为棱角状、次棱角状、次圆状、圆状四种，如下图。碎石土的密实度：根据动力触探锤击

30、数分为松散、稍密、中密和密实四个等级，对应关系见右表。注意：表中锤击数为修正后的锤击数。N63.5N120密实度N63.55N1203松散5N63.5103N1206稍密10N63.5206N12011中密N63.520N12011密实砂土的密实度：根据标准贯入试验锤击数分为松散、稍密、中密和密实四个等级，对应关系见右表。注意：表中锤击数为现场试验的锤击数，即未修正的锤击数。另外，粉土的密实度规范中根据孔隙比划分，不实用，建议按砂土的标准划分。N密实度N10松散10N15稍密15N30中密N30密实粘性土的状态根据液性指数分为流塑、软塑、可塑、硬塑和坚硬五种状态。野外也不实用，建议根据标贯锤击

31、数进行划分，如右表。液性指数IlN状态Il1N2流塑0.75Il12N4软塑0.25Il0.754N18可塑0Il0.2518N35硬塑Il0N35坚硬互层、薄层和夹层：对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”，如淤泥与粉砂互层；厚度比为1/10-1/3时，宜定为“夹层”，如淤泥夹粉砂层；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”，如淤泥夹粉砂薄层。当土层厚度大于0.5m时,宜单独分层。 “含”、“混”、“夹”的含义：“含”系指土中含有的包含物，如含铁锰结核、碎砖块等;“混”系指某类土中均匀地混有另一类土;“夹”系指某一类土不均匀地夹有另一类土

32、，如粘土夹碎石。 摇振反应：制备很软但不粘手的小土膏，做成饼状，放在手掌上反复作水平状振动，并以另一手掌有力地振击此手掌，土中自由水将渗出，用手指捏土饼，放松后渗出的水被吸收，光泽消失。 光泽反应：指土在潮湿状态下切口有油脂光泽，颗粒越细光泽越明显。数量词：“个别”为10%以下；“少数”为10%50%；“多数”为50%70%；“大多数”为70%90%；“普遍”为90%以上。 岩石质量指标（RQD值）：用直径75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次所有大于10cm岩芯之和与总进尺的百分比。100%-90%好，90%-75%较好，75%-50%较差，50%-25%差，小于25%

33、很差。岩石采取率：所有采取岩芯长度和与总进尺的百分比岩芯完整程度的描述：长柱状L40cm，节理不发育，岩体完整；柱状20L40cm，节理发育，岩体较完整； 短柱状10L20cm，节理很发育，岩体较破碎。饼状L40cm大块状节理发育20-40cm碎块状节理很发育30003000-20002000-1500较软岩30Raj153000-15001500-10001000-800软岩15Raj51200-10001000-800800-500极软岩Raj5500-500400-300300-200地基由加载到整体破坏的全过程一般认为分为压密、局部剪切和破坏三个阶段。相应的对应荷载有临塑荷载、临界荷载

34、和极限荷载，地基承载力的计算也相应的分为三种情况，下面分别介绍。 4.4 公式法确定地基承载力公式法确定地基承载力 4.4.1 4.4.1 地基的临塑荷载地基的临塑荷载地基的临塑荷载是指在外荷作用下，地基中刚产生塑性变形（即开始由弹性变形进入塑性变形）时基础底面单位面积上所承受的荷载，其计算公式为：Pa=Ndd+Ncc （式4-1）式中：Pa地基的临塑荷载，kPa； 基础埋深范围内土的重度，kN/m3； d基础埋深，m； c-基础底面下土的内摩擦角，（）； Nd ，Nc承载力系数，可根据值查表确定。4.4.2 4.4.2 地基的临界荷载地基的临界荷载一般按中心荷载下地基中塑性变形区最大深度为基

35、础宽度的四分之一和偏心荷载下地基中塑性变形区最大深度为基础宽度的三分之一考虑，与之对应的基础底面压力称为临界荷载。其公式分别为： P1/4= N1/4b +Ndd+Ncc （式4-2）P1/3= N1/3b +Ndd+Ncc （式4-3）式中：P1/4, P1/3地基的临界荷载，kPa； b基础宽度，m； N1/4 ，N1/3承载力系数，可根据值查表确定； 其它符号意义同式4-1。 4.4.3 4.4.3 地基的极限荷载地基的极限荷载极限荷载的公式较多，均有一定的假定条件和适用情况。其中最常用的是太沙基公式。其公式为： Pu= 1/2b N+ cNc +q Nq （式4-5）式中：Pu地基的极

36、限荷载，kPa； q基础的旁侧荷载，其值为基础埋深范围土的自重压力，kPa； N，Nc ，Nq 承载力系数，可根据专用的承载力系数图确定； 其它符号意义同式4-1。 几点说明：利用上述公式确定地基承载力时，对于c、值可靠度要求比较高，试验方法必须和地基土的工作状态相适应。上述公式只适用于浅基础，即基础埋深小于基础宽度的情况；临塑和临界荷载可直接作为地基承载力设计值，临塑荷载偏于安全，临界荷载既安全又经济。极限荷载应除以一定的安全系数，才能作为地基承载力设计值使用，安全系数一般取1.5-3.0。对于高速公路的路基及其结构物取较高值，一般公路取较低值。原位测试是指在岩土体基本保持天然结构、天然含水

37、量及原位应力状态下测定岩土体的工程性质，获取有代表性的、反映岩土实际状态的测试技术的总称，它是获取岩土体参数的重要手段，一般分为定量和半定量两大类。定量是指在理论和方法上能形成完整体系的试验方法，如平板载荷试验、旁压试验等；半定量方法指由于试验条件限制或方法本身尚无完善理论来指导试验，必须借助某种经验或相关关系才能获取所需成果，如标准贯入试验、静力触探等。4.5 原位测试法确定地基承载力原位测试法确定地基承载力 选择原位测试方法时，应以地区性经验的成熟程度为首要条件，并考虑土类条件、设备要求、勘察阶段等因素。原位测试由于受仪器设备、试验条件、试验方法、操作技能、土层不均匀的影响，要充分估计试验

38、数据的误差，在资料整理和成果分析应用中应积累经验，消除或减少误差，提高测试成果的精度。 4.5 原位测试法确定地基承载力原位测试法确定地基承载力 4.5.1 4.5.1 标准贯入试验标准贯入试验标准贯入试验的目的主要是采取扰动土样，鉴别和描述土类，按照颗分试验结果给土层定名。判别饱和砂土、粉土的液化可能性。定量估算地基土层的物理力学参数，如判定黏性土的稠度状态、砂土相对密度及土的变形和强度的有关参数，评定天然地基土的承载力和单桩承载力1.1.试验基本原理试验基本原理 标准贯入试验(SPT)，是用质量为63.50.5kg的穿心锤，以762cm的落距，将标准规格的标准贯入器自钻孔底部预打15cm，

39、记录再打入30cm的锤击数判定土的力学特性。适用砂土、粉土和一般黏性土。 2.2.试验设备试验设备 标准贯入试验设备也主要由三部分构成，一是贯入器部分；二是穿心落锤；三为穿心锤导向的触探杆，设备构成如图9-10所示。 3.3.试验技术要点试验技术要点钻至试验标高以上15cm，清除孔底残土；保持贯入器、导向杆、探杆的垂直度，采用自动落锤进行锤击，速度小于30击/分钟；贯入器打入15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验铁击数，当贯入深度未达30cm时，可记录50击的实际贯入深度，进行换算得出锤击数；旋转钻杆，提出贯入器，并取出贯入器中的土样进行鉴别、描述、

40、记录。4.4.试验成果应用试验成果应用标准贯入试验成果可用于划分土类、评价地基土的承载力、判定砂土的密实程度、估算单桩承载力、 进行饱和砂土和粉土的地震液化势判别。下面介绍如何确定地基土的承载力。影响标准贯入试验锤击数的因素主要有三个方面，即触探杆长度、土的自重压力和地下水位影响。对于锤击数是否修正到没有一个统一说法，目前倾向于不修正，岩土工程勘察规范中规定是否修正和如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。虽然这样做比较粗糙，但一般认为比查表法确定地基承载力要可靠一些。4.4.试验成果应用试验成果应用对于砂性土中粗砂按fa0=8N +100粉细砂按fa0=5N +90粘性土按fa0=15

41、N 全风化岩按fa0=12N式中fa0是地基承载力基本容许值，kPa；N是标准贯入试验锤击数，按试验锤击数平均值减去1.65倍标准差求得。4.5.2 4.5.2 动力触探动力触探1.1.试验基本原理试验基本原理 圆锥动力触探试验中，一般以打入土中一定距离(贯入度)所需落锤次数(锤击数)来表示探头在土层中贯入的难易程度。同样贯入度条件下，锤击数越多，表明土层阻力越大，土的力学性质越好；反之，锤击数越少，表明土层阻力越小，土的力学性质越差。通过锤击数的大小就很容易定性地了解土的力学性质。再结合大量的对比试验，进行统计分析就可以对土体的物理力学性质作出定量化的评估。2.2.试验设备试验设备动力触探设

42、备与标准贯入试验设备基本相同，只是锥头不同，设备构成如图9-10所示。根据锤重分为轻型、重型和超重型三种。3.3.试验技术要点试验技术要点钻至试验标高以上15cm，清除孔底残土；保持贯入器、导向杆、探杆的垂直度，采用自动落锤进行锤击，速度小于30击/分钟；贯入器打入15cm后，开始记录锤击数。轻型动力触探记录累计打入30cm的锤击数，重型或超重型记录打入10cm的锤击数；旋转钻杆，提出贯入器。4.4.试验成果应用试验成果应用用动力触探确定地基承载力分二种情况，分别为按轻型和重型。轻型按fa0=24+4.5N10简化成表格如下：注：N10是经过修正后的值。N106102030405060708090fa05169114159204249294339384429重型分别按粘性土和砂土分别按下表执行注：N63.5是经过修正后的值。粘性土、粉土N63.5与fa0的关系（kPakPa）N63.5123456789101112fa060120150180210240265290320350375400碎石土、砂土N63.5与fa0的关系（kPakPa）N