塑性指数 黏土
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不良土质路基的分类
1. 塑性土路基:指具有较高塑性指数的土体,具有较大的可塑性变形和较弱的抗剪强度,容易发生沉降和变形。
常见的塑性土包括黏土、软土等。
2. 粉土路基:指颗粒细小、含有较高细颗粒含量的土壤,容易形成易液化的状态。
粉土路基通常具有较弱的抗压强度和较大的易液化风险。
3. 砂土路基:指颗粒较粗的土壤,主要由砂粒组成。
砂土路基具有较好的排水性能,但抗剪强度较弱,容易发生差异沉降和侧移。
4. 淤泥路基:指含有较高有机质和水分的软黏土,具有较差的抗剪强度和稳定性。
淤泥路基容易发生液化、流失和沉降。
5. 碎石土路基:指由较大的石块和砾石混合而成的土壤,通常用于承载能力要求较高的路段。
碎石土路基具有较好的排水性和抗剪强度,但易产生表面沉积物和颗粒分选现象。
不同类型的不良土质路基对路基工程的设计和加固方法有不同的要求,需要针对具体情况进行分析和处理。
第15章黏性土和软土地基的岩土工程评价15.1黏性土的工程分类及其基本特征黏性土塑性指数大于10的土定名为黏性土.黏性土再根据塑性指数分为粉质黏土和黏土.塑性指数大于10,且小于或等于17的土定名为粉质黏土,塑性指数大于17的土定名为黏土.塑性指数应由相应于76g圆锥仪沉入土中深度为10米米时测定的液限计算而得.不同沉积年代黏性土的工程地质特征一、老黏性土第四系上更新统(Q3)及其以前沉积的黏性土.一般分布于山麓、山坡、河谷高阶地或伏于现代沉积(Q4)之下.由于它沉积年代较久,因而具有较高的结构强度和较低的压缩性.其承载力标准值一般大于350kPa,压缩模量E s大于15米Pa,标准贯入击数N 大于15.通常,老黏性土的承载能力明显地大于具有相同物理性质指标的一般黏性土.但应注意,有些年代在Q3及其以前的沉积层由于受所处地形等其他条件的影响,其工程性质也可能较差.二、一般黏性土第四纪全新世(Q4)沉积的工程性质一般的黏性土.广泛分布于河谷各级阶地(主要在低阶地)、山前及平原地区,厚度变化视成因类型而异.多呈褐黄色或黄褐色,有时含铁锰质粒状结核,但圆度较差,亦较硫松.承载力标准值一般为120~300kPa,压缩摸量E s为4~15米Pa,标准贯入击数N为3~15.三、新近沉积黏性土沉积年代较新的、即在近代文化期沉积的黏性土.多分布于湖、塘、沟、谷和河漫滩地段以及超河没滩低阶地、古河道、洪积冲积锥(扇)和山前斜地的顶部.一般未经很好的压密固结作用,结构强度较小.新近沉积黏性土的物理指标与一般黏性土的指标相近,但工程性质与—般黏性土有明显差别.15.2软土的生成环境与工程特性软土是指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土.软土为在静水或缓慢流水的环境中沉积,并经生物化学作用形成的土.软土包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等.淤泥:天然含水量大于液限、且天然孔隙比大于或等于1.5 (w>w L、且e≥1.5),淤泥质土:天然含水量大于液限、且天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0(w>w L、且1.5>e≥1.0).土的有机质含量W u:W u<5%,无机土,5%≤W u≤10%,有机质土,10%<W u≤60%,泥炭质土,W u>60%,泥炭.一、淤泥和淤泥质土的生成环境与组成成分静水或缓慢流水的环境:水流不通畅的饱和缺氧条件湖泊、沼泽、大河流的入海处的三角洲、溺谷等沉积环境.淤泥和淤泥质土的组成成分,是由其生成环境决定的.1.粒度成分(塑性指数)黏粒(粒径d<0.005米米)含量一般达30%~60%,大量黏粒的存在,是使淤泥大量容水的内在因素之一.2.矿物成分黏土矿物中以蒙脱石和水云母类占多数.这种矿物组成也反应了软土的生成环境是缺氧的碱性环境,这些黏土矿物与水的作用非常强烈,比高岭石类及其他成分的黏土颗粒的吸水性更大,因而在其颗粒外围形成很厚的结合水膜,使得淤泥和淤泥质土的天然含水量很大.3.富含大量微生物和各种有机质是淤泥和淤泥质土的最大特点.大量有机质的存在,使软土具一系列特殊的性质:颗粒比重小、重度小、天然含水量大(水容量很大)、水很难排出等.这是由于有机质这种胶体颗粒的结合水膜厚度比一般黏土矿物颗粒更大的缘故.因此,土中有机质的分解程度愈高、含量愈大,则土的含水量愈大、工程性质愈差.二、淤泥和淤泥质土的结构性和状态特征淤泥和淤泥质土的结构性是指具有一定强度的粒间联结的性质.当土被扰动,破坏了它的粒间联结,则土体强度就会剧烈降低.粒间联结的因素构成:1.静电引力和分子引力作用黏粒之间的静电引力和分子引力的作用,使黏粒在水下沉积过程中相互联结成蜂窝状或絮状结构.2.水胶联结作用水胶联结是黏土颗粒间水分子(极性分子)在不同电荷作用下定向排列造成的.受吸附力愈大,其分子排列愈紧密,就愈具有较大的黏滞度和抗剪强度,从而形成一定强度的粒间联结.3.灰质联结作用水中大量的微生物一淤泥细菌作用的结果.这类细菌可以制造CO2,CO2与土中的Ca CO3可形成Ca (H CO3) 2,到一定深度后,细菌大量死亡,则CO2减少,Ca CO3又沉淀下来,从而形成黏粒间某种程度的灰质联结.三、淤泥和淤泥质土的物理力学特性软土的主要工程特性:1.天然含水量大(一般大于36%)、孔隙比大(大于1.0)、饱和度大;2.渗透性差(垂直渗透系数为10-6~10-8厘米/s);3.压缩性高且完成固结时间长;4.强度低、地基承载力低;5.具触变性且灵敏性高;6.具流变性;7.在较大的地震力作用下,可能发生震陷.四、不同成因的淤泥和淤泥质土的工程地质特征我国淤泥和淤泥质土的形成和分布,基本上可以分为两大类别: 第一类是属于海洋沿岸的淤积;第二类是内陆和山区河、湖盆地及山前谷地的淤积.大体上说,第一类分布较稳定,厚度较大;第二类常零星分布,沉积厚度较小.1.沿海软土大致可分为四种类型:1)泻湖相沉积:温州、宁波等地区.其特征是土层比较单一,厚度大,分布范围宽阔,形成海滨平原.2)溺谷相沉积:闽江口地区.其高压缩性和低强度等特点更甚于前者,但分布范围略窄.3)滨海相沉积:天津的塘沽新港地区以及连云港等地区.其淤积厚度达60米以上,间夹粉砂薄层或透镜体,整个土体呈“千层饼’样的细微条带层状构造.工程性质一般较泻湖相和溺谷相者稍好,但在深水处的年轻海淤则比其他各成因类型者更差.4)三角洲相沉积:长江三角洲、珠江三角洲地区.其主要特点是海相与陆相交替沉积形成,分布宽阔,厚度比较均匀、稳定,但分选程度差,多交错的斜层理或不规则透镜体夹层.具有薄粉砂夹层或粉砂、砂质粉土透镜体,为水平渗流提供了良好的条件.因此,比沿海其他成因类型软土的物理力学性能相对较好.2.内陆平原地区软土主要有湖泊相、沼泽相、河漫滩相、牛轭湖相等.1)湖泊相、沼泽相沉积:滇池东部及其周围地区,洞庭湖、洪泽湖盆地,太湖流域的杭嘉湖地区等.其组成和构造特点是组成颗粒微细、均匀,富有机质.淤泥成层较厚,不夹或很少夹砂、且往往具有厚度和大小不等的肥淤泥与泥炭夹层或透镜体.因此,其工程性质往往比一般滨海相沉积者差.2)河漫滩、牛轭湖相沉积⑴河漫滩相沉积的工程地质特征是具有明显的二元结构.上部为粉质黏土、砂质粉土,具微层理,但比滨海相的间隔厚些;下部为粉、细砂.⑵)牛轭湖相沉积物一般由淤泥、淤泥质黏性土及泥炭层组成,处于流动或潜流状态,工程性质与—般内陆湖相相近,但其分布范围略狭,一般呈透镜状掩埋于冲积层的下部,故需慎重对待.3.内陆山区软土成因主要是由于当地的泥灰岩、炭质页岩、泥砂质页岩等风化产物和地表的有机物质经水流搬运沉积于原始地形低洼处,长期饱水软化,间有微生物作用而形成.分布上总的特点是,分布面积不大、厚度变化悬殊.15.3 黏性土和软土地基承载力的综合评价一、影响黏性土和软土地基承载力的因素软土的主要工程性质特点是强度低、压缩性高、排水固结过程缓慢.地基土的承载力不仅与地基的特性有关,还与基础、上部建筑和地基土之间的相互作用有关.地基土的特性随着施工程序、方法、加荷的方式变化.地基土的承载力,要考虑强度和变形两方面,既要保证地基不发生强度破坏丧失稳定性,又要保证建筑物不产生影响建筑物安全与正常使用的过大沉降或不均匀沉降.对于软土地基来说,强度与变形两者之间,起控制作用的是变形.软土地基承载力的影响因素:1、上部结构与基础的整体刚度、基础对不均匀沉降的敏感性其他条件相同,上部结构连同基础的整体刚度愈大,建筑物的差异沉降就愈小,地基土的承载力可以适当地用得高一些.但应注意,上部结构与基础的刚度增大、地基承载力用高后,结构中所产生的内应力也随之增大.2、加荷方式、加荷速率及加荷的大小室内试验及现场观测均表明不同加荷方式、不同加荷速率,以及加荷的大小对软基变形均有影响.图15-8表示不同的加荷方式对沉降的影响.两者均最终加荷到125kPa,一种加荷方式是间歇地5次加荷,每加25kPa后待沉降稳定后再加下一级荷载;另一种则为连续加荷.由图可见间歇加荷的最终沉降比连续加荷的为小.而连续加荷的沉降主要集中在前期,延续时间长.图15-9为不同加荷速率室内固结试验的成果.图中1——加荷时间间隔为30米in;2——加荷时间间隔为1h.加荷快的,其初期沉降较之加荷慢的为小,而最终沉降则比较大.加荷的大小:根据福州地区经验,当基底压力小于40~70kPa时变形较小,随着压力的增大,每增大10~20kPa,沉降就要增加0.5~1倍以上,而且变形速率较高,延续时间也长.上海地区淤泥质土当基底压力小于70~80kPa时变形就较小,基底压力超过这一数值,沉降就会增大一倍甚至几倍.从理论上来分析,软土地基在加荷过程中,始终存在着剪应力与抗剪强度这一对矛盾.当地基土受荷载作用后,如加荷速率控制适当,使排水固结占主导地位,地基土的强度逐渐增长,并能适应外加荷载所产生的剪应力的增长,地基的变形就小,承载力也就得到提高.反之,如加荷速率过快,由于软黏土排水固结比较缓慢,则地基土的强度的增长不适应由于外加荷载所产生不断增长的剪应力时,地基土会发生局部的塑性变形,使变形大为增加,甚至发生剪切破坏.3、土的结构扰动软土灵敏度高,土的结构遭到扰动或破坏后,强度就会急剧降低.例如江苏某大型厂房,采用箱形基础,宽63.3米,高6米,由于理深大,开挖基坑未采取措施,基坑底部因挖土卸重,地下水流动,由于长期大量抽水,施工操作时基坑底土层被践踏,加上直接在基坑边堆土,使基底软黏土受挤扰动,土的天然结构遭到严重破环,土的压缩性大大增加,以致厂房建成后沉降甚剧,大大超过了原设计的沉降值.软土中要避免深挖,深挖不可避免时,施工措施对软土的承载力有很大的影响.4、充分利用软土之上的“硬壳层”,采用浅埋基础我国软土分布地区,表层均有一层“硬壳层”,一般为可塑的中压缩性的黏性土,其力学性质较之以下的软黏土为好,因此,充分利用软土之上的“硬壳层”,采用浅埋基础,使基底与软土层的间距增加,减少软黏土的附加压力,从而减少地基的变形,可提高地基承载力.软土地区,应当查明硬壳层的分布、厚度、软土稠度状态沿深度的变化,在评价地基承载力时应结合这些具体地基条件进行综合分析.5、微地貌对软土受荷变形的影响如原始地面高低不平,近期人工整平.原来高的地方挖土后,等于预压土,而低的地方,则为新填土,见图15-12.如设计时基底附加压力均为p0.,实际上,高处的附加压力仅为p0-γh2,γh2为挖去的土重)低处的附加压力则为p0+γh1,γh1为新填土的土重),因此虽然土层分布是均匀成层的,两者的沉降却是不同的.综合以上的讨论,影响软土地基承载力的因素是复杂的,多方面的.从工程地质勘察来看,在评价软土地基承截力时要注意以下方面:(1)软土地基成层特性、软硬土层的分布规律,特别是地表的硬壳层应当仔细查明,尽管硬壳层一般厚度并不大,也不密忽视,要考虑充分发挥硬壳层的作用.(2)基础的类型、形状、大小、埋深和刚度,上部建筑的结构类型、刚度,对不均匀沉降的敏感性,以及相邻建筑的影响.(3)荷载性质、大小、加荷速率对地基土的变形特性有很大影响.在对软黏土的变形规律进行深入试验研究时,对这些因素要有充分的考虑,否则会导致不正确的结论.有时还要联系到地基土早先的受荷历史来研究.(4)深开挖基坑时的施工条件的影响.二、确定黏性土和软土地基承载力的方法1、常规法按国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以室内试验确定黏性土和软土地基的承载力标准值时,应按表15-5和表15-6查得的承载力基本值乘以回归修正系数ψf,见第14章14-3l.表15-7和表15-8为原地基规范(TJ7-74)给出的老黏性土和新近沉积黏性土的容许承载力[R]表,供参考.在我国沿海典型软土地区之一的上海地区,上海市标准《地基基础设计规范》DBJ08-11-89所附《上海市工程地质图集》系在前期规范基础上根据建筑经验和沉降量估算编制的,持力层及下卧层的强度已经初步验算,规定凡符合该图系编制条件(见第14章14-3)的地基容许承载力,可按工程地点查图使用.新规范国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中已不提供地基承载力表.2、强度公式对一般建筑物只采用临塑荷载p kp或界限附荷载p1/4公式估算地基强度,而且必须结合地区建筑经验使用,并需满足变形要求.根据上海地区的经验,一般仍用直剪仪做固结快剪,取峰值强度的70%确定强度指标c,φ值.根据福州地区的土质条件,建筑物在施工期的下沉百分比一般较小,固结度仅为10%~30%,故采用固结快剪或不排水快剪均与实际情况不符,会得到偏高或偏低的强度指标,因此根据地区经验,用固结1h 的快剪测定强度指标,用p kp计算地基强度,再乘以1.1~1.2的系数后与载荷试验所确定的地基承载力相接近,也比较符合工程实践经验.使用本方法确定地基承载力仍需考虑地区经验,脱离了 地区的建筑经验,就可能得出错误的评价.3、原位测试(1)用十字板剪切试验强度c u 估算软黏性土地基承载力对于φ≈0的饱和软黏性土,根据十字板剪切试验所测定的c u ,按临塑荷载p kp 公式应为:3.14kp u p c h γ=+(15-2)参考此式,根据上海地区有关单位与载荷试验对比及使用的经验,一般用下列两式估算软黏性土的天然地基容许承载力[R ].[]2u R c h γ=+(15-3a)或[](23)u R c h γ=+(15-3b)应用(15-3a 和3b)两式的关键,在于测得c u 值的十字板剪切试验方法和所取c u 计算值的选择,根据建研院与上海有关勘察单位早在上海漕河泾、闵行等地区的试验,认为按式(15-1a)提供天然地基容许承载力与载荷试验结果接近.一般经验认为,对饱和软黏性土地基,不论用2c u 或3c u 作为[R ]依据,都需考虑地基变形问题.当建筑物对变形要求较严时,以用式(15-1a)为宜.而根据近年有关工程的应用经验及试验影响因素分析认为,既使用式(15-1a),对其中的cu 值也累经过适当修正,才不致使计算结果偏大.(2)用静力触探p s (或q c )评定黏性土和软土地基承载力国内在这方面已积累了大量资料,建立了适用于一定地区和土性的经验公式.现将部分经验公式列于表15-9(附部分国外资料),有关经验公式的对比情况见图15-13.(3)用标准贯入试验N值评定黏性土地基容许承载力直接利用N值判定地基容许承载力.如图17-14,图中p0为静载试验所得比例界限压力.4、用静力载荷试验确定黏性土和软土地基承载力详见第9章.15.4 软土地基工程勘察要点一、应着重查明的问题1、查明软土的成因类型和古地理环境例如,选择一个厂区跨越古湖盆地的中部,该厂区所遇淤泥层非但强度小,而且厚度往往很大,则其变形稳定性必然较差;如果厂区是处于古湖盆地的边缘地带,则其淤泥层中会夹有较粗碎屑的沉积,或间有坡积层的交替,且整个淤泥层的厚度也较薄,必然使地基土体的渗水性及其相应的强度和变形特性有显著改变,给厂区建筑地基承载力的提高以有利条件.这也正如本章15-2所述,不同成因类型的淤泥和淤泥质土,以及其所处的古地理环境不同,将具有不同的分布、结构构造特征和不同的物理力学特性.另外,在内地近代河谷边缘、阶地和山间盆地的中部,特别要注意古河道和古湖沼相淤泥分布的勘察工作,因为这种情况往往不能从近代地貌上来判定.在滨海平原及河口三角洲地区,水网密布,且地下暗浜、暗塘也多,如上海地区过去有的工程就是由于没有重视该地区地基的这一特点,因而未予查清而造成工程事故的.2、查明软土的分布范围、埋藏深度、厚度及其变化情况.关于这方面的问题特别在山区或某些山前地带比较突出,因为这些地带土层构造一般比较复杂,如果在地基压缩层范围内的这种软黏土层厚形不等时,即使厚度相差并不悬殊,然而由于软黏土压缩性甚大的特性,也往往产生较大的不均匀变形,而使建筑物出现裂缝.3、在山区还要特别注意查明软土层下伏基岩的坡度在山区还要特别注意查明软土层下伏基岩(或其他比较坚硬的土层)表面的坡度,以确定地基的抗滑稳定性和加剧地基不均匀沉降的可能性和程度.例如,舟山某厂主厂房地基的情况,足可说明下伏基岩起伏这一问题的重要性(图15-15).该厂房为钢筋混凝土条形基础,埋深1.65米,用砂垫层处理,砂垫层厚度2米,局部地点为1米.垫层直接放在淤泥和粉质黏土层上.地基下伏基岩顶面向东、北、南方向倾斜,向北坡度约为1:2.63,向南1:51,故淤泥厚度变化大,最薄仅2.00米,最厚达6.00米.厂房建成后不久,东西两边山墙出现严重开裂,致使砖墩裂断,缝口上下叉开,则不得不拆掉重砌.整个厂房呈南北向反弯曲变形,其中锅炉房部分横向向东南倾斜,其东南角沉降最大达20.5厘米.总之,厂房地基变形与基岩坡向一致.其原因就是由于基岩起伏,淤泥层厚薄不等,当时尽管采用了2米厚的砂垫层处理地基,仍然造成主厂房与基岩坡度一致的反弯曲变形和局部倾倒变形.其主要问题是在地基勘察时采用孔距50米,以为淤泥层比较均匀,厂房开裂后补钻才发现基岩面起伏,以及淤泥层厚度剧烈变化的情况.这个问题如能在勘察中查明,则在地基基础设计中采用合适的方案,这一工程事故是完全可以避免的.4、重点查明地基持力层、下卧层条件充分重视地表“硬壳层”土的勘察工作,查明其厚度及物理力学性质变化情况.5、查明是否存在砂土或粉土夹层、透镜体注意是否有砂的夹层和透镜体等,查明它们的位置和厚度变化情况,以便考虑它们作为天然排水层,加速软黏土固结过程,提高地基强度的可能性,以及施工中可能产生流砂危害的情况,以便预先采取措施.关于流砂现象的实质和形成条件参见第16章16-5.二、对勘探、取土方法与取土器的要求见第8章.三、现场观察描述与现场试验的重要意义软土土质松软,触变性强,对于采取这种土的土样,无论所用取土器设计得多么完善,其保持原状的程度总有一定限度,并且经运回实验室以及开样切土过程,受某些人为因素的影响,又难免再受某种程度的扰动.在试验方面,如剪切试验用直剪仪与实际受力和排水条件有一定差距,并限制了剪切面,因而也使所得c,φ值偏大.用三轴剪力仪比直剪试验较为接近实际情况,并可以在易于破坏的面上剪裂,但缺点是样品制各过程可能会使土的含水量和结构有所改变.因此,目前对这些室内测定的指标,有时只能根据勘察及建筑经验打折使用.但这究竞是比较间接的办法,而对于一个新的地区已有勘察和建筑经验很少时,要提供比较确切的指标,就有一定的困难.因此,已有不少单位对软土及其他易于扰动的土,不论是需用原状土的物理指标(如γ,ω等),还是力学指标都规定在现场测定.在这个对勘察工作具有方向性的改进措施方面,有些单位在取土器中采用分节试样环(详见第16章16-2),又可避免一次试验前开样切土过程的扰动,并对现场宜接测定某些物理力学指标带来很大方便.对抗剪强度和承载力指标用十字板剪力仪和静力触探能在钻孔中直接测定,可以从根本上避免取土过程对土样的扰动及土样应力状态的改变.因而所得成果更能代表软黏土的天然状况.另外,在软黏土的勘探过程对提取土样的现场观察、描述也尤为重要.有些单位对软土及其他易扰动的土类的土样定名与土质鉴定,已实行以野外观察为主(参考室内试验指标)的办法.关于这一措施和思想,特别对高灵敏度的、因而呈潜液状态的,以及含极薄层粉细砂夹层的叙土的土质鉴定和定名有决定性的意义.例如:根据这种土的室内(或现场)的液、塑限试验所确定的土的塑性指数及状态指标(液性指数),往往会与在天然状态下的实际情况有一定差距.因为液、塑限指标是用扰动土做出的,特别是不能正确反映土中细微砂夹层的影响,所以有时会出现把含有极薄层粉细砂夹层或透镜体的淤泥质黏土定名为淤泥质粉质黏土甚至粉土的问题.重视现场直接观察、描述,并与试验数据互相校验,则可及时发现问题,及时补取土样,解决问题.补充资料国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)中的有关规定和要求(软土的勘察要求和方法、软土的岩土工程评价)1.软土的勘察内容软土勘察除应符合常规要求外,还应查明下列内容:①成因类型、成层条件、分布规律、层理特征、水平向和垂直向的均匀性;②地表硬壳层的分布与厚度、下伏硬土层或基岩的埋深和起伏;③固结历史、应力水平和结构破坏对强度和变形的影响;④微地貌形态和暗埋的塘、浜,沟、坑、穴的分布、埋深及其填土的情况;⑤开挖、回填、支护、工程降水、打桩、沉井等对软土应力状态、强度和压缩性的影响;⑥当地的工程经验.2.软土的勘探和取样①软土地区勘察宜采用钻探取样与静力触探结合的手段.勘探点布置应根据土的成因类型和地基复杂程度确定.当土层变化较大或有暗埋的塘、浜、沟、坑、穴时应予加密.②软土取样应采用薄壁取土器、快速静力连续压入法.钻进方式应采用回转式提土钻进,并采用清水加压或泥浆护壁.土试样在采取、运送、保存、试样制备过程中,要严防扰动.3.软土的试验方法。
土的工程分类国家标准为统一土的工程分类,便于对土的性状作定性评价,我国制定了土的工程分类标准,下面我们一起来简单了解一下土的工程分类国家标准:1、为工程预算服务的分类:国家计划委于1986年10月1日发布的规定中,将土分为普通土、坚土、砂砾坚土三类。
2、为判定和评估岩土工程性质的分类:(1)根据土的颗粒级配、塑性指标等土的物理性质,可将土分为碎石类土。
粒径大于2毫米的颗粒含量超过全重的50%以上。
根据颗粒级配及形状又可分为漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾土和角砾土。
(2)砂土。
粒径大于2毫米的颗粒不超过全重的50%,塑性指数不大于3的土。
根据颗粒级配又可分为砂砾、粗砂、中砂、细砂和粉砂。
(3)粘性土:具有粘性和可塑性,塑性指数大于3的土。
第四纪晚更新及其以前沉积的粘性土为老粘土;第四纪全新世沉积的粘性土为一般黏土;文化期以来新沉积的粘性土称为新近沉积粘性土。
按土的塑性指数Ip有可分为黏土、亚黏土和轻亚黏土三种。
3、按工程性质分:可分为软土、人工回填土、黄土、膨胀土、红黏土及盐渍土等特殊土。
(1)软土。
在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成为饱和粘性土(2)人工回填土:由于人类活动而产生的堆积物,其物质成分一般较为杂乱,均匀性差。
由碎石土、砂土、男性土等一种或数种组成的称为素填土。
经过分层压实统称为压实填土。
大量含有垃圾、工业废料等杂物的称为杂填土。
(3)黄土:是在干燥气候条件下形成的一种具有灰黄色或棕黄色的特殊土,颗粒在0.05--0.005毫米的占总重量50%以上,质地均一,结构疏散,孔隙率很高,有肉眼可见的大孔隙,含碳酸钙10%左右,无沉积层理。
(4)膨胀土:粘粒成分主要由亲水性矿物质赞成,液限大于40%,切膨胀性能较大,自由膨胀率大于40%,是粘性土的特征之一。
在自然状态下,多呈硬塑性或坚硬状态,具有黄、红、灰白等色,(5)红黏土:又石灰岩、白云岩、泥灰岩等碳酸盐类岩石,经过风化过程后,残积,坡积形成褐红、棕红、黄褐等塑性黏土。
堤防工程土方回填施工要点
清淤完毕后即可进行回填,回填填料技术要求如下:
(1)填土材料应选用黏土,压实度三93%。
宜选用黏粒含量为10%~35%、塑性指数为7~20的黏性土,且不得含砂、植物根茎、穆瓦、垃圾等杂物,浸水变形量小,渗透系数不大于1×10-5cm∕so
土料含水率与最优含水率允许偏差±3%,一般黏土最佳含水率为12~25%。
设计压实干容重不小于16KN∕m3,等效内摩擦角不小于30。
C,回填土压实系数不应小于0.93。
不得采用淤泥、垃圾土和其它混有树根、草根等有机质的土类。
(2)回填时,要求填筑振动压实。
填土应分层铺摊。
当采用振动碾压时每层铺土的厚度为30~50cm,使用18t振动碾压路机进行分层压实;当采用静压时,每层铺土的厚度为20~40cm,使用18t压路机静压进行分层压实。
(3)碾压时,轮(夯)迹应相互搭接,防止漏压或漏夯。
长宽比较大时,填土应分段进行。
每层接缝处应作成斜坡形,碾迹重叠。
重叠0.5〜1Om左右,上下层错缝距离不应小于Im
o
(4)开工前,应根据设计文件对堤料的土质、天然含水量要求,并结合运距、储量、开采条件等因素选定取料区。
(5)杂质土不应用堤身填筑;淤泥土、膨胀土、分散性黏土等特殊土等特殊土料不宜用于堤身填筑,若必须采用时,应有技术论证,并制定更专门的施工工艺。
其实就两步:一看二捻。
粉、粘区别在粒径,反映在颗粒间的粘结能力,即粘聚力c。
(1)看,靠的是肉眼视觉的分辨能力。
肉眼0.2mm可辨,约0.06mm可见,粉粒粒径接近肉眼能力极限。
刀切断面,粉土能看出沙沙的感觉,暗哑无反光。
而土越粘,切面越平润、光滑。
(2)捻,靠的是手指触觉的分辨能力。
捻的动作本身就是一个小型剪切试验,轻轻捻时σ=0,就只剩c了。
对于粉土、细砂,就需要轻轻加点力来捻,靠指尖间颗粒的滚动、错动去感觉它们颗粒粗细的不同。
食指指尖是人体上触觉最敏感的部位,传感器也有了,而且精度不低哦。
只是这个传感器需要标定和调试:标定和调试方法——拿着已经有试验结果的土样,捻上个把星期,估Ip达到误差小于2不成问题。
传感器长期不用后再次使用还需要重新标定和调试。
最简单最直接的方法还是用手捻,粘土有滑腻感,粉土则粗糙,粉粘则在滑腻感中存在颗粒的感觉,此外,我发现一个很有用的方法,就是弄少量的不是干燥的土放在手心里,反复来回碾,即便是碾到水分干了碾到水分干了,粘土最终会成极薄的薄片状;粉粘则成片状,但是留有部分颗粒状东西;粉土即便是碾到水分干了也是散的,而且在蹍的过程中极其糙手。
现场辨别:1、看切面,切面光滑,反光好为粘土,次之为粉质粘土,粉土基本无光滑面2、搓条粉土基本不能搓成条,粘土能搓成0.5mm细条,细腻。
3、刚取上来的土样黏上粗砂砂粒。
干后粘土去掉沙粒比较困难,粉质粘土次之,粉土比较容易这些土是有区别的!1、粉土:粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10的土应定名为粉土。
粉土含有主要元素是铝还有镍等微量元素。
2、塑性指数大于10 的土应定名为粘性土。
粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土。
塑性指数大于10,且小于或等于17 的土,应定名为粉质粘土;塑性指数大于17 的土应定名为粘土。
注:塑性指数应由相应于76g 圆锥仪沉入土中深度为10mm 时测定的液限计算而得。
粉土,粘土,砂土有什么区别?编辑本段回目录粉土,粘土,砂土有什么区别?粉土,砂土和粘土的称谓只是一种泛指的说法,准确的称呼为无粘性土和粘性土,划分标准粗略为看粒径大小(即砂粒、粉粒、粘粒等),理论上判断方法应用塑性指数(Ip)划分,(塑性指数可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。
可塑性的大小用土处在塑性状态的含水量变化范围来衡量,从液限到塑限含水量的变化范围愈大,土的可塑性愈好。
这个范围称为塑性指数Ip。
塑性指数是粘土的最基本、最重要的物理指标之一,它综合地反映了粘土的物质组成,广泛应用于土的分类和评价。
)当塑性指数其小于等于3时,为砂土,当大于3时,一般认为是粘性土,塑性指数需要在实验室内通过界限含水量试验测定。
但在实际中,砂土无法进行该项试验,一般是通过颗粒分析方法(洗筛法+比重计法)分析其颗粒构成,然后进行判断。
同一种粘性土随其含水量的不同而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为塑限;由可塑状态到流动状态的界限含水量称为液限。
土的塑限和液限都可通过试验得到塑性指数Ip=WL-Wp式中WL——液限;Wp——塑限2、液性指数IL=(W-Wp)/(WL-Wp)=(W-Wp)/Ip式中W——土的天然含水量;WL——液限;Wp——塑限Ip——塑性指数液性指数IL的范围土的软硬状态IL≤0 坚硬0< IL≤0.25 硬塑0.25< IL≤0.75 可塑0.75<IL≤1 软塑IL>1 流塑砂土、碎石土等称为无粘性土。
塑性指数Ip>10的土为粘性土Ip>17为粘土,10<Ip≤17为粉质粘土Ip≤10的粉土当塑性指数其小于等于3时,为砂土,当大于3时,一般认为是粘性土,粉土就是过去的轻亚粘土亚黏土是公路,桥梁的规范上规定的,就是我们经常说的粉质粘土粉土:粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且塑性指数等于或小于10的土应定名为粉土。
岩心的鉴定和描述铁路工程地质钻孔的岩心鉴定和描述(一)黏性土、粉土岩心的鉴定和描述1.土的名称:黏性土类的黏土(塑性指数ip<17)、粉质黏土(塑性指数10<ip≤17)和粉土(塑性指数ip≤10,且粒径∮>0.075mm颗粒的质量不少于全部质量的50%的土)等;2.土的颜色:一般为复色,次色在前,主色在后;3.黏性土的塑性状态、粉土的干燥状态,成层性,质地强度:黏性土的塑性状态分成柔软(液性指数il≤0),软塑(液性指数0<il≤0.5),软塑(液性指数0.5<il≤1),流塑(液性指数il>1);粉土的潮湿程度分为稍湿(天然含水率w<20%),潮湿(天然含水率20%≤w≤30%),饱和(w<30%);粉土的密实程度按孔隙比(e)分为密实(e<0.75),中密(0.75≤e≤0.9),稍密(e>0.9),4.夹杂着物:成分,含量百分比,粒径,形状等;并无夹杂着物则叙述土质均一或质纯;5.其它:如搓条,滑腻感,斑纹,干裂,虫孔,嗅味等。
(二)砂类土岩心的鉴定和描述1.土的名称:砾砂(∮>2mm的颗粒质量占到总质量的25~50%),粗砂(∮>0.5mm的颗粒质量占到总质量的50%),中砂(∮>0.25mm的颗粒质量占到总质量的50%),细砂(∮>0.075mm的颗粒质量占到总质量的85%),1粉砂(∮>0.075mm的颗粒质量占到总质量的50%);2.土的颜色:一般为复色,次色在前,主色在后;3.干燥程度:根据砂类土的饱和度sr分割,稍烫(sr≤50%),干燥(50%<sr≤80%),饱和状态(sr>80%);4.密实程度:砂类土密实程度按标准贯入锤击数n或相对密度dr划分,密实(n>30),中密(15<n≤30),稍密(10<n≤15),松散(n≤10);5.颗粒成分及其含量百分比;6.颗粒大小,形状及级配情况(均匀性);7.夹杂着物及其百分比:例如砾石、黏性土、臭植物等;(三)碎石类(碎、块、卵、漂石;圆砾、角砾)土岩心的鉴定和描述1.土的名称:卵石土,碎块石,漂石土,块石土,圆砾土,角砾土等;2.土的颜色:通常为复色,次色在前,主色在后;3.潮湿程度:根据砂类土的饱和度sr划分,稍湿(sr≤50%),潮湿(50%<sr≤80%),饱和(sr>80%);4.规整程度:规整,中密,稍墨,单薄5.颗粒成分及其含量:石质与土质名称,各占含量百分比;6.颗粒形状及大小:指碎石类土中石质块体的磨圆度(分浑圆,圆棱,次尖棱,尖棱状)及块径尺寸等;7.颗粒级配及原产情况:指颗粒有没有排序和原产规律,颗粒的光滑性,熔炼性,原产呈圆形层状或透镜状、细长攻灭状等;8.颗粒的风化程度:全风化(w4),强风化(w3),弱风化(w2),2微风化(w1)等;9.夹杂着物及其含量:例如黏粒,砂,树皮草根,腐木,结核等及其含量;对成韵律沉积的土层,当薄层与厚层厚度之比为1/10~1/3时,宜定名为“夹层”,厚层的土名写在前面,如黏土夹粉砂层;当厚度之比大于1/3时,宜定名为“互层”,如黏土与粉砂互层;当厚度之比小于1/10,且有规律多次出现时,宜定名为“夹薄层”,如黏土夹薄层粉砂。
浅论土的塑性指数Ip对粘土各项指标的影响
土的塑性指数IP,是表述土的粘性与可塑性的重要指标,它的数值等于液限与塑限的差值,即Ip=WL一 Wp。
土的塑性界限也称为稠度界限,是土从流动状态变为可塑状态的界限含水量,称为液限。
是从可塑状态变为半固体状态的界限含水量,称为塑限。
它们的差值正好是粘性土处于可塑状态的上下限距,所以塑性指数IP表示了粘性土处在可塑状态的含水量变化的范围。
塑性指数愈大,土处于可塑状态的含水量范围也愈大,换句话说,塑性指数的大小与土中结合水的可能含量有关,也就是与土的颗粒组成,土粒矿物成分以及土中水的离子成分和浓度等因素有关。
因此,塑性指数在工程上对地基土的工程性质有很大的影响,下面从几个方面来加以说明。
1 塑性指数IP对地基土物理、化学性质的影响
由于粘性土的粘粒部分含有粘土矿物颗粒和有机质,所以土中粘粒含量越高,土的可塑性就越大,即IP越大。
此外,也与粘土矿物的亲水性和粘粒含量有关,粘粒部分矿物成分不同,其也就不同。
根据活动性指数Ac的大小,可以划分为低活动性粘土(Ac<0.75),中等活动性粘土(Ac=0.75~1.25)和高活动性粘土(Ac>1.25)。
通常,在工程上,塑性大的土,它的干缩和湿胀性也大,如钠蒙脱土,其塑性指数Ip=656,研究表明,它的吸水率高达700%左右。
塑性指数还能反映土中水的离子成分和浓度,当水中高价阳离子的浓度增加时,土粒表面吸附的反离子层的厚度变薄,土容易产生凝聚。
可见塑性指数IP是一个能综合反映土的颗粒组成,矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标,反映在工程上,体现为土的塑性高低,干缩与湿胀性的大小。
2 塑性指数对地基土力学性指标的影响
从力学性能指标的变化看,塑性指数Ip对土的压缩系数o,压缩模量E ,土的粘聚力C和摩擦角都有影响。
塑性指数 Ip<1O的粉土和 Ip在1 0左右的砂性较大的土,其力学性指标较强,也就是压缩变形较小,而变形模量较大,粘聚力较小,内摩擦角较大。
而对于塑性指数较大的粘性土来说,其各项指标与 Ip<1O 的土有明显的差异,力学性指标偏差,所换算出的地基承载力偏低。
当然土的力学性指标与试验方法,土的天然含水量、天然密度等指标有着密切的关系。
3 IP对地基土其他方面的影响
3.1 液化问题
我们知道不同塑性的土,它的静强度与动强度的比值不同。
低塑性土在振动条件下,动强度比静强度要低得多,抗振性能差。
有试验证明,产生液化的土,Ip一般小于10,常在7左右,因此,除了大家熟知的饱和的粉、细砂容易产生液化外,对于 Ip<10,粘粒含量低于1O%~15%,平均粘径d50小于2 mm 的粉土,也常会产生液化,这从我们平时所做的颗粒分析试验中也能得到证实。
3.2 可夯实性问题
根据试验数据统计, Ip<10的砂性土是难以压实的,这是因为 Ip<1O的土,粘粒含量较小,颗粒极配较差,土粒之间的内聚力较小,所以不易压实。
塑性指数较大的粘土与粉质粘土,粘性较大,压实也较困难。
土粒极配较好的混粒土,也就是Ip在1 0~1 2之间的土。
由于它有足够的细颗粒去填充粗颗粒的孔隙,所以较容易压实,也能得到较高的干密度。