土的冻胀性工程分类

3.5.2土体工程地质特征工作区内以第四系全新统滑坡堆积(Q4del)成因的含碎石粉质粘土、粉质粘土为主，其上为一层黄土。

黄土：灰褐色、黄褐色，干～稍湿，主要由粉粒组成，表层含植物根系，干强度低，韧性低，结构松散。

本次勘查揭露黄土总体厚度1.5～9.4m，主要分布于滑坡体范围及周边区域。

粉质粘土：呈红褐色、灰褐色，硬塑状态，主要由粘粒和粉粒组成，表面稍有光泽，切面粗糙，韧性一般，干强度中等。

本次勘查揭露粉质粘土总体厚度3.5～5.8m，主要分布于HP01滑坡体中部。

含碎石粉质粘土：黄褐色，硬塑状态，主要由粘粒及粉粒组成，约含20%～35%的强风化基岩碎石，碎石粒径20mm～60mm。

表面稍有光泽，切面较粗糙，韧性一般，干强度一般，结构较致密。

无摇振反应。

主要分布于滑坡体土层中下部。

根据试验分析，黄土的天然含水率24.6%，天然密度1.93g/cm3，天然抗剪指标c值29.1kpa，φ值15.5°，粉质粘土的天然含水率24.8%，天然密度1.96g/cm3，天然抗剪指标c值30.5kpa，φ值15.4°，含碎石粉质粘土的天然含水率26.5%，天然密度1.97g/cm3，天然抗剪指标c值29.2kpa，φ值16.4°。

本地区处于祁连山脉以南，属于高寒区，标准季节冻土深度1.84m，区域地下水埋藏深，季节性冻土内土层含水量低，一般呈干燥或稍湿，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）附录G中表G.0.1，并结合该滑坡群土体实验数据，得出区域土体冻胀性为不冻胀～弱冻胀，冻胀等级为Ⅰ级～Ⅱ级。

季节性冻土对建筑物基础影响不大。

表3-3 地基土的冻胀性分类土的名称冻前天然含水量ω（%）冻结期间地下水位距冻结面的最小距离hw（m）平均冻胀率η（%）冻胀等级冻胀类别粘性土ω≦ωp+2>2.0η≦1.0Ⅰ不冻胀≦2.0Ⅱ弱冻胀ωp+2<ω≦ωp+5>2.0 1.0<η≦3.5≦2.0Ⅲ冻胀ωp+5<ω≦ωp+9>2.03.5<η≦6.0≦2.0Ⅳ强冻胀ωp+9<ω≦ωp+15>2.06.0<η≦12.0≦2.0Ⅴ特强冻胀ω>ωp+15不考虑η>12.01。

For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。

土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。

由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。

土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。

本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。

在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。

2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。

2.2.1.1土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。

土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。

例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。

因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。

目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。

如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。

如有你有帮助，请购买下载，谢谢！第一章:土的物理性质及工程分类土是三相体——固相（土颗粒）、液相（土中水）和气相（土中空气）。

固相：是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。

2.土粒颗粒级配（粒度） 2. 土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配（粒度成分）土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。

粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。

粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。

颗粒级配曲线斜率: 某粒径范围内颗粒的含量。

陡—相应粒组质量集中；缓--相应粒组含量少；平台--相应粒组缺乏。

特征粒径: d 50 : 平均粒径；d 60 : 控制粒径；d 10 : 有效粒径；d 30粗细程度： 用d 50 表示。

曲线的陡、缓或不均匀程度：不均匀系数C u = d 60 / d 10 ，Cu ≤5,级配均匀，不好Cu ≥10,，级配良好，连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。

较大颗粒缺少，Cc 减小；较小颗粒缺少，Cc 增大。

Cc = 1~ 3, 级配连续性好。

粒径级配累积曲线及指标的用途：1.粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数Cu 用于判定土的不均匀程度：Cu ≥ 5, 不均匀土； Cu < 5, 均匀土；3）曲率系数Cc 用于判定土的连续程度：C c = 1 ~ 3，级配连续土；Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。

4）不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 用于判定土的级配优劣：如果 Cu ≥ 5且C c = 1 ~ 3，级配良好的土；如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。

土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。

原生矿物：岩浆在冷凝过程中形成的矿物（圆状、浑圆状、棱角状） 次生矿物：原生矿物经化学风化后发生变化而形成。

（针状、片状、扁平状） 粗粒土：原岩直接破碎，基本上是原生矿物，其成份同生成它们的母岩。

第四节冻土一、冻土的分类冻土是指温度等于或低于摄氏零度、且含有冰的各类土。

根据其冻结时间和冻结状态可将冻土分成多种类型。

(一) 按冻结时间分1．季节性冻土季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结，夏季全部融化，呈周期性冻结、融化的土。

季节性冻土在我国的华北、西北和东北广大地区均有分布。

因其周期性的冻结、融化，对地基的稳定性影响较大。

季节性冻土根据其结构形式，又可分为：(1)整体结构：土在冻结时，土中水分有向温度低的地方移动的性能。

整体结构冻土是由于温度骤然降低，冻结较快，土中水分来不及移动即冻结，冰粒散布于±颗粒间，肉眼甚至看不见，与土粒成整体状态。

融化后土仍保持原骨架，建筑性能变化不大。

(2)层状结构：地表温度不很低，且有变化，土中水分冻结一次，融化一次，又冻结一次，则形成层状结构冻土。

这种土融化后骨架整个遭受破坏，对建筑性能影响较大。

(3)网状结构：由于地表不平，冻结时土中水分除向低温处移动外，还受地形影响，使水分向不同方向转移，而形成冰呈网状分布的冻土，这种土一般含水、含冰量较大，融化后呈软塑或流塑状态。

(4)扁豆体和楔形冰结构：由于季节性冻结和融化，土中水分向表层低温处移动，往往在冻层上限冻结成扁豆体状冰层，当冻土层向深度发展，扁豆体状冰层即夹于冻土层之中。

当岩层或土层具裂隙时，水即在裂隙中成冰楔体。

此类结构的冻土，承受荷载时易沿冰体滑动。

2．多年冻土多年冻土是指冻结状态持续多年(一般是二年或二年以上以上)不融的冻土。

多年冻土常存在地面以下一定深度，其上部接近地表部分，往往亦受季节性影响，冬冻夏融，此冬冻夏融的部分常称为季节融冻层。

因此，多年冻土地区常伴有季节性的冻结现象。

多年冻土根据其垂直构造、水平分布和冻结发展趋势，又可分为下列几种类型：(1)按垂直构造分：(a)衔接的多年冻土：冻土层中没有不冻结的活动层，冻层上限与受季节性气候影响的季节性冻结层下限相衔接。

(b)不衔接的多年冻土：冻层上限与季节性冻结层下限不衔接，中间有一层不冻结层。

土的物理性质及工程分类课题: 第一章土的物理性质及工程分类一、教学目的：1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律；2.把握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换；3.熟识土的抗渗性与工程分类。

二、教学重点：土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。

三、教学难点：指标间的相互转换及应用。

四、教学时数： 6 学时。

五、习题：第一章土的物理性质及工程分类一、土的生成与特性1.土的生成工程领域土的概念：土是指掩盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒积累物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。

土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。

不同风化形成不同性质的土，有下列三种：（1）物理风化：只转变颗粒大小，不转变矿物成分。

由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石、砾石、砂土），为无粘性土。

（2）化学风化：矿物发生转变，生成新成分—次生矿物。

由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。

（3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。

矿物成分没有变化。

2.土的结构和构造（1）土的结构定义：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。

1)种类：单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。

蜂窝结构：单个下沉，遇到已下沉的土颗粒，因土粒间分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窝状结构。

絮状结构：微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮，相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。

小链之间相互吸引，形成大链环，称絮状结构。

图土的结构3）工程性质：密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏自然结构，则强度低、压缩性高，不行用做自然地基。

（2）土的构造1）定义：同一土层中，土颗粒之间的相互关系。

2）种类：层状结构：由不同颜色或不同粒径的土组成层理，一层一层相互平行。

分散构造：土粒分布匀称，性质相近，如砂与卵石层为分散构造。

结核状构造:在细粒土中混有粗颗粒或各种结核，属结核状构造。

第一章土的物理性质及工程分类第一节土的组成与结构一、土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相）⑴固相：土颗粒--构成土的骨架,决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列⑵液相：水和溶解于水中物质⑶气相：空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2）湿土=固体+液体+气体（三相）（3）饱和土=固体+液体（二相）二、土的固相——矿物颗粒土粒粒径大小及矿物成分不同，对土的物理力学性质有着较大影响。

如当土粒粒径由粗变细时，土的性质可从无粘性变化到有粘性。

（一）土的粒组划分工程上将物理力学性质较为接近的土粒划分为一个粒组，粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。

土颗粒根据粒组范围划分不同的粒组名称：六大粒组：块石（漂石）、碎石（卵石）、角粒（圆粒）、砂粒、粉粒、粘粒界限粒径分别是：200mm、20mm、2mm、0.075mm、0.005mm,见下表。

表1-1 粒组划分标准（GB 50021—94）（二）土的颗粒级配自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。

1.颗粒大小分析试验方法（1）筛分法：适用60—0.075mm的粗粒土（2）密度计法：适用小于0.075mm的细粒土2.颗粒级配曲线——半对数坐标系3.级配良好与否的判别1)定性判别（1）坡度渐变——大小连续——连续级配（级配曲线）（2）水平段（台阶）——缺乏某些粒径——不连续级配（1）曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好（2） 曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良 2) 定量判别：不均匀系数 1060d d C u =103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60% 30% 10%时对应粒径 不均匀系数越大，土粒越不均匀，工程上把5<u C 的看作是均匀的，级配不好；把10>u C 大于的土看作是不均匀的，级配良好。

路基的填料冻胀分类及防冻层设置摘要：在现代交通迅速发展的过程中，路基对于整个公路建设具有非常重要的意义。

路基作为公路的重要组成部分其填料和防冻是关键的一部分，公路建设中对公路的防冻层的设置要重视，因为防冻层对于整个公路的建设具有非常重要的意义。

本文将从路基冻害的形势着手，进一步探析路基的填料冻胀分类及防冻层设置。

关键词：路基；填料冻胀；防冻层1.路基冻害分类1.1路基的冻结每年的路基冻结程度是采用最大的路基冻结厚度。

通常把路基路基冻结所能达到的最大深度成为路基的最大冻结深度。

路基冻结对整个路基的建设具有非常大的影响，冻结的距离不能基于进行施工，因为在冻结的路基上施工会造成冻结消失的时候路面裂缝的产生，而冻结一般发生在冬天，人为的解冻又是一个非常浩大的工程，经济效益严重下降，所以一般的路基工程会在冬天的时候取消，以免造成不必要的经济损失和不合格的工程。

1.2路基的冻胀路基的冻害中还有一类是属于冻胀，冻胀的形成原因主要是因为土壤中水的冻结和冰体的增长，一般会造成地表路面发生形变像地面隆起等等。

冻胀发生得到主要作用力是冻胀力，冻胀力是含水的物质在零摄氏度以下的外界条件中，完成水结冰，从而产生了向周围膨胀的外力，冻胀力的大小与物质的体积和含水量有很大的关系，物质的体积越大，其含水量越多，物体的冻胀力越大，造成的冻胀危害也就越多。

冻胀发生主要是热胀冷缩的原理，土壤中的水份发生了冻结，对其他的成分产生了挤压，从而形成冻胀的危害。

路基冻胀的影响因素包括土壤质量，温度以及土壤中的水份含量。

这些因素对于整个路基冻胀有或多或少的影响，其中土壤质量是非常关键的一项，土壤中粒子在水的作用下，当温度达到零摄氏度以下的时候，其直径变小，而表面积变大，水份在冻胀的过程中也在增大，一般常用的填料有砾砂、砾石和粗砾，他们冻胀性由大到小为砾石，粗砾，砾砂，土。

但是，纯度较高的粗砾土的冻胀性几乎没有，所以为了改善路基冻害问题，可以考虑用相对纯净的粗砾土进行材料的替换，所以说目前解决路基冻胀这一冻害最佳本的方法就是更换路基中容易发生冻胀的最主要的成分，用粗砾土来替代，从而使路基冻胀问题得到一定的解决。