土层的工程分类及性质

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。

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。

土的工程分类标准
土是土木工程中的基础材料，其性质的不同对工程的设计和施工都有着重要的
影响。

因此，对土进行分类是十分必要的。

土的工程分类标准主要包括工程土壤分类和土的工程性质分类两大方面。

一、工程土壤分类。

工程土壤分类是指根据土壤的成因、物理性质、工程性质等特点将土壤进行分类。

按照土壤的成因，可以将土壤分为风成土、水成土、冻土、人工填埋土等类型；按照土壤的物理性质，可以将土壤分为砂土、粉土、壤土、粘土等类型；按照土壤的工程性质，可以将土壤分为可塑土、不可塑土、膨胀土、坍塌土等类型。

这些分类对于工程设计和施工具有着重要的指导作用，可以根据土壤的分类选择合适的处理方法和工程方案，从而保障工程的安全和稳定。

二、土的工程性质分类。

土的工程性质分类是指根据土的工程性质将土进行分类。

土的工程性质主要包
括土的承载力、变形特性、渗透性等。

根据土的承载力不同，可以将土分为高强土、中强土、低强土等类型；根据土的变形特性不同，可以将土分为压缩性土、膨胀性土、塑性土等类型；根据土的渗透性不同，可以将土分为渗透性土、不渗透性土等类型。

这些分类对于地基处理和基础设计具有重要的指导作用，可以根据土的工程性质选择合适的基础形式和处理措施，从而提高工程的安全性和稳定性。

综上所述，土的工程分类标准对于工程设计和施工具有着重要的指导作用。

合
理的土的分类可以为工程的施工提供可靠的依据，保障工程的安全和稳定。

因此，在工程实践中，应当充分重视土的分类工作，确保土的工程性质得到准确的评定和分类，为工程的设计和施工提供可靠的保障。

土层的工程分类及性质一、土的工程分类在建筑施工中，按照开挖的难易程度，土可分为八类：一类土（松软土）、二类土（普通土）、三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）、五类土（软石）、六类土（次坚石）、七类土（坚石）、八类土（特坚石）。

一至四类为土，五至八类为岩石。

二、土的工程性质1、土的密度（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。

（2）土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。

注: 土的干密度越大，表示土越密实。

工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。

2、土的含水量土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。

注：土的干湿程度用含水量表示。

5%以下称干土、5% —30%称潮湿土、30% 以上称湿土。

含水量越大，土就越湿，对施工越不利。

3、土的可松性自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松性。

土的可松性程度用可松性系数表示。

4、土的渗透性土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用表示，单位为。

注：土的渗透性大小取决于不同的土质。

地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。

下面来介绍一下，岩石风化。

一般情况下，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。

但由于岩体中岩性并不均一，且有断裂存在，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。

岩体风化厚度一般为数米至数十米，沿断裂破碎带和易风化岩层，可形成风化较剧的岩层。

断层交会处还可形成风化囊。

在这两种情况下深度可超过百米。

岩体风化分为：①物理风化，如气温变化使岩石胀缩导致破裂等；②化学风化，如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿；③生物风化，如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。

岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。

土层的工程分类及性质一、土的工程分类在建筑施工中，按照开挖的难易程度，土可分为八类：一类土（松软土）、二类土（普通土）、三类土(坚土）、四类土（砂砾坚土)、五类土（软石)、六类土（次坚石)、七类土（坚石）、八类土（特坚石）.一至四类为土，五至八类为岩石。

二、土的工程性质1、土的密度（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。

（2)土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度.注：土的干密度越大，表示土越密实。

工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。

2、土的含水量土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。

注:土的干湿程度用含水量表示。

5％以下称干土、5%-30％称潮湿土、30％以上称湿土。

含水量越大，土就越湿，对施工越不利.3、土的可松性自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松性。

土的可松性程度用可松性系数表示。

4、土的渗透性土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度,水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用表示，单位为。

注：土的渗透性大小取决于不同的土质.地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。

下面来介绍一下，岩石风化.一般情况下，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律.但由于岩体中岩性并不均一,且有断裂存在，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律.岩体风化厚度一般为数米至数十米，沿断裂破碎带和易风化岩层,可形成风化较剧的岩层。

断层交会处还可形成风化囊.在这两种情况下深度可超过百米.岩体风化分为:①物理风化，如气温变化使岩石胀缩导致破裂等;②化学风化，如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿；③生物风化，如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。

岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。

第1章土的性质及工程分类本章学习目标●了解土的三相组成和土的结构对土工程性质的影响。

●了解土的渗透性。

●掌握土的物理性质指标和物理状态指标，能进行土的工程分类。

1.1 土的三相组成与结构土是由岩石经风化(物理风化、化学风化、生物风化)生成的松散堆积物。

它的物质成分包括构成土骨架的固体颗粒及填充在孔隙中的水和气体。

一般情况下，土是由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)所组成的，故称为三相体系。

但在特殊条件下，土可能由二相组成，如干土(固体+气体)和饱和土(固体+液体)。

土中的三相比例不同，土的物理状态和工程性质也随之各异。

因此，要研究土的工程性质就必须了解土的组成与结构。

1.1.1 土的固体颗粒土的固体颗粒是土的三相组成中的骨架，是决定土的工程性质的主要因素。

它的矿物成分、颗粒大小、形状与级配是影响土的物理性质的重要因素。

1. 土的矿物成分土粒中的矿物成分分为以下两类。

1) 原生矿物由岩石经物理风化而成，其成分与母岩相同，这种矿物称为原生矿物。

常见的原生矿物有石英、长石、云母等，它们的性质较稳定。

碎石土和砂土主要由原生矿物组成。

2) 次生矿物水溶液、大气及有机物的化学作用或生物化学作用不仅破坏了岩石的结构，而且使其生成一种很细小的新的矿物，这种矿物称为次生矿物，其主要是黏土矿物。

常见的黏土矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石三种。

由于黏土矿物颗粒很细(粒径d<0.005mm)，颗粒的比表面积(单位体积或单位质量的颗粒的总表面积)很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力。

土中含黏土矿物越多，则土的黏性、塑性和膨胀性也越大。

2. 土的颗粒大小、形状与级配1) 粒组划分土颗粒的大小与土的性质有密切关系。

土的粒径发生变化，其主要性质也相应发生变化。

例如，土的粒径从大到小，则可塑性从无到有，黏性从无到有，透水性从大到小。

工程上将各种不同的土颗粒按性质相近的原则划分为若干组，称为粒组。

按照《土的工程分类标准》(GB/T 50145—2007)，土粒粒组的划分见表1.1。