8-黏性土、膨胀土、砂类土性质判断依据及经验公式

各类土的特征及取样试验方法，岩土人必备！来源：自然资源之声一、粘性土粘性土分为粉质粘土和粘土一、粉质粘土定义：塑性指数大于10且小于或等于17的土应定名为粉质粘土，肉眼观察，细土中有砂粒，干时不坚硬，用锤可打成细土粒，湿时有塑性有粘结力，能搓成φ0.5-2mm的土条，长度较小，用手搓、捻感觉有少量细颗粒，稍有粘滞感觉。

二、粘土定义：塑性指数大于17的土定为粘土，肉眼观察较细腻，一般无砂粒，干时很坚硬，用锤可打成碎块，湿时塑性粘性大，土团压成饼时，边部不裂，能搓成φ=0.5mm的土条，长度不少于手掌，用手搓捻有滑润感觉，当水分较大时，极为粘手，感觉不到有颗粒存在。

三、描述内容：颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、结构及层理特征1、颜色：主色在后，次色在前。

2、状态：①坚硬：干而坚硬，很难掰成块。

②硬塑：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。

③可塑：手捏似橡皮有柔性，手按有指印。

④软塑：手捏很软，易变形，土块掰时似橡皮，用力不大就能按成坑。

⑤流塑：土柱不能直立，自行变形。

3、包含物：贝壳、铁锰结核、高岭土姜结石等。

4、光泽反应：用取土力切开土块，视其光滑程度分为①切面粗造为无光泽。

②切面略粗造（稍光滑）为稍有光泽。

③切面光滑为有光泽。

5、摇震反应：试验对应将软塑~流动的小土块或土球，放在手掌中反复摇晃，并以另一手掌振击此手掌，土中自由水将渗出，球面呈现光泽。

用手指捏土球，放松后水又被吸入，光泽消失，根据土球渗水和吸水反应快慢可区分为：①立即渗水及吸水者为反应迅速。

②渗水及吸水中等者为反应中等。

③渗水和吸水慢及不渗，不吸者为反应慢或无反应。

4、韧性试验：将含水率略在于塑性的土块在手中揉捏均匀，然后在手掌中搓成直径3mm的土条，再揉成土团，根据再次搓条的可能性，可分为：①能揉成土团，再搓成条，捏而不碎者为韧性高②可再揉成团，捏而不碎者为韧性中等③勉强或不能再揉成团，稍捏或不捏即碎者为韧性差5、干强度：试验时将一小块土捏成小土团，风干后用手指捏碎，根据用力大小区分为①很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高②稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等③易于捏碎和捻成粉未者为干强度低6、结构及层理特征：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”；厚度比为1/10~1/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。

⼟的经验参数（物理指标、压缩、变形模量、剪切强度）有关⼟的经验参数⼀、原状⼟物理性质指标变化范围原状⼟物理性质指标变化范围，见表3-3-28。

注：粘砂⼟3＜I p≤7；砂粘⼟7＜I p≤17⼆、⼟的平均物理、⼒学性质指标，见表3-3-29。

⼟的平均物理、⼒学性质指标，见表3-3-29。

注：①平均⽐重采取：砂——2.66；粘砂⼟——2.70；砂粘⼟——2.71；粘⼟——2.74；②粗砂和中砂的E 0值适⽤于不均匀系数C u = = 3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少。

C u 为中间值时E 0 值按内插法确定；③对于地基稳定计算，采⽤⼈摩擦⾓φ的计算值低于标准值2°。

1060d d 32三、⼟的压缩模量⼀般范围值⼟的压缩模量⼀般范围值，见表3-3-3-。

注：砂粘⼟7＜I p≤7；粘⼟I p＞17四、粘性⼟剪强度参考值粘性⼟抗剪强度参考值，见表3-3-31。

注：粘砂⼟3＜I p≤7；砂粘⼟7＜I p≤7；粘⼟I p＞17五、⼟的侧压⼒系数（ξ）和泊松⽐（u）参考值注：粘⼟I p＞17；粉质粘⼟10＜I p≤17；I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指⼟体在⽆侧限条件下应⼒与应变之⽐，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。

因此，变形模量较弹性模量E⼩，通常在⼟与基础的共同作⽤分析中⽤变形模量E。

变形模量⼀般是通过现场载荷试验确定，⼀些地⽅通过静⼒触探、标贯试验与变形模量建⽴了经验公式。

压缩模量Es是在侧限条件下应⼒与应变的⽐值，是通过室内试验获取的参数。

两者的关系：对于软⼟E0近似等于Es；较硬⼟层，E0=βEs，β=2～8，⼟愈坚硬，倍数愈⼤。

土的力学性质指标1 .压缩系数土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试验确定。

压缩系数按下式计算：a =1000 1- （6-1）P i - p?式中1000——单位换算系数；a -- 土的压缩系数（MPa-1）;P1、P2 ------- 固结压力（kPa）：ei、e? ------ 相对应于p1、P2时的孔隙比。

评价地基压缩性时，按P1为100kPa, p?为200kPa,相应的压缩系数值以a1-2 划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：（1）当a1-2v0.1MPa-1时，为低压缩性土；（2）当0.1 w a1-2V 0.5MPa-1时，为中压缩性土；（3）当a1-2>0.5MPa-1时，为高压缩性土。

2 .压缩模量工程上也常用室内试验求压缩模量E s作为土的压缩性指标。

压缩模量按下式计算：E s=L—宜（6-2）a式中Es――土的压缩模量（MPa）;e0 土的天然（自重压力下）孔隙比；a――从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa-1）用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表6-4规定。

地基土按E s值划分压缩性等级的规定表6-47.6~11 中压缩性 11.1~15中低压缩性 > 15低压缩性3 .抗剪强度土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三 轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法 进行测定。

它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。

（1） 抗剪强度计算土的抗剪强度一般按下式计算：T = er • tg ©+ c （6-3）式中T f ——土的抗剪强度（kPa ）；e ――作用于剪切面上的法向应力（kPa ）；4）——土的内摩擦角（° ,剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角； c 土的粘聚力（kPa ）,剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度， 砂类土 C = 0o（2） 土的内摩擦角©和粘聚力c 的求法同一土样切取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相 同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度 T 与法向应力e 的相关直线，直线交T 值的 截距却为土的粘聚力C,砂土的C=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图 6-1 o图6-1抗剪强度与法向应力的关系曲线02cr (MPa) {&}(a) 粘性土； ( b)砂土4 .土的力学性质指标的经验参考数据粘性土力学性质指标的经验数据土的力学指标经验数据范围参考值。

四、无黏性土的物理性质无黏性土主要是指砂土和碎石土，其工程性质与其密实度密切相关。

密实度越大，土的强度越大。

因此，密实度是反映无黏性土工程性质的主要指标。

评判无黏性土的密实度有以下方法：1、根据相对密实度 Dr （大小位于0~1 之间）判别：密实（ 1 ≥Dr≥0 . 67 ）；中密（ 0 . 67≥Dr≥0 . 33 ）；松散（ 0 . 33 ≥ Dr ≥0 ）。

该法适用于透水性好的无黏性土，如纯砂、纯砾。

2、根据天然孔隙比e判别：e越小，土越密实。

一般，e＜ 0 . 6 时属密实，e＞ 1 . 0 时属疏松。

该法适用于砂土，但不能考虑矿物成分、级配等对密实度的影响。

3、根据原位标准贯入试验判别：密（ N > 30 ）、中密（ 15 ≤N≤ 30 ）、稍密（ 10≤N≤15 ）、松散（ N≤10 ）原位标准贯入试验：在土层钻孔中，利用重63.5kg的锤击贯入器，根据每贯入30cm所需锤击数来判断土的性质，估算土层强度的一种动力触探试验。

4、根据野外方法鉴别（针对碎石类土）肉眼观察、挖、钻等。

五、黏性土的物理性质黏性土的特性主要是由于黏粒与水之间的相互作用产生，因此含水量是决定因素。

黏性土的含水量对其物理状态和工程性质有重要影响。

液限（ωL, Liqud Limit ）：土由可塑状态变到流动状态的界限含水量；土处于可塑状态的最大含水量，稍大即流态；塑限（ωP， Plastic Limit ）：土由半固态变为可塑状态的界限含水量；土处于可塑状态的最小含水量，稍小即半固态；缩限（ωS , Shrinkage Limit ）：土由固态变为半固态的界限含水量；土处于半固态的最小含水量，稍小即为固态。

塑性指数IP ―表示土处于可塑状态的含水量变化范围。

IP 越大，土处于可塑状态的含水量范围也越大。

土颗粒越细，黏粒含量越高，土能吸附的结合水量越多，则IP越大。

黏土矿物蒙脱石含量越高，IP越大。

IP在一定程度上综合反映了影响黏性土特征的各种主要因素，故常用于对黏性土进行分类。

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。

第1篇在建筑工程施工过程中，土质是影响施工进度和质量的重要因素之一。

土质分类对于合理选择施工方法、确定施工参数、保证施工安全具有重要意义。

本文将简要介绍工程施工土质的分类及其特点。

一、土质分类1. 根据土的物理性质分类（1）砂土：粒径小于2mm的土，其颗粒由石英、长石、云母等矿物组成。

砂土具有良好的透水性、抗剪强度较高，但抗拉强度较低。

（2）粉土：粒径介于砂土和黏土之间的土，粒径小于0.075mm的颗粒含量大于50%。

粉土具有良好的透水性，但抗剪强度较低。

（3）黏土：粒径小于0.005mm的土，其颗粒主要由黏土矿物组成。

黏土具有良好的塑性、抗剪强度较高，但透水性较差。

2. 根据土的工程性质分类（1）松散土：指颗粒间相互摩擦力较小，容易变形的土。

如砂土、粉土等。

（2）紧密土：指颗粒间相互摩擦力较大，不易变形的土。

如黏土、黄土等。

（3）膨胀土：指在吸水膨胀、失水收缩过程中，体积变化较大的土。

如膨胀土、膨胀性黄土等。

3. 根据土的成因分类（1）残积土：指由岩石风化后形成的土。

（2）坡积土：指由山坡上的土体沿坡面下滑而形成的土。

（3）冲积土：指由河流、湖泊等水体冲刷、沉积而形成的土。

（4）风积土：指由风力搬运、沉积而形成的土。

二、土质特点1. 砂土：具有良好的透水性、抗剪强度较高，但抗拉强度较低。

在施工过程中，应采取排水、固结等措施，防止砂土发生流砂、滑坡等现象。

2. 粉土：具有良好的透水性，但抗剪强度较低。

在施工过程中，应加强排水、固结，防止粉土发生流砂、滑坡等现象。

3. 黏土：具有良好的塑性、抗剪强度较高，但透水性较差。

在施工过程中，应采取加固、排水等措施，防止黏土发生膨胀、软化等现象。

4. 膨胀土：在吸水膨胀、失水收缩过程中，体积变化较大。

在施工过程中，应采取加固、排水等措施，防止膨胀土发生膨胀、软化等现象。

总之，工程施工土质分类对于施工方案的选择、施工参数的确定、施工安全的保障具有重要意义。

在实际施工过程中，应根据土质的分类和特点，采取相应的施工措施，确保工程顺利进行。

土的划分依据及标准
建筑土壤分为八类土：
1.砂土：粒径不大于2mm的砂类土，包括淤泥、轻粘土。

2.粘土：亚粘土、粘土、黄土、包括土状风化。

3.砂砾：粒径2mm~20mm的角砾、圆砾含量（指重量比，下同）小于或等于50％，包括礓石、粘土及粒状风化。

4.砾石：粒径2mm~20mm的角砾、圆砾含量大于50％，有时还包括粒径20mm~200mm的碎石、卵石，其含量在10％以内，包括块状风化。

5.卵石：粒径20mm~20mm的碎石、卵石含量大于10％，有时还包括块石、漂石、其含量在10％以内，包括块状风化。

6.软石：各种松软、胶结不紧、节理较多的岩石及较坚硬的块石土、漂石土。

7.次坚石.一硬的各类岩石，包括粒径大于500mm、含量大于10％的较坚硬的块石、漂石。

8.坚石：坚硬的各类岩石，包括粒径大于1 000mm、含量大于10％的坚硬的块石、漂石。

法律依据：《中华人民共和国环境保护法》
第一条为保护和改善环境，防治污染和其他公害，保障公众健康，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展，制定本法。

第二条本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、湿地、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

浅述膨胀土判定方法与标准膨胀土是土体颗粒成分由强亲水性矿物组成，对环境湿热变化敏感的高液限粘土，具有显著湿胀干缩和反复湿胀干缩，同时具有多裂隙性，超固结性，强度衰减性等特殊性质。

膨胀土对工程建设危害很大且具有反复性。

膨胀土地区房屋建筑大量开裂变形，铁路路基边坡经常坍方、滑坡，公路经常路堤沉陷、纵向开裂、坍肩，路堤边坡滑坍，以及路堑边坡剥落、冲蚀、泥石流、滑坍等病害，公路路面经常出现大幅度的随季节变化的波浪变形。

膨胀土主要特征：1、粘粒（<0.002mm）含量》≥30%；2、粘土矿物中蒙脱石、伊利石等强亲水性矿物居主导地位；3、土体随含水量增加，体积膨胀产生压力，土体受热干燥失水收缩形成干缩裂缝；4、膨胀收缩变形随环境湿热变化多次重复，引起强度衰减；5、属于液限大于40%的高液限粘土；吸水膨胀，失水收缩是粘性土共性，膨胀土只是粘性中很特殊的一种土体。

若对膨胀土漏判，会给工程埋下隐患，造成病害。

若把普通粘土误判成膨胀土，或对其胀缩潜势判断有误，将增大工程规模，增加工程造价造成浪费。

故正确判定膨胀土在工程中意义重大。

当今，国内外判定膨胀土的方法指标很多，甚至国内不同行业间的判定方法指标也不相同。

基本分为物理法、化学法、力学法。

物理法主要根据土的粒度组成与稠度性质判定；化学法主要分析土的矿物成分或化学性质因而判定；力学法主要以膨胀力指标判定。

还有以物理、化学、力学性质指标综合判定。

一、国外判别方法1、前苏联建筑法规：①土质遇水，eL=WLeL-e01+e0π≥0.3,考虑土的膨胀性，式中：eL——液限状态WL时土的孔隙比，e0——天然状态时土的孔隙比；GS——土的相对密度；GW——水的密度；②相对膨胀量（无负荷）：δH=hHC-h0h0式中：hHC----浸水饱和时，在有侧限条件下，自由膨胀后土样高度；h0----天然含水量时土样的原始高度。

③以附加荷载0.32kg/cm2时，膨胀土量分类。

当膨胀时大于1.5%，体积变化严重，当膨胀量为0.5%-1.5%时，是临界状态，当膨胀量小于0.5%时，体积变化不严重。

不同类型的土壤具有不同的性质和特征，因此需要采取不同的取样试验方法来评估其性质。

以下是各类土壤的特征及取样试验方法：1. 粘性土：粘性土分为粉质粘土和粘土。

粉质粘土塑性指数大于10且小于或等于17，细土中有砂粒，干时不坚硬，用锤可打成细土粒，湿时有塑性有粘结力。

粘土塑性指数大于17，细土中无砂粒，干时坚硬，用锤不易打成细土粒，湿时无塑性但有粘结力。

取样试验方法包括颗粒分析法、塑性指数法、液限法等。

2. 粉土：粉土颗粒粒径较小，小于0.002毫米，干时细腻，湿时塑性，易形成胶结。

取样试验方法包括颗粒分析法、液限法、塑性指数法等。

3. 砂土：砂土颗粒粒径较大，大于0.05毫米，干时粗糙，湿时易流动，不具有塑性。

取样试验方法包括颗粒分析法、颗粒密度法、湿密度法等。

4. 泥炭土：泥炭土主要由未分解的植物残体和水构成，具有高度的有机质含量。

取样试验方法包括有机质含量测定法、酸碱度测定法、水分含量测定法等。

5. 岩石土：岩石土是由岩石碎屑和土壤颗粒组成的，粒径较小，但不具有明显的塑性。

取样试验方法包括颗粒分析法、岩芯分析法、压缩试验法等。

6. 红黏土：红黏土具有较高的黏粒含量和粘度，含水量高时易流动。

取样试验方法包括颗粒分析法、液限法、塑性指数法等。

7. 黄土：黄土颗粒粒径较大，含有一定量的粘土矿物和石英颗粒，含水量高时易发生塑性变形。

取样试验方法包括颗粒分析法、液限法、塑性指数法等。

8. 砂质黏土：砂质黏土含有较高的石英颗粒和黏粒，含水量高时易发生塑性变形。

取样试验方法包括颗粒分析法、液限法、塑性指数法等。

以上是常见的各类土壤的特征及取样试验方法，不同类型的土壤可能还有其他特定的取样试验方法。

在进行土壤取样试验时，应根据土壤类型和试验目的选择合适的试验方法。