土力学土的工程性质及工程分类.pptx

第二章土的性质及工程分类2.1 概述概述2.2 土的三相组成及土的结构土的三相组成及土的结构2.3 土的物理性质指标土的物理性质指标2.4 无粘性土的密实度无粘性土的密实度2.5 粘性土的物理特性粘性土的物理特性2.6 土的渗透性土的渗透性2.7 土的压实原理土的压实原理2.8 地基土的工程分类地基土的工程分类土土是指：是指：连连续续坚坚固固的的岩岩石石在在风风化化作作用用下下形形成成的的大大小小悬悬殊殊的的颗颗粒粒，经经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。风化风化岩石岩石地球颗粒堆积物颗粒堆积物地球搬运、沉积2.1 概 述 什么是土？什么是土？卵卵 石石粘土粘土砂砂 砾石料砾石料 一般一般固体：固体：液体：液体：土体（散粒）：土体（散粒）：可保持固定的形状可保持固定的形状不具有特定的形状不具有特定的形状具有一定但不固定的形状具有一定但不固定的形状碎散性碎散性土有哪些特点？土有哪些特点？非连续介质非连续介质l 受力以后易变形受力以后易变形l 体积变化主要是孔隙变化体积变化主要是孔隙变化l 剪切变形主要由颗粒剪切变形主要由颗粒 相对位移引起相对位移引起l 强度低强度低岩石风化的岩石风化的产物产物多相介质多相介质三相性三相性（三相体系）（三相体系）土有哪些特点？土有哪些特点？固相固相土骨架土骨架液相液相水水气相气相空气空气天然性天然性（自然变异性）（自然变异性）自然界的产物自然界的产物土有哪些特点？土有哪些特点？非均匀性非均匀性各向异性各向异性结构性结构性时空变异性时空变异性碎散性碎散性三相性三相性天然性天然性力学特性力学特性复杂复杂 变形特性变形特性 强度特性强度特性 渗透特性渗透特性土有哪些特点？土有哪些特点？气相固相液相+构成土骨架，起决定作用构成土骨架，起决定作用重要影响重要影响土体次要作用次要作用2.2 土的三相组成及土的结构一.固体颗粒物理力学特性组成情况组成情况矿物成分矿物成分大小和形状大小和形状 2.2 土的三相组成及土的结构2.2.1 土的固体颗粒矿物成分原生矿物原生矿物 石英石英、长石长石、云母云母次生矿物次生矿物 主要是粘土矿物，包括三种类型主要是粘土矿物，包括三种类型 高岭石、伊利石、蒙脱石高岭石、伊利石、蒙脱石粘土矿物粘土矿物:复合的铝复合的铝-硅酸盐晶体，颗硅酸盐晶体，颗粒程片状。由硅片和铝片构成的晶胞所粒程片状。由硅片和铝片构成的晶胞所组合而成组合而成土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质硅片的结构基本单元：基本单元：硅硅-氧四面体氧四面体2.2.1 土的固体颗粒矿物成分铝片的结构基本单元：基本单元：铝铝-氢氧八面体氢氧八面体2.2.1 土的固体颗粒矿物成分高岭石高岭石（氢键联结）（氢键联结）粘土矿物的粘土矿物的结晶格架结晶格架蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石粒径粒径比表面积比表面积胀胀 缩缩 性性强度强度压压 缩缩 性性大大10-20m2/g小小大大小小中中80-100m2/g中中中中中中小小800m2/g大大小小大大9克蒙脱石的总表面积大约与一个足球场一样大砂粒与粘粒砂粒与粘粒 原生矿物原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状圆状、浑圆状、棱角状次生矿物次生矿物 针状、片状、扁平状针状、片状、扁平状2.2.1 土的固体颗粒颗粒形状2.2.1 土的固体颗粒粒组粒径粒径：颗粒的大小通常以直径表示。称为粒径（mm）或粒度。粒组粒组：工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。2.2.1 土的固体颗粒粒组土颗粒土颗粒巨粒巨粒(200mm)粗粒粗粒(0.075200mm)细粒细粒(0.075mm)卵石或碎石颗粒卵石或碎石颗粒(20200mm)圆砾或角砾颗粒圆砾或角砾颗粒(220mm)砂砂(0.0752mm)粉粒粉粒(0.0050.075mm)粘粒粘粒(5，Cc13 2.2.1 土的固体颗粒颗粒级配分析方法颗粒分析试验颗粒分析试验 筛分法：筛分法：粒径粒径600.075mm 静水沉降法（沉降分析法）：静水沉降法（沉降分析法）：粒径粒径0.075mm2.2.1 土的固体颗粒筛分法筛分法筛析机2.2.1 土的固体颗粒比重瓶法2.2.1 土的固体颗粒比重瓶法105.02.01.00.50.250.1200g101618242238721009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)P%958778665536土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线水分法水分法颗粒级配粒径级配累积曲线及指标的用途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粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：用于判定土的不均匀程度：Cu 5,不均匀土不均匀土；Cu 3 或 Cc 1,级配不连续土级配不连续土4）不均匀系数不均匀系数Cu和和曲率系数曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：用于判定土的级配优劣：如果如果 Cu 5且且 C c =1 3，级配级配 良好的土良好的土；如果如果 Cu 3 或或 Cc 0.670.33Dr 0.6703030N1515N10N10 碎石土的密实度 碎石土更不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入其中。对这类土可在现场进行观察,根据其骨架颗粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土分为密实、中密、稍密、松散四种。2.4 无粘性土的密实度野外观测法松散松散55%，绝大部分不接触，绝大部分不接触锹易挖掘，井壁极易坍塌锹易挖掘，井壁极易坍塌钻进很容易，冲击钻探钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，孔壁时，钻杆无跳动，孔壁易坍塌易坍塌2.5 粘性土的物理特性流动状态可塑状态固体状态 半固体状态 刚刚沉沉积积的的粘粘土土，本本身身不不能能保保持持其其形态，极易流动形态，极易流动 外外力力作作用用可可塑塑成成任任何何形形状状而而不不产产生生裂裂缝缝，当当在在外外力力去去掉掉后后仍仍能能保保持持已已获得的形状不变获得的形状不变水水分分蒸蒸发发，上上覆覆沉沉积积层层厚厚度度增增加加，含含水水率率减减小小，体积收缩。体积收缩。含含水水率率减减小小,丧丧失失可可塑塑性性，在在外外力力作作用用下下，易于发生破裂。易于发生破裂。体体积积不不再再收收缩缩，空空气气进进入入土土体体，土的颜色变淡。土的颜色变淡。固态或固态或半固态半固态塑态塑态 流态流态 强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水含水量含水量w土颗粒土颗粒强结合水强结合水弱结合水弱结合水土颗粒土颗粒强结合水强结合水土颗粒土颗粒自由水自由水弱结合水弱结合水强结合水强结合水2.5.1 粘性土的稠度与界限含水量n粘性土粘性土0 ws w p w L固态固态半固态半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限塑限液限液限缩限缩限粘性土的粘性土的界限含水量界限含水量：同同一一种种粘粘性性土土随随其其含含水水量量的的不不同同，而而分分别别处处于于固固态态、半半固固态态、可可塑塑状状态态及及流流动动状状态态。由由一一种种状状态态转转变变到到另另一一种种状状态态的的分分界界含含水水量量，叫叫界界限限含含水水量量。瑞瑞典典科科学学家家阿阿特特堡堡（Atterberg 1911）提提出出，这些界限含水量又称为阿特堡界限。这些界限含水量又称为阿特堡界限。界限含水量的测定方法界限含水量的测定方法：塑限：搓条法塑限：搓条法 液限：锥式液限仪（碟式液限仪）。液限：锥式液限仪（碟式液限仪）。2.5.1 粘性土的稠度与界限含水量0 ws wp w L固态固态半固态半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限塑限液限液限缩限缩限 搓条法 锥式液限仪2.5.1 粘性土的稠度与界限含水量可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征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可，可塑性的大小用土处在可塑状态时的含水量的变化范围来衡量，塑状态时的含水量的变化范围来衡量，从液限到塑限含水量的变化从液限到塑限含水量的变化范围越大，土的可塑性越好。范围越大，土的可塑性越好。塑性指数：塑性指数：指指液限和塑限液限和塑限的差值（省去的差值（省去%号），即土处在可塑状态号），即土处在可塑状态的的含水量含水量变化范围，用变化范围，用IP表示。表示。塑塑性性指指数数越越大大，表表明明土土的的颗颗粒粒越越细细，比比表表面面积积越越大大，土土的的粘粘粒粒或或亲亲水水矿矿物物含含量量越越高高，土土处处在在可可塑塑状状态态的的含含水水量量变变化化范范围围越越广广。亦亦即即塑塑性性指指数数能能综综合合反反映映土土的的矿矿物物成成分分和和颗颗粒粒大大小小的的影影响响，故故塑塑性性指指数数常常作为工程上对粘性土进行分类的依据。作为工程上对粘性土进行分类的依据。2.5.2 粘性土的塑性指数与液性指数IP粘粒含量粘粒含量蒙脱石蒙脱石高岭石高岭石伊利石伊利石蒙脱石蒙脱石粘粒含量粘粒含量IPIP与矿物成分的关系与矿物成分的关系2.5.2 粘性土的塑性指数与液性指数2.5.2 粘性土的塑性指数与液性指数液性指数：液性指数：粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用比，用IL表示。即表示。即 液液性性指指数数表表征征天天然然含含水水量量与与界界限限含含水水量量间间的的相相对对关关系系，可可塑塑状状态态的的土土的的液液性性指指数数在在01之之间间；液液性性指指数数大大于于1，处处于于流流动动状态；液性指数小于状态；液性指数小于0，土处于固态或半固体状态。，土处于固态或半固体状态。天然含水量对粘性土的状态有很大影响，但对于不同的土，即使具天然含水量对粘性土的状态有很大影响，但对于不同的土，即使具有相同的含水量，如果它们的塑限、液限不同，所处的状态也不同，需有相同的含水量，如果它们的塑限、液限不同，所处的状态也不同，需要一个表征土的天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标。要一个表征土的天然含水量与分界含水量之间相对关系的指标。2.5.2 粘性土的塑性指数与液性指数状态状态坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑液性指数液性指数IL 000.250.250.750.751.0IL 1.0 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规定，粘性土根据液）规定，粘性土根据液性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种软硬状态。性指数可划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种软硬状态。2.5.2 粘性土的塑性指数与液性指数注 意 由由于于液液限限和和塑塑限限目目前前都都是是用用扰扰动动土土测测定定的的，土土的的结结构构已已彻彻底底破破坏坏，而而天天然然土土一一般般在在自自重重作作用用已已有有很很长长的的历历史史，它它获获得得了了一一定定的的结结构构强强度度，以以至至于于土土的的天天然然含含水水率率大大于于它它的的液液限限也也未未必必一一定定会会发发生生流流动动。含含水水率率大大于于液液限限只只是是意意味味着：若土的结构遭到破坏，它将转变为粘滞泥浆。着：若土的结构遭到破坏，它将转变为粘滞泥浆。2.5.2 粘性土的天然稠度 在公路建设中，有时还用稠度来区分粘性土的状态。在公路建设中，有时还用稠度来区分粘性土的状态。土的液限与天然含水量之差和塑性指数之比，称为土的土的液限与天然含水量之差和塑性指数之比，称为土的天然稠度。天然稠度。天然状态的粘性土当受扰动后，其强度降低、压缩性增大。天然状态的粘性土当受扰动后，其强度降低、压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，可用灵敏度土的结构性对强度的这种影响，可用灵敏度 衡量：衡量：式中式中qu，qu 原状、重塑试样的无侧限抗压强度。原状、重塑试样的无侧限抗压强度。2.5.3 粘性土的灵敏度和触变性灵敏度和触变性2.5.3 粘性土的灵敏度与触变性 土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后的强度降低就越明显。为此，在基础工程施工中必须注意保护基槽，尽量减少对土结构的扰动。根据灵敏度将饱和粘性土分为：低灵敏低灵敏中等灵敏中等灵敏高灵敏高灵敏1 St 2 2 42.5.3 粘性土的灵敏度与触变性触变性触变性：饱和粘性土当受扰动后，结构产生破坏，其：饱和粘性土当受扰动后，结构产生破坏，其强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间增大，强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间增大，这种特性称为触变性。这种特性称为触变性。粘性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展粘性土结构遭到破坏，强度降低，但随时间发展土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。土体强度恢复的胶体化学性质称为土的触变性。2.7 土的压实性及动力特性n土土的的压压实实性性指指土土体体在在压压实实能能量量作作用用下下，土土颗颗粒粒克克服服粒粒间间阻阻力力产产生生位移，使土中孔隙减小，密度增加的这种性质。位移，使土中孔隙减小，密度增加的这种性质。n土土工工建建筑筑物物，如如土土坝坝、土土堤堤及及道道路路填填方方是是用用土土作作为为建建筑筑材材料料填填筑筑而而成成，为为了了保保证证填填土土有有足足够够的的强强度度，较较小小的的压压缩缩性性和和透透水水性性。在在施施工工中中常常常常需需要要压压密密填填料料，以以提提高高土土的的密密实实度度和和均均匀匀性性。填填土土的的密实度常以其密实度常以其干密度干密度来表示。来表示。压实方法：碾压法，夯实法，振动三类。压实方法：碾压法，夯实法，振动三类。工工程程实实践践表表明明，对对于于过过湿湿或或者者过过干干的的粘粘性性土土土土体体都都难难以以压压实实。只只有有在在适适当当的的含含水水量量范范围围内内才才能能压压实实。在在一一定定的的压压实实功功（能能）下下使使土土最最容容易易压压实实，并并能能达达到到最最大大密密实实度度时时的的含含水水量量称称为为土土的的最最优优或或最最佳佳含水量，与其相对应的干密度则称为最大干密度。含水量，与其相对应的干密度则称为最大干密度。2.7 土的压实性及动力特性压实原理：可以用结合水膜润滑理论及电化学性质来解释。压实原理：可以用结合水膜润滑理论及电化学性质来解释。粘性土中含水量较低，土较干时，土粒表面的结合水膜较薄，粘性土中含水量较低，土较干时，土粒表面的结合水膜较薄，水处于强结合水状态，土粒间距较小，粒间电作用力以引力占优势，水处于强结合水状态，土粒间距较小，粒间电作用力以引力占优势，土粒之间的摩擦力，粘结力都很大，所以土粒相对位移时阻力大，土粒之间的摩擦力，粘结力都很大，所以土粒相对位移时阻力大，尽管有击实功作用，但也较难克服这种阻力，因此压实效果差。尽管有击实功作用，但也较难克服这种阻力，因此压实效果差。随着含水量的增加，结合水膜增厚，土粒间距也逐渐增加，此随着含水量的增加，结合水膜增厚，土粒间距也逐渐增加，此时斥力增加而使土块变软，引力相对减小，压实功比较容易克服粒时斥力增加而使土块变软，引力相对减小，压实功比较容易克服粒间引力而使土粒相互位移，趋于密实，压实效果好。间引力而使土粒相互位移，趋于密实，压实效果好。含水量继续增加时，粒间引力减小，但土中出现了自由水，水含水量继续增加时，粒间引力减小，但土中出现了自由水，水占据体积越大，颗粒能够占据的相对体积就越小，击实过程中过多占据体积越大，颗粒能够占据的相对体积就越小，击实过程中过多的水分不易排出，阻止土粒移动，所以干密度会变小，击实效果反的水分不易排出，阻止土粒移动，所以干密度会变小，击实效果反而下降。而下降。2.7.1 土的压实原理击实试验轻型：粒径小于轻型：粒径小于5 5毫米毫米重型：粒径小于重型：粒径小于2020毫米毫米25下，分三层击实下，分三层击实56下，分下，分5 5层击实层击实2.7 土的压实原理击实仪击实仪峰值：土的干密度随峰值：土的干密度随含水量的变化而变化，含水量的变化而变化，并在击实曲线上出现并在击实曲线上出现一个干密度峰值，只一个干密度峰值，只有当土的含水量达到有当土的含水量达到最优含水量时，才能最优含水量时，才能得到这个峰值。得到这个峰值。击实曲线位于理论饱击实曲线位于理论饱和曲线左边和曲线左边击实曲线的形态。击实曲线在最优含水量两侧左陡右缓，且大致与饱击实曲线的形态。击实曲线在最优含水量两侧左陡右缓，且大致与饱和曲线平行，表明土在最优含水量偏干状态时，含水量对土的密实度和曲线平行，表明土在最优含水量偏干状态时，含水量对土的密实度影响更为明显。影响更为明显。2.7.2 影响击实效果的因素n含水量的影响n击实功能的影响n土的性质含水率的影响含水率的影响n当当含含水水率率较较小小时时，土土的的干干密密度度随随着着含含水水率率的的增增加加而而增增大大，而而当当干干密密度度增增加加到到某某一一值值后后，含含水水率率继继续续增增加加反反而而使使干干密密度度减减小小。干干密密度度的的这这一一最最大大值值称称为为该该击击数数下下的的最最大大干干密密度度，此此时时对对应应的的含含水水率率称为称为最优含水率最优含水率。2.7.2 影响击实效果的因素2.7.2 影响击实效果的因素1、土土料料的的最最大大干干密密度度和和最最优优含含水水率率不不是是常常数数。最最大大干干密密度度随随击击数数的的增增加加而而逐逐渐渐增增大大，最最优优含含水水率率则则逐逐渐渐减减小小。但但是是这这种种增增大大或或减减小小的的速速率率是是递递减减的的，因因而而光光靠靠增增加加击击实实功功能能来来提提高高土土的的干干密密度度是是有有一定限度的。一定限度的。2、含含水水率率较较低低时时击击数数的的影影响响显显著著。当当含含水水率率较较高高时时，含含水水率率与与干干密密度度的的关关系系曲曲线线趋趋近近于于饱饱和和线线，也也就就是是说说，这这时时提提高高击击实实功功能能是是无无效效的的。填填料料的的含含水水率率过过高高和和过过低低都都是是不不利利的的，过过高高恶恶化化土土体体的的力力学学性性质质，过过低则填土遇水后容易引起湿陷。低则填土遇水后容易引起湿陷。击实功的影响击实功的影响：土类和级配的影响土类和级配的影响 ：1.同样的含水率情况下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指数越大，越难于压实；2.对于无粘性土，含水率对压实性的影响没有像粘性土那么敏感，其击实曲线与粘性土不同，在含水率较大时得到较高的干密度。因此在无粘性土的实际填筑中同时需要不断洒水使其在较高含水率下压实。无粘性土通常用相对密实度来控制，一般不进行击实试验；3.级配良好的土易于压实，反之则不易压实。2.7.2 影响击实效果的因素 工程实践中，用土的压实度或者压实系数来直接工程实践中，用土的压实度或者压实系数来直接控制填方工程质量，控制填方工程质量，压实系数定义为工地压实时要求压实系数定义为工地压实时要求达到的最大干密度与室内击实试验所得到的最大干密达到的最大干密度与室内击实试验所得到的最大干密度之比值。度之比值。2.7.2 压实度（压实系数）在工地对压实度进行检验，一般采用灌砂法、湿度密度在工地对压实度进行检验，一般采用灌砂法、湿度密度仪法或核子密度仪来测定土的干密度和含水量。仪法或核子密度仪来测定土的干密度和含水量。2.7.2 压实度（压实系数）2.7.3 砂土液化砂土液化n液化：任何物质转化为液体的行为或过程。就无粘性土而言，这种由固体状态变为液体状态的转化是由于孔隙水压力增大和有效应力减小的过程。（美国土木工程协会岩土工程分部土动力学委员会）土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象。作用下表现出类似液体性质而完全丧失承载力的现象。砂土液化宏观表现砂土液化宏观表现 液化的宏观表现是：液化的宏观表现是：喷水冒砂喷水冒砂，地面下陷（，地面下陷（震陷震陷），建筑），建筑物产生巨大沉降和严重倾斜，甚至失稳。（物产生巨大沉降和严重倾斜，甚至失稳。（滑坡、上浮滑坡、上浮）处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使孔隙水压力急剧上构受到地震作用时将趋于密实，使孔隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的孔升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过接触点传递隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。这时，土体完全失去抗剪强度而显示出浮状态之中。这时，土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性，这种现象称为近于液体的特性，这种现象称为液化液化。砂土液化机理砂土液化机理A.土类；土类；B.土的密度；土的密度；C.土的初始应力状态；土的初始应力状态；D.往复应力强度与往复次数；往复应力强度与往复次数；A.土层的地质年代；土层的地质年代；抗震设计抗震设计E.地震烈度和持续时间。地震烈度和持续时间。D.地下水位深度；地下水位深度；C.液化土层的埋深；液化土层的埋深；B.土的组成和密实程度；土的组成和密实程度；影响土液化的主要因素影响土液化的主要因素标准贯入试验判别标准贯入试验判别 标准贯入试验设备标准贯入试验设备由穿心锤（标准重量由穿心锤（标准重量63.5kg）、触探杆、贯）、触探杆、贯入器等组成。试验时，入器等组成。试验时，先用钻具钻至试验土层先用钻具钻至试验土层标高以上标高以上15cm，再将，再将标准贯入器打至试验土标准贯入器打至试验土层标高位置，然后在锤层标高位置，然后在锤的落距为的落距为76cm的条件的条件下，连续打入土层下，连续打入土层30cm，记录所得锤击，记录所得锤击数为数为N63.5。标准贯入试验锤击数临界值标准贯入试验锤击数临界值N Ncrcr的确定：的确定：当地面下当地面下15m15m深度范围内情况深度范围内情况:判别判别15-20m15-20m范围内土的液化可能性时，锤击数临界值范围内土的液化可能性时，锤击数临界值N Ncrcrn地地基基土土的的分分类类是是根根据据不不同同的的原原则则将将其其划划分分为为一一定定的的类类别别，同同一一类类别别的的土土在在工工程程地地质质性性质质上上应应比比较较接接近近。土土的的合合理理分分类类具具有有很很大大的的实实际际意意义义，例例如如根根据据分分类类名名称称可可以以大大致致判判断断土土的的工工程程特特性性、评评价价土土作作为为建建筑筑材材料料的的适适宜宜性性及及结结合合其其他指标来确定地基的承载力等。他指标来确定地基的承载力等。建筑场地和地基的土的分类：建筑场地和地基的土的分类：地质成因地质成因 残积土、坡积土、洪积土、冲积土、风积土。残积土、坡积土、洪积土、冲积土、风积土。颗粒级配颗粒级配或或塑性指数塑性指数 岩石、碎石土、砂土、粉土、粘土。岩石、碎石土、砂土、粉土、粘土。工程特性的特殊性质工程特性的特殊性质 一般土和特殊土。一般土和特殊土。工程用途工程用途岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土、特殊土岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土、特殊土2.8 地基土的工程分类n我我国国的的分分类类方方法法至至今今尚尚未未统统一一，不不同同的的部部门门根根据据各各自自行行业业特特点点建建立立了了各各自自的的分分类类标标准准。一一般般对对粗粗粒粒土土主主要要按按颗颗粒粒组组成成进进行行分分类类，粘粘性性土则按塑性指数分类。土则按塑性指数分类。n目目前前国国内内应应用用于于对对土土进进行行分分类类的的标标准准、规规程程（规规范范）主主要要有有以以下下几几种：种：（1）建设部）建设部土的分类标准土的分类标准（GBJ145-90）（2）建设部）建设部建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB20007-2002）（3）交通部）交通部公路土工试验规程公路土工试验规程（JTJ051-93）（4）水利部）水利部土工试验规程土工试验规程（SL237-1999）2.8 地基土的工程分类 一、岩石一、岩石 定义：颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。作为建筑物地基，除应确定岩石的地质名称外，还应划分其坚硬程度、风化程度和完整程度。1.按坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。2.按岩石风化程度分为：未风化、微风化、中风化、强风化、全风化。3.按完整程度分为：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。4.按成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。2.8 地基土的工程分类 二、碎石土二、碎石土二、碎石土二、碎石土 1、定义定义：粒径：粒径d2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土。的土。2、分类依据分类依据：土的粒组含量及颗粒形状。：土的粒组含量及颗粒形状。3、定名定名：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾。：漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾。4、工工程程性性质质：根根据据骨骨架架颗颗粒粒含含量量占占总总重重的的百百分分比比，颗颗粒粒的的排排列列，可挖性与可钻性分为密实、中密、稍密和松散四等。可挖性与可钻性分为密实、中密、稍密和松散四等。常见碎石土强度大、压缩性小、渗透性大，为良好地基。常见碎石土强度大、压缩性小、渗透性大，为良好地基。2.8 地基土的工程分类土的名称土的名称粒组含量粒组含量砾砂砾砂粒径大于粒径大于2mm的颗粒占全重的颗粒占全重25-50%。粗砂粗砂粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒超过的颗粒超过全重全重50%。中砂中砂粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒超的颗粒超过全重过全重50%。细砂细砂粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超的颗粒超过全重过全重85%。粉砂粉砂粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超的颗粒超过全重过全重50%。2.8 地基土的工程分类三、砂土三、砂土三、砂土三、砂土 1、定定义义：粒粒径径d2mm的的颗颗粒粒含含量量不不超超过过全全重重的的50%，且且粒粒径径d0.075mm的的颗颗粒粒超超过过全全重重50%的土。的土。2、密密实实度度：密密实实、中中密密、稍稍密密、松散四状态。松散四状态。3、工程性质工程性质：砾砂、粗砂、中：砾砂、粗砂、中砂一般为良好地基；细砂、粉砂砂一般为良好地基；细砂、粉砂具体分析。具体分析。2.8 地基土的工程分类 四、粉土四、粉土四、粉土四、粉土1.定定义义：粒粒径径d0.075mm的的颗颗粒粒含含量量不不超超过过全全重重50%，且且Ip10的的土。土。2.组成组成：一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。：一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。3.分分类类：根根据据粒粒径径d0.005mm的的颗颗粒粒含含量量是是否否超超过过全全重重10%，分分为粘质粉土、砂质粉土。为粘质粉土、砂质粉土。4.密实度密实度：密实：密实(e0.75)、中密、中密(0.75e1为为松松散散状状态态，属属软软弱地基；饱和稍密粉土，地震时易产生液化，为不良地基。弱地基；饱和稍密粉土，地震时易产生液化，为不良地基。土的名称土的名称 粉质粘土粉质粘土粘土粘土塑性指数塑性指数 10 17状态状态坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑液性指数液性指数IL 000.250.250.750.751.0IL 1.0定义：是指粒径小于定义：是指粒径小于0.005mm的颗粒含量占大多数，塑性指数的颗粒含量占大多数，塑性指数Ip102.8 地基土的工程分类五、粘性土五、粘性土五、粘性土五、粘性土2.8 地基土的工程分类 工程实践表明，土的沉积年代对土的工程性质影响很大，不工程实践表明，土的沉积年代对土的工程性质影响很大，不同沉积年代的粘性土，尽管其物理性质指标可能很接近，但其工同沉积年代的粘性土，尽管其物理性质指标可能很接近，但其工程性质可能相差很悬殊。程性质可能相差很悬殊。根据根据岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范（GB50021-2001）按土的沉积年）按土的沉积年代又分为：老粘性土、一般粘性土和新近沉积的粘性土。代又分为：老粘性土、一般粘性土和新近沉积的粘性土。老粘性土：老粘性土：第四纪晚更新世（第四纪晚更新世（Q3）及其以前沉积的粘性土。广泛分）及其以前沉积的粘性土。广泛分布于长江中下游、湖南、内蒙古等地，沉积年代久，工程性能好。布于长江中下游、湖南、内蒙古等地，沉积年代久，工程性能好。通常在物理性质指标相近的条件下，比一般粘性土强度高而压缩性通常在物理性质指标相近的条件下，比一般粘性土强度高而压缩性低。但也存在例外。低。但也存在例外。一般粘性土：一般粘性土：第四纪全新世（第四纪全新世（Q4，文化期以前）沉积的粘性土，文化期以前）沉积的粘性土,工工程中最常遇到，透水性较小，力学性质在各类土中属于中等。程中最常遇到，透水性较小，力学性质在各类土中属于中等。新近沉积的粘性土：新近沉积的粘性土：指文化期以来新近沉积的粘性土，沉积年代较指文化期以来新近沉积的粘性土，沉积年代较短，结构性差，一般压缩尚未稳定，强度很低。短，结构性差，一般压缩尚未稳定，强度很低。2.8 地基土的工程分类六、人工填土六、人工填土六、人工填土六、人工填土 人工填土是指由于人类活动而堆填形成的各类土。其物质成分人工填土是指由于人类活动而堆填形成的各类土。其物质成分杂乱，均匀性较差。根据其物质组成和成因可分为素填土、杂填土杂乱，均匀性较差。根据其物质组成和成因可分为素填土、杂填土和冲填土三类。和冲填土三类。素填土：由碎石、砂土、粉土、粘性土等组成的填土。其不含素填土：由碎石、砂土、粉土、粘性土等组成的填土。其不含杂质或含杂质很少，按主要组成物质分为碎石素填土，砂性素填土、杂质或含杂质很少，按主要组成物质分为碎石素填土，砂性素填土、粉性素填土、粘性素填土，经分层压实或夯实的素填土称为压实填粉性素填土、粘性素填土，经分层压实或夯实的素填土称为压实填土，如路基、河堤等。土，如路基、河堤等。杂填土：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填杂填土：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填土。按组成物质分为建筑垃圾土、工业垃圾土及生活垃圾土。通常土。按组成物质分为建筑垃圾土、工业垃圾土及生活垃圾土。通常大中城市地表都有一层杂填土。大中城市地表都有一层杂填土。冲填土：由水力冲填泥砂形成的填土。冲填土：由水力冲填泥砂形成的填土。n特殊土特殊土：具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、：具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土，在工程中需要特别加以注意。状态和结构特征的土，在工程中需要特别加以注意。(1)淤泥和淤泥质土（软土）淤泥和淤泥质土（软土）天然含水量大于液限、天然孔隙比大于天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1。(2)红粘土红粘土 碳酸盐类岩石风化残积、坡积而成，天然孔隙比碳酸盐类岩石风化残积、坡积而成，天然孔隙比 大于大于1、含水量接近液限。、含水量接近液限。(3)多年冻土多年冻土 (4)黄土黄土 (5)膨胀土膨胀土 (6)盐渍土盐渍土2.8 地基土的工程分类永冻土永冻土黄土黄土软土软土红粘土红粘土盐渍土盐渍土2.8 地基土的工程分类-细粒土按塑性图分类 细粒土是指粒组小于细粒土是指粒组小于0.075mm者超过者超过50%时的土，可参照塑性图时的土，可参照塑性图进一步细分。塑性图首先由美国卡萨格兰德（进一步细分。塑性图首先由美国卡萨格兰德（Casagrande，1942）提出。现为世界通用的一种细粒土的分类方法。提出。现为世界通用的一种细粒土的分类方法。高液限粘土（高液限粘土（CH）高液限粉土（高液限粉土（MH）低液限粘土（低液限粘土（CL）低液限粉土（低液限粉土（ML）土的分类标准土的分类标准（GBJ145-90）