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第一章 土的组成及结构分类
土的分类是工程地质学中重要的基础理论课题。对种类繁多、性质各异的土，按一定的原则进行分门别类，以便合理的选择研究内容和方法，针对不同工程建筑的要求，对不同的土给以正确的评价，为合理利用和改造格雷土提供客观实际的依据。因此，在各类工程地质勘察中，都应该把研究区域内的各种土进行分类，并反映在工程地质平面图和剖面图上，作为设计施工和分析研究的依据。
第一节 巨粒土的分类
一、 试样中巨粒组质量多于总质量的50%的土称巨粒土；
二、 试样中巨粒组质量为总质量的15～50%的土称巨粒混合土；
三、 试样中巨粒组质量少于总质量的15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。
注：当散布在土内的巨粒，其体积对土的总体性状有影响时，可不扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名，并应予以注明。
表1-1
土类
粒组含量
土代号
土名称
巨粒土

巨粒含量
100%～75%
漂石粒＞50%
B
漂石
巨粒含量
＜75%，＞50%
漂石粒＞50%
Cb
卵石

混合巨粒土
巨粒含量
50%～15%
漂石粒＞50%
BS1
混合土漂石
漂石粒＞50%
CbS1
混合土卵石
巨粒混合土
巨粒含量
100%～75%
漂石粒＞卵石
SB1
漂石混合土
巨粒含量
＜75%，＞50%
漂石≤卵石
S1Cb
卵石混合土

第二节 砂土和砾土的分类
一、 类砂类土的分类
表1-2
土类
粒组含量

土代号
土名称
砂
细粒含量＜5%
　　　　　Cu≥5
　　级配：
　　　　　Cc＝1～3
SW
级配良好砂
　　　　　不同时满
　　级配：
　　　　　足上述要求
SP
级配不良砂
含细粒土砂
细粒含量5%～15%
SF
含细粒土砂
细粒土质砂
细粒含量
＞15%，≤50%
细粒为粘土
SC
粘土质砂
细粒为粉土
SM
粉土质砂
二、砂土的分类
土的名称 颗粒级配
砾砂 粒径大于2mm的颗粒含量占全重25～50％
粗砂 粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50％
中砂 粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50％
细砂 粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重85％
粉砂 粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50％
三、砾土的分类
a、试样中砾粒组质量多于总压量的50%的土称砾类土；
b、试样中砾粒组质量少于或等于总质量的50%的土称砂类土
表1-3
土类
粒组含量
土代号
土名称
砾
细粒含量＜5%
Cu≥5
　　级配：
　　　　　Cc＝1～3
GW
级配良好砾
不同时满
　　级配：
　　　　　足上述要求
GP
级配不良砾
含细粒土砾
细粒含量5%～15%
GF
含细粒土砾
细粒土质砾
细粒含量
＞15%，≤50%
细粒为粘土
GC
粘土质砾
细粒为粉土
GM
粉土质砾

第三节 细粒土分类
一、细粒土应按下列规定划分：
1、试样中粗粒组质量少于总质量的25%的土称细粒土。
2、试样中粗粒组质量为总质量的25%～50%的土称含粗粒的细粒土。
3、试样中含部分有机质的土称有机质土。
4、试样中细粒组质量多于或等于总质量的50%的土称细粒土。
当采用塑性图确定细粒土的类别时 ，细粒土分类如下图：
表3-4
土的塑性指标在塑性图中的位置
土代号
土名称
塑性指数Ip
液限ωL
Ip≥0.73（ωL－20）和Ip≥10
ωL≥50%
CH
高液限粘土
ωL＜50%
CL
低液限粘土
Ip＜0.73（ωL－20）和Ip＜10
ωL≥50%
MH
高液限粉土
ωL＜50%
Ml
低液限粉土

5、含粗粒的细粒土应按以上表3-3和表3-4划分。并根据所含粗粒类别，依据下列规定分类：
a、粗粒中砾粒占优势，称含砾细粒土，应在细粒土代号后缀以代号G，如CHG、CLG、MHG、MLG等
b、粗粒中砂粒占优势，称含砂细粒土，应在细粒土代号后缀以代号S，台CHS、CLS、MHS、MLS等。
有机质土可按以上两表划分，在各相应土类代号之后应缀以代号O，如CHO、CLO、MHO、MLO等。
6、当取液限仅锥尖入土深度为10mm对应的含水量为液限确定特殊土的类别时,应按下表对黄土、膨胀土和红粘土作初步判别。
黄土、膨胀土和红粘土的判别
表1-5
土的塑性指标在塑性图中的位置
土代号
土名称
塑性指数Ip
液限ωL
Ip≥0.63（ωL－20）
ωL＜35%
CLY
低液限粘土（黄土）

ωL＞40%
CHE
高液限粘土（膨胀土）
Ip≥0.63（ωL－20）
ωL＞45%
MHR
高液限粉土（红粘土）
7、当取液限仪锥尖入土深度为17mm对应的含水量为液限确定特殊土的类别时,应按下表对黄土、膨胀土和红粘土作初步判别
黄土、膨胀土和红粘土的判别　
表1-6
土的塑性指标在塑性图中的位置
土代号
土名称
塑性指数Ip
液限ωL
Ip≥0.73（ωL－20）
ωL＜40%
CLY
低液限粘土（黄土）
ωL＞50%
CHE
高液限粘土（膨胀土）
Ip≥0.73（ωL－20）
ωL＞55%
MHR
高液限粉土（红粘土）

二、粘性土的分类
（1）根据堆积时代分
1）老堆积土：第四纪晚更新世及其以前堆积的粘性土，一般具有较高的强度和较低的压缩性。
2）一般堆积土：第四纪全新世堆积的粘性土
3）新近堆积土：全新世以后
（2）根据塑性指数Ip分
土的名称 塑性指数
粉质粘土 10＜Ip≤17
粘土 Ip＞17
（3）根据有机质含量分类
分类名称 有机物含量(Q)
无机土 Q＜5%
有机质土 5%≤Q≤10%
泥炭质土 10％＜Q≤60％
泥炭 Q＞60％

第二章 土的工程分类

第一节 土的工程因子分类
一、分类的目的：
土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流。
二、分类原则：
1.分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便
2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性
a、按土的变形的程度分类
可分为高变形性土、中变形性土和底变形性土
b、按土的变形是否均匀分类
可以把土分为均匀变形土、非均匀变形土
在土受到外力作用时,土体会有不同程度的变形.在工程施工中这样的问题是施工人员所关注的.从土的变形程度上来看.不同的土在受到同样外力的条件下,当土的的变形程度很大且达到一定的程度时,我们称此类土为高变形性土.相对来说变形很小的,且变形程度小于某个范围值时,我们称这类土为底变形性土.变形程度在高变形性土和底变形性土之间的称为中变形土.以上的程度值可以用E来恒量.土是一种多孔分散体系，孔隙由水和空气充填。在建筑物的实际荷载作用下矿物颗粒和水的体积压缩变形量可以忽略不计，因而土的变形实质上是随着空气或水的逸出，颗粒移动而使孔隙体积减小造成的。压力与孔隙体积之间为对数曲线关系。由于一般土压力变化不大，故通常将与此相应的曲线段看作直线，可以表述为：在压力变化不大的条件下, 孔隙比的变化（△e）与压应力的变化（△p）成正比,△e=△p，式中 为压缩系数。此即压缩定律。 和压缩模量, E=1+e0/a

第二节 根据应力历史对土的分类
将土在历史上曾受到过的最大有效应力称为前期固结应力，以pc表示；而把前固结应力以现有应力po’之比定义为超固结比,以OCR表示;现有固结应力用po表示。
超固结土 pc> po’，OCR >1
正常固结土 pc= po’，OCR =1
欠固结土 po’< po，po’=pc，OCR =1

第三节 土的承载力分类
根据土的承载力可分为：高承载力土和低承载力土
在荷载作用下，土要产生变形。随着荷载的增大，土变形逐渐增大，初始阶段土尚处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到土中开始出现某点，或小区域内各点某一截面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区。土小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，土尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。但此时土变形稍大，尚须验算变形的计算值不超过允许值。当荷载继续增大，土出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。此时土达到极限承载能力
当在同样的条件下,土达到极限承载能力高余某个值时,称为高承载力土.反之,称为低承载力土

第四节 土的胶凝性分类
根据土的胶凝性可以分为：土的胶凝性分类和非胶凝性土
胶凝材料是指在建筑工程中能将散粒材料（如砂、石）或块状 材料（如砖、瓷砖等）胶结成一个整体的材料。在工程中应用十分广泛,而固结程度的好坏则取决于其胶凝性的大小,因此按胶凝性的大小可分为胶凝性土和非胶凝性土.

第五节 土的裂隙性分类
一般可以分为：裂隙性土和非裂隙性土
降雨往往引发超固结粘土边坡和膨胀土边坡的滑坡。超固结土和膨胀土一般为非饱和土，具有很高的负孔隙水压力。一般来说经过开挖、干湿循环等因素的作用，在土体内会产生很多的裂隙。在降雨条件下，这些裂隙可能成为滑坡的诱导因素。因此对土的裂隙性分类 研究是一个十分重要的课题.

第三章 地基土的分类
该分类属专业分类，它将作为建筑物地土的土分为碎石土,沙土，粉土，粘性土和特殊土等。
（1） 碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。碎石土根据粒组含量和颗粒形状，按表7.18分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。
砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。砂土据粒组含量，按表7.19分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。
碎石土的分类 表3-1
土的名称
颗粒形状
粒组含量
漂石
块石
圆形及亚圆形为主
棱角形为主
粒径大于200mm的颗粒超过全重的50%
卵石
碎石
圆形及亚圆形为主
棱角形为主
粒径大于20mm的颗粒超过全重的50%
圆砾
角砾
圆形及亚圆形为主
棱角形为主
粒径大于2mm的颗粒超过全重的50%

砂土的分类 表3-2
土的名称
粒组含量
砾砂
粗砂
中砂
细砂
粉砂
粒径大于2mm的颗粒超过全重的25%~50%
粒径大于0.5mm的颗粒超过全重的50%
粒径大于0.25mm的颗粒超过全重的50%
粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的85%
粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的50%

（2） 粉土是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%、塑性指数小于或等于10的土。粉土据粒组含量可分为砂质粉土（粒径小于0.005mm的颗粒不超过全重的10%）和粘质粉土（粒径小于0.005mm的颗粒超过全重的10%）
（3） 粘性土是指塑性指数大于10的图。粘性土的工程性质与土的成因、形成年代的关系非常密切，不同成因和年代的粘性土，尽管其某些物理性质指标值可能很接近，但其工程性质可能相差很悬殊。因而，粘性土可按沉积年代、塑性指数进行分类.
① 粘性土按沉积年代分类
A. 粘土 老粘土是指第四纪晚更新世（Q3）及其以前沉积的粘性土。它是一种沉积年代久，工程性质较好的粘性土，一般具有较高的强度和较低的压缩性（土在压力作用下体积压缩变小的性能）。其物理力学性质比具有相近物理指标的一般粘性土要好。广泛分布于长江中下游的晚更新世的下蜀粘土（Q3）、湖南湘江两岸的网纹状粘性土（Q2）和内蒙包头地区的下亚层（Q3）都属于老粘土。
B. 一般粘性土 一般粘性土是指第四纪全新世（Q4）（文化期以前）沉积的粘性土。其分布面积最广，遇到的也最多，工程性质变化很大。
C. 新近沉积的粘性土 新近沉积的粘性土是指文化期以来沉积的粘性土，强度较低。其野外鉴别方法见表7.20。
新近沉积粘性土的野外鉴别方法 表3-3
沉积环境
颜色
结构性
包含物
河漫滩的山前洪、冲积扇（锥）的表层;古河道；已填塞的湖塘、沟、谷；河道泛滥区
颜色较深而暗，呈褐、暗黄或灰色含有机质较多时带灰黑色
结构性差，用手扰动原状土时极易变软，塑性较低的土还有振动水析现象
在完整的剖面中无原生的粒状结核体，但肯能含有圆形及亚圆形的钙质结核体（如姜结石）或贝壳等，在城镇附近可能含有少量碎砖、瓦片、陶瓷、铜币或朽木等人类活动的遗物
② 粘性土按塑性指数分类
粘性土按塑性指数的指标值分为粉质粘土和粘土。其分类标准见表7.21.
粘性土的分类 表3-4
土的名称
塑性指数
粉质粘土
粘土
10＜IP≤17
IP＞17
（5）、特殊土
①、淤泥类土
形成条件和成分、结构特点
淤泥类土是指在水流缓慢的沉积环境中和有微生物参与作用的条件下沉积形成的含骄傲多有机质，疏松软弱（天然孔隙比大于1，天然含水率大于液限）的含较多粉粒的粘性土。淤泥类土是近代未经固结的在滨海、湖泊、沼泽、河湾、废河道等地区沉积的一种特殊土类。由于形成条件近似，不同成因形成的淤泥类土的性质是很相似的。
按形成和分布情况，我国淤泥类土基本上可以分为两大类：一类是沿海沉积的淤泥类土；一类是内陆和山区湖盆地及山前谷地沉积的淤泥类土。一般说，前者分布较稳定，厚度较大，土质较疏松软弱；后者常零星分布，沉积厚度较小，性质变化大。
②、红土
红土的成因类型和分布
红土是一种具有特殊工程地质性质的区域性特殊土，广泛分布于我国长江以南地区，其形成条件特殊，种类繁多，性质差别较大。
红土是在湿热气候条件下经历一定红土化作用而形成的一种含较多粘粒，富含铁、铝氧化物胶结的红色粘性土。红土化作用是化学风化最终阶段的一种作用。
由于物质来源的差异及经历了不同程度的红土化作用，形成的红土类型不同：一类是各种岩石的残积（或局部坡积）风化壳上不的原始残积红土（经过再搬运而改造性成果的，称次生红土）；一类是非残坡积成因，在氧化环境中经过搬运、沉积、红土化作用而形成的红土。分布最广的红土有如下几类：
（1） 花岗岩残积红土
（2） 玄武岩残积红土
（3） 红层残积红土
（4） 红粘土
（5） 冲积网纹红土
红土的基本特性一般如下：
（1） 液限较大，含水较多，饱和度常大于80%，土常处于硬塑至可塑状态；
（2） 孔隙比一般较大，变化范围也大，尤其是残疾红土的孔隙比常超过0.9，甚至达0.2；前期固结压力和超固结比很大，除少数软塑状态红土外，均为超固结土，这与游离氧化物胶结有关；一般常具有中等偏低的压缩性；
（3） 强度变化范围大，一般较高，内聚力一般为10~60kpa，内摩擦角为10°~30°或更大；
（4） 膨胀性较弱，但某些土具有一定收缩性，这与粒度、矿物、胶结物情况有关；某些红土化程度较低的“黄层”收缩性较强，应划入膨胀土范畴；
（5） 浸水后强度一般降低。部分含粗粒较多的红土，湿化崩解明显。
综上所述，红土是一种处于饱和状态、孔隙比较大、以硬塑和可塑状态为主、中等压缩性；较高强度的粘性土，具有一定收缩性。
③、膨胀土
具有明显的膨胀性和收缩性的土，称为膨胀土。膨胀土的液限、塑限和塑性指数都很大，液限为40%~68%，塑限为17%~35%，塑性指数为18~33.膨胀土的饱和度一般较大，常在80%以上，但天然含水率较小，大部分为17%~30%，一般在20%左右，所以土常处于硬塑或坚硬状态，强度较高，内聚力较大，内摩擦角普遍较高，压缩性一般中等偏低，故常被简单认为是很好的地基。但在水量增加或结构扰动时，其力学性质向不良方向转化较明显。
在我国，膨胀土基本上可分为三种类型：第一类是湖相沉积及其分化层，粘土矿物成分以蒙脱石为主，自由膨胀率、液限、塑性指数都较大，土的膨胀和收缩性最显著；第二类是冲积、冲洪积、坡积物等，分布在河流阶地上，粘土矿物成分以水云母为主，自由膨胀率和液限较大，土的膨胀与收缩性也显著；第三类是碳酸盐类岩石的残积、坡积及洪积得红粘土，液限高，但自由膨胀率经常小于40%，常被判定为非膨胀土。
④、冻土
在寒冷地区，当气温低于0˚C时，土中液态水冻结为固体冰，冰胶结了土粒形成的一种特殊连接的土，称为冻土。多年冻土——指土的温度等于或低于零度，含有固态水且这种状态在自然界连续保持三年或三年以上的土。
一般按土的冻胀率将土分为五类：
Ⅰ级部冻胀土，η＜1.0%；
Ⅱ级弱冻胀土，1.0%＜η≤3.5%;
Ⅲ级冻胀土，3.5%＜η≤6.0%
Ⅳ级强冻胀土，6.0%＜η≤12.0%
Ⅴ级特强冻胀土，η＞12.0%
⑤、黄土
黄土类土是一种特殊的第四纪大陆松散堆积物，在世界各地分布很广，性质特殊。
按地层时代及基本特征，黄土类土可分为三类：
（1） 老黄土：一般没有湿陷性，土的承载力较高。
（2） 新黄土：广泛覆盖在老黄土之上，在北方各地分布很广，与工程建筑关系密切，一般都具有湿陷性。
（3） 新近堆积黄土：分布在局部地方，是第四纪最新沉积物，厚仅数米，但土质松软，压缩性高，湿陷性不一，土的承载力较低。
黄土的湿陷性
黄土在一定压力作用下，受水浸湿后结构迅速破坏而产生显著附加沉陷的性能，称为湿陷性，可以用浸水压缩试验求得的湿陷系数评价。
δs=（hp-h’p）/h0
工程实践规定：δs为0.015~0.03时，湿陷性轻微；δs为0.03~0.07时，湿陷性中等；δs>0.07时，湿陷性强烈。当δs<0.015时则为非湿陷性黄土，可按一般土对待。
⑥、盐渍土
地表土层易溶盐含量>0.5%的土称为盐渍土，且具有吸湿、松胀等特性的土。
按地理分布可分为滨海盐渍土、冲积平原盐渍土和内陆盐渍土等类型
按含盐成分及含量可分为：氯盐渍土、亚氯盐渍土、亚硫酸盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸（碱性）盐渍土。
⑦、人工填土
人工填土是指由于人类活动而堆填的土。人工填土种类繁多，可作出如下分类：
（1） 素填土：主要由粘性土、砂或碎石组成，夹有少量碎砖、瓦片等杂物，有机质含量不超过10%。素填土，按其堆积年限分为新素填土和老素填土两类。
（2） 杂填土：主要为建筑垃圾、生活垃圾货工业废料等。
（3） 冲填土：用水力冲填法将水底泥砂等沉积物堆积而成的。按冲填堆积年限可分为老冲填土和新冲填土。