第四纪沉积土及其工程地质特性.pptx

8层55m,直径(底部)16m偏离中心5.27m 倾斜5.5度 修建时间:11731350 采用地基应力解除法从另一侧掏土，使北侧地基高度下降从地基下掏土从地基下掏土加拿大Transcona 谷仓，建于1913年。高31m，宽23m。地基破坏后，西侧下陷 8.8m，东侧抬高 1.5m，倾斜 27度。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降 4m。苏州虎丘塔,建于公元959961年期间，7级8角形砖塔，塔底直径13.66m，高47.5m。塔顶1957年位移 1.7m，1978年 2.3m。重心偏 离基础轴线 0.924m。1981-1987年采用地下围桩、钻孔注浆、壳体基础及地基防水、塔墩砖砌体补换等综合治理措施，成功地解决了塔基不均匀沉降等一系列难题，使其倾斜之势得到有效的控制。成都国际金融中心基坑工程 823m万丈高楼平地起万丈高楼平地起上天容易入地难上天容易入地难打牢根基是关键打牢根基是关键武汉地质条件复杂，有粘土、粉土、粉细砂、卵石，还有岩层。上软下硬的地层，是隧道挖掘的“大敌”。隧道两岸大部分为粉细砂地层，一旦透水，后果不堪设想。大坝大坝道路道路土乃万物之基土乃万物之基边坡边坡地铁、隧道地铁、隧道桥梁桥梁建筑建筑土 孙孙 秀秀 丽丽 第四章 第四纪沉积土及其工程地质特征土土固相固相液相液相气相气相颗粒的大小颗粒的大小矿物组成矿物组成结构和构造结构和构造土体土体工程特性工程特性力学特性力学特性？物理特性物理特性4.1 土的组成及其结构与构造一、土的固相一、土的固相 土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响对土的物理力学性质有明显影响 1.土的颗粒级配土的颗粒级配工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配颗粒级配 试验方法试验方法筛分法：筛分法：适用于适用于0.075mmd60mm比重计法比重计法:适用于适用于d0.075mm筛分法筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数计算其占总土粒质量的百分数 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量确定小于某粒径的土粒含量比重计法比重计法颗粒粒径级配曲线颗粒粒径级配曲线 纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐横坐标表示土粒的粒径标表示土粒的粒径(对数坐标）对数坐标）Cu=颗粒级配的描述颗粒级配的描述 工程上常用工程上常用不均匀系不均匀系数数Cu描述颗粒级配的描述颗粒级配的不均匀程度不均匀程度 Cu愈大，表示土粒愈不均愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把匀。工程上把Cu5的土视的土视为为级配不良级配不良的土；的土；Cu10的土视为的土视为级配良好级配良好的土的土 曲率系数曲率系数Cc描述颗粒级描述颗粒级配曲线整体形态，表明配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况某粒组是否缺失情况 对于对于砾类土砾类土或或砂类土砂类土，同时满，同时满足足Cu5和和Cc=13时，定名为时，定名为良好级配砂或良好级配砾良好级配砂或良好级配砾 2.土粒的矿物成分土粒的矿物成分矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用原生矿物：原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同母岩相同次生矿物：次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同成分与母岩不相同 例：例：石英、云母、长石石英、云母、长石等等特征特征：矿物成分的矿物成分的性质较稳定性质较稳定，由其组成的土具，由其组成的土具有有无粘性无粘性、透水性较大、压缩性较低透水性较大、压缩性较低的特点的特点 例：例：粘土矿物有粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石高岭石、伊利石、蒙脱石等等特征特征：性质较不稳定性质较不稳定，具有，具有较强的亲水性较强的亲水性，遇水遇水易膨胀易膨胀的特点的特点 二、土中的水二、土中的水 土中水的含量明显地影响土的性质土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土尤其是粘性土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水1.结合水结合水强结合水强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱 2.自由水自由水存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，冰点为传递水压力，冰点为0，有溶解能力，有溶解能力 以两种形式存在：以两种形式存在：毛细水、重力水毛细水、重力水三、土中气体三、土中气体 土中气体土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体通的封闭气体1.非封闭气体：非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大土的性质影响不大 2.封闭气体：封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时和延长土体受力后变形达到稳定的历时 四、土的结构四、土的结构 在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关 1.单粒结构单粒结构：粗矿物颗粒粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在单粒结构，其特点是土粒间存在点与点点与点的接触。根据形成条件的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态不同，可分为疏松状态和密实状态 粗粒土：单粒结构力学力学特性特性：土粒相互支撑，内摩擦力大，受压时土体：土粒相互支撑，内摩擦力大，受压时土体积变化较小，透水性强，孔隙水易排出积变化较小，透水性强，孔隙水易排出工程特性工程特性：建筑物结构封顶，地基沉降即告完成，在建筑物结构封顶，地基沉降即告完成，在静载作用下不必担心强度和变形问题静载作用下不必担心强度和变形问题2.蜂窝结构蜂窝结构：颗粒间：颗粒间点与点接触点与点接触，由于彼此之间，由于彼此之间引力大于重力引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构形成孔隙较大的蜂窝状结构 3.絮状结构絮状结构：细微粘粒大都：细微粘粒大都呈针状或片状呈针状或片状，质量极轻，在水中，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构的絮状结构 粉 土：蜂窝结构分散结构：淡水絮凝结构：海水工程特性工程特性：压缩性大，排水困难，压缩过程缓慢，水压缩性大，排水困难，压缩过程缓慢，水稳性差稳性差4.4.土的结构变化土的结构变化（1）砂土的振动密实和液化1964年6月16日日本新瀉7.5级地震（2）粘性土的结构性和灵敏度灵敏度灵敏度 24，中等灵敏；48，灵敏；816，特别灵敏；16，超灵敏触变性触变性原状土与重塑土的强度比结构未破坏结构破坏结构强度恢复五、土的构造五、土的构造 土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造，即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性二者都造成了土的不均匀性 1.层理构造层理构造：土粒在沉积过程中土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成而沿竖向呈现出成层特征层特征 2.裂隙构造裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割土体被许多不连续的小裂隙所分割,在在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物 4.2土的物理力学性质及其指标一、土的三相图一、土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V二、直接测定指标二、直接测定指标 1.土的密度土的密度：单位体积土的质：单位体积土的质量量 工程中常用重度工程中常用重度 来表示单位体来表示单位体积土的重力积土的重力 重力加速度，重力加速度，近似取近似取10m/s2 2.土粒相对密度土粒相对密度Gs（土粒比重）（土粒比重）：土粒质量与同体积的土粒质量与同体积的4时纯水时纯水的质量之比的质量之比 土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般2.702.75；砂土一般为砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小Vv气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V3.土的含水量土的含水量：土中水的土中水的质量与土粒质量之比，以百分质量与土粒质量之比，以百分数表示数表示土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。其所处的自然地理环境等有关。测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法 三、换算指标三、换算指标 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V1.孔隙比孔隙比e和孔隙率和孔隙率n孔隙比孔隙比e ：土中孔隙体积与土土中孔隙体积与土粒体积之比粒体积之比 2.土的土的饱和度饱和度Sr：土中孔土中孔隙水的体积与孔隙总体积之隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示比，以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱和土饱和土Sr=100%。砂土根据饱和度分为三种状态。砂土根据饱和度分为三种状态:孔隙率孔隙率n ：土中孔隙体积与总土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示体积之比，以百分数表示 Sr50%稍湿；稍湿；50Sr80%很湿；很湿；Sr80%饱和饱和3.不同状态下土的密度和重度不同状态下土的密度和重度饱和密度饱和密度sat ：土体中孔隙完土体中孔隙完全被水充满时的土的密度全被水充满时的土的密度 干密度干密度d ：单位体积中固体颗单位体积中固体颗粒部分的质量粒部分的质量 浮密度浮密度 ：土单位体积内土土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差粒质量与同体积水的质量之差 土的三相比例指标中的质量密度指标共有土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度个，土的密度，饱和密度，饱和密度sat，干密度，干密度d，浮密度，浮密度 (kg/m3),相应的重度指相应的重度指标也有标也有4个，土的重度个，土的重度，饱和重度，饱和重度 sat，干重度，干重度 d，浮重度，浮重度 (kN/m3)气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V四、指标间的换算四、指标间的换算气气水水土粒土粒Gsw Vs11+1+e质量质量m体积体积V土的三相指标中，土粒比重土的三相指标中，土粒比重Gs ，含水量，含水量和密度和密度是通过是通过试验测定的，可以根据三个试验测定的，可以根据三个基本指标换算出其余各指标基本指标换算出其余各指标Vv=eGsw Gs（1）w 推导：推导：4.3.2 土的物理状态指标一、一、无粘性土的密实度无粘性土的密实度 土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系着密切关系1.孔隙比孔隙比e 孔隙比孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散土愈松散 2.相对密实度相对密实度Dr当当Dr=0=0时，时，e=emin，表示土处于最疏松状态，表示土处于最疏松状态;当当Dr=1.0时，时，e=emax，表示土体处于最密实状态，表示土体处于最密实状态3.按动力触探确定无粘性土的密实度按动力触探确定无粘性土的密实度Dr1/3疏松状态疏松状态1/3Dr2/3中密状态中密状态2/3Dr1密实状态密实状态 天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数N进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动力触探的锤击数力触探的锤击数N63.5进行评定进行评定(GB50007-2002)密实度密实度按按N评定砂石密实度评定砂石密实度 按按N63.5评定碎石土密实度评定碎石土密实度 松散松散稍密稍密中密中密密实密实N10N63.5510N155N63.51015N3010N63.520N30N63.520二、二、粘性土的稠度粘性土的稠度 1.粘性土的稠度状态粘性土的稠度状态稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征是粘性土最主要的物理状态特征 粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的稠度界限土的稠度界限液塑限测定根据液塑限测定根据土工试验规程土工试验规程(SL237-007-1999)规定，规定，采用液塑限联合测定仪进行测定。采用液塑限联合测定仪进行测定。0固态或半固态固态或半固态流动状态流动状态可塑状态可塑状态塑限塑限P液限液限L粘 粒强结合水弱结合水自由水液 态可塑态固态或半固态2.粘性土的粘性土的塑性指数塑性指数和和液性指数液性指数塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土处在可塑状态的，即土处在可塑状态的含水量变化范围含水量变化范围说明：说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高塑性指数就越高 说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当系。当IL0时时,P,土处于坚硬状态土处于坚硬状态;当当IL1时时,L,土处土处于流动状态。根据于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态值可以直接判定土的软硬状态 液性指数液性指数IL是粘性是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比 状态状态液性指数液性指数坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1 土的压缩性高低，常用压缩性指标定土的压缩性高低，常用压缩性指标定量表示。压缩性指标，通常由工程地质量表示。压缩性指标，通常由工程地质勘察取天然结构的原状土样，进行室内勘察取天然结构的原状土样，进行室内压缩试验测定。压缩试验测定。4.3 土的力学性质4.3.1 土的压缩性1室内压缩试验室内压缩试验(1)(1)试验仪器试验仪器(2)(2)试验方法：侧限压缩试验试验方法：侧限压缩试验(3)(3)试验结果（土的压缩曲线图片）试验结果（土的压缩曲线图片）(4)(4)试验结果（孔隙比）的推导试验结果（孔隙比）的推导2 土的压缩性指标土的压缩性指标(1)(1)土的压缩系数土的压缩系数 *为了便于比较，通常采用压力段由为了便于比较，通常采用压力段由p p1 1=100kPa=100kPa 增加到增加到p p2 2=200kPa=200kPa 时的压缩系数时的压缩系数a1-21-2来评定土的来评定土的压缩性如下：压缩性如下：0.10.5高压缩性高压缩性中压缩性中压缩性低压缩性低压缩性(2)(2)土的压缩指数土的压缩指数(3)(3)土的压缩模量土的压缩模量(4)(4)土的回弹再压缩曲线及回弹再压缩模量土的回弹再压缩曲线及回弹再压缩模量土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。地基外荷载外荷载剪应力剪切变形剪阻力被完全发挥剪阻力被完全发挥剪切破坏4.3.1土的抗剪强度库仑公式和莫尔库伦强度理论库伦公式库伦公式1773年C.A.库伦(Comlomb)砂土砂土：粘性土：粘性土：式中：土的抗剪强度，kPa 剪切滑动面上的法向总应力，kPa 土的粘聚力(内聚力)，kPa 土的内摩擦角，度。以上两式统称为库伦公式或库伦定律，、称为抗剪强度指标或抗剪强参数。根据K.太沙基(Terzaghi)的有效应力概念式中：土的抗剪强度，kPa 剪切滑动面上的法向总应力，kPa 土的粘聚力(内聚力)，kPa 土的内摩擦角度。莫尔库伦强度理论莫尔包线莫尔库伦破坏准则土的极限平衡条件 极限平衡状态时，大、小主应力之间的关系，称为莫尔库伦破坏准则。将抗剪强度包线与莫尔应力圆画在同一张坐标图上。它们之间的关系有以下三种情况。4.4 土（岩）的工程分类一、分类的目的和原则一、分类的目的和原则 土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分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验的交流分类原则：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工程用土的不同特性二、分类体系与方法二、分类体系与方法 分类体系：分类体系：1.建筑工程系统分类体系建筑工程系统分类体系2.工程材料系统分类体系工程材料系统分类体系侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，例如：例如：建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)地地基土分类方法基土分类方法侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基工程。研究对象为扰动土，例如：工程。研究对象为扰动土，例如：土的分类标准土的分类标准(GBJ145-90)工程用土的分类和工程用土的分类和公路土工试验规程公路土工试验规程(JTJ051-93)土的工程分类土的工程分类分类方法：分类方法：1.建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB500072002)根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五大类五大类a.岩石的分类岩石的分类 颗粒间牢固粘结颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类分类 坚硬程度类别坚硬程度类别饱和单轴抗压饱和单轴抗压强度强度frk(Mpa)坚硬岩坚硬岩较硬岩较硬岩较软岩较软岩软岩软岩极软岩极软岩30frk60frk6015frk305frk15frk5b.碎石土的分类碎石土的分类 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土的土称为碎石土c.砂土的分类砂土的分类 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%的土，且粒的土，且粒径大于径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为砂土的土称为砂土 土的名称土的名称漂石漂石块石块石卵石卵石碎石碎石圆砾圆砾角砾角砾颗粒形状颗粒形状圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于20mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类碎石土的分类d.粉土的分类粉土的分类 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超的颗粒含量超过全重过全重50%，塑性指数，塑性指数IP10的土称为的土称为粉土粉土土的名称土的名称砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量占全重的颗粒含量占全重2550注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重85粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50砂土的分类砂土的分类e.粘性土的分类粘性土的分类 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量不超的颗粒含量不超过全重过全重50%，塑性指数，塑性指数IP10的土称的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分为粘性土，粘性土根据塑性指数细分土的名称土的名称粘土粘土粉质粘土粉质粘土塑性指数塑性指数注：塑性指数由相应于注：塑性指数由相应于76g圆圆锥体沉入土样中深度为锥体沉入土样中深度为10mm测定的液限计算而得测定的液限计算而得 IP1710IP17f.人工填土的分类人工填土的分类 由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分较杂乱较杂乱,均匀性较差，根据其物质组成和成因均匀性较差，根据其物质组成和成因,可分为素填土、可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土压实填土、杂填土和冲填土 2.土的分类标准土的分类标准(GBJ14590)根据各粒组的相对含量把土分为巨粒土、含巨粒土、粗根据各粒组的相对含量把土分为巨粒土、含巨粒土、粗粒土和细粒土四大类粒土和细粒土四大类a.巨粒土和含巨粒土的分类巨粒土和含巨粒土的分类 巨粒土和含巨粒土按土中粒径大于巨粒土和含巨粒土按土中粒径大于60mm的巨粒含量区分。的巨粒含量区分。若土中巨粒含量多于若土中巨粒含量多于50%,属于巨粒土；若土中巨粒含量在属于巨粒土；若土中巨粒含量在15%50%之间，属于含巨粒土之间，属于含巨粒土b.粗粒土的分类粗粒土的分类 巨粒含量少于巨粒含量少于15%，剔除巨粒后，若土中粒径大于，剔除巨粒后，若土中粒径大于0.075mm的粗粒含量多于余土的的粗粒含量多于余土的50%，属于粗粒土。粗粒土，属于粗粒土。粗粒土分为砾类土和砂类土两类分为砾类土和砂类土两类c.细粒土的分类细粒土的分类 土中粒径小于土中粒径小于0.075mm的细粒含量多于或等于的细粒含量多于或等于50%，且粗粒含量少于且粗粒含量少于25%的土属于细粒土。的土属于细粒土。细粒土按塑性图进行细分细粒土按塑性图进行细分1、成因：岩石经物理风化和化学风化作用后残留在原地的碎屑 物称残积物或残积土，又称残积层。2、特征：由大小不等的岩石碎块或颗粒组成,层理不明显 表层为强风化岩屑，下为碎块,再下是半 风化岩层,最基层是未经风化基岩 残积物的组成和性质与基岩有直接关系分布：在位置较高，或比较平缓的丘陵山 地，是搬运与堆积作用较少的地段。4.5 土的成因及类型一、残积土一、残积土 3、残积物工程地质特征 1）表层土壤孔隙率大，压缩性高，强度低；2）下部常为夹石或砂的粘土层、粘土充填的碎石土和砂砾 土，强度较高。1、成因：坡积体是山坡靠上部的风化产物，在重力和水流的联 合作用下发生移动，在山坡中部或山麓处堆积的物质。2、特征：颗粒分选程度差，岩屑磨圆程度不 高，山坡下部有与坡面平行的层次 呈间歇性堆积 性状与坡上岩性有关，与基岩无关 结构较复杂，可见古土壤埋藏剖面 分布：坡积物在气候湿润的山区较为常见，尤其在上坡植被 稀少易受冲刷和下坡地势较平缓的山地最为常见。有的山坡常见残积体上复盖着坡积物，称坡积残积体。二、坡积土二、坡积土 3、坡积物工程地质特征：厚度变化大。陡坡地段薄，破脚厚。性质由原斜坡岩性决定。三、洪积物三、洪积物 1、成因：洪水将山上的风化碎屑搬运到地势平缓的山谷出口处,水流由集中变为分散，所携带的物质因流速的降低而 沉积。沉积面积大的称洪积扇，面积小的称洪积锥。2、特点：在流水出口的中心堆积物最多，向外逐渐减少 由扇顶到扇缘总的趋势是沉积物质由粗变细 在扇顶沉积层次不明显。在扇缘为较细的细砂粉砂 3、洪积物工程地质特征：1）上部多为砾石、卵石，强度高，压缩性小；2）中部和下部以砂土为主，一般为良好地基；四、冲积物四、冲积物 2、特征：层界清晰而整齐,磨圆度高,粗细均一距河床愈近沉积物愈粗，越远越细范围大小不一,有时可达几万平方公里是构成广大平原的主要物质1、成因：是风化的碎屑物质经河流常年 性流水的侵蚀、搬运、沉积在 河流两岸的沉积物。在较大山 地的河流出口处,因携带泥砂 沉积所造成的扇形堆积，称冲 积扇。与洪积扇的成因相同。冲积物按其与河流的关系分为河床沉积物、河漫滩沉积物、牛轭湖沉积物以及三角州沉积物四类。3、冲积物工程地质特征：1)古河床冲积物压缩性低，强度高，为良好地基，现代河 床相反；2)河漫滩一般为较好地基，但要考虑软夹层及振动液化；3)牛轭湖常为淤泥或泥炭质，压缩性高，不能作为地基；4)三角洲土层常呈饱和状态，承载力低，但表层有硬壳层 时可考虑作为天然地基。3、分布：河流沉积物与冲积扇沉积物交互沉积所形成的一系列 交接洼地和湖泊洼地上。1、成因：一是湖周流水向湖心汇集的过程中，所携泥砂因流速 下降而在湖心沉积；二是湖中藻类等生物残体的累积。2、特征：分选度高，湖边向湖心颗粒由粗到细 垂直剖面中有腐殖质或泥炭夹层 铁与磷酸结合使湖泥呈蓝灰或青灰色 属静水沉积物五、湖积物五、湖积物 4、湖积物工程地质特征：1）近岸土层承载力高，远岸压缩性高，强度低；六、海洋沉积物六、海洋沉积物2、特点：层次深厚，层理分明，并含有一定的盐分。盐分类型主要是氯化物。1、成因：海潮的涨落而形成的。有被河流搬运的泥砂，海洋剥 蚀下来的碎石。3、海洋沉积物工程地质特征：1）滨海沉积物一般都具有较高承载力，但透水性强；2）浅海含砂土、粘性土和淤泥，疏松、含水量高强度低；3）大陆斜坡和深海沉积物以生物软泥、粘土和粉细砂为 主，一般不考虑作为地基。4.6 我国主要特殊土的基本特征（1 1）黄土）黄土 成因和分布成因和分布：干旱和半干旱气候条件，北纬：干旱和半干旱气候条件，北纬3333 4747度。度。成分和结构成分和结构：粉土为主，细粒矿物伊利石和蒙脱石为主。：粉土为主，细粒矿物伊利石和蒙脱石为主。残积、坡积黄土不等粒，大孔隙；冲积黄土相反。残积、坡积黄土不等粒，大孔隙；冲积黄土相反。孔隙率高达孔隙率高达40%40%50%50%，大孔隙存在使其具有，大孔隙存在使其具有湿陷性湿陷性。工程地质特征工程地质特征：压缩性压缩性 早中晚早中晚 抗剪强度抗剪强度 wwpwwpwwp，w w 过饱和过饱和 （2 2）红粘土）红粘土 分布规律分布规律：山区和丘陵地带。贵州、云南、广西：山区和丘陵地带。贵州、云南、广西 成分特点成分特点：矿物成分主要为高岭石、伊利石和绿：矿物成分主要为高岭石、伊利石和绿泥石。泥石。工程地质特征工程地质特征：天然含水量、孔隙比、饱和度很高天然含水量、孔隙比、饱和度很高;强度较高压缩性较小；强度较高压缩性较小；各种指标的变化幅度较大。各种指标的变化幅度较大。（3 3）软土）软土 含水量大、压缩性高、承载力低的软塑到流塑状态粘性土。含水量大、压缩性高、承载力低的软塑到流塑状态粘性土。包括包括淤泥、淤泥质土、高压缩性饱和粘土、粉土淤泥、淤泥质土、高压缩性饱和粘土、粉土。成因类型成因类型：滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、沼泽沉积：滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积、沼泽沉积 软土分布软土分布：工程性质工程性质：触变、流变、高压缩、低强度、低透水、不均匀：触变、流变、高压缩、低强度、低透水、不均匀（4 4）膨胀土）膨胀土 对湿热变化非常敏感的土。膨胀性主要受对湿热变化非常敏感的土。膨胀性主要受蒙脱石蒙脱石控制。控制。分布分布：北京：北京-西安西安-成都一线东南，杭州成都一线东南，杭州-广西一线西北广西一线西北 地质成因地质成因：多以残：多以残-坡积、冲积、洪积、湖积为主。坡积、冲积、洪积、湖积为主。工程地质特征工程地质特征：强度较高，压缩性偏低。：强度较高，压缩性偏低。含水量增加和扰动后力学性质明显减弱。含水量增加和扰动后力学性质明显减弱。全世界每年因膨胀土造成的经济损失约为全世界每年因膨胀土造成的经济损失约为5050亿美元以上。亿美元以上。（5）冻土 是指温度等于或低于摄氏零度且含有冰的各类土。冻土分类：季节性冻土、多年冻土 力学性质：融化压缩、冻胀量、冻胀力、冻结力、抗剪强度 季节性冻土 多年冻土：不融陷土、弱融陷土、中融陷土、强融陷土、极融陷土作业：