第五章--土的工程分类

一、意义一类土粒组划分(一)、粗粒土的分类方法1、以国家标准为代表的第一类土的分类方法（1）、粒组划分粒组粗组粒径范粒组名称一、意义土分类的目的在于通过分类来认识和识别土的种类，并针对不同类型的土进行研究和评价，使其适应和满足工程建设需要。1、对种类繁多、性质各异的土，按一定原则进行分门别类，以便针对不同工程建筑要求，对不同的土给予正确的评价，为合理利用和改造各类土提供客观实际的依据。2、在各类工程勘察中，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，作为工程设计与施工的依据。这也就是室内进行土的分类目的所在。3、土分类也是国内外科技交流的需要。二、我国各行各业规范对土分类方法我国土的分类体系大致有三大类：一类是以《土的工程分类标准》GB/T50145-2007（简称国标）为代表的，中华人民共和国水利部1999年发布的《土工试验规程》（SL237-1999）（简称水利标准）和《公路土工试验规程》JTGE40─2007（简称公路标准）分类方法；它们土分类的共同点是：粗粒土按粒度成分分类，细粒土是按塑性图（1942年美国卡萨格兰德提出）分类。第二类是以目前我国工程建设中应用最广泛的《岩土工程勘察规范》GB50021—2009（简称勘察规范）为代表的，《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（简称建筑规范）、《港口工程地质勘察规范》JTJ240-97（简称港口规范）、《公路桥涵与地基基础设计规范》（桥涵规范）（JTGD63─2007）、《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》DBJ01-501-92（北京规范）、《上海地区建筑地基基础设计规范》—99（上海规范）的分类方法，它们分类的共同点是粗粒土按粒度成分分类，细粒土是按塑性指数分类第三类是《铁路工程岩土分类标准》(TB10077-2001)—2004年148号文件局部修订条文（简称铁路规范）的分类方法，它的分类特点是粗粒土的分类第二类土相似，但细粒土分类是按第一类方法一样用塑性图。在以下的比较中,铁路规范粗粒土与第二类土归在一起,细粒土比较时和第一类土一起作比较.以下就把上述涉及到的十种规范按粗粒土的分类，和细粒土的分类进行比较。一类土粒组划分统称围(mm)国标水利标准公路标准巨粒d＞200漂石（块石）相同相同名称碎石变为小块石相同粉粒、和粘土的界限变为0.002mm200≥d＞60卵石（碎石）粗粒60≥d＞20砾粒粗砾20≥d＞5中砾5≥d＞2细砾2≥d＞0.5砂粒粗砂0.5≥d＞0.25中砂0.25≥d＞0.075细砂细粒0.075≥d＞0.005＜0.005粉粒粘粒((一一))、、巨巨粒粒土土的的分分类类方方法法土类粒组含量土代号土名称巨粒土巨粒含量75%～100%漂石含量大于卵石含量B漂石漂石含量不大于卵石含量Cb卵石混合巨粒土巨粒含量50%～75%漂石含量大于卵石含量BSI混合漂石漂石含量不大于卵石含量CbSI混合卵石巨粒混合土巨粒含量15%～50%漂石含量大于卵石含量CBI漂石混合土漂石含量不大于卵石含量CICb卵石混合土（2）砾粒土的分类土类粒组%土代号土名称国标水利公路标准砾细粒＜5%级配:Cu≥5,Cc=1～3GW级配良好的砾相同对细砾土质砾土分粘土质砾和粉土质砾的界限是以细粒土在塑性图A线上下位置而定。其它级配:不同时满足上述条要求GP级配不良的砾含细粒土砾细粒含量5%～15%GF含细粒土的砾细粒土质砾细粒含量15%~50%细粒土以粘土为主GC粘土质砾细粒土以GM粉土质砾粉土为主的全相同。（3）、砂类土的分类土类粒组%代号土名称国标水利公路标准砂细粒含量＜5%级配:Cu≥5,Cc=1～3SW级配良好的砂相同对细粒土质砂分粘土质砂和粉土质砂的界限是以细粒土在塑性图A线上下位置而定。级配不同时满足上述条要求SP级配不良的砂含细粒土砂细粒%5%～15%SF含细粒土的砂细粒土质砂细粒含量15%~50%细粒土为粘土为主SC粘土质砂细粒土为粉土为主SM粉土质砂（1）、碎石土的分类2、以勘察规范为代表的第二类土的分类标准颗粒级配颗粒形状勘察规范1、建筑规范2、港口规范3、公路桥涵4、北京规范5、上海规范和勘察规范的定名完全相同粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50%圆形及为主漂石棱角形为主块石粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量的50%圆形及为主卵石棱角形为主碎石粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%圆形为主圆砾棱角形为主角砾颗粒级配勘察规范1、建筑规范2、港口规范3、公路桥涵4、北京规范5、上海规范和勘察规范的定名完全相粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的25%-50%砾砂粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50%粗砂粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%中砂粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%细砂（2）、砂土的分类粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%粉砂同。(二)、细粒土的分类方法1、以国标为代表的第一类土的分类方法表5－6规范名称塑性图形过渡区的界限圆锥仪的规格深度mm高低液限的界限值质量(g)顶角国标4～7763017A线:Ip=0.73(WL-20)B线:WL=50%水利规范6～10763017公路规范4～77630174～71003020铁路规范修订条文10～17763010A线:Ip=0.63(WL-20)B线:WL=40%定名是根据液限Wp和塑性指数Ip值落在塑性图区域分别定名为低液限粉土、高液限粉土、低液限粘土和高液限粘土。粘土和粉土过渡区（CL-ML）的土按相邻土层的类别考虑细分。土在塑性图中位置土的代号土的名称塑性指数IP液限WL第第二二类类土土的的分分类类规范名称粘土定名粉质粘土定名粉土定名勘察规范Ip＞1710＜Ip≤171.粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,2.塑性指数等于或小于10的土建筑规范桥涵规范港口规范粘质粉土粘粒含量10%～15%砂质粉土粘粒含量3%～10%上海规范粘质粉土粘粒含量10%～15%砂质粉土粘粒含量10%北京规范粉质粘土10～14粘质粉土7＜Ip≤10重粉质粘土14～17砂质粉土3＜Ip≤7相对于粗粒土而言，细粒土的分类方法简单的多。值的注意的是细粒土分类,全按照塑性指数定名,我国现行规范采用圆锥法入土深度测量土的液限，以国标为代表的第一类土测量液限圆锥入土深度为17mm;以勘察规范为代表的第二类规范和铁路规范测量液限圆锥入土深度为10mm，只有《公路桥涵地基基础设计规范》TJGD63-2007对圆锥仪测量液限的圆锥仪入土深度不做规定。该规范条文说明P118第3.1.11条讲：本规范在条文中规定采用76克锥的试验方法进行界限含水率测试，不对入土深度进行明文规定，但是建议采用76克锥，入土深度为17mm的方法测定液限。为规范的进一步修订积累资料。中国不同行业规范土的粒组划分表5－8粒径规范名称0.005mm0.075mm2mm20mm200mm勘察、建筑、桥涵、上海、港口、北京规范粘粒粉粒砂粒砾石卵石漂石60mm国标、水利规范粘粒粉粒砂粒砾石卵石漂石0.002mm公路规粘粒粉粒砂粒砾石卵石漂石范不不同同规规范范的的液液限限下下沉沉深深度度规范名称锥质量（g）液限下沉深度（mm）土分类依据国标、水利规范7617可塑图公路规范76、100同时用17、20可塑图铁路规范7610可塑图勘察、建筑、港口、北京、上海规范7610据塑性指数公路桥涵规范76不对入土深度进行明文规定，但是建议采用入土深度为17mm的方法测定液限。据塑性指数AASSTTMM规规范范筛筛号号No.4(4.75mm)No.10(2mm)No.16(1.18mm)No.20(850μm)No.30(600μm)No.40(425μm)No.50(300μm)No.60(250μm)No.100(150μm)No.140(106μm)No.200(75μm)3in.(75mm)2in.(50mm)1.5in.(37.5mm)1in.(25mm)3/4in.(19mm)3/8in.(9.5mm)ASTM规范筛号三、国外土的工程分类（一）、粒组的划分1、土类别的划分国标《土的工程分类标准》GB/T50145-2007，将粒径d≤0.075mm的颗粒含量大于或等于50%的土定名为细粒土；将粒径d＞0.075的颗粒含量大于50%的土定名为粗粒土；将粒径d60mm的颗粒含量大于50%的土定名为巨粒土；美国的ASTM将过No．200筛(0.075mm)的颗粒含量大于或等于50％的土定名为细粒土，否则定名为粗粒土。英国的BS5930提出的供工程使用的土壤分类体系中，将粒径＜0.06mm的颗粒含量大于或等于35%的土，定名为细粒土，反之则为粗粒土。2、粗粒土的分类①BS5930先按照小于0.06mm颗粒的含量为O～5%，5～20%和20%三个范围将砾类土和砂类土依次分为砾石(砂)、轻粘土(或粉土)质砾石(砂)和重粘土(或粉土)质砾石(砂)；②美国ASTM则是先按照小于0.075mm颗粒的含量为＜5%；5%～12%和12%三个档将砾类土和砂类土分别分为纯砾石(砂)、含粉土(或粘土)砾(砂)和粉土质(或粘土质)砾(砂)。③国标《GB/T50145-2007》按照小于0.075mm颗粒的含量为＜5%；5%～15%和15%三个档将砾类土和砂类土分别分为纯砾石(砂)、含粉土(或粘土)砾(砂)和粉土质(或粘土质)砾(砂)。2、粗粒土的分类砾石含量大于5O%的土为砾石或砾类土，砂含量大于5O%的土为砂类土，按照细颗粒的百分含量和颗粒级配(颗分曲线的曲率系数Cc和不均匀系数Cu)再将这两类土进一步具体分类，这一点国标与英国BS5930和ASTM的方法是一致的。需要注意的是:④国标《GB/T50145-2007》将Cu≥5且Cc=1～3作为级配良好的条件，ASTM将Cu≥4且Cc=1～3作为砾类土级配良好的条件，Cu≥6且Cc=1～3作为砂类土的级配良好的条件。各国规范粒组的颗粒粒径比较表5－10粒组名称粒组粒径d国标英国美国分析筛孔的形状圆孔方孔mm方孔mm漂石d＞200200d＞300卵石200≥d＞60200～60300≥d＞75砾石粗砾60≥d＞2060～2075≥d＞19中砾20～6细砾（砾砂）20≥d＞26～219≥d＞4.75砂粗砂2≥d＞0.52.0～0.64.75≥d＞2.0中砂0.5≥d＞0.250.6～0.22.0≥d＞0.425细砂0.25≥d＞0.750.2～0.060.425≥d＞0.075粉粒粗粉粒0.06～0.020.075≥d＞0.005中粉粒0.075≥d＞0.0050.02～0.006细粉粒0.006～0.002粘粒≤0.005≤0.002≤0.0053、细粒土的分类虽然国标GB/T50145-2007、BS5930和ASTMD2487-06均采用塑性图进行分类，但三个国家细粒土的分类无论是试验设备还是试验方法都差异比较大.细粒土分类方法比较表5－11比较项目国标英国美国使用的仪器圆锥仪、碟式仪圆锥仪、碟式仪碟式仪圆锥仪的规格锥质量76g锥角300、下沉17mm锥质量80g锥角300下沉20mm测量液限使用方法1.液、塑限联合测法2.碟式仪法1.圆锥仪法；2.一点圆锥仪法；3.碟式仪法；4.一点碟式仪法1.碟式仪法2.一点碟式仪法决定性方法液、塑限联合测定圆锥法碟式仪法测量塑限使用方法液、塑限联合测法；搓条法搓条法搓条法土分类的依据卡萨格兰德图土的分类差异A线以上的为粘土，A线以下的为粉土，中国和美国是相同的只中英国标准对细粒土划分的更细，根据液限小于35、35至50、50至70、70至90和大于90划分为低液限、中液限、高液限、非常液限、极高液限的粘土和粉土，并且英国卡萨格兰德图形没有过渡区。10203040506070102030405060708090100110120A线塑性指数(%)液限(%06)MLMIMHMVME极高液限CE非常高液限CV高液限CH中液限CI低液限CL35特殊性岩土名称的定义特殊性岩土名称的定义软土——主要由