工程土按用途主要有兩種:一是作為建築物地基的原狀土;二是作為建築材料的擾動土。
1、我國土的工程分類標準有:
①.國家標準《土的分類標準》 gbj145-90;
②.水利部《土的工程分類》 sl237-001-1999;
③.交通部《公路土工試驗規程》 jtj051-93中《土的工程分類》(m0101-93);
④.鐵道部《鐵路工程岩土分類標準》 tb10077-2001中《土的分類》。
2、鐵路工程橋涵地基與基礎土的分類
1). 一般土
①.分類定名
a.土的顆粒分類。講義表17.1
把土顆粒按顆粒形狀和粒徑大小分成了7類15種。
b.碎石類土。講義表17.2
大於2mm的顆粒超過總質量的50%。按顆粒形狀和級配分為4類8個名稱。
c.砂類土。講義表17.3
大於2mm的顆粒不超過總質量的50%,而大於0.075mm的顆粒超過總質量的50%。按顆粒級配分為1類5個名稱。
d.粉土。
粒徑大於0.075mm顆粒的質量不超過全部質量50%的土,且塑性指數等於或小於10。按塑性指數和顆粒級配分為1類1個名稱。
e.粘性土。講義表17.4
按塑性指數分為1類2個名稱。
②.密實程度
a.碎石類土。講義表17.5
根據結構特徵、天然坡和開挖情況、鑽探情況分為:密實、中密、稍密和鬆散4種。
b.砂類土。講義表17.6
根據標準貫入鎚擊數n和相對密度dr分為:密實、中密、稍密和鬆散4種。
c.粉土。講義表17.7
根據孔隙比e的大小分為密實、中密、稍密3種。
d.粘性土。講義表17.8
根據壓縮係數a0.1~0.2分為高、中、低壓縮性土3種。
③.潮濕程度
a.碎石類和砂類土。講義表17.9
根據飽和度分為稍溼、潮濕、飽和3種。
b.粉土。講義表17.10
根據天然含水率分為稍溼、潮濕、飽和3種。
c.粘性土。講義表17.11
根據液性指數分為堅硬、硬塑、軟塑、流塑4種。
2).特殊土
①. 黃土。
第四紀以來,在乾旱、半乾旱氣候條件下形成的,土顆粒成分以粉粒為主、含碳酸鈣及少量易溶鹽、並具大孔隙和垂直節理、抗水效能差、易崩解和潛蝕、上部多具濕陷性等工程地質特徵的土,應判定為黃土。
黃土按堆積時代、塑性指數、溼陷係數分類。
②. 紅粘土。
顏色呈棕紅、褐黃色,覆蓋於碳酸鹽系岩層之上,且液限等於或大於50%的高塑性粘土,應判定為紅粘土。紅粘土經搬運、沉積後仍保留殘積粘土的基本特徵,且液限大於45%,應判定為次生紅粘土。紅粘土具有遇水軟化、失水收縮強烈、裂隙發育、易剝落等工程地質特徵。
紅粘土根據塑性狀態、裂隙狀態和界限液塑比和液塑比關係分類。
③. 膨脹土。
土中粘粒成分主要由親水礦物組成,具有吸水顯著膨脹軟化,失水急劇收縮開裂,並能產生往復脹縮變形的粘性土,應判定為膨脹土。
膨脹土分類首先根據地貌、土的顏色、結構、土質情況、自然地質現象和土的自由膨脹率等特徵,作初期判定;然後按自由膨脹率、蒙脫石含量、陽離子交換量三項指標可對膨脹土詳細判定。
④. 軟土。
天然孔隙比大於或等於1.0,天然含水率大於或等於液限,壓縮係數大於或等於0.5,不排水抗剪強度小於30kpa的粘性土,可判定為軟土。
軟土一般含有機質,具有壓縮性高、強度低、靈敏度高和排水固結緩慢的特點。軟土的結構受到擾動後,強度會極大地下降。
軟土根據物理力學性質、成因型別、無側限抗壓強度試驗或現場十字板剪下試驗、軟土的靈敏度分類。
⑤.鹽漬土。
易溶鹽含量大於0.5%的土,可判定為鹽漬土。某地區或場地地表以下1.
0m深度內易溶鹽的平均含量大於0.5%時,應定為鹽漬土地區或場地。鹽漬土具有較強的吸濕、松漲、溶陷及腐蝕等工程地質特性。
鹽漬土按含鹽性質、鹽漬程度的分類。
⑥.填土.
人為活動堆填的土應判定為填土,一般具有成分複雜和固結時間短等特點。根據物質組成和堆填方式,填土分為雜填土、素填土、衝填土、填築土4類。
鐵路路基填料分類是根據原《鐵路路基設計規範》 tb10001-99中的「填料分類」為基礎,進行了區域性的修訂,在「一級定名」上與《鐵路工程岩土分類標準》 tb10077-2001進行了統一,並以鐵建設[2004]148號文發布。
①.巨粒土、粗粒土(包括砂類土)
根據顆粒組成、顆粒形狀、細粒含量、顆粒級配、抗風化能力等,按講義表17.26進行定名和分組。
②.細粒土
根據土的塑性指數ip和液限含水率wl,按講義表17.27進行定名和分組。
3、練習題
①. (問答)鐵路工程土的分類標準,砂粒、粉粒、粘粒的含義是什麼?
答:砂粒:粒徑0.075mm 粉粒:粒徑0.005≤d≤0.075的顆粒;
粘粒:粒徑d<0.005mm的顆粒。
②. (問答)鐵路路基填料巨粒土、粗粒土和砂類土,他們是怎樣分類的?需要做什麼試驗?
答:粒徑大於60mm顆粒的質量超過總質量的50%的土稱為巨粒土;
粒徑大於0.075mm顆粒的質量超過總質量的50%的土稱為粗粒土;
砂類土是粗粒土的一種,其大於2mm顆粒的質量不超過總質量的50%。
巨粒土、粗粒土(包括砂類土)的分類定名,需做顆粒分析試驗,然後根據顆粒形狀、細粒含量、顆粒級配、抗風化能力等確定。對於塊石土必要時要做岩石抗壓強度試驗。
③. (問答)鐵路路基填料細粒土是怎樣分類的?需要做那些試驗?
答:細粒土包括粉土和粘性土。
粉土是塑性指數ip≤10,且粒徑大於0.075mm顆粒的質量不超過50%的土。需通過顆粒分析試驗和液塑限試驗確定。
粘性土根據土的塑性指數和液限含水率分類定名,需做液塑限試驗確定。
④. (問答)路基填料分類中「細粒含量」的含義是什麼?
答:細粒含量是指粘粒(d≤0.075mm)的質量佔總質量的百分數。
⑤. (問答)路基填料分類中顆粒級配「良好」與「不良」是怎樣區分的?
答:良好:cu≥5且cc=1~3
不良:cu<5且cc≠=1~3
其中:cu---不均勻係數,cu=d60/d10;
cc---曲率係數,cc=d230/(d10×d60)
式中:d60d30d10分別為顆粒級配曲線上相應於60%、30%、10%含量顆粒的粒徑。
⑥. (問答)路基填料分類中硬塊石於軟塊石是怎樣區分的?
答:硬塊石:單軸飽和抗壓強度rc>30mpa的塊石;軟塊石:單軸飽和抗壓強度rc<30mpa的塊石。
⑦. (問答)細粒土填料分類標準規定液限含水率試驗採用圓錐儀法,圓錐儀總質量多少?入土深度多少?
答:圓錐儀總質量為76g,入土深度10mm。
⑧.(問答)土樣定名時,如果同時符合2個或2個以上名稱時,怎樣處理?
答:應根據粒徑分組,由大到小,以最先符合者確定。
土工試驗專案應根據土的用途決定:
1、原狀土。
通過檢測結果判定土的工程性質。
①.物理性質:含水率、密度、顆粒密度(比重)、界限含水率、顆粒分析、滲透、相對密度等。
②.力學性質:壓縮、直剪、三軸壓縮、濕陷性和膨脹性等。
③.化學性質:礦物鑑定、有機質、含鹽量等。
④.原位測試:靜載試驗、靜力觸探、動力觸探、標準貫入、旁壓、十字板剪下等。
2、路基填料。
通過檢測結果判定路基填料的性質,用於指導路基填土壓實質量控制。
①.物理性質:含水率、密度、相對密度、顆粒密度(比重)、界限含水率、顆粒分析、擊實、有機質、含鹽量等。
②.現場檢測:密度、含水率、k30、evd、ev2等。
③.級配碎石:粒徑級配、破碎面含量、洛杉磯磨耗率、硫酸鈉浸泡損失率、液塑限、塑性指數、粘土團及其他雜質含量、毛體積密度。
④.改良土:液塑限、塑性指數、顆粒分析、擊實(重型)、含灰劑量、無側限抗壓強度
1、土的三相體概念
土是由固體顆粒、水分和空氣三相組成。其中每種成分的質量、體積的相對比例有所增減,都會引起土的物理力學性質的變化。圖1是土的三相圖。
圖1土的三相圖
2、土的基本物理指標及換算關係
土的基本物理指標有九項,他們是:密度、顆粒密度、含水率、幹密度、飽和密度、有效重度、孔隙比、孔隙率及飽和度。其中前三項是直接檢測出來的,後六項是計算出來的。
①. 密度ρ
單位體積土的質量(包括孔隙中水的質量在內)稱為土的密度(g/cm3)。
②. 顆粒密度
土體內的固體顆粒質量與顆粒體積之比值,稱為顆粒密度(g/cm3),顆粒密度關注的是土體固體顆粒的視密度,也是以前的比重的概念。
③. 含水率w
土中水的質量與土固體顆粒質量的比值稱為土的含水率,以百分數計。在有的標準中,如公路用標準,含水率又稱為含水量。
不同的土其含水率的變化範圍很大。乾燥堅硬的土,含水率只有2~10%.而軟粘土的含水率可達50~200%.
④.孔隙比e
土中的孔隙體積與土固體顆粒體積的比值稱為孔隙比。
孔隙比是土的重要指標之一,它反映了土的鬆軟和緊密程度。
⑤.孔隙率n
土中孔隙體積與全部體積之比稱為孔隙率(%)。
孔隙比與孔隙率之間存在著式(17-9)或(17-10)的關係。
⑥.飽和度sr
土中水分所佔體積與全部孔隙所佔體積之比,稱為飽和度(%)。
⑦.幹密度
表示單位體積內土粒的質量(g/cm3)。
⑧.飽和密度
當土體的孔隙完全為水所充滿時,土體的密度(g/cm3)
⑨.浮密度
表示地下水位以下的土體,且它的孔隙完全為水所充滿,但又整個受到地下水的浮力作用。因此有:
3、練習題
1、(填空)一般情況下,土是由(土粒)、(水)、(空氣)三相組成。
2、(單選)土粒比重的定義式為:(a)
a、 b、 c、 d、
3、(單選)幹密度的定義為:(b)
a、 b、 c、 d、
4、(單選)土粒比重的單位是:(c)
a、kn/m3 b、kg/m3c、無d、kpa
5、(單選)對於礫石土、碎石土和級配碎石,宜採用(b)計算孔隙率n 。
土工材料檢測及試驗表
檢測專案土工常規檢測包括 稠度 天然性質 固結 剪下 粘度分析 天然角 取樣批量規定 初步勘察取樣應符合下列要求 取 樣的勘察孔宜在平面上均勻分布,其數量可佔勘探孔總數的1 41 2 每孔的數量及豎向間距,應按地層特點和土的均勻程度確定,每層土均應取樣,數量不得少於6個 孔。詳細勘探取樣應符合下列要...
土工試驗檢測方案
中船龍穴基地工人宿舍區 一期 專案 土工 試驗檢測 方案審批人審核人 編制人編制日期 2014年5月20日 廣東省建設工程監理 目錄一 工程概述 2 二 制定依據 2 三 檢測方法及數量 2 1 最大幹密度 2 2 承載比 含擊實試驗 4 3 彎沉試驗 7 4 回填土壓實度檢測 9 四 檢測位置的確...
試驗檢測大綱
專案試驗工作包括兩個方面的內容,即試驗技術工作和試驗管理工作。試驗技術工作主要是指某個具體的試驗專案,如何按有關操作規程進行測試,得出相應的檢測資料,再進行計算 分析和評定,最後同有關標準 規範或設計檔案進行比較,看是否滿足要求。滿足要求的為合格,否則為不合格。試驗管理工作是指對專案的總體試驗技術工...