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各類土的特征及取樣試驗方法,巖土人必備!

各類土的特征及取樣試驗方法,巖土人必備!

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【摘要】:
一、粘性土粘性土分為粉質粘土和粘土一、粉質粘土定義:塑性指數大于10且小于或等于17的土應定名為粉質粘土,肉眼觀察,細土中有砂粒,干時不堅硬,用錘可打成細土粒,濕時有塑性有粘結力,能搓成φ0.5-2mm的土條,長度較小,用手搓、捻感覺有少量細顆粒,稍有粘滯感覺。二、粘土定義:塑性指數大于17的土定為粘土,肉眼觀察較細膩,一般無砂粒,干時很堅硬,用錘可打成碎塊,濕時塑性粘性大,土團壓成餅時,邊部不裂
一、粘性土

粘性土分為粉質粘土和粘土

一、粉質粘土定義:塑性指數大于10且小于或等于17的土應定名為粉質粘土,肉眼觀察,細土中有砂粒,干時不堅硬,用錘可打成細土粒,濕時有塑性有粘結力,能搓成φ0.5-2mm的土條,長度較小,用手搓、捻感覺有少量細顆粒,稍有粘滯感覺。

二、粘土定義:塑性指數大于17的土定為粘土,肉眼觀察較細膩,一般無砂粒,干時很堅硬,用錘可打成碎塊,濕時塑性粘性大,土團壓成餅時,邊部不裂,能搓成φ=0.5mm的土條,長度不少于手掌,用手搓捻有滑潤感覺,當水分較大時,極為粘手,感覺不到有顆粒存在。

三、描述內容:顏色、狀態、包含物、光澤反應、搖震反應、結構及層理特征

1、顏色:主色在后,次色在前。

2、狀態:

① 堅硬:干而堅硬,很難掰成塊。

② 硬塑:用力捏先裂成塊后顯柔性,手捏感覺干,不易變形,手按無指印。

③ 可塑:手捏似橡皮有柔性,手按有指印。

④ 軟塑:手捏很軟,易變形,土塊掰時似橡皮,用力不大就能按成坑。

⑤ 流塑:土柱不能直立,自行變形。

3、包含物:貝殼、鐵錳結核、高嶺土姜結石等。

4、光澤反應:用取土力切開土塊,視其光滑程度分為

① 切面粗造為無光澤。

② 切面略粗造(稍光滑)為稍有光澤。

③ 切面光滑為有光澤。

5、搖震反應:試驗對應將軟塑~流動的小土塊或土球,放在手掌中反復搖晃,并以另一手掌振擊此手掌,土中自由水將滲出,球面呈現光澤。用手指捏土球,放松后水又被吸入,光澤消失,根據土球滲水和吸水反應快慢可區分為:

① 立即滲水及吸水者為反應迅速。

② 滲水及吸水中等者為反應中等。

③ 滲水和吸水慢及不滲,不吸者為反應慢或無反應。

 

4、韌性試驗:將含水率略在于塑性的土塊在手中揉捏均勻,然后在手掌中搓成直徑3mm的土條,再揉成土團,根據再次搓條的可能性,可分為:

①能揉成土團,再搓成條,捏而不碎者為韌性高

②可再揉成團,捏而不碎者為韌性中等

③勉強或不能再揉成團,稍捏或不捏即碎者為韌性差

5、干強度:試驗時將一小塊土捏成小土團,風干后用手指捏碎,根據用力大小區分為

①很難或用力才能捏碎或掰斷者為干強度高

②稍用力即可捏碎或掰斷者為干強度中等

③易于捏碎和捻成粉未者為干強度低

6、結構及層理特征:對同一土層中相間呈韻律沉積,當薄層與厚層的厚度比大于1/3時,宜定為“互層”;厚度比為1/10~1/3時,宜定為“夾層”;厚度比小于1/10的土層,且多次出現時,宜定為“夾薄層”。

7、對具有互層、夾層、夾薄層特征的土,尚應描述各層的厚度和層理特征。

 

第二章    粉  土

 

一、定義:粒徑大于0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%,且塑性指數等于或小于10的土應定名為粉土。肉眼觀察絕大部分是粉粒,砂粒少,干時土塊結合不夠堅固,微力即散成粉末,濕時有流動性,土球經振動可成餅狀,在手中可捏成團,能搓成φ3mm的短土條。用手搓捻無粘滯感覺,較粗糙,大部分是粉末。  

二、描述內容:顏色、包含物、濕度、光澤反應、搖震反應、層理特征

1、顏色:主色在后,次色在前。

2、包含物:云母、貝殼、石英、氧化鐵浸染條紋(帶)、高嶺土條紋(團塊)等。

3、濕度:分稍濕、濕、很濕。  

① 稍濕:土擾動后不易握成團,一搖即散。 

② 濕:土擾動后能握成團,搖動時土表面稍出水,手中有濕印,用手捏水即吸回。

③ 很濕:水位以下,用手搖動時有水流出,土體塌流成扁圓形。

4、層理特征:層厚及夾層情況,對同一土層中相間呈韻律沉積,當薄層與厚層的厚度比大于1/3時,宜定為“互層”;厚度比為1/10~1/3時,宜定為“夾層”;厚度比小于1/10的土層,且多次出現時,宜定為“夾薄層”。 

 

第三章   砂   土

 

一、定義:粒徑大于2mm的顆粒質量不超過總質量的50%,粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量50%的土、應定名為砂土,肉眼觀察絕大部分是砂粒,干時松散,濕時無塑性,搓不成條,用水搓捻時感覺砂粒,無滑潤感覺。

二、描述內容:砂土應描述顏色、礦物組成、顆粒級配、顆粒形狀、粘粒含量、濕度、密實度等、層理特征。 1、顏色:主色在后,次色在前,如黃褐、青灰等。

2、礦物組成:砂土主要礦物組成:石英、云母、長石等。  

3、顆粒級配:

① 礫砂:粒徑大于2mm的顆粒質量占總質量25%-50%;  
② 粗砂:粒徑大于0.5mm的顆粒質量超過總質量的50%; 
③ 中砂:粒徑大于0.25mm的顆粒質量超過總質量的50%;   
④ 細砂:粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量的85%;  
⑤ 粉砂:粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量的50%。

4、顆粒形狀:描述顆粒的磨圓度。

5、粘粒含量:所含粘性土占總質量的百分比。

6、濕度:稍濕、很濕、飽和

① 稍濕:呈松散狀,用手握時感到濕、涼,放在紙上不會浸濕,加水時吸收很快。 

② 很濕:可以勉強握成團,放在手上有濕感、水印,放在紙上浸濕很快,加水時吸收很慢。

③ 飽和:鉆頭上有水,放在手掌上水自由滲出。

7、密實度:砂土的密實度應根據標準貫入試驗錘擊數實測值N劃分為密實、中密、稍密和松散,并應符合下表的規定。

標準貫入錘擊數N

密 實 度

標準貫入錘擊數N

密實度

N≤10

10<N≤15

松 散

稍 密

15<N≤30

N>30

中 密

密 實

 

 

第四章  碎石土

 

一、定義:

粒徑大于2mm的顆粒質量超過總質量50%的土,應定名為碎石土,并按下表進一步分類;   

碎 石 土 分 類

土的名稱

顆 粒 形 狀

土的名稱

顆 粒 形 狀

漂  石

圓形及亞圓形為主

粒徑大于200mm的顆粒質量超過總質量50%

碎  石

棱角形為主

塊  石

棱角形為主

圓  礫

圓形及亞圓形為主

粒徑大于2mm顆粒質量超過總質量50%

卵  石

圓形及亞圓形為主

粒徑大于20mm的顆粒質量超過總質量50%

角  礫

棱角形為主

二、描述內容:顆粒級配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風化程度、充填物性質和充填程度、密實性、層理特征。 (QhAGk&lu 

1、顆粒級配:不同粒徑碎石占總質量的百分比  

① 漂石、塊石、粒徑大于200mm超過總質量的50%;  

② 卵石、碎石、粒徑大于20mm小于200mm超過總質量的50%;

③ 圓礫、角礫、粒徑大于2mm小于20mm超過總質量的50%。

2、顆粒形狀

① 塊石、碎石、角礫:以棱角形為主。  

② 漂石、卵石、圓礫:以圓形及亞圓形為主。

3、顆粒排列:顆粒間排列、接觸方式。   

4、母巖成分:

① 巖漿巖:代表性巖石 玄武巖 花崗巖、流紋巖、輝綠巖等;

②沉積巖:代表巖石  泥巖、砂巖、頁巖、灰巖、礫巖等;

③變質巖:代表巖石  千枚巖、板巖、片麻巖等。

5、風化程度:

① 未風化:巖質新鮮,偶見風化痕跡;

② 微風化:結構基本未變,僅節理面有渲染或略有變色,有少量風化裂隙,用手錘不易擊碎;

③ 中等風化:結構部分破壞,沿節里有次生礦物,風化裂隙發育,巖體被切割成巖塊,用鎬難挖,用手錘易擊碎,巖芯鉆方可鉆進;

④ 強風化:結構大部分破壞,礦物成分顯著變化,風化裂隙很發育,巖體破碎,用鎬可挖,手可折斷,干鉆不易鉆進;

⑤ 殘積土:組織結構全部破壞,已風化成土狀,鍬鎬易挖掘,干鉆易鉆進,具可塑性。

6、充填物性質和充填程度:當充填物為粘性土、粉土、砂土充填應按充填物性質分別描述顏色、狀態、密實度、濕度等。 
7、密實性  

① 按N63.5分類;

重型動力觸探錘擊數N63.5

密實度

重型動力觸探錘擊數N63.5

密實度

N63.5≤5

松散

10<N63.5≤20

中密

5<N63.5≤10

稍密

N63.5>20

密實

② 按N120分類

超重型動力觸探錘擊數N120

密實度

超重型動力觸探錘擊數N63.5

密實度

N120≤3

松散

11<N120≤14

密實

3<N120≤6

稍密

N120>14

很密

6<N120≤11

中密

   

③ 目測法: 

密實性

骨架顆粒含量和排列

可 挖 性

可 鉆 性

松  散

  骨架顆粒質量小于總質量的60%,排列混亂,大部分不接觸。  

  鍬可以挖掘,井壁易坍塌,從井壁取出大顆粒后,立即塌落。

  鉆進較易,鉆桿稍有跳動,孔壁易坍塌。

中  密

  骨架顆粒質量等于總質量的60%~70%,呈交錯排列,大部分接觸。  

  鍬鎬可挖掘,井壁有掉塊現象,從井壁取出大顆粒處,能保持凹面形狀。  

  鉆進較困難,鉆桿、吊錘跳動不劇烈,孔壁有坍塌現象。

密  實

  骨架顆粒質量大于總質量的70%,呈交錯排列,連續接觸。

鍬稿挖掘困難,用撬棍方能松動,井壁較穩定。

  鉆進困難,鉆桿、吊錘跳動劇烈,孔壁較穩定。

 

第五章   特殊土

 

特殊土:濕陷土、紅粘土、軟土、混合土、填土、多年凍土、膨脹巖土、鹽漬巖土、風化巖和殘積土、污染土 一、軟土:包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土

對以上土除一般描述外尚需進行嗅味、動植物腐化程度等的描述   
1、淤泥或淤泥質土,肉眼鑒別特征:深灰色、灰色,有光澤,味臭,除腐植質外尚含少量未完全分解的動植物體,浸水后水面出現氣泡,干燥后體積收縮。

2、泥炭質土:深灰或黑色,有腥臭味,能看到未完全分解的植物結構,浸水體脹,易崩解,有植物殘渣浮于水中,干縮現象明顯。

3、泥炭:除有泥炭質土的特征外,結構松散,土質很輕,暗無光澤,干縮現象極為明顯。

二、填土,除一般描述外尚應描述物質成分,堆積年代、密實度和厚度的均勻程度等。

三、巖石,巖石應描述顏色,主要礦物、結構、構造和風化程度,對沉積巖尚應描述礦物結晶大小形狀、膠結物和膠結程度,對巖漿巖和變質巖尚應描述礦物結晶大小和結晶程度,對巖體的描述尚應包括結構面、結構體特征和巖層厚度。 ⑵ 因無法取得Ⅰ級土試樣而必須使用Ⅱ級土試樣進行強度、變形、固結壓密參數試驗時,應結合地區經驗慎重使用試驗成果。

 

第六章  鉆探要求

 

一、鉆孔規格:

1、鉆孔口徑應根據鉆探目的和鉆進工藝確定。采取原狀土樣的鉆孔,口徑不得小于91mm,僅需鑒別地層的鉆孔,口徑不宜小于36mm;在濕陷性黃土中,鉆孔口徑不宜小于150mm。 MCKN.f%lP  

2、深度超過100mm的鉆孔以及有特殊要求的鉆孔包括定向鉆進、跨孔法測量波速,應測斜、防斜,保持鉆孔的垂直度或預計的傾斜度與傾斜方向。對垂直孔,每50m測量一次垂直度,每深100m允許偏差為±2°。對斜孔,每25m測量一次傾斜角和方位角,允許偏差應根據勘探設計要求確定。鉆孔斜度及方位偏差超過規定時,應及時采取糾斜措施。

二、鉆進與護壁  

1、鉆進方法應符合下列要求:

① 對要求鑒別地層和取樣的鉆孔,均應用回轉方式鉆進,取得巖土樣品。遇到卵石、漂石、碎石、塊石等類地層不適用于回轉鉆進時,可改用振動回轉方式鉆進。  

② 在地下水位以上的土層中應進行干鉆,不得使用沖洗液,不得向孔內注水,但可采用能隔離沖洗液的二重或三重管鉆進取樣。  

③ 鉆進巖層宜采用金剛石鉆頭。對軟質巖石及風化破碎巖石應采用雙層巖芯管鉆頭鉆進。需要測定巖石質量指標RQD時應采用外徑75mm的雙層巖芯管鉆頭。 

④ 在濕陷性黃土中應采用螺旋鉆頭鉆進,亦可采用薄壁鉆頭錘擊鉆進。操作應符合“分段鉆進、逐次縮減、堅持清孔”的原則。   

2、 對可能坍塌的地層應采取鉆孔護壁措施。在淺部填土及其它松散土層中可采用套管護壁。在地下水位以下的飽和軟粘性土層、粉土層和砂層中宜采用泥漿護壁。在破碎巖層中可視需要采用優質泥漿、水泥漿或化學漿液護壁。沖洗液漏失嚴重時,應采取充值、封閉等堵漏措施。 

3、鉆進中應保持孔內水頭壓力等于或稍大于孔周地下水壓,提鉆時應能通過鉆頭向孔底通氣通水,防止孔底土層由于負壓、管涌而受到擾動破壞。  

4、在踏勘調查、基坑檢驗等工作中可采用小口徑螺旋鉆、小口徑勺鉆、洛陽鏟等簡易鉆探工具進行淺層土的勘探。  

三、采取鑒別土樣及巖芯

1、在土層中采用螺旋鉆頭進時,應分回次提取擾動土樣?;卮芜M尺不宜超過1.0m,在主要持力層中或重點研究部位,回次進尺不宜超過0.5m,并應滿足鑒別厚度小至20cm的薄層的要求。

2、在水下粉土、砂土層中鉆進,當土樣不易帶上地面時,可用對分式取樣或標準貫入器間斷取樣,其間距不得大于1.0m。取樣段之間則用無巖芯鉆進方式通過,亦可采用無泵反循環方式用單層巖芯管回轉鉆進并連續取芯。

3、在巖層中鉆進時,回次進尺不得超過巖芯管長度,在軟質巖層中不得超過2.0m。巖芯采取率應逐次計算。完整巖層巖芯采取率不宜小于80%;破碎巖層的巖芯采取率不宜小于65%。對需要重點研究的破碎帶、滑動帶,尚應根據工程要求提高取芯率,必要時尚應進行定向連續取芯。  

4、鉆進過程中各項深度數據均應丈量獲取,累計量測允許誤差為±5cm。

四、地下水觀測

1、鉆進中遇到地下水時,應停鉆量測初見水位。為測得單個含水層的靜止水位,對砂類土停鉆時間不少于30min;對粉土不少于1h;對粘性土層不少于24h。并應在全部鉆孔結束后,同一天內量測各孔的靜止水位。水位量測可使用測水鐘或電測水位計。水位允許誤差為±1.0cm。

2、鉆孔深度范圍內有兩個以上含水量,且鉆探任務書要求分層量測水位時,在鉆穿第一含水層并進行靜止水位觀測之后,應采用套管隔水,抽干孔內存水,變徑鉆進,再對下一含水層進行水位觀測。  

3、因采用泥漿護壁影響地下水位觀測時,可在場地范圍內另外布置若干專用的地下水位觀測孔,這些鉆孔可改用套管護壁。  

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