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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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