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1、4.3 土的工程分类土的工程分类土的分类方案很多，这里介绍土的分类方案很多，这里介绍土的分类方案很多，这里介绍土的分类方案很多，这里介绍GBJ7GBJ78989建筑地建筑地建筑地建筑地基基础设计规范基基础设计规范基基础设计规范基基础设计规范推荐的分类推荐的分类推荐的分类推荐的分类（1 1）碎石土）碎石土）碎石土）碎石土：粒径大于：粒径大于：粒径大于：粒径大于2 mm2 mm的颗粒含量超过总的颗粒含量超过总的颗粒含量超过总的颗粒含量超过总重量的重量的重量的重量的50%50%以上。以上。以上。以上。（2 2）砂土）砂土）砂土）砂土：粒径大于：粒径大于：粒径大于：粒径大于2 mm2 mm的颗粒含量不
2、超过总的颗粒含量不超过总的颗粒含量不超过总的颗粒含量不超过总重量的重量的重量的重量的50%50%，而粒径大于，而粒径大于，而粒径大于，而粒径大于0.075 mm0.075 mm的颗粒含量超过总的颗粒含量超过总的颗粒含量超过总的颗粒含量超过总重量的重量的重量的重量的50%50%的土。的土。的土。的土。（3 3）粉土）粉土）粉土）粉土：粒径大于：粒径大于：粒径大于：粒径大于0.075 mm0.075 mm的颗粒含量不超过的颗粒含量不超过的颗粒含量不超过的颗粒含量不超过总重量的总重量的总重量的总重量的50%50%，塑性指数，塑性指数，塑性指数，塑性指数I IP P 小于或等于小于或等于小于或等于小于
3、或等于1010的土。的土。的土。的土。第1页/共60页（4 4）黏性土黏性土黏性土黏性土：塑性指数：塑性指数：塑性指数：塑性指数I IP P大于大于大于大于1010的土。的土。的土。的土。为粉质粘土；为粉质粘土；为粉质粘土；为粉质粘土；为黏土。为黏土。为黏土。为黏土。（5 5）人工填土人工填土人工填土人工填土：人类活动而堆填的土。可以分为：人类活动而堆填的土。可以分为：人类活动而堆填的土。可以分为：人类活动而堆填的土。可以分为：素填土素填土素填土素填土：由碎石、砂、粉土或粘土等中的一种或几种堆：由碎石、砂、粉土或粘土等中的一种或几种堆：由碎石、砂、粉土或粘土等中的一种或几种堆：由碎石、砂、粉土
4、或粘土等中的一种或几种堆积组成。积组成。积组成。积组成。杂填土杂填土杂填土杂填土：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填土。物的填土。物的填土。物的填土。第2页/共60页第3页/共60页第4页/共60页 第四纪时期沉积的砾石相对较短，一般又未经固结硬化成岩作用，因此在第四纪形成的各种沉积物通常是松散的、软弱的、多孔的，与岩石的性质有着显著差异，有时统称之为土。凡第四纪松散物质沉积后成土后，再在一个相当长的稳定环境中经受生物化学及物理化学的成壤作用所形成的土体，统
5、称为土壤。而未经受成壤作用的松散物质受到外力的剥蚀，侵蚀而在破碎、搬运、沉积等地质作用，时代较老的土体受上覆沉积物的自重压力和地下水作用下，经受压密固结作用，逐渐形成具有一定强度和稳定性的土体，这就是工程地质学中所说的土体。土壤一定是土体，但土体不一定是土壤。第5页/共60页4.4.1 残积土（物）残积土（物）-residual deposit 残积土是指岩石经风化后未搬运而残留于原地的碎屑物质。残积土处于岩石风化壳的最上部，向下逐渐过度为强风化带、弱风化带及基岩。各带之间为渐变过渡关系。4.4 土的成因类型特征土的成因类型特征第6页/共60页 残积土的粒度成分受到气候条件和残积土的粒度成分受
6、到气候条件和原岩成分的双重控制。原岩成分的双重控制。A 高原及干旱地区高原及干旱地区，岩石以物理风化，岩石以物理风化为主，残积土主要由原岩不同粒度的碎为主，残积土主要由原岩不同粒度的碎块组成。块组成。第7页/共60页B 半半干干旱旱地地区区，以以物物理理风风化化为为主主，同同时时有有一一定定程程度度的的化化学学风风化化，岩岩石石中中除除原原岩岩碎碎块块外外，有有部部分分次次生生矿矿物物，如如，水云母、可溶盐类矿物。水云母、可溶盐类矿物。C 炎炎热热的的气气候候湿湿润润区区，化化学学风风化化强强烈烈，往往往往形形成成所所谓谓“残残积积砂砂粘粘土土”，它它以以原原岩岩成成分分为为主主，同同时时含含
7、有有大大量量原原岩岩的的砾砾石石、砂砂粒粒等等。这这种种沉沉积积在在广广大大南南方方地区极为普遍。地区极为普遍。第8页/共60页物理风化残积物-云南文山-2006/11/4Photo Xu Zemin第9页/共60页物理风化残积物物理风化残积物-西藏昌都西藏昌都Photo Xu Zemin第10页/共60页残积土的成分还与原岩密切相关：花岗岩类风化形成的残积土中含有大量的粘土矿物，一般以粘土为主；中基性岩的风化产物一般为粉质粘土；砂岩、泥岩等的风化产物一般为砂粘土第11页/共60页4.4.2 坡积土（物）岩岩石石风风化化产产物物在在重重力力、水水流流等等外外力力作作用用下下，经经过过短短距距离
8、离搬搬运运，在在较较平平缓缓的的山山坡坡或或坡坡脚脚堆堆积积则则形成形成坡积土坡积土。Photo Xu Zemin第12页/共60页坡坡积积物物的的厚厚度度变变化化较较大大，一一般般坡坡脚脚最最厚厚，向向上上变变薄薄；坡坡积积物物中中一一般般没有层理，但有些情况下，可以见到清晰的层理。没有层理，但有些情况下，可以见到清晰的层理。Photo Xu Zemin第13页/共60页坡积物中清晰的层理Photo Xu Zemin第14页/共60页坡坡积积土土的的最最大大特特征征是是有有比比较较好好的的分分选选性性，从从上上向向下下，粒粒度越来越大。度越来越大。Photo Xu Zemin第15页/共60
9、页寨子村滑坡滑源区坡积物寨子村滑坡滑源区坡积物第16页/共60页寨子村滑坡滑源区坡积物寨子村滑坡滑源区坡积物第17页/共60页坡坡积积土土的的成成分分与与高高处处残残积积土土的的成成分分密密切切相相关关，极极其复杂，从碎石土到砂粘土都有。其复杂，从碎石土到砂粘土都有。Photo Xu Zemin第18页/共60页坡积物的混杂结坡积物的混杂结构及复杂成分构及复杂成分Photo Xu Zemin第19页/共60页4.4.3 洪积土（土）由由暴暴雨雨或或冰冰雪雪融融化化形形成成的的集集中中性性、暂暂时时性性洪洪流流携携带带的的碎碎屑屑物物质质在在山山沟沟的的沟沟口口或或山前倾斜平原山前倾斜平原堆积形
10、成的堆积物堆积形成的堆积物.有有时时这这种种堆堆积积体体因因为为形形状状象象“扇扇子子”而被称为而被称为“洪积扇洪积扇”。第20页/共60页澜沧江支流沟口洪积物Photo Xu Zemin第21页/共60页堆积物结构拍摄点堆积物结构拍摄点二级阶地三级阶地二级阶地堆积物结构拍摄点堆积物结构拍摄点Photo Xu Zemin第22页/共60页澜沧江支流沟口洪积物Photo Xu Zemin第23页/共60页甘肃玉门附近的祁连山巨型(扇长80 km)洪积扇6.85MB 第24页/共60页 洪洪积积物物的的分分选选：在在扇扇顶顶往往往往是是颗颗粒粒最最粗粗大大的的（块块石石、漂漂砾砾等等），越越接接近
11、近扇扇缘，颗粒越细（粉沙、粘土等）。缘，颗粒越细（粉沙、粘土等）。由由于于一一个个洪洪积积扇扇可可能能由由多多次次洪洪水水形形成，因而在其剖面上常可以见到成，因而在其剖面上常可以见到层理层理。第25页/共60页山前倾斜平原山前倾斜平原洪积扇第26页/共60页 相相临临山山口口处处的的洪洪积积扇扇常常常常彼彼此此相相连连形形成成“洪洪积积裙裙”（如如华华北北平平原原），并并可可能能形形成成洪洪积平原。积平原。洪水与经常性河水共同形成洪水与经常性河水共同形成冲洪积扇冲洪积扇.洪洪积积扇扇顶顶部部由由于于堆堆积积物物颗颗粒粒粗粗大大，常常常常成成为为良良好好的的供供水水源源地地（如如石石家家庄庄）；
12、洪洪积积扇扇中中上上部部由由于于一一般般为为粗粗粒粒土土，加加之之地地下下水水的的埋埋深比较大，常可以作为良好的地基。深比较大，常可以作为良好的地基。第27页/共60页第28页/共60页新疆喀什昆仑山与天山交汇处塔里木盆地边缘新疆喀什昆仑山与天山交汇处塔里木盆地边缘-山前倾斜平原的洪积扇群山前倾斜平原的洪积扇群4.8 M4.8 M洪积裙洪积裙第29页/共60页洪积扇，您也许见过，可您见过这么洪积扇，您也许见过，可您见过这么大大的洪积扇吗？的洪积扇吗？2008/04/23您见过您见过红军走过的红军走过的洪积扇吗？洪积扇吗？瞧好了！大渡河泸定段的巨型洪积扇瞧好了！大渡河泸定段的巨型洪积扇-请注意：
13、雪山、红军路和洪积扇请注意：雪山、红军路和洪积扇没有没有 没有没有Photo Xu Zemin养眼吗？第30页/共60页再给您一特写：雪山和洪积扇扇顶再给您一特写：雪山和洪积扇扇顶2008/04/23Photo Xu Zemin第31页/共60页您再瞧瞧：洪积扇的人居环境有多好！您再瞧瞧：洪积扇的人居环境有多好！2008/04/23但也有遭遇灭顶之灾的风险！但也有遭遇灭顶之灾的风险！Photo Xu ZeminDebris flow-奇强啊！第32页/共60页4.4.4 冲积土（物）-fluvial deposits 由由常常年年性性河河流流将将碎碎屑屑物物质质搬搬运运到到河河道中的某一部位堆
14、积形成的沉积物。道中的某一部位堆积形成的沉积物。冲冲积积物物分分布布于于现现代代河河道道及及古古河河道道附附近近；根根据据堆堆积积场场所所，可可以以分分为为河河床床相相、河漫滩相河漫滩相、牛轭湖相和三角洲相牛轭湖相和三角洲相。第33页/共60页 河床相河床相：分布于河床及阶地上。分布于河床及阶地上。河河床床相相在在山山区区河河流流或或河河流流上上游游一一般般为为颗颗粒粒粗粗大大的的砾砾石石、漂漂砾砾及及粗粗砂砂；中下游一般为砂、粉细砂等。中下游一般为砂、粉细砂等。河河床床相相，尤尤其其是是阶阶地地往往往往成成为为良良好的地基。好的地基。第34页/共60页山区河床相Photo Xu Zemin第
15、35页/共60页山区河床相Photo Xu Zemin第36页/共60页山区河床相Photo Xu Zemin第37页/共60页平原河床相第38页/共60页河漫滩相河漫滩相：是洪水期，河水漫过河床两：是洪水期，河水漫过河床两侧，其携带的物质堆积形成。侧，其携带的物质堆积形成。堆积物一般颗粒细小，为粉土、粉堆积物一般颗粒细小，为粉土、粉质粘土、粘土等。它是冲积平原的主要质粘土、粘土等。它是冲积平原的主要构成单元。构成单元。河漫滩相常被作为地基，但需要注河漫滩相常被作为地基，但需要注意的是其中往往含有淤泥质软弱夹层，意的是其中往往含有淤泥质软弱夹层，可能引起地基破坏或不均匀沉降。可能引起地基破坏或
16、不均匀沉降。第39页/共60页河漫滩相河床相河漫滩相第40页/共60页牛轭湖相：废弃河道的牛轭湖中沉积形成的，颗粒很细，常含有大量有机质。第41页/共60页三三角角洲洲相相：在在河河流流入入海海或或入入湖湖口口，由由于于水水流流流流速速急急剧剧降降低低，河河水水所所携携带带的的大大量量细细粒粒物物质质在在此此沉沉积积，形形成成面面积积宽宽广而且厚度极大的三角洲沉积。广而且厚度极大的三角洲沉积。常常常常为为饱饱和和软软土土，压压缩缩性性高高，一一般般不宜作为地基不宜作为地基。第42页/共60页河流三角洲相第43页/共60页湖泊三角洲相-青海湖第44页/共60页4.4.5 风积土（物）风风积积土土
17、是是指指在在干干旱旱的的气气候候条条件件下下，岩岩石石的的风风化化碎碎屑屑被被风风吹吹扬扬，搬搬运运一一段段距距离离后后，在在适适当当地地段段堆堆积积下下来来形形成成的的一一类类土。土。风风积积土土主主要要由由粉粉粒粒(0.0750.005 mm)和和粘粘土土矿矿物物组组成成，土土质质均均匀匀，质质纯纯，孔孔隙隙度度大大，结结构构松松散散。最最常常见见的的是是风成的砂和风成黄土风成的砂和风成黄土.第45页/共60页风力搬运风力搬运风力搬运风力搬运第46页/共60页风积土（物）Photo Xu Zemin第47页/共60页黄土高原 第48页/共60页4.5 特殊土的主要工程地质性质特殊土的主要工
18、程地质性质4.5.1 软土 软软土土：淤淤泥泥及及淤淤泥泥质质土土，是是第第四四纪纪后后期期于于沿沿海海地地区区的的滨滨海海相相、泻泻湖湖相相、三三角角洲洲相相和和弱弱谷谷相相；内内陆陆平平原原或或山山区区的的湖湖相相和和冲冲积积洪洪积积沼沼泽泽相相等等静静水水或或非非常常缓缓慢慢的的流流水水环环境境中中沉沉积积，并经生物化学作用形成的饱和软黏土。并经生物化学作用形成的饱和软黏土。e 1.5时，淤泥；时，淤泥；1.5e 1.0时，淤泥质土时，淤泥质土第49页/共60页滇池盆地湖相淤质粘土滇池盆地湖相淤质粘土第50页/共60页软土特征：软土特征：1、淤泥的、淤泥的黏粒含量较高黏粒含量较高，一般达
19、，一般达3060%；2、黏粒的黏土矿物含量以水、黏粒的黏土矿物含量以水云母云母和和蒙脱石蒙脱石为主；为主；3、高高含含水水量量和和高高孔孔隙隙性性：软软土土的的天天然然含含水水量量总总是是大于液限，孔隙比在大于液限，孔隙比在12之间，最大达之间，最大达34.4、低渗透性低渗透性：渗透系数一般在：渗透系数一般在10-410-8数量级；数量级；5、高高压压缩缩性性：软软土土属属于于高高压压缩缩性性土土，压压缩缩系系数数a0.10.2一般为一般为0.71.5 Mpa.6、变变形形特特征征：变变形形大大而而不不均均匀匀、变变形形稳稳定定时时间间长长、抗剪强度低、较显著的触变性和蠕变性。抗剪强度低、较显
20、著的触变性和蠕变性。第51页/共60页4.5.2 湿陷性黄土 凡凡天天然然黄黄土土在在上上覆覆土土的的自自重重压压力力作作用用下下，或或在在上上覆覆土土的的自自重重压压力力与与附附加加压压力力共共同同作作用用下下，受受水水湿湿陷陷受受土土的的结结构构迅迅速速破破坏坏而而发发生生显显著附加下沉的，称为著附加下沉的，称为湿陷性黄土。湿陷性黄土。以粉粒为主。以粉粒为主。湿陷原因湿陷原因：可溶性盐类是粗粉粒的胶结物。：可溶性盐类是粗粉粒的胶结物。黄黄土土分分类类：原原生生黄黄土土（湿湿陷陷性性黄黄土土（自自重重湿湿陷陷性性黄黄土土+非非自自重重湿湿陷陷性性黄黄土土）+非非湿湿陷陷性性黄黄土土）+次生黄
21、土（又称黄土状土）。次生黄土（又称黄土状土）。第52页/共60页4.5.3 红黏土 红红黏黏土土：在在亚亚热热带带湿湿热热气气候候条条件件下下，碳碳酸酸盐盐类类岩岩石石及及其其间间夹夹的的其其他他岩岩石石，经经过过红红土土化作用形成的化作用形成的高塑性黏土高塑性黏土。分类分类：红黏土：红黏土+次生红黏土次生红黏土红红黏黏土土一一般般特特征征：天天然然含含水水率率高高、孔孔隙隙比比很很大、强度高、压缩性低，工程性能良好。大、强度高、压缩性低，工程性能良好。第53页/共60页红黏土第54页/共60页4.5.4 膨胀土 膨膨胀胀土土：含含有有大大量量的的强强亲亲水水性性黏黏土土矿矿物物成成分分，具具
22、有有显显著著的的吸吸水水膨膨胀胀和和失失水水收收缩缩、且且胀缩变形往复可逆的胀缩变形往复可逆的高塑性黏土高塑性黏土。特特点点：高高强强度度、低低压压缩缩性性、具具有有膨膨胀胀和和收收缩缩特性。特性。A、高分散的黏土颗粒组成，黏粒含量高达、高分散的黏土颗粒组成，黏粒含量高达3585%；B、天然含水率接近塑限；、天然含水率接近塑限；C、天然孔隙比小；、天然孔隙比小；D、自由膨胀率一般大于、自由膨胀率一般大于40%第55页/共60页4.5.5 填土 填填土土：一一定定地地质质、地地貌貌和和社社会会历历史史条条件件下，由于人类活动而堆填的土。下，由于人类活动而堆填的土。分分类类：素素填填土土、杂杂填填
23、土土、冲冲填填土土-建建筑筑地地基基基基础础设设计规范计规范（GB 50007-2001）第56页/共60页素填土素填土：由由碎碎石石、砂砂土土、粉粉土土或或黏黏性性土土等等一一种种或或几几种种材材料料组组成成的的填填土土，其其中中不不含含杂杂质质或或杂杂质质很少。很少。分分类类：碎碎石石素填填土土、砂砂性性素填填土土、粉粉性性素素填填土土和和黏黏性性素素填填土土。素素填填土土经经分分层层压压实实者者-压压实填土实填土。工程地质问题工程地质问题：素填土的工程地质性质取决于它的密实度和均匀性；素填土的工程地质性质取决于它的密实度和均匀性；素填土地基的不均匀性。素填土地基的不均匀性。第57页/共6
24、0页杂填土杂填土：有大量杂物的填土。有大量杂物的填土。分分类类：建建筑筑垃垃圾圾土土、工工业业废废料料土土、生生活活垃垃圾圾土。土。工程地质问题工程地质问题：不均匀性；不均匀性；工程性质随堆填时间而变化；工程性质随堆填时间而变化；一般具有湿陷性一般具有湿陷性含腐殖质及水化物问题含腐殖质及水化物问题第58页/共60页冲填土（吹填土）冲填土（吹填土）：由由水水力力冲冲填填泥泥沙沙形形成成的的沉沉积积土土，即即在在整整理理或或河河道道治治理理时时，有有计计划划地地用用挖挖沙沙船船，通通过过泥泥浆浆泵泵将将泥泥砂砂夹夹大大量量水水分分，吹吹送送到到江江河河两两岸岸而形成的土。而形成的土。工程地质问题工程地质问题：冲冲填填土土的的颗颗粒粒组组成成和和分分布布规规律律与与所所充充填填泥泥沙沙的的来来源源及及充充填填时的水力条件有着密切的关系；时的水力条件有着密切的关系；充充填填土土的的含含水水量量大大、透透水水性性较较弱弱，排排水水固固结结差差，一一般般呈呈软软塑或流塑状态；塑或流塑状态；充填土一般比同类自然成绩饱和土的强度低、压缩性高。充填土一般比同类自然成绩饱和土的强度低、压缩性高。第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页