【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 （2）2個(gè)代號(hào)構(gòu)成時(shí)，第1個(gè)代號(hào)表示土的主成分，第2個(gè)代號(hào)表示土的特性指標(biāo)(土的液限或級(jí)配)。如：ML—低液限粉土；SW—級(jí)配良好砂。 （3）由3個(gè)代號(hào)構(gòu)成時(shí)，第1個(gè)代號(hào)表示土的主成分，第2個(gè)代號(hào)表示土的特性指標(biāo)(土的液限或級(jí)配)，第3個(gè)代號(hào)表示土中所含次要成分。如：CLG—含礫低液限粘土 (二)粗粒土的分類 定義：粗粒土是試樣中粗粒組含量大于的總質(zhì)量50%的土。 性質(zhì)：粗粒土沒(méi)有粘性，常稱為無(wú)粘性土，其性質(zhì)由土粒級(jí)配控制。粗粒土透水性強(qiáng)，易于壓實(shí)，基本不受含水狀態(tài)的影響。 分類：粗粒土的分類列于表15。表15粗粒土的分類土 類定名粒組含量土代號(hào)土名稱礫類土（礫粒組含量＞50%總質(zhì)量）礫細(xì)粒組含量小于5%級(jí)配：Cu≥５，Cc＝１～３GW級(jí)配良好礫級(jí)配：不能同時(shí)滿足上述要求GP級(jí)配不良礫含細(xì)粒土礫細(xì)粒組含量為5%～15%GF含細(xì)粒土礫細(xì)粒土質(zhì)礫細(xì)粒組的含量為15%～50%細(xì)粒為粘土GC粘土質(zhì)礫細(xì)粒為粉土GM粉土質(zhì)礫砂類土（礫粒組含量≤50%總質(zhì)量）砂細(xì)粒組含量小于5%級(jí)配：Cu≥５，Cc＝１～３SW級(jí)配良好砂級(jí)配：不能同時(shí)滿足上述要求SP級(jí)配不良砂含細(xì)粒土砂細(xì)粒組含量為5%～15%SF含細(xì)粒土砂細(xì)粒土質(zhì)砂細(xì)粒組的含量為15%～50%細(xì)粒為粘土SC粘土質(zhì)砂細(xì)粒為粉土SM粉土質(zhì)砂(三)細(xì)粒土的分類 定義：細(xì)粒土是指試樣中細(xì)粒組含量大于或等于總質(zhì)量50%的土。 性質(zhì)：(1)細(xì)粒類土中，當(dāng)粗粒組含量小于25%時(shí)，土體中的粗粒是分散填充在細(xì)粒土內(nèi)，對(duì)土的性質(zhì)影響不大，稱為細(xì)粒土； (2)當(dāng)粗粒組含量大于25%時(shí)，粗粒在土體中已起骨架作用，對(duì)土的性質(zhì)有相當(dāng)?shù)挠绊?，稱為含粗粒的細(xì)粒土。 ：細(xì)粒土根據(jù)塑性圖進(jìn)行分類。根據(jù)塑性圖分類后，細(xì)粒土共分成八類，其代號(hào)分別為：CH、CL、CHO、CLO、MH、ML、MHO、MLO 二、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ789） 根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，作為建筑物地基的土類有巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土及特殊土等，下面主要討論碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土等土的分類。 (一)碎石土 粒徑大于2mm的顆粒含量超過(guò)50%的土稱為碎石土。根據(jù)粒組含量及顆粒形狀可按表16分類。表16碎石土的分類土的名稱顆粒形狀粒組含量漂石塊石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于200mm的顆粒超過(guò)全重50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于20mm的顆粒超過(guò)全重50%圓礫角礫圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于2mm的顆粒超過(guò)全重50% 注：分類時(shí)應(yīng)根據(jù)粒組含量由大到小以最先符合者確定。 (二)砂土 粒徑大于2mm的顆粒含量不超過(guò)全重的50%、%的土稱為砂土。砂土可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂（表17）。表17砂土的分類土的名稱顆粒含量礫 砂粒徑大于2mm的顆粒超過(guò)全重25%～50%粗 砂%中 砂%細(xì) 砂%粉 砂% 注：分類時(shí)應(yīng)根據(jù)粒組含量由大到小以最先符合者確定。 (三)粘性土 凡塑性指數(shù)Ip值大于10的土定名為粘性土。根據(jù)塑性指數(shù)的大小，粘性土又分為粘土和粉質(zhì)粘土，即： Ip17粘土； 10Ip≤17粉質(zhì)粘土。 粘性土中有兩個(gè)亞類(淤泥和淤泥質(zhì)土、紅粘土)與工程建筑關(guān)系極為密切，它們是： 淤泥是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成的，其天然含水率大于液限、。 紅粘土是指碳酸鹽系的巖石（石灰?guī)r及白云巖等）經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土。其液限一般大于50%。經(jīng)再搬移后仍保留紅粘土基本特征，液限大于45%的土定為次生紅粘土。 (四)粉土 粉土是指塑性指數(shù)Ip小于或等于10的土。其性質(zhì)介于砂土和粘性土之間 。 (五)人工填土 根據(jù)組成和成因，人工填土可分為素填土、雜填土、沖填土三種。 素填土—由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組成的填土。 雜填土－含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活拉圾等雜物的填土。 沖填土－由水力沖填泥沙形成的填土。第七節(jié) 土的壓實(shí)性為了保證場(chǎng)地有足夠的強(qiáng)度，較小的透水性和壓縮性，施工時(shí)必須對(duì)填土進(jìn)行壓實(shí)，以提高填土的密實(shí)度和均勻性。工程中，采用的壓實(shí)方法有碾壓、夯實(shí)和振動(dòng)等。填土的壓實(shí)性在實(shí)驗(yàn)室是通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行測(cè)定的。如圖111所示。試驗(yàn)時(shí)，把制備成某一含水率的土料分層裝入擊實(shí)筒中，每層土料在一定的擊實(shí)功下，錘擊密實(shí)。根據(jù)擊實(shí)后土樣的密度和實(shí)測(cè)含水率可求出相應(yīng)的干密度。試驗(yàn)應(yīng)制備不少于5個(gè)不同含水率的試樣，分別進(jìn)行試驗(yàn)。擊實(shí)試驗(yàn)按擊錘質(zhì)量的不同分為輕型和重型擊實(shí)兩種(表18)。表18擊實(shí)試驗(yàn)參數(shù)試驗(yàn)方法錘質(zhì)量（kg）擊實(shí)筒體積（cm3）分層層數(shù)每層擊數(shù)輕 型325重 型394556根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)獲得的含水率ω和相應(yīng)的干密度ρd值，可繪制擊實(shí)曲線，如圖112所示。擊實(shí)曲線具有以下三個(gè)特點(diǎn)：峰值、理論飽和曲線、擊實(shí)曲線的形態(tài)。在一定擊實(shí)功下，只有當(dāng)含水率為某一特定值(最優(yōu)含水率ωop)時(shí)，土體才能達(dá)到最密實(shí)狀態(tài)，這時(shí)的干密度即最大干密度ρdmax。當(dāng)含水率大于或小于最優(yōu)含水率ωop時(shí)，對(duì)應(yīng)的干密度都小于最大干密度ρdmax。假定土中氣體全部被排出，孔隙中完全充滿水，即飽和度Sr=100%，實(shí)際上擊實(shí)曲線不可能與飽和曲線相交，而是位于飽和曲線的左側(cè)(見圖112)。從擊實(shí)曲線可以看出，最優(yōu)含水率的兩側(cè)表現(xiàn)為左陡右緩，右側(cè)大致與理論飽和曲線平行。所以，當(dāng)含水率低于最優(yōu)含水率時(shí)，含水率對(duì)土的密實(shí)度影響更為顯著。影響土體擊實(shí)效果的因素很多，主要有含水率、擊實(shí)功和土類和級(jí)配等。含水率對(duì)土的擊實(shí)效果的影響極大。見圖112土的擊實(shí)曲線大量試驗(yàn)證明，粘性土的最優(yōu)含水率ωop與土的塑限ωp比較接近，大致是ωop=ωp+2(%)。對(duì)于室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)，擊實(shí)功是由擊錘質(zhì)量、落高、錘擊數(shù)和錘擊土層的厚度等反映的。同一種土在不同擊實(shí)功時(shí)，會(huì)得到一組擊實(shí)曲線，如圖113所示。從圖中可以看出，土料的最大干密度和最優(yōu)含水率不是常量。最大干密度隨著擊實(shí)功的增加而逐漸增大，而最優(yōu)含水率隨著擊實(shí)功的增加而逐漸減小。在含水率較低時(shí)，擊實(shí)功對(duì)擊實(shí)效果的影響更為顯著；當(dāng)含水率較高時(shí)，這種影響程度降低，以至完全消失。試驗(yàn)表明：（1）相同擊實(shí)功下，粘性土塑性指數(shù)愈大，壓實(shí)愈困難，最大干密度愈小，最優(yōu)含水率愈大。（2）對(duì)于無(wú)粘性土，含水率對(duì)土的壓實(shí)性的影響與粘性土有明顯的不同（見圖114）。 因此，無(wú)粘性土在壓實(shí)過(guò)程中應(yīng)不斷地加水，使其處于飽和狀態(tài)，通常采用振動(dòng)法、水撼法加以密實(shí)，可以取得最佳效果。（3）同類土中，土的顆粒級(jí)配對(duì)土的壓實(shí)效果影響很大。顆粒不均、級(jí)配良好的土容易壓實(shí)；顆粒均勻、級(jí)配不良的土則不易壓實(shí)。目前，工程中大多采用壓實(shí)系數(shù)(密實(shí)度)P作為質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)第二章 土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律本章提要滲透：在水頭差作用下，水將透過(guò)土中的孔隙從高水頭處向低水頭處運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為滲透。滲透性：土體具有被水透過(guò)的性能稱為土的滲透性。一般來(lái)說(shuō)，礫類土的滲透性較大，砂土次之，粘土可視為相對(duì)不透水層。地基土的滲透性，不僅導(dǎo)致上游水量的滲漏，更嚴(yán)重的是滲透水流會(huì)帶走土體顆粒，引起土的滲透破壞，致使土體邊坡乃至建筑物失去穩(wěn)定性。如圖21所示。因此，需要研究下列三個(gè)問(wèn)題：(1)滲流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；(2)滲透破壞的型式及其發(fā)生條件；(3)滲透穩(wěn)定條件。第一節(jié) 達(dá)西滲透定律水的滲流可分為層流、紊流。層流滲透定律（達(dá)西定律）1．層流：即水流流線互相平行的流動(dòng)一般土體（粘性土、砂土）的孔隙細(xì)小，水在土體孔隙中的流速較小，滲流多屬于層流。達(dá)西定律：（是法國(guó)學(xué)者達(dá)西() 1856年根據(jù)砂土的滲透試驗(yàn)得出的），如圖2—2，在層流狀態(tài)時(shí)，水的滲流速度與水力坡降成正比。即:因?yàn)樗谕林械臐B流并不是通過(guò)土體的整個(gè)截面，而是通過(guò)粒間的孔隙進(jìn)行的，而土中孔隙的大小和形狀極為復(fù)雜，很難直接測(cè)定通過(guò)孔隙的真正流速。而水通過(guò)土體孔隙的實(shí)際流速比假想的流速大得多，它們之間的關(guān)系為：2．紊流：對(duì)于粗粒土(如礫石、卵石等)，只有水力坡降較小時(shí)，滲流速度與水力坡降才呈線性關(guān)系。當(dāng)水力坡降較大時(shí)，水在土中的流態(tài)屬紊流，此時(shí)，滲流速度與水力坡降呈非線性關(guān)系，達(dá)西定律就不適用了。第二節(jié) 滲透系數(shù)及其測(cè)定方法從達(dá)西定律中知道，滲透系數(shù)k是指當(dāng)水力坡降i=1時(shí)的滲流速度。滲透系數(shù)的大小反映了土的滲透性能，其值由滲透試驗(yàn)確定。滲透試驗(yàn)分為現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)兩種，現(xiàn)場(chǎng)常采用抽水試驗(yàn)，室內(nèi)常采用常水頭及變水頭試驗(yàn)兩種。一、常水頭試驗(yàn)常水頭試驗(yàn)適用于透水性較強(qiáng)的粗粒土，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中試樣的上、下游水頭保持為常數(shù)，其試驗(yàn)裝置如圖2—3所示?？砂催_(dá)西定律求出滲透系數(shù).滲透系數(shù)的影響因素影響土體滲透性的很多，如土類、級(jí)配、孔隙比及土中封閉氣泡等等，表2—1列出了不同土的滲透系數(shù)。表2—1 不同土的滲透系數(shù)土類滲流系數(shù)k(cm/s)滲透性純礫＞101高滲透性純砂與礫混合物103～101中滲透性極細(xì)砂105～103低滲透性粉土、砂與粘土混合物107～105極低滲透性粘土＜107幾乎不透水第三節(jié) 滲透力及滲透變形一、滲透力 水在土體孔隙中流動(dòng)時(shí)，必須克服土粒對(duì)滲透水流的阻力，從而引起水頭損失。而滲透水流作用于單位土體內(nèi)土粒上的拖曳力稱為滲透力。 為了說(shuō)明滲透力的存在，從圖25所示裝置中可以看到下列現(xiàn)象：當(dāng)容器A與容器B中的水面齊平時(shí)，無(wú)滲水現(xiàn)象；隨著容器B的提高，水自容器B經(jīng)過(guò)容器A的底部不斷地從容器A的頂緣溢出；當(dāng)容器B提升至某一高度時(shí)，容器A中原有密實(shí)的砂土將完全失去穩(wěn)定，好象沸騰的開水向上涌出，即產(chǎn)生流土現(xiàn)象。 流土現(xiàn)象的出現(xiàn)說(shuō)明水在土體孔隙中流動(dòng)時(shí)滲透力的存在。若容器A中砂土試樣的厚度為l，截面積為A，克服整個(gè)試樣由土粒對(duì)滲流的阻力所引起的水頭損失為h，總的水壓力損失即土粒對(duì)水流的阻力F，其值應(yīng)為： 由于水在土中的滲流速度較小，滲透水流的慣性力忽略不計(jì)。根據(jù)力的平衡條件可知，滲透水流作用于試樣上的總滲透力J與土粒對(duì)滲透水流的阻力F大小相等方向相反，即: 滲透力是一種體積力，是作用在整個(gè)試樣體積上的；則作用于單位土體體積的滲透力j應(yīng)為： 由上式知，滲透力的大小與水力坡降成正比，作用方向與滲流方向一致，量綱為kN/m３。二、滲透變形 滲透變形的基本形式 滲透變形可分為流土和管涌?jī)煞N基本型式。 當(dāng)土中發(fā)生自下而上的滲流，此時(shí)滲流力方向向上，與重力方向相反，將減小土粒間的壓力，一旦向上的滲透力等于土的浮重度，則土粒間的壓力將減小至零，土粒處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，土體中某一范圍內(nèi)的顆粒或顆粒群將同時(shí)發(fā)生移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為流砂或流土。流土發(fā)生于滲流逸出處而不是土體內(nèi)部。 流砂是一種不良地質(zhì)現(xiàn)象。在水下深基坑或沉井排水挖土?xí)r，常會(huì)發(fā)生流砂現(xiàn)象。流土主要發(fā)生在細(xì)砂、粉砂、亞粘土及亞砂土等土層中，而不易發(fā)生在粗粒土及粘性土中。 防治流砂的原則主要有：（1）減少或消除基坑內(nèi)外地下水的水頭差，例如采取先在基坑范圍外井點(diǎn)地下水，或直接進(jìn)行水下挖土等施工方法；（2）增長(zhǎng)滲流路徑；（3）在向上滲流出水口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲流力。 管涌是指在滲流作用下，無(wú)粘性土體中的細(xì)小顆粒，通過(guò)粗顆粒間的孔隙被水流帶走的現(xiàn)象。管涌可以發(fā)生在滲流逸處，也可能發(fā)生土體內(nèi)部。 在河灘路堤兩側(cè)有水位差時(shí)，路堤及路基土內(nèi)將發(fā)生滲流，當(dāng)水力坡降較大時(shí)，可能產(chǎn)生管涌現(xiàn)象，致使路堤坍塌破壞。為防止管涌的發(fā)生，一般可在路基下游邊坡的水下部分設(shè)置反濾層，以防止堤基中的細(xì)小顆粒被滲透水流帶走。(二)土的臨界水力坡降 使土體開始發(fā)生滲透變形的水力坡降稱ic為臨界水力坡降icr。它可以用試驗(yàn)方法或計(jì)算方法加以確定。 根據(jù)以上分析，導(dǎo)致滲透變形的直接原因是滲透力，而滲透力的大小隨著水力坡降的增大而增大。當(dāng)豎向滲透力等于土體的有效重度時(shí)，即j=γ’，土體即處于流土的臨界狀態(tài)，則有： 上式表明，流土的臨界水力坡降取決于土的物理性質(zhì)指標(biāo)。～。按上式求得的臨界水力坡降應(yīng)給以較大的安全儲(chǔ)備，方可作為允許水力坡降，安全系數(shù)一般取為2～。這樣，只要求出滲流逸出處的水力坡降ie，就可以判別流土發(fā)生的可能性。 當(dāng)ie＜icr時(shí)，土體處于穩(wěn)定狀態(tài)； 當(dāng)ie=icr時(shí)，土體處于臨界狀態(tài)； 當(dāng)ie＞icr時(shí)，土體處于流土狀態(tài)； 值得注意的是，上述公式僅適用于流土的判別。管涌發(fā)生的臨界水力坡降目前尚無(wú)合適的公式，故常采用試驗(yàn)方法進(jìn)行確定。第四節(jié) 土在凍結(jié)過(guò)程中水分的運(yùn)動(dòng)一、凍土及凍害 溫度在攝氏零度以下且含有冰的土稱為凍土。根據(jù)凍融情況凍土可分為季節(jié)性凍土和多年性凍土。冬季凍結(jié)，夏季融化的凍土稱為季節(jié)性凍土；凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)多年的土稱為多年性凍土。多年性凍土主要分布在緯度較高和海拔較高的嚴(yán)寒地區(qū)，如東北的大、小興安嶺及海拔較高的