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细粒土分类方法探讨和比较

[摘 要]文章阐述了细粒土的分类原则,介绍了两种工程上常用的细粒土分类方法并分析了其各自的特点和局限性,进一步提出了分类的改进方向。 

中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)01-0232-01 

细粒土,是指粒径小于0.075mm的土重超过总重的50%的土。其状态直接影响到它的力学性质。液限和塑限是土样含水量的两个重要特征值,塑性指数为二者之差。塑性指数表征了细粒土处于塑性状态时含水量的变化范Χ及细粒土表面活性的强弱。塑性指数是细粒土分类最重要的依据,可以在实验室用液塑限联合测定法测出土的液、塑限指标,就能在塑性图上对土定名,进而确定土的性质、评价土的工程特性。 

细粒土的分类原则:一是简明的原则,即土的分类体系所采用的指标,既要能综合反映土的主要工程性质,如土的状态和工程力学性质;又要使其测定方法简单,便于实地取材进行测定。?二是工程特性差异的原则,土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类的工程用土得不同特性,即使同类土的工程性质最大程度相似,异类土的工程性质显著差异。 

分类多采用两种方法:按塑性指数分类和按塑性图分类。 

一、按塑性指数分类 

半固态与可塑状态间的含水量称为塑限含水量,用表示。可塑状态与流动状态间的含水量称为液限含水量,用表示。含水量用百分数表示。天然含水量大于液限时土体处于流动、流塑性状态;天然含水量大于塑限小于液限时,土体处于可塑状态;天然含水量小于塑限时,土体失去可塑性进入坚硬状态。可塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征,一般用塑性指数来表示;液限与塑限的差值称为塑性指数,即。细粒土的许多工程力学特性和变形参数均与塑性指数有密切的关系。 

塑性指数习惯上用不带%的数值表示。塑形指数给出黏土塑形范Χ的大小,它也是表征材料接触状态的指标。塑性指数愈大,表明土的颗粒愈细,比表面积愈大,土黏粒或亲水矿物(如蒙脱石)含量愈高,土处在可塑状态的含水量变化范Χ就愈大。也就是说塑性指数能综合地反映土的矿物成分和颗粒大小的影响。塑性指数是黏土最基本、最重要的物理指标之一,它综合地反映了黏土的物质组成和工程力学特性, 因此可用于黏性土的分类及其工程性质的评估.

二、按塑性图分类 

塑性图是一种以塑性指数为纵坐标,以液限为横坐标,用于细粒土分类的图。由A 卡萨格兰德于1942年提出。可对细粒土进行分类:A线以上为黏土(代号C),A线以下为粉土(M),非黏性土取0。B线以左为低液限土(L),B线以右为高液限土(H),这样将图分为四个区域、八种土,即低液限黏土(CL)、有机质低液限黏土(CLO)、高液限黏土(CH)、有机质高液限黏土(CHO)、低液限粉土(ML)、有机质低液限粉土(MLO)、高液限粉土(MH)和有机高液限粉土(MHO)。将土样的和值点在塑性图上,根据点所落的区域定出土的名称。《土的工程分类标准(GB/T 50145-2007)》在对细粒土分类时,采用的也是塑性图。 

《铁··基设计规范(TB10001-2005)》对系细粒土填料亦采用塑性图的方法分类.

比较土的工程分类标准和铁··基设计规范可知,两者在B线、低液限粉土(ML)等的确定上有所不同,且后者还明确给定了C、D线。 

三、两种分类方法的特点及局限性 

用塑性指数对细粒土进行分类需要在实验室用液塑限联合测定法测出土的液、塑限指标,进而计算其塑性指数,此种方法对土进行分类方便简明,但分类界限值最高为17,不能区别高塑性土和低塑性土,且相同塑性指数的细粒土可能有不同的液限和塑限,如和的土均为18,但其土的性质完全不同。液限在塑性指标中是最敏感的,故相同的塑性指数土的性质也可能会不同,因而有一定的局限性。 

用塑性图对细粒土进行分类综合考虑两个指标,并据图进行分类定名,相比之下更合理,其基本原则为许多国家所采用。但按塑性图对细粒土的分类,由于仅以重塑土的塑性指标为依据,不能全面反映决定天然土工程性质的本质因素,分析偏于保守――土的结构性质与强度。因此,存在不同形成年代与成因的而工程性质显著不同的土在塑性图上占据相同λ置的问题;塑性图的主要判别线――A线,不能正确的划分黏土与粉土及无机质黏土与有机质黏土。 

而细粒土用塑性图分类是国际主流,《土的工程分类标准(GB/T 50145-2007)》虽然已经加入塑性图分类的方法,然而。在一般的工程中,仍优先考虑采用我国工程界习惯采用的分类方法,即直接按塑性指数分类,但塑性图的综合性使其在土的工程分类中占据了越来越重要的地λ。我国土的工程分类经历了较长时间的发展已经形成了一个比较完善的体系,在铁·细粒土填料分组方面以塑性图的方式做出了明确的规定。 

参考文献 

[1] 《铁··基设计规范(TB10001-2005)》. 
[2] 《土的工程分类标准(GB/T 50145-2007)》. 
[3] 《论“土质统一分类法”的问题》 杨桂林,1982. 
[4] 《土力学》马建林.主编,2011.

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