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描述學習指導書

附录Ⅱ~Ⅲ:铁路工程岩土分类标准简介及钻探日志的填写

(适用于铁三院)

湖南省城乡建设勘测院

二零零八年七月

1

1 总 则

1.0.1 为统一铁路工程勘察、设计、施工和运营养护维修工作中岩土分类的技术标准,制定本标准。 1.0.2 本标准适用于铁路工程的岩土分类。

1.0.3 岩土分类应采用现场鉴定与室内外试验,定性划分与定量评定相结合的方法。

2 术 语

2.0.1 岩石

岩石块体。指单一的不包含明显结构面的岩石块体。 2.0.1 一般土

不具有特殊结构,不含或所含特殊成分不影响土的工程性质的土。 2.0.2 特殊土

含有特殊成分或具有特殊状态、结构特征、并影响工程性质的土。

3 岩石的分类 3.1 岩石的分类

3.1.1 在铁路工程中,岩石应按其坚硬程度、软化性和抗风化能力进行分类。当岩石中所含的特殊成分影响岩石的工程地质性质时,应定为特殊岩石。

3.2 岩体的分类

3.2.1 岩层按层厚分类应符合表3.2.1的规定(主要指沉积岩)。

表3.2.1 岩层按层厚分类表

巨厚层 厚 层 h>1.0 0.5

表3.2.2 岩体节理发育程度表

基 本 特 征 节理1~2组,规则,为构造型,间距在1m以上,多为密闭节理。岩体被切割成巨块状 节理2~3组,呈X型,较规则,以构造型为主,多数间距大于0.4m,多为密闭节理,部分为微张节理,少有充填物。岩体被切割成大块状 节理3组以上,不规则,呈X型或米字形,以构造型风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分为张开节理,部分有充填物。岩体被切割成块状 节理3组以上,杂乱,以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m,以张开节理为主,一般均有充填物。岩体被切割成碎裂状 节理发育程度 节理不发育 节理较发育 节理发育 节理很发育 3.2.3 岩体按风化程度分类应符合表3.2.3的规定。 风化程度分带 未风化 表3.2.3 岩体按风化程度分类表

野 外 鉴 定 特 征 岩石矿物颜色 结 构 破 碎 程 度 坚 硬 程 度 岩石、矿物及其胶结物除构造裂隙外肉眼见除泥质岩可用大锤击碎颜色新鲜,保持原有颜保持岩体原有结构 不到其他裂隙,整体性外,其余岩类不易击开,色 好 放炮才能掘进 岩石、矿物颜色较暗岩体结构未破坏,仅沿有少量风化裂隙,裂隙要用大锤和契子才能剖淡,节理面附近有部分节理面有风化现象或间距多数大于0.4m,整开,泥质岩用大锤可以击矿物变色 有水锈 体性仍较好 碎,放炮才能掘进 岩体结构已部分破坏,岩石、矿物失去光泽,风化裂隙发育,裂隙间可用大锤击碎,用手锤不裂隙可能出现风化夹颜色暗淡,部分易风化距多数为0.2~0.4m,易击碎,大部分需放炮掘层,一般呈块状或球状矿物已经变色 整体性差 进,岩芯钻方可钻进 结构 风化裂隙很发育,岩体岩体结构已大部分破岩石及大部分矿物变破碎,风化物呈碎石用手锤可击碎,用镐可以坏,形成碎块状或球状色形成次生矿物 状,裂隙间距小于掘进,干钻可钻进 结构 0.2m,完整性很差 岩石、矿物已完全变岩体结构已完全破坏,风化破碎呈碎屑状,土用手可捏碎,用锹就可掘色,除石英外大部分风仅外观保持原岩特征 状或砂状 进,干钻较易钻进 化成土状 2

微风化 弱风化 强风化 全风化

4 土的分类 4.1 一般规定

4.1.1 根据土的工程地质性质,土可分为“一般土”和“特殊土”两大类。

4.1.2 土也可按堆积时代、地质成因、土颗粒的形状、级配或塑性指数等进行分类。

1 土按堆积时代可划分为老堆积土(Q3及其以前堆积的土层)、一般堆积土(文化期以前Q4的堆积的土层)、新近堆积土(文化期以来的Q4堆积的土层)。

2 土根据地质成因可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、海积土、湖积土、淤积土、冰积土和风积土等。 3 根据土颗粒的形状、级配或塑性指数,一般土可划分为碎石类土、砂类土、粉土和黏性土。

4.1.3 对成韵律沉积的土层,当薄层与厚层厚度之比为1/10~1/3时,宜定名为“夹层”,厚层的土名写在前面,如黏土夹粉砂层;当厚度之比大于1/3时,宜定名为“互层”,如黏土与粉砂互层;当厚度之比小于1/10,且有规律多次出现时,宜定名为“夹薄层”,如黏土夹薄层粉砂。

4.1.4 由坡积、洪积、冰水沉积形成的,颗粒级配不连续,粗细颗粒混杂的土,应判定为“混合土”。土的名称为在主要名称前贯以主要含有物的名称。当主要含有物(碎石类土、砂类土、粉土、黏性土等)的质量占总质量的5%~25%时,应定名为“微含”,如微含黏土角砾土,微含碎石黏土等;当主要含有物的含量大于或等于25%,应定名为“含”,如含黏土角砾土、含碎石黏土等。

4.2 一般土的分类

4.2.1 土的颗粒分组应符合表4.2.1的规定。

表4.2.1 土的颗粒分组

颗 粒 名 称 大 漂石(浑圆、圆棱)或块石(尖棱) 中 小 大 小 大 小 大 中 小 粗 中 细 粒径d(mm) d>800 400<d≤800 200<d≤400 100<d≤200 60<d≤100 40<d≤60 20<d≤40 10<d≤20 5<d≤10 2<d≤5 0.5<d≤2 0.25<d≤0.5 0.075<d≤0.25 0.005≤d≤0.075 d<0.005 21卵石(浑圆、圆棱)或碎石(尖棱) 粗圆砾(浑圆、圆棱)或粗角砾(尖棱) 细圆砾(浑圆、圆棱)或细角砾 砂粒 粉 粒 黏 粒 4.2.2 碎石类土根据土颗粒的形状和级配的划分,应符合表4.2.2的规定。

土的名称 漂 石 土 块 石 土 卵 石 土 碎 石 土 粗圆砾土 粗角砾土 细圆砾土 细角砾土 颗 粒 形 状 浑圆或圆棱状为主 尖棱状为主 浑圆或圆棱状为主 尖棱状为主 浑圆或圆棱状为主 尖棱状为主 浑圆或圆棱状为主 尖棱状为主 表4.2.2 碎石类土的划分

土 的 颗 粒 级 配 粒径大于200mm的颗粒超过总质量的50% 粒径大于60mm的颗粒超过总质量的50% 粒径大于20mm的颗粒超过总质量的50% 粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50% 注:定名时应根据粒径分组,由大到小,以最先符合者确定。 4.2.3 砂类土根据土的颗粒级配的划分,应符合表4.2.3的规定。

表4.2.3 砂类土的划分

3

土的名称 砾 砂 粗 砂 中 砂 细 砂 粉 砂 粒径大于粒径大于粒径大于粒径大于粒径大于土 的 颗 粒 级 配 2mm颗粒的质量占总质量的25%~50% 0.5mm颗粒的质量超过总质量的50% 0.25mm颗粒的质量超过总质量的50% 0.075mm颗粒的质量超过总质量的85% 0.075mm颗粒的质量超过总质量的50% 注:定名时应根据粒径级配,由大到小,以最先符合者确定。

4.2.4 塑性指数等于或小于10,且粒径大于0.075mm颗粒的质量不超过全部质量50%的土,应定名为粉土。 4.2.5 黏性土应根据土的塑性指数,按表4.2.5划分。

表4.2.5 黏性土的划分

土 的 名 称 粉 质 黏 土 黏 土 注:1 塑性指数等于土的液限含水率与塑限含水率之差;

2 液限含水率试验采用圆锥仪法,圆锥仪总质量为76g,入土深度10mm; 3 塑限含水率试验采用搓条法。

4.2.6 碎石类土、砂类土、粉土的密实程度和黏性土的压缩性,应分别根据野外调查鉴定、相对密度和标准贯入锤击数、孔隙比、压缩系数等指标确定。

1 碎石类土的密实程度应根据结构特征、地貌、天然坡形态、开挖及钻探情况,按表4.2.6-1确定。

表4.2.6-1 碎石类土密实程度的划分

密实程度 密 实 结 构 特 征 骨架颗粒交错紧贴连续接触,孔隙填满、密实 骨架颗粒排列疏密不匀,部分颗粒不接触,孔隙填满,但不密实 多数骨架颗粒不接触,孔隙基本填满,但较松散 骨架颗粒间有较大孔隙,充填物少,且松散 天 然 坡 和 开 挖 情 况 天然陡坡稳定,坎下堆积物较少。镐挖掘困难,用撬棍方能松动,坑壁稳定。从坑壁取出大颗粒处,能保持凹面形状 天然坡不易陡立或陡坎下堆积物较多。天然坡大于粗颗粒的安息角。镐可挖掘,坑壁有掉块现象。充填物为砂类土时,坑壁取出大颗粒处,不易保持凹面形状 不易形成陡坎,天然坡略大于粗颗粒的安息角。镐较易挖掘。坑壁易掉块,从坑壁取出大颗粒后易坍塌 锹可以挖掘。天然坡多为主要颗粒的安息角。坑壁易坍塌 钻 探 情 况 锤击数 钻进困难。钻探时,钻具跳动剧N63.5>20 烈,孔壁较稳定 钻进较难。钻探时,钻具跳动不剧20≥N63.5>10 烈,孔壁有坍塌现象 钻进较难。钻探时,钻具有跳动,10≥N63.5>5 孔壁较易坍塌 钻进较容易。钻进中孔壁易坍塌 N63.5≤5 塑性指数IP 10<IP≤17 IP>17 中 密 稍 密 松 散 2 砂类土的密实程度应根据标准贯入锤击数或相对密度,按表4.2.6-2划分。

密实程度 密 实 中 密 稍 密 松 散 表4.2.6-2 砂类土密实程度的划分 标准贯入试验锤击数N N>30 15<N≤30 10<N≤15 N≤10 相 对 密 度Dr Dr≥0.67 0.4<Dr< 0.67 0.33≤Dr≤0.4 Dr<0.33 3 粉土密实程度的划分,应根据孔隙比按表4.2.6-3确定。

密实程度 密 实 中 密 稍 密 表4.2.6-3 粉土密实程度的划分

孔 隙 比 e 值 野 外 特 征 e<0.75 干,手捏不易变形,用力捏时散成粉末;一按即散 0.75≤e≤0.9 手捏不易变形,稍显弹性,一摇即散,两个扰动土块摇动时不易粘合。 手捏变形,松手稍显弹性,一摇即散或者呈扁圆形,两个小土块摇动e>0.9 时能合成一体,或者土柱不能直立,往外淌水。 注:a 0.1-0.2为0.1-0.2 Mpa压力范围内的压缩系数。

4.2.7 碎石类土、砂类土、粉土的潮湿程度和黏性土的塑性状态,应分别根据饱和度、天然含水率、液性指数等指标确定。

1 碎石类土、砂类土的潮湿程度应根据饱和度,按表4.2.7-1划分。饱和度Sr按下式计算:

Sr = ( VW / VV )×100%

4

式中 VW —水所占的体积;

VV ——孔隙(包括水及气体)部分的体积。

表4.2.7-1 碎石类土和砂类土潮湿程度的划分

分 级 稍 湿 潮 湿 饱 和 2

粉土潮湿程度应根据天然含水率,按表4.2.7-2划分。

饱 和 度 Sr(%) Sr≤50 50<Sr≤80 Sr>80 表4.2.7-2 粉土潮湿程度的划分

分 级 天然含水率(W) 野 外 特 征 稍 湿 W<20 土扰动后不易握成团,一摇即散 潮 湿 20≤W≤30 土扰动后能握成团,摇动时表面稍出水,手中有湿印,用手捏水即吸回 饱 和 W>30 用手摇动后,有水流出。土体塌流或呈扁圆形状 3 黏性土的塑性状态应根据液性指数,按表4.2.7-3划分。液性指数IL按下式计算:

IL=(W-WP)/ IP

式中 W —天然含水率; WP—塑限含水率;IP —塑性含水率。 塑 性 状 态 坚 硬 硬 塑 软 塑 流 塑 表4.2.7-3 黏性土塑性状态的划分

液 性 指 数IL IL≤0 0<IL≤0.5 0.5<IL≤1.0 IL>1 4.3 特殊土的分类

4.3.1 根据土中特殊物质的含量、结构特征和特殊的工程地质性质等因素,可将特殊土划分为黄土、红黏土、膨胀土、软土、盐渍土、多年冻土、填土等。 4.3.2 黄土的判定及分类应符合下列规定:

1 第四纪以来,在干旱、半干旱气候条件下形成的,土颗粒成分以粉粒为主、含碳酸钙及少量易溶盐、并具大孔隙和垂直节理、抗水性能差、易崩解和潜蚀、上部多具湿陷性等工程地质特征的土,应判定为黄土。 2 黄土按堆积时代的划分,应符合表4.3.2-1的规定。

时 代 全 新 世 近 期Q4 早 期Q4 21Q4 晚 更 新 世Q3 中 更 新 世Q2 早 更 新 世Q1 表4.3.2-1 黄土按堆积时代的划分 地 层 名 称 地 层 划 分 新近堆—— 积 黄土 第一层古土壤 新黄土 —— 湿陷性底面以上地层 黄 土 马兰黄土 离石黄土 老黄土 午城黄土 —— —— 第一层古土壤 底面以下地层 说 明 一般有湿陷性 常具高压缩性 有 湿 陷 性 一 般 不 具 有 湿 陷 性 注:Q2离石黄土层顶面以下的黄土湿陷性,应根据建筑物的实际压力或上覆土的饱和自重压力进行室内湿陷

性试验或现场浸水性试验确定。

4.3.3 红黏土判定和分类,应符合下列规定:

1 颜色呈棕红、褐黄色,覆盖于碳酸盐系岩层之上,且液限等于或大于50%的高塑性黏土,应判定为红黏土。红黏土经搬运、沉积后仍保留残积黏土的基本特征,且液限大于45%,应判定为次生红黏土。红黏土具有遇水软化、失水收缩强烈、裂隙发育、易剥落等工程地质特征。 2 红黏土塑性状态的划分,应符合表4.3.3-1的规定。 状态 坚硬 硬塑 软塑 流塑

含水比αW值 αW≤0.55 0.55<αW≤0.7 0.7<αW≤1.0 αW>1.0 表4.3.3-1 红黏土塑性状态的划分

比贯入阻力PS(MPa) PS≥2.3 1.3≤PS<2.3 0.2≤PS<1.3 PS<0.2 5

经 验 指 标 土质较干、硬 不易搓成3mm粗的土条 易搓成3mm粗的土条 流动状态

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