对粉土特性及划分方法的探索

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇对粉土特性及划分方法的探索范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文着重分析了粉土的一些物理特性，对其上、下界限的区分与判别，通过新的探索和尝试来不断完善对粉土的认识。？？？？？

关键词：饱水 固结 剪切 液化 含水量 重度 剪应力 内摩擦角 筛分法

1、前言

近些年来，由于公路行业日新月异的发展，各方在工程勘察领域对砂土和粘性土的力学性质进行了较多的理论和实践方面的研究。但是，对其间的过渡土，即粉土的力学性质的研究却很少，对其上、下界限的划分，野外鉴定与室内分析常出现明显的差异。在岩土工程中，土的强度指标是十分重要的设计参数，对确定地基承载力、土坡稳定、设计挡土结构物等都有直接的关系，影响工程的安全性和经济性。所以，对力学性质有较大差异的砂土、粉性土与粉土鉴别划分的准确与否，将直接影响土的强度的确定，进而影响下一步基础设计工作的顺利进行。

因此，本文着重分析了粉土的力学性质及其影响因素，对实践工作中粉土与砂土、粘性土的准确区分和判别，现场工作和室内土工试验的方法进行了新的探索和尝试，以期不断完善对粉土这类有独特个性土的认识。

2、粉土的特殊性及分类依据

在现行的行业规范中，进行地基土分类时，碎石土以下只承认两类：砂土与粘性土。在后来多年的研究成果和工程实践经验总结的基础上，人们发现有一种介于砂土和粘性土之间的土，它与粘性土以Ip=10为界（Ip为塑性指数），而又以粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%与砂土为界，其粒度成分中0.05～0.10mm与0.005～0.05mm的粒组占绝大多数，水与土粒之间的作用明显异于粘性土和砂土，而其他特性（塑性、压缩、抗剪强度、可夯性、可加固性等）也既不同于粘性土，又有别于砂土。

因此，这类具有独特个性的土，单独划出一类，并定名为粉土。

3、粉土的力学性质

粉土中的粉粒对工程性质起着控制作用，其粒径一般在0.05～0.005mm之间，多由含量超过60%的石英、云母组成，表面活动性弱，但有一定的结构性。大量实验证明：非饱和状态的粉土毛细现象活跃，如毛细压力会使粉土产生假塑性，引起土的塑性指数增大。粉土中的粘粒较少，一般低于15%，在粒间只起联结作用。它既不同于砂类土，又异于粘性土。当粉土受到剪切时，其颗粒运动是一个滚过一个并互相滑动的，不是像通常粘土那样形成一个破坏面，而是形成一个破坏带。当颗粒互相滑动时，需克服滑动磨擦力。在剪切过程中，颗粒部分抬高，然后，一个从另一个颗粒之上转动，落入颗粒间的孔隙中，再抬高，再转动，引起体积增大。密实粉土颗粒的这种现象称作微观膨胀。

4、粉土的抗震及动力特性

粉土的构成特点是颗粒间连接很弱，主要表现为物理连接。它对含水量敏感，由于毛细作用，当粉土吸收水分，含水量稍有变化，就会很快使土的强度大大丧失（表1）。

对比制备干重度相同的粉土重塑试件，其饱和快剪试验时，试件的含水量和单位重量基本一致，故出现了抗剪强度指标接近的现象；由于土固结后已处于饱和状态，剪损时隙比接近，所以，固结不排水剪结果与饱和固结不排水试验结果也出现相近的现象。

另外，粉土不排水抗剪强度随粉土粘粒含量的增加而降低，排水抗剪强度随粉土中粘粒含量的增加而增加，故对试验方法的选择是比较重要的。

关于粉土的液化的强度与重度因素的关系，从不同干重度的液化强度和振动次数的关系中，经过总结发现，粉土的重度越大，抗液化强度越高；反之，抗液化强度越低。

5、粘粒含量对力学性质的影响

粉土试样由于取样会受到一定程度的扰动，故影响试验成果的准确度。但从一些室内试验得到的内磨擦角与粘粒含量变化规律仍较明显，那就是在粘粒含量低时，粉土内磨擦角却较大。

粘粒含量与粉土的动力稳定性有关。土的粘粒含量多也意味着土的动力稳定性强，即土的抗液化能力强。但反映到现场的原位静探比贯入阻力和动探值时，常常又得到相反的结果，即Ps值和N63.5值随粘粒含量的增强而显著降低。静力触探、标准贯入试验两个原位测试指标能较好地反映粉土的原状结构和工程特性。据一组试验数据表明，粘粒含量Mc=10%是Ps值随Mc减少而开始强烈增大的第一转点，其第二转点大致在Mc=2%～3%。当Mc＜10%时，Ps值（或静力触探锥头阻力qc值）和N63.5值强烈增大的原因是粘粒对土的性质影响变弱，以及粉粒、砂粒多，透水性增大，在贯入中产生大的磨擦力和咬合阻力，孔隙水压力也减弱。实际资料表明，砂粒和粉粒相对含量的多少也会对土的强度有着十分明显的影响。

6、粉土的鉴别方法的选择

经过摸索，我们总结了野外工作经验及室内试验的一些有效划分手段。（1）首先，应从外观入手，粉粒与砂粒之差是难以肉眼鉴别，但干砂无粘性，有颗粒感；而干粉粒却略显微粘，且有光泽感。此外，粉粒的毛细作用显著。（2）其次，若外观上近于粉砂，则说明粗粒含量较高，可用筛分法来鉴别是粉砂还是粉土；但我们有些地区砂性土的特性是：含有粘粒较多，这些粘粒附在砂粒上，虽然经过粉碾。但仍有一部分小于0.075mm粒径的颗粒留在0.075mm筛上，使0.075mm筛上的质量增加，故而导致粉砂变成细砂，粉土变成粉砂。由于上述因素的影响，要通过对各种试验方法进行对比，才能得出结论。

7、粉土的评价

在粉土现场钻孔取样，虽然可以收到土样，但由于粉土的物理性质是粘结性差、易析水等，通常很难取得未经扰动的土样，而且土样在运输过程中的摇晃、震动，更易加剧土的扰动。

因此，粉土的评价宜用原位测试方法较好。限于现阶段对粉土的认识还有待于进一步深化，地基规范对粉土的描述也没有明确规定。从现有资料分析，粉土的密实度可根据孔隙比e来划分：e≥0.9，稍密；0.75≤e＜0.9，中密；e＜0.75，密实。粉土的湿度可按天然含水量W（%）划分：W＜20%，稍湿；20%≤W＜30%，湿；W≥30%，很湿。

8、结语

通过以上对粉土各种特性的分析和研究总结，我们可以看到，由于粉土的过渡性及其物理上的独特个性，应具体分析试验结果，结合当地已有的经验，采用合适的评价手段，综合研究，才能得出比较全面、客观、合理的结论。