岩土工程勘察现场工作必备基础知识

1、岩土工程勘察现场工作必备基础知识 土部分 土的颗粒级配：指土中各粒组的相对含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示。 由土的累积曲线的形态，可以看出各粒组的分布规律，可以大致判断土的均匀程度与分选型。 曲线平缓，说明土颗粒大小相差悬殊，土颗粒不均匀，分选差，级配良好； 曲线较陡，则说明土颗粒大小相差不多，土颗粒较均匀，分选性较好，级配不良； 塑 限（Wp）：粘性土由固态转变到塑态的界限含水量，称为塑限（WP）; 液 限（Wl）：粘性土由塑态转变到流态的界限含水量，称为液限（ WL）； 塑性指数（Ip）：由于粘性土的可塑性是含水量介于液限与塑限之间表现出来的，故粘性土可塑性的强弱可

2、由这两个 稠度界限的差值大小反映，此差值称为塑性指数Ip ； 即: I p= Wl- WP 液性指数（II）：判别自然界中粘性土的稠度状态，通常采用液性指数（II）。|l= （W-Wp） / （Wl-Wp） 液性指数Il Il 0 0 V Il 1.00 稠度状态 坚硬 硬塑 可塑 软塑 流塑 土的分类和鉴定 一、土的鉴定应在现场描述的基础上，结合室内试验的开土记录和试验结果综合确定。土的描述应符合下列规定： 1碎石土应描述颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、密实度等； 2砂土应描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度等； 3粉土应描

3、述颜色、包含物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度、韧性等； 4粘性土应描述颜色、状态、包含物、光泽反应、干强度、韧性、土层结构等； 5特殊性土除应描述上述相应土类规定的内容外，尚应描述其特殊成分和特殊性质；如对淤泥尚需描述嗅味， 对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和厚度的均匀程度等； 6对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度和层理特征。 二、 土按颗粒级配或塑性指数进行分类可分为以下4种： 1碎石土：粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的 50%的土； 2砂 土：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的 50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的 50%的土;

4、 3粉 土：粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的 50%，且塑性指数Ip 10的土； 粉质粘土：塑性指数Ip 10,且Ip 17的土； 注：塑性指数应由相应于 76g圆锥仪沉人土中深度为10mm时测定的液限计算而得； 三、除按颗粒级配或塑性指数定名外，土的综合定名应符合下列规定： I对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名； 2对特殊性土，应结合颗粒级配或塑性指数定名； 3对混合土，应冠以主要含有的土类定名； 4对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”； 当薄层与厚层的厚度比为 1/101/3时，宜定为“夹层”； 当薄层与厚层的厚度比小于

5、1/l0的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”； 5当土层厚度大于0.5时，宜单独分层。 四、碎石土: 粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的 50%的土，应定为碎石土。 按下表1碎石土可进一步分类 表1碎石土分类 土的名称 颗粒形状 颗粒级配 漂石 块石 圆形及亚圆形为主 粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的 50% 棱角形为主 卵石 碎石 圆形及亚圆形为主 粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量的 50% 棱角形为主 圆砾 角砾 圆形及亚圆形为主 粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的 50% 棱角形为主 注：定名时，应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定 五、碎石土的密实度： 碎石土的密实

6、度可根据圆锥动力触探锤击数（修正值）按下表24确定： 表2碎石土密实度按 N63.5 （修正值）分类 重型动力触探锤击数N63.5 密实度 N63.5W 5 松散 5v N63.5 10 稍密 10v N63.5 20 密实 注：本表适用于平均粒径 5 50mm，且最大粒径v 100mm的碎石土。 对于平均粒径50mm，且最大粒径100mm的碎石土，可用超重型动力初探或用野外观察鉴别。 表3碎石土密实度按N120 （修正值）分类 超重型动力触探锤击数N120 密实度 N120 14 很密 碎石土的密实度的野外鉴别、定性描述可按下表4的规定执行: 表4碎石土密实度野外鉴别 密实度 骨架颗粒含量和

7、排列 可挖性 可钻性 松散 骨架颗粒质量小于总质量的 60%，排列混乱，大部分不 接触 锹可以挖掘，井壁易坍塌， 从井壁取出大颗粒后，立即 塌落 钻进较易，钻杆稍有跳动， 孔壁易坍塌 中密 骨架颗粒质量等于总质量的 60%70%，呈交错排列，大 部分接触 锹镐可挖掘，井壁有掉块现 象，井壁取出大颗从粒处能 保持凹面形状 钻进较困难，钻杆、吊锤跳 动不剧烈，孔壁有坍塌现象 密实 骨架颗粒质量大于总质量的 70%，呈交错排列连续接触 锹镐挖掘困难，用撬棍方能 松动，井壁较稳定 钻进困难，钻杆、吊锤跳动 剧烈，孔壁较稳定 六、砂土: 粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075m

8、m的颗粒质量超过总质量的50%的土; 砂土可按下表表5进一步分类 表5砂土的分类 土的名称 颗粒级配 砾 砂 粒径大于2mm的颗粒质量占总质量的 25%50% ； 粗 砂 粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50% ； 中 砂 粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50% ； 细 砂 粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85% ； 粉 砂 粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50% ； 七、砂土的密实度 砂土的密实度根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密、松散(表6)。当用静力触探探头 阻力划分砂土密实度时，可根据当地经验确定。 表6砂土的密实度按 N分类

9、 标准贯入锤击数N 密实度 N 10 松散 10v N 15 稍密 15v N 30 密实 八、粉土： 粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数Ip 10的土； 粉土的密实度应根据孔隙比e划分为密实、中密和稍密；其湿度应根据含水量w ( %)划分为稍湿、湿、很湿。 密实度和湿度的划分应符合表7和表8的规定。 表7粉土密实度分类 孔隙比 密实度 ev 0.75 密实 0.75 0.90 稍密 表8粉土湿度分类 含水量w 湿度 w v 20 稍湿 20w w w 30 湿 e 30 很湿 九、粘性土： 粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的 50%，且塑性指数Ip

10、10的土; |粉质粘土：塑性指数Ip 10,且Ip 17的土； 9的规定。 粘性土的状态应根据液性指数II划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑，并应符合表 表9粘性土状态分类 液性指数 状态 1 lW 0 坚硬 0 v IlW 0.25 硬塑 0.25 v 1 lw 0.75 可塑 0.75V 1 lW 1 软塑 1 l 1 流塑 十、 1晚更新世Q3及其以前沉积的土，应定为老沉积土；第四纪全新世中近期沉积的土，应定为新近沉积土。 2新近沉积土根据地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。 十一、土根据有机质含量可分为以下几类 表10土按有机质含量分类 分类名称

11、 有机质含量 Wu( %) 现场鉴别特征 说明 无机土 Wuv 5% 有机质土 5%w Wu w 10% 深灰色，有光泽，味臭，除 腐殖质外尚含少量未完全分 解的动植物体，浸水后水面 出现气泡，干燥后体积收缩 1如现场能鉴别或有地区经验时，可不做有 机质含量测定； 2当W WI , 1.0w ev 1.5时称为淤泥质土 3当W WI , e 1.5时称淤泥 泥炭质土 10% v Wuw 60% 深灰或黑色，有腥臭味，能 看到未完全分解的植物结 构，浸水体胀，易崩解，有 植物残渣浮于水中，干缩现 象明显 可根据地区特点和需要按 Wu细分为： 弱泥炭质土： 10% v Wu w 25% 中泥炭质土

12、： 25% v Wu w 40% 强泥炭质土： 40% v Wu w 60% 泥炭 Wu 60% 除有泥炭质土特征外，结构 松散，土质很轻，暗无光泽， 干缩现象极为明显 注：有机质含量Wu按灼失量试验确定 岩石部分 1、岩石质量指标（RQD rock quality desig nation 岩石质量指标是指用直径为 75mm勺金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中， 长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分数表示。 2、岩石的软化系数 岩石的软化系数是表示 岩石吸水前后机械强度变化的物理量。指岩石饱含水后的极限抗压强度与干燥时 的极限抗压强度之比

13、3、岩石的风化系数Kf 岩石的风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比； 岩石的分类和鉴定 一、在进行岩土工程勘察时，应鉴定岩石的地质名称和风化程度，并进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本 质量等级的划分。 二、岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分应分别按下列表13执行： 表1岩石坚硬程度分类 坚硬程度 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软岩 极软岩 饱和单轴抗 压强度（MPa） ?r 60 60 ?r 30 30 ?r 15 15 ?r 5 ?rW 5 表2岩体完整程度分类 完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎 完整性系数 0.75 0.750.55 0.550.

14、35 0.350.15 V 0.15 注：岩石的完整性系数是指岩体的压缩波速度与岩块的压缩波度之比的平方。 表3岩体的基本质量等级分类（略） 三、野外工作，当缺乏有关试验数据时，可按下表划分岩石的坚硬程度和完整程度: 表1-1岩石坚硬程度等级的定性分类 坚硬程度等级 定性鉴定 代表性岩石 硬 质 岩 坚硬岩 锤击声清脆，有回弹，震手，难 击碎，基本无吸水反应 1未风化微风化的花岗岩，闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山 岩、片麻岩、石央岩、石央砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等 较硬岩 锤击声不清脆，无回弹，较易击 碎，浸水后指甲可刻出印痕 1微风化的坚硬岩 2未风化微风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙

15、质砂 岩等 软 质 岩 较软岩 锤击声不清脆，无回弹，较易击 碎，浸水后指甲可刻出印痕 1中等风化强风化的坚硬岩或较硬岩 2未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等 软岩 锤击声哑，无回弹，有凹痕，易 击碎，浸水后手可分开 1强风化的坚硬岩或较硬岩 2中等风化强风化的较软岩 3未风化微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等 极软岩 锤击声哑，无回弹，有较深凹痕， 手可捏碎，浸水后可捏成团 1全风化的各种岩石 2各种半成岩 完整程度 结构面发育程度 主要结构面的结 合程度 主要结构面类型 相应结构类型 组数 平均间距（m） 完整 12 1.0 结合好或 结合一般 裂隙、层面 整体状或 巨厚层状结构

16、 较完整 12 1.0 结合差 裂隙、层面 块状或 厚层状结构 23 1.00.4 结合好或 结合一般 块状结构 较破碎 23 1.00.4 结合差 裂隙、层面、小 断层 裂隙块状或 中厚层状结构 3 0.40.2 结合好 镶嵌碎裂结构 结合一般 中、薄层状结构 破碎 3 0.40.2 结合差 各种类型结构面 裂隙块状结构 N 30为全风化；Nk 30为残积土; 5泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分。 五、岩石的软化系数： 岩石的软化系数是指 当软化系数等于或小于 0. 57时，应定为软化岩石； 当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时，应定为特殊性岩石，如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、

17、 盐渍化岩石等。 六、 岩石的描述应包括：地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造和岩石质量指标（RQD。 对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度； 对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物结晶大小和结晶程度。 七、根据岩石质量指标 （RQD，可分为: 好的 (RQ8 90) 较好的 (RQD= 7590) 较差的 (RQD= 5075) 差的 (RQD= 2550) 极差的 (RQD： 25) 八、岩体的描述应包括结构面、结构体、岩层厚度和结构类型，并宜符合下列规定： 1）结构面的描述包括类型、性质、产状、组合形式、发育程度、延展情况、闭合程度、粗糙程度、充填情

18、况 和充填物性质以及充水性质等； 2）结构体的描述包括类型、形状、大小和结构体在围岩中的受力情况等； 3）岩层厚度分类应按下表执行。 表5岩层厚度分类 层厚分类 单层厚度 巨厚层 h 1.0 厚层 1.0 h0.5 中厚层 0.5 h0.1 薄层 h w 0.1 九、对地下洞室和边坡工程，尚应确定岩体的结构类型。岩体结构类型的划分应按下表执行。 表6岩体结构类型的划分 岩体结构类型 岩体地质类型 结构体形状 结构面发育情况 岩土工程特征 可能发生的 岩土工程问题 整体状结构 巨块状岩浆岩 和变质岩，巨 厚层沉积岩 巨块状 以层面和原生、 构造节理为主， 多呈闭合型，间 距大于1.5m，一 般为

19、12组，无 危险结构 岩体稳定，可视 为均质弹性各向 同性体 局部滑动或坍 塌，深埋洞室 的岩爆 块状结构 厚层状沉积 岩、块状岩浆 岩和变质岩 块状 柱状 有少量贯穿性节 理裂隙，结构面 间距 0.71.5m。 一般为23组， 结构面互相牵 制，岩体基本稳 定，接近弹性各 向同性体 有少量分离体 层状结构 多韵律薄层、 中厚层状沉积 岩，副变质岩 层状 板状 有层理、片理、 节理，常有层间 错动 变形和强度受层 面控制，可视为 各向异性弹塑性 体，稳定性较差 可沿结构面滑 塌，软岩可产 牛塑性变形 碎裂状结构 构造影响严重 的破碎岩层 碎块状 断层、节理、片 理、层理发育， 结构面间距 0.

20、250.50m ， 一 般3组以上，有 许多分离体 整体强度很低， 并受软弱结构面 控制。呈弹塑性 体，稳定性很差 易发生规模较 大的岩体失 稳，地下水加 剧失稳 散体状结构 断层破碎带， 强风化，强风 化及全风化带 碎屑状 构造和风化裂隙 密集，结构面错 综复杂，多充填 粘性土，形成无 序小块和碎屑 完整性遭极大破 坏，稳定性极 差，接近松散体 介质 易发生规模较 大的岩体失 稳，地下水加 剧失稳 野外钻孔编录记录要点 1）碎石土描述：颗粒级配，颗粒形状，颗粒排列，母岩成分，风化程度，填充物的性质和填充程度，密实度等。 2）砂土应描述：颜色，矿物组成，颗粒级配，湿度，密实度、夹含物等。 密度

21、：0N10松散、10N15稍密、15N30密实； 湿度：在地下水位以下为饱和； 夹含物质：母片夹腐蚀物质，局部夹碎石。 3）粉土应描述：颜色、包含物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、夹含物、土层结构等； 状态：不可搓条； 湿度：同粉质粘土； 夹含物：一般主要为腐蚀物； 摇振反应：取少量 粉土搓成小球在手掌中摇晃，如有水溢出表示摇振反应较高，无水则低。 4）粉质粘土： 一般描述颜色，状态，湿度，夹含物，土质结构特征（均质程度或夹层，互层夹薄层）。 状态可分为：流塑 、软塑、可塑、硬塑、坚硬 ； 湿度可分为：稍湿、很湿、 饱和、干燥； 夹含物：铁锰质斑状黑色结核及浅绿色高岭土成份局部地区夹碎石，

22、砂石颗粒（粒径较小，并夹腐植物）。 5）粘性土应描述颜色，状态，包含物，光泽反应，干强度，韧性，土层结构等。 6）残积土：颜色，状态，夹含物。 状态：软塑、可塑、硬塑 ； 夹含物一般为夹铁锰质结核，及少量钙质及砂质物。 7）砾石层：颜色可有可无，密实度，粒径，砾石的主要矿物，磨园度，级配，硬度。 密实度：N63.5V5松散、N63.5在510为稍密、N63.5在1025为中密、N63.520为密实。 8）岩石：颜色、采取率、岩石成分、风化程度、层理特征、（节理）裂隙情况，岩芯完整程度，力学表观程度， 钻进漏水或快慢的情况。 颜色：次色加主色，三色以上为杂色。 岩石成分：长石、石英、云母碎屑等。

23、 风化程度：强、中、微、无风化阶段。 RQD:所有采取岩芯大于 10cm岩芯之和与总进尺量的百分比。 现场可进行填写有效长度，然后再计算：100%-90%好，90%-75%较好，75%-50%较差，50%-25%差，小于 25% 很差。 岩石采取率：所有采取岩芯长度和与总进尺的长度的百分比。岩层的采取率一般不低于80%、破碎岩层一般 不低于65%。 9）岩芯完整程度的描述： 长柱状L40cm岩体完整、 短长柱状20L40较完整、 短柱状10L20较破碎、 饼状扁柱状3L10cm破碎、 碎裂状砂状L3cm很破碎。 岩石的力学表观特征：（锤击，手捏，手折）。 锤击声脆（硅质岩，钙质砂岩，）较难击碎

24、； 锤击声不清脆（砂质泥岩，泥灰岩）较易击碎浸水后指可划痕； 锤击声哑，有凹痕（泥岩，页岩）易击碎手可折断； 锤击声哑：有较深的凹痕（半成岩或全风化岩），手可捏碎，浸水后捏成团。 野外土名描述实例 一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。 二、淤泥质粉质粘土：灰色 灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味 三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。 四、粘土：灰黄褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。 五、粉质粘土：青灰色，软 可塑状，为后期沉积，稍有光滑，干强度中等，韧性

25、中等。 六、粉质粘土：灰黄褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 七、粉质粘土：灰黄褐黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部含团块状密实粉土。 九、粉质粘土：灰黄褐黄色，钙质结核，硬塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十、粉质粘土：灰黄灰色，软可塑，粉粒含量高，稍有光滑，干强中等，韧性中等。 十一、 粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，切面光滑，干强度高，韧性高。 十二、 粉质粘土夹粉土 ：灰黄青灰色，可塑，含少量云母片，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十三、 粉砂：黄色，含云母片，中密。主要由石英等矿物组成，I饱和状态。 十四、 粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。 十五、 粉质粘土夹粉土 ：灰黄色，软可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部夹薄层粉土。 十六、 粉土 ：灰黄，含云母片，很湿，稍密。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。