ASTM土的工程分类执行标准统一的土分类体系

1、Designation: D 2487-00土的工程分类执行标准（统一的土分类体系）1. 范围1.1 该操作描述基于实验室测定的粒径特征、液限和塑性指数用于工程目的 分类矿物和有机金属矿物土的体系，当需要精确分类土时，这些将会用到。1.2该体系的组符号是基于实验室在土试样通过3-i n. （75-mm）筛部分试样上的测试完成的数据（见规范 E11）。1.3 作为一种分类体系，该标准仅限于自然生成的土。1.4 该标准仅应用于定性。1.5 该标准是统一的土分类体系的 ASTM 版本。分类表的理论是由 A.Casagra nde在上世纪四十年代初发展的飞机场分类体系。当几个美国政府机构在 1952

2、年采用改进后的飞机场体系版本，它就成为众所周知的统一的土分类体 系。1.6 该标准试验方法没有包含所有的安全问题，即便要，也应联系实际需 要。在试验前确定合适的安全、健康守则和决定其规章制度适用的局限性是试 验者的责任。1.7 该操作提供一套用于完成一种或是更多特殊操作的说明。该文件不能取 代培训或是经验，应结合职业判断使用。不是所有的该操作都能用于所有的环 境。该 ASTM 标准不是想代表或是取代标准观察，对于一给定的专业，必须判 断其适当性，也不是不考虑一个工程的许多的特殊方面就采用该文件。在标题 中“标准”一词仅仅意味着文件已经通过了 ASTM 多数人赞同通过程序的批 准。2. 参考文件

3、3. 术语3.1 定义-除非以下列出的，所有定义均参照术语 D 653。3.1.1粘土-通过No.200（75-mm）美国标准筛的土，能被制成在一定范围的含 水率存在塑性 （像灰泥样的性质） ，当空干时存在相当的强度。对于分类，粘土是细颗粒土，或者土中的细粒部分，其塑性指数等于或大于4,在塑性指数对液限的曲线上落在或在“ A”线以上。3.1.2砾石-岩石粒子通过美国标准筛 3-in.(75-mm)筛，保留在No.4(4.75-mm) 筛上部分，按以下细分：粗砾-通过3-in.(75-mm)筛，保留在34-in.(19-mm)筛上部分。细砾-通过34-in.(19-mm)筛，保留在No.4(4.

4、75-mm)筛上部分。3.1.3有机粘土-带有足够有机物成分能影响土性质的粘土。对于分类，有机 粘土是一种土，应归类为粘土，除非它在烘干后的液限值小于烘干前液限值的 75%。3.1.4有机粉土-带有足够有机成分能影响土性质的粉土。对于分类，有机粉 土是一种土，应归类为粉土，除非它在烘干后的液限值小于烘干前液限值的 75%。3.1.5泥炭-一种含有各分解阶段植物组织的土，通常带有机物气味，棕黑色 -黑色，像海绵似的结构，质地为纤维的-无定型的。3.1.6砂-岩石粒子通过美国标准筛 No.4(4.75-mm)筛，保留在No.200(75-mm) 筛上部分，按以下细分：粗砂-通过No.4(4.75-

5、mm)筛，保留在No.10(2.00-mm)筛上部分。中砂-通过No.10(2.00-mm)筛，保留在No.40(425- m)筛上部分。细砂-通过No.40(425- m)筛，保留在No.200(75- m)筛上部分。3.1.7粉土-能通过美国标准筛No.200(75- m)筛，没有塑性或是非常轻微的 塑性，当空干时表现出很小或没有强度的土。对于分类，粉土是细粒土，或者 土中的细粒部分，其塑性指数小于 4或如果在塑性指数曲线对液限的曲线里落 在“ A ”线以下。3.2对于该标定特定的术语定义：3.2.1曲率系数，Cc-为(D30)2/(D10 D6c)的比率，式中Dec，D30和D10是在累

6、积粒径分布曲线上相应细粒含量为 60，30和10%的粒径322均匀系数，Cu -为D60/D30的比率，式中D60和D30在累积粒径分布曲线上相应细粒含量为60和3 0%的粒径。4概要4.1如表1说明的，该分类体系划分为三种主要土：粗粒土，细粒土，高有 机质土。这三种划分进一步细分为 15种基本土粒组。表1 土分类表采用试验室测试 A指定组符号和组名称的标准土分类组符号组名称B粗粒土砾石纯砾石GW级配良好砾石D超过50%留在N0.200筛上超过50%的粗粒部分留在No.4筛上少于5%的细粒EGP级配差的砾石D含细粒砾石细粒归类为ML或MHGM粉质砾石DM细粒超过12%细粒归为为CL或CHGC粘

7、质砾石砂纯砂SW级配良好砂H50%或更多的粗粒少于5%的细粒LSP级配差的砂H通过No.4筛部分含细粒砂细粒归类为ML或MHSM粉质砂F,G,H超过12%的细粒1细粒归类为CL或CHSC粘质砂F，G，H细粒土粉土和粘土无机物Pl>7 和在“ A”线上或以上CL低液限粘土 K,L,M50%或更多通过No.200筛液限小于50Pl>4 和在“ A”线以下ML粉土 K,L,M有机质液限-烘干后液限 <0.75OL有机粘土 K,L,M,N液限-未干燥的OL有机粉土 K,L,M,O粉土和粘土无机质塑限曲线在“A”线或以上CH高液限粘土 K丄M液限为50或更大塑限曲线“ A”线以下MH高

8、液限粉土 K,L,M有机的液限-烘干后液限 <0.75OH有机粘土 K,L,M,P液限-未干燥的有机粉土 K,L,M,Q高有机质土主要为有机物，黑色，有机质气味PTPeatA基于通过3-in.(75-mm)筛的材料；B如果原位试样包含漂石或块石，或者两者都含，在组名中加“含漂石或块石，或是两者”；C Cu 。60 / D10 CC (D30) / D10 D60 ；D如果土中含有15%的砂，在组名中加“含砂”；E砾石有5-12%的细粒需要双符号：GW-GM 级配良好含粉土砾石GW-GC级配良好含粘土砾石GP-GM级配差含粉土砾石GP-GM级配差含粘土砾石F如果细粒归类为 CL-ML，使用

9、双符号GC-GM，或SC-SMG如果细粒为有机物，在组名中加“含有机质细粒”。H如果土含15%的砾石，在组名中加“含砾石”。1砂含5-12%细粒需要双符号：SW-SM级配良好含粉土砂SW-SC级配良好含粘土砂SP-SM 级配差含粉土砂SP-SC 级配差含粘土砂J如果Atterberg极限绘制在阴影线上，土为 CL-ML，粉质粘土。K如果土含15-29%大于No.200筛的成分，加“含砂”或“含砾石”，无论那 一个占主要。L如果土含30%大于No.200筛的成分，主要为砂时，在组名中加“砂”。M如果土含30%大于No.200筛的成分，主要为砾石时，在组名前加“砾 石”。NPL>4和在“A”

10、线上或是其上方。OPL<4或在“A”线下方。PPL在“A”线上或是其上方。qpl在“A”线下方。4.2 基于观察和指定定的验室测试结果，按照土的基本分类划分土，指定土 的符号和名称，从而分类。流程图能用于指定大概的分组符号和名称，图 1 用 于细粒土，图 3 用于粗粒土。5. 作用和意义5.1 该标准分类土，来自任何曲线位置对应的种类，曲线位置代表指定的实 验室测试结果，结果用于确定粒径特性、液限和塑性指数。5.2 按照操作 D 2488要求的描述信息确定组名和符号，能用于描述土以有助 于评价它的用于工程的重要性质。5.3 该分类系统的各组划分已经设计满足土的主要工程性质。在任何场地或

11、是实验室调查，该标准为岩土工程目的提供了有用的第一步。5.4 该标准可能同样用于辅助训练员工使用操作规程D 2488。5.5 但工作对象为冻土时，该标准可能与操作规程 D 4083结合使用。6. 仪器设备6.1 仪器还可能包括需要用于获取和制备试样、完成指定实验室测试、塑性 图（类似图 4）和累积粒径分布曲线（类似图 5）的仪器。7. 取样7.1应按指导D 420或是其它能接受的程序建议的一种或多种方法取样和鉴 别。7.2对于精确的鉴别，该实验方法需要的最少测试试样量依赖需要进行的实 验室测试项目。仅只需粒径分析，则需要试样的最少干重量如下：最大粒径最少试样量筛孔干质量4.75 mm (No.

12、4)100 g (0.25 lb)9.5 mm (% in.)200 g (0.5 lb)19.0 mm (芳 in.)1.0 kg (2.2 lb)38.1 mm (1 交 in.)8.0 kg (18 lb)75.0 mm (3 in.)60.0 kg (132 lb)每当可能时，野外试样应两-四倍上面给定的质量。7.3当必须进行液限和塑限试验时，额外的材料必须足够提供150-200g细于No.40(425- m)筛的土样。7.4如果野外试样或是测试试样少于建议的最少量，报告应包括一适当的评 价。8. 泥炭土的分类8.1 一种试样土：主要由在各分解阶段中的植物组织和无定形结构的纤维组成的，

13、棕黑色-黑色，有机物气味，应指明为高有机物土，归类为泥炭土，PT,在后面的归类程序中不再提出。8.2如果期望，泥炭土的分类可按分类 D 4427操作。9. 分类准备9.1在土按本表标准分类前，一般地粒径分布小于 3-i n.(75-mm)部分的土样 和小于No.40(425- m)号筛部分土样塑性性质必须确定。见 9.8节明确指明要求 的测试。9.2 土试样的制备、粒径分布试验、液限和塑性指数应按通过了的标准程序 操作。在附录X3和X4中给出了用于分类目的的两种制备测试土试样的程序。 附录X3描述了湿制备法，对于为干燥的粘性土和有机土采用该法较好。9.3当写由该标准确定的土分类报告时，采用的制

14、备和测试程序应报告或参 考。9.4尽管在确定粒径分布里使用测试程序或视其它考虑可能需要对试样材料 进行比重计分析，但对于土分类不需要比重计分析。9.5任何小于3-in.(75-mm)材料的百分含量(质量)必须作为辅助的信息测定 和报告。9.6最大粒径应测定(用仪器两侧或估计)作为辅助的信息。9.7当累积粒径分布需要时，应使用一套筛，包括以下孔径筛(含与最大粒径相当的最大的孔径)和其它用于定义粒径分布必须或需要的孔径筛：3-in. (75-mm)、34 -in. (19.0-mm)、No.4 ( 4.75-mm) 、No.10 (2.00-mm)、No.40 (425 m)、No.200 (75

15、- m)9.8在用于分类的准备里需要完成的测试如下：9.8.1对于估计含少于5%细粒的土，需要绘制大于 No.200(75- m)部分的累积粒径分布曲线图。如图5绘制通过百分含量对粒径或筛径/筛号的半对数图。9.8.2对于估计含5-15%细粒的土，需要绘制累积粒径分布曲线图()，还需 测定液限和塑性指数。9.8.2.1如果不能取得足够的材料用于测定液限和塑性指数，细粒应被估计 或为粉质的或为粘质的，使用操作规程 D 2488里描述的程序并在报告里注明。9.8.3对于估计含15%或更多细粒的土，需要测定细粒的百分含量、砂百分 含量和砾石百分含量，还需测定液限和塑性指数。对于估计含90%细粒的土，

16、细粒百分含量、砂百分含量和砾石百分含量可能使用在操作规程D 2488里描述的程序估计，并在报告里注明。10. 初步的分类程序10.1将土分类为细粒土，如果干试样质量的50%或更多通过了No.200(75- m)筛，接着按3.1.2节操作。10.2将土分类为粗粒土，如果超过 50%的干试样质量保留在 No.200(75- m) 筛上，接着按12节操作。11. 细粒土的分类程序11.1 土为无机粘土，如果位置落在塑性指数对液限图（图4）的“ A”线上或其上，塑性指数大于 4，含有的机物质不会影响在 11.3.2节里测定的液限。11.1.1归类土为低液限粘土， CL,如果液限小于50。见图4标为CL

17、区域。11.1.2归类土为高液限粘土， CH，如果液限为50或者大于。见图4种标记 为 CH 区域。11.1.3归类土为粉质粘土， CL-CM，如果在塑性指数对液限图中的位置落 在“ A”线上或是其上和塑性指数范围在 4-7之间。见图4中标记为CL-ML区 域。11.2 土为无机粉土，如果在塑性指数对液限图（图4）中的位置落在“ A”线以下或者塑性指数小于 4，且含有的有机物不会影响在 11.3.2中测定的液限。11.2.1 归类土为粉土，如果液限小于 50。见图 4种标记为 ML 区域。11.2.2归类土为高液限粉土， MH，如果液限为50或者更大。见图4中标记 为 MH 区域。11.3 土

18、为有机粉土或粘土，如果含有足够数量有机物影响 11.3.2中测定的液 限。11.3.1 如果当土为黑色和在湿和暖状态下为有机气味，应在测试试样上再进 行一次液限测定，试样在110± 5C下烘干至恒重，典型的为烘一夜。11.3.2 土为有机粉土或是有机粘土，如果液限在烘干后小于烘干前初始试 样液限的 75%（见操作规程 D 2217步骤 B）。11.3.3归类土为有机粉土或是有机粘土，OL，如果液限（不是烘干的）小于50%.归类土为有机粉土， OL如果塑性指数小于4,或者在塑性指数对液限图中 的位置落在“ A”线以下。归类土为有机粘土，OL如果塑性指数为4或者更大和在塑性指数对液限图中

19、的位置落在“ A”线上或是其上。见图4中标记为OL （或者CL-ML区域。11.3.4归类土为有机粘土或有机粉土，OH如果塑限（不是烘干的）为50或是更大。归类土为有机粉土， OH如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线以下。归类土为有机粘土， OH如果在塑性指数对液限图中的位置落在“A”线上或是其上。见图4中标记为OH区域。11.4 如果小于 30%但大于等于 15%的测试试样保留在 No.200(75- m) 筛上， 应在土组名前加“含砂”或“含砾” (无论哪一个占优势的) 。例如，含砂低液 限粘土，CL含砾石粘土，ML。如果砂的百分含量等于砾石的百分含量，使用 “含砂”。11.5 如果

20、 30%或者更多的测试试样保留在 No.200(75- m) 筛上，应在土组 名前加“砂质”或“砾质”。如果 30%或者更多的测试式样保留在 No.200(75- m) 筛上且粗粒成分以砂为主，在土组名前加“砂质”。如果 30% 或者更多的测试式样保留在 No.200(75- m) 筛上且粗粒成分以砾石为主，在土 组名前加“砾质”。例如，砂质低液限粘土，CL砾质高液限粘土， CH砂质粉土，Mb如果砂的百分含量等于砾石的百分含量，使用“砂质”。12. 粗粒土的分类程序(超过 50%保留在No.200(75- m)筛上)12.1归类土为砾石，如果超过50%的粗粒部分加上No.200(75- m)筛

21、保 留在 No.4(4.75-mm) 筛上。12.2归类土为砂土，如果50%或者更多的粗粒部分通过 No.4(4.75-mm)筛。12.3如果12%或者少于12%的测试试样通过No.200(75- m)筛，绘制累积粒径分布曲线图，图 5，并按给定的方程 1和2计算均与系数， CU ,和曲率系数， CC 。12.3.1如果少于5%的测试试样通过No.200(75- m)筛，归类土为级配良好 砾石，Gvy或者级配良好砂，svy如果Cu对于砾石大于或等于4.0或者对于砂 大于6，和CC至少为1.0但不大于3.0。12.3.2如果少于5%的测试试样通过No.200(75- m)筛，归类土为级配差砾 石

22、，GP或是级配差砂，SP,如果Cu或者CC没有满足级配良好标准。12.4 如果超过 12%的测试试样通过 No.200（75- m） 筛，土应视为含细粒粗 粒土。细粒被确定为粘质或粉质，判断基于塑性指数对液限图（图4）（见9.8.2.1 ，如果能取得充足的材料用于测试）（见注释 7）。1241归类土为粘质砾石，GC或者粘质砂，如果细粒为粘质，也就是， 在塑性指数对液限图（图4）的位置落在“ A”线上或其上方，塑性指数大于 7。12.4.2归类土为粉质砾石，GM或者粉质砂，SM如果细粒为粉质，也就 是，在塑性指数对液限图（图4）的位置落在“ A”线下方，塑性指数小于4。12.4.3如果细粒绘图为

23、粉质粘土， CL-ML归类土为粉质、粘质砾石， GC-GM如果是砾石或粉质、粘质砂，SC-SM如果是砂。12.5 如果5-1 2%的测试试样通过 No.200（75- m）, 使用两组符号给土双分 类。12.5.1第一组符号应对应为含少于 5%田粒的砾石或砂（GW GP SW SP， 第二组符号应对应含大于 12%细粒的砾石或砂（ GC、 GM、 SC、 SM）。12.5.2 组名应对应第一组符号加“含粘土”或“含粉土”12.6 如果试样主要为砂或砾石，但含 15%或者更多的其它粗粒成分，应在 组名前加“含砾石”或“含砂”。例如，含砂级配差砾石，含砾石粘质砂。12.7 如果原位试样含任何的漂石或是块石或是两则都含，应在组名前加“含漂石”或“含漂石和块石”。例如，含漂石粉质砾石，GM。13. 报告13.1 报告应包