土的野外鉴别和描述
在勘探过程中取得的土样,必须及时用肉眼鉴别,初步确定土的名称、颜色、状态、湿度。密度、含有物、工程地质特征等,作为划分土层,进行工程地质分析和评价的依据。
1.土的鉴别和定名
土的鉴别定名是描述工作的主要内容,正确的定名可以反映土的基本性质。但是,在自然界中,土的种类很多,光有一个简单定名,还往往不能全面地反映士的真正面目。如粘土,由于沉积年代不同,有的沉积年代较老,得到了充分的固结和具有较高的 结构强度;而沉积年代较近的粘土,其固结度与结构强度均要差些。应在其定名前冠以沉积年代或成因,如第四纪更新世(Q3)沉积的粘性土则写成“Q3粘性土”。或冠以成因类型如“冲积粘性土”等。
土是第四纪以来天然堆积的或由生物化学作用而形式的,按其成因分为残积土、坡积土、洪积土、淤积土、冰积土和风积土等,其特征见第一章所述。
2.土的描述
土的描述主要内容是针对影响其工程性质的,反映土的组成、结构、构造和状态的主要特征的。因此,对于各种不同的土,描述的侧重点也有所不同。
(1)碎石类土的描述
碎石类土应描述碎屑物的成分、指出碎屑是由那类岩石组成的;碎屑物的大小,其一般直径和最大直径如何,并估计其含量之百分比;碎屑物的形状,其形状可分为圆形、亚圆形或棱角形;碎屑的坚固程度。
当碎石类土有充填物时,应措述充填物的成分,并确定充填物的土类和估计其含量的百分比。如果没有充填物时,应研究其孔隙的大小,颗粒间的接触是否稳定等现象。
碎石土还应描述其密实度,密实度是反映土颗粒排列的紧密程度,越是紧密的土,其强度大,结构稳定,压缩性小:紧密度小,则工程性质就相应要差。一般碎石土的密实度分为密实、中密、稍密等三种,其野外鉴别方法见
表
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4-4。
碎石土密实度野外鉴别方法 表4-4
密实度
骨架颗粒含量及排列
可 挖 性
可 钻 性
充填物以砂土为主
充填物以粘土为主
充填物以砂土为主
充填物以粘土为主
密实
骨架颗粒含量大于总重的70%,为交错排列,连续接触
颗粒间孔隙填充密实或有胶结性,镐锹挖掘困难,用撬棍方能松动,井壁稳定。
颗粒间充填以坚硬和硬塑状态之粘性土为主,开挖较困难。
钻进极困难,冲击钻探时,钻杆和吊锤跳动剧烈,孔壁稳定。
同左,但碎屑物较易取土。
中密
骨架颗粒含量等于总重的60%~70%为交错排列,大部分接触
颗粒间孔隙被充填,用手可松动颗粒,镐锹可挖掘,井壁有掉块现象。
颗粒间充填以可塑状粘性土为主,锹可开挖,但不易掉块。
钻进较困难,冲击钻探时,钻杆和吊锤有跳动现象,孔壁有时坍塌。
同左,但孔壁不易坍塌。
稍密
骨架颗粒含量小于总重的60%,排列混乱,大部分不接触
颗粒间孔隙部分被充填,颗粒有时被充填物隔开,用手一触即松动掉落,锹可挖,井壁易坍落。
颗粒间充填以软塑或流塑之粘性土为主,锹可开挖,井壁有坍塌现象。
钻进较易,钻杆和吊锤跳动不明显,孔隙易坍,有时有翻砂现象。
同左,但孔壁较稳定。
注:1.骨架颗粒系指各碎石土相应的粒径颗粒:
2.密实度按表列各项要求综合确定。
(2)砂土的描述
砂类土按其颗粒的粗细和其干湿程度可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。其特征见表4-5。
砂土的野外鉴别方法 表4-5
鉴别方法
砂 土 分 类
砂 土 分 类
粗 砂
中 砂
细 砂
粉 砂
鉴别特征
颗粒粗细
约有1/4以上的颗粒比荞麦或高粱大
约有一半以上的颗粒比小米粒大
约有一半以上的颗粒与砂糖菜仔近似
大部分颗粒与玉米粉近似
大部分颗粒近似面粉
干燥时状态
颗粒完全分散
颗粒仅有个别有胶结
颗粒基本分散,部分胶结,一碰即散
颗粒少量胶结,稍加碰击即散
颗粒大部分胶结稍压即散
湿润时用手拍的状态
表面无变化
表面无变化
表面偶有水印
表面水印(翻浆)
表面有显著翻浆现象
粘着程度
无粘着感
无粘着感
无粘着感
偶有轻微粘着感
有轻微无粘着感
砂类土应描述其粒径和含量的百分比;颗粒的主要矿物成分及有机质和包含物,当含大量有机质时,土呈黑色,含量不多时呈灰色;含多量氧化铁时,土呈红色,含少量时呈黄色或橙黄色;含SiO2、CaCO3及Al(OH)3和高岭土时,土常呈白色或浅色。
(3)粘性土的描述
粘性土的野外鉴别可按其湿润时状态、人手捏的感觉、粘着程度和能否搓条的粗细,将粘性土分为粘土、亚粘土和亚砂土(见表4-7)。
粘性土的野外鉴别方法 表4-7
鉴 别 方 法
分 类
粘 土
亚 粘 土
亚 砂 土
鉴 别 特 征
湿润时用刀切
切面很光滑,刀刃有粘腻的阻力
稍有光滑面,切面规则
无光滑面,切面比较粗糙
用手捻时的感觉
湿土用手捻摸有滑腻感,当水分较大时,极为粘手,感觉不到有颗粒的存在
仔细捻时感觉到有少量细颗粒,稍有滑腻感,有粘滞感
感觉有细颗粒存在或感觉粗糙,有轻微粘滞感或无粘滞感
粘着程度
湿土极易粘着物体(包括金属与玻璃),干燥后不易剥去,用水反复洗才能去掉
能粘着物体,干燥后易剥掉
一般不粘着物体,干燥后一碰就掉
湿土搓条情况
能搓成直径小于1mm的土条(长度不短于手掌),手持一端不致断裂
能搓成直径23mm的土条
不能搓成直径小于3mm的土条,而仅能搓成土球
粘性土应描述其颜色、状态、湿度和包含物。在描述颜色时、应注意其副色,一般记录时应将副色写在前面,主色写在后面,例如“黄褐色”。表示以褐色为主,以黄色为副。粘性土的状态是指其在含有一定量的水份时,所表现出来的粘稠稀薄不同的物理状态,它说明了土的软硬程度,反映土的天然结构受破坏后,土粒之间的联结强度以及抵抗外力所引起的上粒移动的能力。土的状态可分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑等。野外测定土的状态时,可采用重为76g、尖端为30?的金属圆锥的下沉深度来确定,其判断标准见表4-8。
土的状态野外判定标准 表4-8
圆锥下沉深度(mm)
土 的 状 态
圆锥下沉深度(mm)
土 的 状 态
h<22≤h<33≤h<7
坚 硬硬 塑可 塑
7≤h<10h>10
软 塑流 塑
(4)人工填土及淤泥质土的描述
人工堆土应描述其成分、颜色、堆积方式、堆积时间、有机物含量、均匀性及密实度。
淤泥质土尚需描述颜色、嗅味等特性。
人工填土与淤泥质土的野外鉴别见表4-9。
人工填土与淤泥质土的鉴别方法 表4-9
鉴 别 方 法
人 工 填 土
淤 泥 质 土
颜 色
没有固定颜色,主要决定于夹杂物
灰黑色有臭味
夹 杂 物
一般含砖瓦砾块、垃圾、炉灰等
池沼中有半腐朽的细小动植物遗体,如草根,小螺壳等。
构 造
夹杂物质显露于外,构造无规律
构造常为层状,但有时不明显
浸入水中的现象
浸水后大部分物质变为稀软的淤泥,其余部分则为砖瓦炉灰渣,在水中单独出现
浸水后外观无明显变化,在水面有时出现气泡
湿土搓条情况
一般情况能搓成3mm的土条,但易折断,遇有灰砖杂质甚多时,即不能搓条。
能搓成3mm的土条,但易折断
干燥后的强度
干燥后部分杂质脱落,固无定性形。稍微施加压力即行破碎。
干燥体积缩小,强度不大,锤击时成粉末,用手指能搓散。
(三)钻孔地质柱状图
钻孔地质柱状图是表示该钻孔所穿过的地层而综合成图表表示(图4-11)。图中表示有地质年代、土层埋藏深度、上层厚度、土层底部的绝对标高、岩土的描述、柱状图、地面绝对标高、地下水水位和测量日期、岩土样选取位置等。柱状图的比例尺一般为1:100~1:500。