黏土的塑性指数是多少

1.5.1 概述

土是自然地质的历史产物，由于土的矿物、成因、沉积环境、沉积历史不同，土的性质也千差万别。在工程建设中为了能大致地判别土的工程特性和评价土作为地基或建筑材料的适宜性，有必要对土进行科学的分类。

对土进行分类的任务就是根据分类用途和土的各种性质差异，将土划分成一定的类别。这样工程人员就可以方便地判断其基本的工程特性，评价其作为建筑材料或地基时的适宜性，并结合其他指标来确定土的承载能力。

土的分类方法有很多，不同部门根据其工程对象采用各自的分类方法。在建筑工程中，土是作为地基以承受建筑物的荷载，因此着眼于土的变形特性和力学强度及其与土的地质成因、组成、级配等的关系来进行土的分类；在道路工程中，需要重点考虑的是路基土的压实和水稳定性问题，因此，分类时主要考虑土的粒组和级配。

本章主要介绍《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）中对土的工程分类。该规范关于地基土分类较简单，它按土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分为碎石土、砂土、粉土和黏性土四大类，然后，再进一步细分。

1.5.2 《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）分类法

1.碎石土的分类

碎石土是指粒径大于2mm的Η 含量超过全重的50%的土，按粒径和Η 形状可进一步划分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾，见表1-12。

表1-12 碎石土的分类

注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。

2.砂土的分类

砂土是指粒径大于2mm的Η 含量不超过全重的50%，且粒径大于0.075mm的Η含量超过全重的50%的土。按粒组含量，砂土可再划分为5个亚类，即砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂，见表1-13。

表1-13 砂土的分类

注：分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。

[例1-5] 某土样的颗粒分析试验结果，如表1-4所示，试确定该土样的名称。

解 按表1-4颗粒分析资料，先判别是碎石土还是砂土。因大于2mm粒径的土粒占全重（10+1+5）%=16%，而小于50%，故该土样属砂土。然后以砂土分类表1-13从大到小粒组迸行判别。由于大于2mm的颗粒只占全重16%，小于25%，故该土样不是砾砂。而大于0.5mm的颗粒占全重（10+1+5+39）%=55%，此值超过50%，因此，应定名为粗砂。

3.粉土

粉土系指粒径大于0.075mm的Η 含量不超过全重50%且塑性指数Ip小于或等于10的土，其性质介于砂土和黏性土之间，但又不完全与黏性土或砂土相同。粉土的性质与其粒径级配、包含物、密实度和湿度等有关。它在许多工程问题上，表现出某些特殊的性质，如受振动容易液化、冻胀性大等。密实的粉土为良好地基。

4.黏性土

塑性指数Ip大于10的土定义为黏性土。黏性土根据塑性指数按表1-14细分为黏土和粉质黏土。

表1-14 黏性土按塑性指数Ip分类

注：塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得。

5.特殊土

特殊土是在特定的地理环境或人为条件下形成的具有特殊性质的土。它的分布一般具有明显的区域性。我国特殊土的类别较多，例如：淤泥、人工填土、红黏土、黄土、膨胀土、残积土、冻土、盐渍土、污染土、湿陷性土等。

（1）淤泥

淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土。

天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土或粉土为淤泥质土。

含有大量未分解的腐殖质，有机质含量大于60%的土为泥炭，有机质含量≥10%且≤60%的土为泥炭质土。

（2）人工填土

人工填土是指由于人类活动形成的ī 物。其成分较杂乱，均匀性较差。按组成成分及成因，可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土，其分类标准见表1-15；按ī 时间可分为老填土和新填土。

表1-15 人工填土按组成成分及成因的分类

（3）红黏土

由碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高塑性黏土称为红黏土。其液限一般大于50%。有些地区的红黏土也具有胀缩性，厚度分布不均，岩溶现象较发育。红黏土经再搬运后仍保留红黏土基本特性，液限大于45%，但小于50%的土则称为次生红黏土。红黏土多分布在我国广西、贵州、四川等省区。

（4）膨胀土

膨胀土系指土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成，具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性其自由膨胀率大于或等于40%的黏性土。

膨胀土在通常的情况下其强度较高，压缩性低，很容易被误认为是良好的地基，然而它是一种具有较大和反复胀缩变形的高塑性黏土。

（5）湿陷性土

湿陷性土为在一定压力下浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于0.015的土。

1.5.3 细粒土按塑性图分类

用塑性指数Ip对细粒土分类虽较简便，但分类界限最高为17，不能区别不同的高塑性土，而且相同塑性指数的细粒土可有不同的液限和塑限，故相同塑性指数的土的性质也会不同。因此，用塑性指数Ip和液限w L两个指标对细粒土分类比只用塑性指数一个指标更加合理。卡萨格兰德（A.Casagrande）统计了大量试验资料后，于1948年首先提出了按Ip和w L对细粒土分类定名的塑性图，其基本原则为许多国家所采用。

我国《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）中规定了两种塑性图，可根据所采用不同液限的标准进行选用。当取碟式仪测定的含水率或质量为76g、锥角为30°的液限仪锥尖入土深度为17mm对应的含水率为液限时，应按塑性图1-13进行分类。塑性图是以塑性指数为纵坐标，以液限为横坐标。在图中有两条经验界限，A线的作用是区分有机土和╣土、黏土和粉土；B线的作用是区分高塑性土和低塑性土。图上土名的第一代号表示土的名称，C为黏土，M为粉土。第二代号H为高液限，L为低液限，如ML为低液限粉土。第三代号O表示细粒土中含部分有机质；第三代号G或S分别表示细粒土中含有砾粒或砂粒占优势的粗粒含量达25%～50%。

图1-13 塑性图（锥尖入土深度17mm）

目前国内不同的行业选用的液限标准不同，其他各国的液限标准又与我国的标准不同，学习和应用时要加以注意。