铁路岩土工程分类及其性质地划分.docx
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铁路岩土工程分类及其性质地划分
附录A铁路岩土工程分类及其性质的划分
本附录仅列出常用的分类标准,其它分类标准见《铁路工程岩土分类标准》
A.0.1土的分类及名称
1土的颗粒分组应符合表A.0.1—1的规定。
表A.0.1—1土的颗粒分组
颗粒名称
粒径d(mm)
漂石(浑圆或圆棱)或块石(尖棱)
大
d>800
中
400<d≤800
小
200<d≤400
卵石(浑圆或圆棱)或碎石(尖棱)
大
60<d≤200
中
40<d≤60
小
20<d≤40
圆砾(浑圆或圆棱)或角砾(尖棱)
大
10<d≤20
中
5<d≤10
小
2<d≤5
砂粒
粗
0.5<d≤2
中
0.25<d≤0.5
细
0.075<d≤0.25
粉粒
0.005≤d≤0.075
黏粒
d<0.005
2碎石类土根据土颗粒的形状和级配的划分,应符合表A.0.1—2的规定。
表A.0.1—2碎石类土的划分
土的名称
颗粒形状
土的颗粒级配
漂石土
浑圆或圆棱状
粒径大于200mm的颗粒超过总质量的50%
块石土
尖棱状为主
卵石土
浑圆或圆棱状为主
粒径大于20mm的颗粒超过总质量的50%
碎石土
尖棱状为主
圆砾土
浑圆或圆棱状为主
粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50%
角砾土
尖棱状为主
注:
定名时应根据粒径分组,由大到小,以最先符合者确定。
3砂类土根据土的颗粒级配的划分,应符合表A.0.1—3的规定。
表A.0.1—3砂类土的划分
土的名称
土的颗粒级配
砾砂
粒径大于2mm颗粒的质量占总质量的25~50%
粗砂
粒径大于0.5mm颗粒的质量超过总质量的50%
中砂
粒径大于0.25mm颗粒的质量超过总质量的50%
细砂
粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的85%
粉砂
粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50%
注:
定名时应根据颗粒级配,由大到小,以最先符合者确定。
4塑性指数等于或小于10,且粒径大于0.075mm颗粒的质量不超过全部重量50%的土,应定名为粉土。
5黏性土应根据土的塑性指数,按表A.0.1—4划分。
表A.0.1—4黏性土的划分
土的名称
塑性指数Ip
粉质黏土
10<Ip≤17
黏土
Ip>17
注:
Ip=WL-Wp WL-液限 Wp-塑限
6由坡积、洪积、冰水沉积形成的,颗粒级配不连续,粗细颗粒混杂的土,应判定为“混合土”。
土的名称为在主要土名前冠以主要含有物的名称。
当主要含有物(碎石类土、砂类土、粉土、黏性土)的质量占总质量的5%—25%时,应定名为“微含”,如微含黏土角砾土、微含碎石黏土等;当主要含有物的含量大于或等于25%时,应定名为“含”,如含黏土角砾土、含碎石黏土等。
A.0.2土的密实程度
1碎石类土的密实程度应根据结构特征、地貌、天然坡形态、开挖及钻探情况,按表A.0.2—1确定。
表A.0.2—1碎石类土密实程度的划分
密实程度
结构特征
天然坡和开挖情况
钻探情况
密实
骨架颗粒交错紧贴,连
续接触,孔隙填满、密
实
天然陡坡稳定,坎下堆积物较
少。
镐挖掘困难,用撬棍方能
松动,坑壁稳定。
从坑壁取出
大颗粒处,能保持凹面形状
钻进困难。
钻探时,钻
具跳动剧烈,孔壁较稳
定
中密
骨架颗粒排列疏密不匀,
部分颗粒不接触,孔隙
填满,但不密实
天然坡不易陡立或陡坎下堆积
物较多。
天然坡大于粗颗粒的
安息角。
镐可挖掘,坑壁有掉
块现象。
充填物为砂类土时,
坑壁取出大颗粒处,不易保持
凹面形状
钻进较难。
钻探时,钻
具跳动不剧烈,孔壁有
坍塌现象
稍密
多数骨架颗粒不接触,
孔隙基本填满,但较
松散
不易形成陡坎,天然坡略大于
粗颗粒的安息角。
镐较易挖掘。
坑壁易掉块,从坑壁取出大颗
粒后易塌落
钻进较难。
钻探时,钻
具有跳动,孔壁较易坍
塌
松散
骨架颗粒间有较大孔隙,
充填物少,且松散
锹可以挖掘。
天然坡多为主要
颗粒的安息角。
坑壁易坍塌
钻进较容易。
钻进中孔
壁易坍塌
2砂类土的密实程度应根据相对密度、标准贯入锤击数,按表A.0.2—2确定。
表A.0.2—2砂类土密实程度的划分
密实程度
标准贯入锤击数N
相对密度Dr
密实
N>30
Dr≥0.67
中密
15<N≤30
0.4<Dr≤0.67
稍密
10<N≤15
0.33≤Dr≤0.4
松散
N≤10
Dr<0.33
注:
Dr=
式中:
―最大孔隙比;
―最小孔隙比;
―天然孔隙比
3粉土密实程度的划分,应根据孔隙比按表A.0.2—3确定。
表A.0.2—3粉土密实程度的划分
密实程度
孔隙比e值
密实
e<0.75
中密
0.75≤e≤0.9
稍密
e>0.9
4黏性土的压缩性应根据压缩系数,按表A.0.2—4确定。
表A.0.2—4黏性土压塑性的划分
压缩性分级
压缩系数a0.1~0.2(MPa-1)
低压缩性
a0.1~0.2<0.1
中压缩性
0.1≤a0.1~0.2<0.5
高压缩性
a0.1~0.2≥0.5
注:
a0.1~0.2为0.1~0.2MPa压力范围内的压缩系数。
A.0.3土的潮湿程度
1碎石类土、砂类土的潮湿程度应根据饱和度,按表A.0.3—1确定。
表A.0.3—1碎石类土和砂类土潮湿程度的划分
分级
饱和度Sr(%)
稍湿
Sr≤50
潮湿
50<Sr≤80
饱和
Sr>80
注:
Sr=
100%
式中:
-水所占的体积
-孔隙(包括水及气体)部分的体积
2粉土潮湿程度应根据天然含水率,按表A.0.3—2确定。
表A.0.3—2粉土潮湿程度的划分
分级
天然含水率w(%)
稍湿
w<20
潮湿
20≤w≤30
饱和
w>30
3黏性土的塑性状态应根据液性指数,按表A.0.3—3确定。
表A.0.3—3黏性土塑性状态的划分
塑性状态
液性指数IL
坚硬
IL≤0
硬塑
0<IL≤0.5
软塑
0.5<IL≤1
流塑
IL>1
注:
IL=
式中:
—天然含水率
—塑限含水率
—塑性指数
A.0.4岩石的分类
1岩石坚硬程度的定性划分,应符合表A.0.4—1的规定。
表A.0.4—1岩石坚硬程度的定性划分
名称
定性鉴定
代表性岩石
硬质岩
极硬岩
锤击声清脆,锤击有回弹,震手,难击碎,浸水后大多无吸水反应
未风化或微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、硅质胶结的砂岩或砾岩等
硬岩
锤击声较清脆,锤击有轻微的回弹,稍震手,较难击碎,浸水后有轻微的吸水反应
弱风化的极硬岩;未风化或微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、灰岩、钙质胶结的砂岩、结晶颗粒较粗的岩浆岩等
软质岩
较软岩
锤击声不清脆,锤击不回弹,较易击碎,吸水明显,浸水后指甲可划出印痕
强风化的极硬岩;弱风化的硬岩;未风化或微风化的千枚岩、云母片岩、砂质泥岩、钙泥质胶结的粉砂岩和砾岩、泥灰岩、页岩、凝灰岩等
软岩
锤击声哑,锤击无回弹,有凹痕,易击碎,浸水后手可掰开
强风化的极硬岩;弱风化~强风化的硬岩;弱风化的较软岩和未风化或微风化的泥质岩类:
泥岩、煤、泥质胶结的砂岩和砾岩等
极软岩
锤击声哑,锤击无回弹,有较深的凹痕,手可掰开,浸水后可捏成团或捻碎
全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石
2岩石坚硬程度的定量划分,应采用岩石单轴饱和抗压强度(Rc)指标,并符合表A.0.4—2的规定。
表A.0.4—2Rc与定性划分岩石坚硬程度的对应关系
Rc(MPa)
Rc>60
60≥Rc>30
30≥Rc>15
15≥Rc>5
Rc≤5
坚硬程度
极硬岩
硬岩
较软岩
软岩
极软岩
3岩石的软化性按软化系数分类,应符合表A.0.4—3的规定。
表A.0.4—3岩石软化性分类
名称
不易软化的
易软化的
软化系数kr
kr>0.75
kr≤0.75
注:
软化系数kr为同一岩体中岩石单轴饱和抗压强度与风干状态下岩石单轴抗压强度的比值。
4新鲜岩石抗风化能力分级,应符合表A.0.4—4的规定。
表A.0.4—4新鲜岩石抗风化能力的分级
分级
指标和特征
项目
不易风化的
易风化的
软化性
不易软化的
易软化的
耐冻性
耐冻的
不耐冻的
岩浆岩的结构
细粒的
粗粒的
造岩矿物
以石英为主
长石、辉石、角闪石较多
黄铁矿、橄榄石、黑云母含量较多
胶结物
硅质的
钙质的
泥质的
耐风化时间
暴露一、二年尚不易风化
暴露后数日至数月即出现风化
A.0.5岩体的分类
1岩体按节理宽度分级应符合表A.0.5—1的规定。
表A.0.5—1岩体按节理宽度分级
名称
节理宽度b(mm)
密闭节理
b<1
微张节理
1≤b<3
张开节理
3≤b<5
宽张节理
b≥5
2岩体节理发育程度应按表A.0.5—2确定。
表A.0.5—2岩体节理发育程度分级
节理发育程度分级
基本特征
节理不发育
节理1~2组,规则,为构造型,间距在1m以上,多为密闭节理,岩体被切割成巨块状
节理较发育
节理2~3组,呈X型,较规则,以构造型为主,多数间距大于0.4m,多为密闭节理,部分为微张节理,少有充填物,岩体被切割成大块状
节理发育
节理3组以上,不规则,呈X型或米字型,以构造型风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分为张开节理,部分有充填物,岩体被切割成块状
节理很发育
节理3组以上,杂乱,以风化型和构造型为主,多数间距小于0.2m,以张开节理为主,有个别宽张节理,一般均有充填物,岩体被切割成碎裂状
3岩体按受地质构造影响程度划分应符合表A.0.5—3规定。
表A.0.5—3岩体按受地质构造影响程度划分
名称
基本特征
轻微
地质构造变动小,节理不发育
较重
地质构造变动较大,位于断层或褶曲轴的邻近地段,可有小断层,节理较发育。
严重
地质构造变动剧烈,位于褶曲轴部或断层影响带内,软质岩多见扭曲及拖拉现象,节理发育
很严重
位于断层破碎带内,岩体呈块石、碎石、角砾状,有的甚至呈粉末、泥土状,节理很发育
4岩体按完整程度划分应符合表A.0.5—4规定。
表A.0.5—4岩体完整程度划分
名称
结构面特征
结构类型
岩体完整性指数Kv
完整
结构面1~2组,以构造型节理或层面为主,密闭型
巨块状
整体结构
Kv>0.75
较完整
结构面2~3组,以构造型节理、层面为主,裂隙多呈密闭型,部分为微张型,少有充填物
块状结构
0.55<Kv≤0.75
较破碎
结构面一般为3组,以节理及风化裂隙为主,在断层附近受构造作用影响较大,裂隙以微张型和张开型为主,多有充填物
层状、块石、碎石状结构
0.35<Kv≤0.55
破碎
结构面大于3组,并多以风化型裂隙为主,在断层附近受构造作用影响大,裂隙以张开型为主,多有充填物
碎石角砾
状结构
0.15<Kv≤0.35
极破碎
结构面杂乱无序,在断层附近受构造作用影响很大,宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填,充填物厚度大
散体状结构
Kv≤0.15
注:
岩体完整性指数是岩体弹性纵波速度与同一岩体中岩石的弹性纵波速度比值的平方。
5岩体按风化程度分带应符合表A.0.5—5规定。
表A.0.5—5岩体风化程度分带
风化程度分带
野外鉴定特征
风化程度参数指标
岩石矿物
颜色
结构
破碎程度
坚硬程度
风化系数kf
波速比kp
纵波速度Vp
(m/s)
未
风
化
岩石、矿物及其胶结物颜色新鲜,保持原有颜色
保持岩体原有结构
除构造裂隙外肉眼见不到其它裂隙,整体性好
除泥质岩可用大锤击碎外,其余岩类不易击开,放炮才能掘进
kf>0.9
kp>0.9
硬质岩
Vp>5000
软质岩
Vp>4000
微
风
化
岩石、矿物颜色较暗淡,节理面附近有部分矿物变色
岩体结构未破坏,仅沿节理面有风化现象或有水锈
有少量风化裂隙,裂隙间距多数大于0.4m,整体性仍较好
要用大锤和楔子才能剖开,泥质岩用大锤可以击碎,放炮才能掘进
硬质岩
0.8<kf≤0.9
软质岩
0.8<kf≤0.9
硬质岩
0.8<kf≤0.9
软质岩
0.8<kp≤0.9
硬质岩
4000<Vp≤5000
软质岩
3000<Vp≤4000
弱
风
化
岩石、矿物失去光泽,颜色暗淡,部分易风化矿物已经变色,黑云母失去弹性
岩体结构已部分破坏,裂隙可能出现风化夹层,一般呈块状或球状结构
风化裂隙发育,裂隙间距多为0.2~0.4m,整体性差
可用大锤击碎,用手锤不易击碎,大部分需放炮掘进,岩心钻方可钻进
硬质岩
0.4<kf≤0.8
软质岩
0.3<kf≤0.8
硬质岩
0.6<kf≤0.8
软质岩
0.5<kp≤0.8
硬质岩
2000<Vp≤4000
软质岩
1500<Vp≤3000
强
风
化
岩石及大部分矿物变色,形成次生矿物
岩体结构已大部分破坏,形成碎块状或球状结构
风化裂隙很发育,岩体破碎,风化物呈碎石状或碎石含砂状,裂隙间距小于0.2m,完整性很差
用手锤可击碎,用镐可以掘进,用锹则很困难,干钻可钻进
硬质岩
kf≤0.4
软质岩
kf≤0.3
硬质岩
0.4<kf≤0.6
软质岩
0.3<kp≤0.5
硬质岩
1000<Vp≤2000
软质岩
700<Vp≤1500
全
风
化
岩石、矿物已完全变色,大部分发生变异,除石英外大部分风化成土状
岩体结构已完全破坏,仅外观保持原岩特征,矿物晶体失去连接,石英松散呈粒状
风化破碎呈碎屑状、土状或砂状
用手可捏碎,用锹就可掘进,干钻较易钻进
—
硬质岩
kf≤0.4
软质岩
kp≤0.3
硬质岩
500<Vp≤1000
软质岩
300<Vp≤700
注:
1kf是同一岩体中风化岩石的单轴饱和抗压强度与未风化岩石的单轴饱和抗压强度的比值;
2kp是同一岩体中风化岩石的纵波波速与未风化岩石的纵波波速的比值。
6岩体按结构类型分类应符合表A.0.5—6规定。
表A.0.5—6岩体按结构类型分类
名称
地质体类型
主要结构体
形状
结构面发育情况
岩体工程
特征
可能发生的岩土工程问题
巨块状
整体结构
均质、巨块状岩浆岩或变质岩、巨厚层状的沉积岩、正变质岩
巨块状
巨厚层状
以原生构造节理及层面为主,多呈闭合型,结构面间距大于1m,一般不超过1~2组,无危险结构面组成的落石掉块
整体强度高,岩体稳定,可视为均质弹性的各向同性体
不稳定结构体的局部滑动或坍塌,深埋洞室发生岩爆
块状结构
块状岩浆岩、变质岩、厚层状沉积岩、正变质岩
厚层状
块状
柱状
只具有少量贯穿性较好的节理裂隙,结构面间距多数大于0.4m,一般为2~3组,有少量分离体
整体强度较高,结构面互相牵制,岩体基本稳定,接近弹性各向同性体
层状、块石、碎石状结构
多韵律的薄层及中厚层状沉积岩、副变质岩
块石、碎石状,层状,板状
有层理、片理、节理,常有层间错动面,结构面间距一般为0.2~0.4m,一般为3组
接近均一的各向异性体,其变形和强度特征受层面及岩层组合控制,可视为弹塑性体,稳定性较差
不稳定结构体可产生滑塌,特别是岩层的弯张破坏及软弱岩层的塑性变形
碎石角砾状
结构
构造影响严重的破碎岩层
碎石、角砾状
断层、断层破碎带、片理、层理及层间结构面较发育,结构面间距小于0.2m,一般在3组以上,由许多分离体组成
完整性破坏较大,整体强度很低,并受断裂等结构面控制,多呈弹塑性介质,稳定性很差
易引起规模较大的岩体失稳,地下水加剧岩体失稳
散体状结构
构造影响很严重的断层破碎带、强风化带、全风化带内的岩体
碎屑状
颗粒状
断层破碎带交叉,构造及风化裂隙密集,结构面及组合错综复杂,并多充填黏性土,形成许多大小不一的分离岩块
完整性遭到很大破坏,稳定性极差,岩体属性接近松散体介质
易引起规模较大的岩体失稳,地下水加剧岩体失稳
7岩层按层厚分类应符合表A.0.5—7规定。
表A.0.5—7岩层按层厚分类
名称
巨厚层
厚层
中厚层
薄层
层厚h(m)
h>1.0
0.5<h≤1.0
0.1<h≤0.5
h≤0.1
A.0.6岩土施工工程分级,应符合表A.0.6的规定。
表A.0.6岩土施工工程分级
等
级
分
类
岩土名称及特征
钻1m所需时间
岩石单轴饱和抗压强度(MPa)
开挖方法
液压凿岩台车、潜孔钻机
(净钻分钟)
手持风枪、湿式凿岩合金钻头
(净钻分钟)
双人打眼
(工天)
Ⅰ
松
土
砂类土,种植土,未经压实的填土
用铁锹挖,脚蹬一下到底的松散土层,机械能全部直接铲挖,普通装载机可满载
Ⅱ
普通土
坚硬的、可塑的粉质黏土,可塑的黏土,膨胀土,粉土,Q3、Q4黄土,稍密、中密角砾土、圆砾土,松散的碎石土、卵石土,压密的填土,风积砂
部分用镐刨松,再用锹挖,脚连蹬数次才能挖动。
挖掘机、带齿尖口装载机可满载,普通装载机可直接铲挖,但不能满载
Ⅲ
硬
土
坚硬的黏性土、膨胀土,Q1、Q2黄土,稍密、中密碎石土、卵石土,密实的圆砾土、角砾土,各种风化成土状的岩石
必须用镐先全部刨过才能用锹挖。
挖掘机、带齿尖口装载机不能满载;大部分采用松土器松动方能铲挖装载
Ⅳ
软
石
块石土、漂石土,含块石、漂石≥30%~50%的土及密实的碎石土、卵石土,岩盐;各类较软岩、软岩及成岩作用差的岩石:
泥质岩类、煤、凝灰岩、云母片岩、千枚岩
—
<7
<0.2
<30
部分用撬棍及大锤开挖或挖掘机、单钩裂土器松动,部分需借助液压冲击镐解碎或爆破法开挖
Ⅴ
次坚石
各种硬质岩:
硅质页岩、钙质岩、白云岩、石灰岩、泥灰岩、玄武岩、片岩、片麻岩、正长岩、花岗岩
≤10
7~20
0.2~1.0
30~60
能用液压冲击镐解碎,大部分需用爆破法开挖
Ⅵ
坚
石
各种极硬岩:
硅质砂岩、硅质砾岩、石灰岩、大理岩、石英岩、玄武岩、闪长岩、花岗岩、角岩
>10
>20
>1.0
>60
能用液压冲击镐解碎,需用爆破法开挖
注:
1软土(软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土、泥炭)的施工工程分级,一般可定为Ⅱ级;多年冻土一般可定为Ⅳ级。
2表中所列岩石均按完整结构岩体考虑,若岩体极破碎、节理很发育或强风化时,其等级应按表对应岩石的等级降低一个等级。
附录B地基承载力
本附录的地基承载力只适用于铁路路基、桥涵、隧道等工程。
房屋、厂房等工程建筑的地基承载力,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》、《湿陷性黄土地区建筑规范》等的有关规定执行。
B.0.1岩土地基的基本承载力
岩土地基的基本承载力,一般情况下可按表B.0.1—1至表B.0.1—11确定。
当有经验或用原位测试方法确定时,可不受附表限制。
对重要工程应采用载荷试验、理论公式计算及其它原位试验方法综合确定。
1岩石地基的基本承载力应符合表B.0.1—1的规定。
表B.0.1—1岩石地基基本承载力σ0(KPa)
节理发育程度
节理很发育
节理发育
节理不发育或较发育
节理间距(cm)
岩石类别
2—20
20—40
大于40
硬质岩
1500~2000
2000~3000
大于3000
较软岩
800~1000
1000~1500
1500~3000
软岩
500~800
700~1000
900~1200
极软岩
200~300
300~400
400~500
注:
1对于溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩的岩石等,应个别研究确定;
2裂隙张开或有泥质充填时,应取低值;
3对于成岩程度极差(如第三系岩层)及风化成土、砂、砾状的岩层,可比照黏性土、砂类土、碎石类土确定,当颗粒之间还保持一定联系时可适当提高。
2碎石类土地基的基本承载力应符合表B.0.1—2的规定。
表B.0.1—2碎石类土地基基本承载力σ0(KPa)
密实程度
土名
松散
稍密
中密
密实
卵石土
300~500
500~650
650~1000
1000~1200
碎石土
200~400
400~550
550~800
800~1000
圆砾土
200~300
300~400
400~600
600~850
角砾土
200~300
300~400
400~500
500~700
注:
1半胶结的碎石类土,可按密实类的同类土的表值,提高10~30%;
2由硬质岩块组成,充填砂类土者用高值;由软质岩块组成,充填黏性土者用低值;
3松散的碎石类土在自然界中很少遇到,需特别注意鉴定;
4漂石土、块石土的基本承载力值,可参照卵石土、碎石土表值适当提高。
3砂类土地基的基本承载力应符合表B.0.1—3的规定。
表B.0.1—3砂类土地基基本承载力σ0(KPa)
砂土名称
密实程度
湿度
稍松
稍密
中密
密实
砾砂、粗砂
与湿度无关
200
370
430
550
中砂
与湿度无关
150
330
370
450
细砂
稍湿或潮湿
100
230
270
350
饱和
190
210
300
粉砂
稍湿或潮湿
190
210
300
饱和
90
110
200
4粉土地基的基本承载力应符合表B.0.1—4的规定。
表B.0.1—4粉土地基基本承载力σ0(KPa)
W
e
10
15
20
25
30
35
40
0.5
400
380
(355)
0.6
300
290
280
(270)
0.7
250
235
225
215
(205)
0.8
200
190
180
170
(1
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