土的工程地質性質
⑴ 土的主要工程性質有什麼
土的工程性質是在設計和建造各種工程建築物時所必須掌握的天然土體或填築土料的工程特性。
不同類別的工程，對 土的物理和力學性質的研究重點和深度都各自不同。對沉降限制嚴格的建築物，需要詳細掌握土和土層的壓縮固結特性；天然斜坡或人工邊坡工程，需要有可靠的土抗剪強度指標；土作為填築材料時，其粒徑級配和壓密擊實性質是主要參數。
土的形成年代和成因對土的工程性質有很大影響，不同成因類型的土，其力學性質會有很大差別（見土和土體）。各種特殊土（黃土、軟土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土和紅粘土等）又各有其獨特的工程性質。 除土的粒徑級配外，土中各個組成部分（固相、液相、氣相）之間的比例，將影響到土的物理性質，如單位體積重，含水量，孔隙比，飽和度和孔隙度等。
粘性土中含水量的變化，還能使土的狀態發生改變，阿太堡最早提出將土的狀態分為堅硬、可塑和流動三種，並提出了測定區分三種狀態的界限含水量的方法。從流動轉到可塑狀態的界限含水量稱液性界限；從可塑轉到堅硬狀態時的界限含水量稱塑性界限。兩者之間的差值稱土的塑性指數，它反映了土的可塑狀態的范圍。
拓展資料
土的界限含水量和土中粘粒含量、粘土礦物的種類有密切關系。為反映天然粘性土的狀態,常用液性指數,它等於天然含水量和塑性界限的差值（-）與其塑性 指數的比值。≤0時，土處於堅硬狀態；>1時，為流動狀態，0≤≤1時，為可塑狀態。
砂土的密實狀態是決定砂土力學性質的重要因素之一，用相對密度表示:=( －)/( － )。為天然狀態時孔隙比, 為砂土最松狀態時的孔隙比， 則為最密狀態時的孔隙比。≈1時,最密實；≈0時，最鬆散。
土的壓縮和固結性質 土在荷載作用下其體積將發生壓縮，測定土的壓縮特性可分析工程建築物的地基沉降和土體變形。飽和粘土的壓縮時間決定於土中孔隙水排出的快慢。逐漸完成土壓縮的過程，即土中孔隙水受壓而排出土體之外，同時導致孔隙壓力消失的過程稱土的固結或滲壓。
K.泰爾扎吉最早提出計算土固結過程的一維固結理論，並指出某些 粘土中超靜孔隙水壓力完全消失後，土還可能繼續壓縮，稱次固結。產生次固結的原因一般認為是土的結構變形。反映土固結快慢的指標是固結系數，土層的水平向固結系數和垂直向的不一定相同。
土的壓縮量還和它的應力歷史有關。土層在其堆積歷史上曾受過的最大有效固結壓力稱先期固結壓力。它與現今作用的有效覆蓋壓力相同時，土層為正常固結土；若先期固結壓力大於現今的覆蓋壓力，則為超固結土；反之則為欠固結土。對於超固結土，外加荷載小於其先期固結壓力時，土層的壓縮很微小，外加荷載一旦超過先期固結壓力，土的變形將顯著增大。
土的強度性質 通常指土體抵抗剪切破壞的能力，它是土基承載力、土壓和邊坡穩定計算中的重要指標之一。它和土的類型、密度、含水量和受力條件等因素有關。飽和或干砂或砂礫的強度表現為顆粒接觸面上的摩阻力，它與作用在接觸面的上法向有效應力σ和砂的內摩擦角有關，即=σtg。純粘性土的不排水抗剪強度僅表現為內聚力，而與法向應力無關，即=。
一般土則既有內聚力又有摩阻力，即=+σtg。式中的和不是常量而是變數，不僅決定於土的基本狀態，還和外加荷載速率、外加荷載條件、應力路線等有關。飽和土中的孔隙為水充滿，受外加荷載作用時，控制土體強度的不是其所受的總應力σ，而是有效應力σ′(即總應力與孔隙壓力μ之差)：σ′=σ－μ。
因而強度試驗的條件不同，所得的強度指標亦異。試驗時，不允許土樣排水所得到的是土的總強度指標；如允許完全排水則得到的是土的有效強度指標。理論上用有效應力和有效強度指標進行工程計算較為合適，但正確判別實際工程土體中的孔隙水壓水較困難，因而目前生產上仍多用總強度原理和總強度指標。
土體的強度還因其沉積條件的影響而存在各向異性。 土的流變性質土工建築物的變形和穩定是時間的函數。有些人工邊坡在建成後數年甚至數十年才發生坍滑，擋土牆後的土壓力也會隨時間而增大等，都與土的流變性質有關。
土的流變特性主要表現為：①常荷載下變形隨時間而逐漸增長的蠕變特性；②應變一定時，應力隨時間而逐漸減小的應力鬆弛現象；③強度隨時間而逐漸降低的現象，即長期強度問題。三者是互相聯系的。作用在土體上的荷載超過某一限值時，土體的變形速率將從等速轉變至加速而導致蠕變破壞,作用應力愈大,變形速率愈大，達到破壞的時間愈短。通過試驗可確定變形速率與達到破壞的時間的經驗關系，並用以預估滑坡的破壞時間。
產生蠕變破壞的限界荷載小於常規試驗時土的破壞強度。從長期穩定性要求，採用的土體強度應小於室內試驗值。土體強度隨時間而降低的原因，當然不只限於蠕變的影響。土的蠕變變形因修建擋土牆或其他建築物而被阻止時，作用在建築物上的土壓力就隨時間逐漸增大。
土的壓實性質 對土進行人工壓實可提高強度、降低壓縮性和滲透性。土的壓實程度與壓實功能、壓實方法和含水量有關。當壓實方法和功能不變時，土的干容重隨含水量的增加而增加，達到最大值後，再增加含水量，其干容重將逐漸下降。
對應於最大幹容重時的含水量稱最佳含水量。壓實功能不增大而僅增加壓實次數或碾壓次數所能提高土的壓實度有一定限度，超過該限度再增加壓實或碾壓次數則無效果。填築土堤，在最佳含水量附近可用最小的功能達到最大的干容重，因而要在室內通過壓實試驗確定填料的最佳含水量和最大幹容重(見路基填土壓實)。
但壓實的方法也影響壓實效果，對非粘性土,振動搗實的效果優於碾壓;對粘土則反之。研究土的壓實性能，可選擇最合適的壓實機具。為改善土的壓實性能，可鋪撒少量添加劑。中國古代已盛行摻加生石灰來改善土的壓實性能。
此外，人工控制填料的級配，也可達到改善壓實性能的目的。 土的應力-應變關系 土的變形和強度是土的最重要的工程性質。60年代以前，在工程上通常分別確定土的變形和強度指標，不考慮強度與變形間的相互影響。因為土的應力-應變關系是非線性的並具有彈塑性、 甚至粘彈塑性特徵，而當時的計算技術，尚無法進行分析。
隨著計算機和數值分析法的普及,已可能把土的應力-應變關系納入土工建築物的分析計算中。正常固結粘土和松砂的剪應力和軸向應變的曲線呈雙曲線型，在整個剪切過程中，土的體積發生收縮，這類土具有應變硬化的特性。 超固結粘土和密實砂的應力-應變曲線則有峰值，其後應變再增大時,則土的強度下降,最後達穩定值。
剪切過程中,土的體積先有輕微壓縮,隨後即不斷膨脹，這類土具有應變軟化的特徵。為了使用數學方程描述各類土的應力-應變特性,現已有各種非線性彈性、彈塑性和粘彈塑性模型。利用這些模型和數值分析法，可以分析一些復雜邊界條件和不均質土體的變形和穩定問題。但是這些模型中所對應的土的參數,目前尚難正確測定,土體的原始應力狀態也難確定，因而還難於在工程中普遍應用。 土的動力性質 土在岩爆、動力基礎或地震等動力作用下的變形和強度特性與靜荷載下有明顯不同。
土的動力性質主要指模量、阻尼、振動壓密、動強度等，它與應變幅度的大小有關。應變幅度增大(<10)，土的動剪切模量減小，而阻尼比例則增大。土的動模量和阻尼是動力機器基礎和抗震設計的重要參數，可在室內或現場測試。1964年日本新潟大地震，大面積砂土液化造成大量建築物的破壞，推動了對飽和砂土液化特性的研究。
液化的主要機理是土的有效強度在動荷載作用下瞬時消失，導致土體結構失穩。一般松的粉細砂最容易發生液化，但砂的結構和地層的應力歷史也有一定的影響。具有內聚力的粘性土一般不發生 液化現象。 黃土的工程性質 一般分為新黃土和老黃土兩大類，其性質也有顯著差異（見黃土地區築路、路基設計）。
軟土的工程性質 軟土一般指壓縮性大和強度低的飽和粘性土，多分布在江、河、海洋沿岸、內陸湖、塘、盆地和多雨的山間窪地。軟土的孔隙比一般大於1.0,天然含水量常高出其液限，不排水抗剪強度很低，壓縮性很高，因而常需加固處理。最簡單的方法是預壓加固法（見預壓法）。軟土強度的增加有賴於孔隙壓力的消失，因而在地基中設置砂井以加快軟土中水的排出，這是最常用的加固方法之一。
預壓加固過程中通過觀測地基中孔隙水壓力的消失來控制加壓，這是保證施工安全和效率的有效方法。此外，也可用碎石樁（見振沖法）和生石灰樁等加固軟土地基。 膨脹土的工程性質 粘土中的粘土礦物（主要是蒙脫石），當遇水或失水時，將發生膨脹或收縮，引起整個土體的大量脹縮變形，給建築物帶來損害（見膨脹土地基）。
多年凍土的工程性質 高緯度或高海拔地區，氣溫寒冷，土中水分全年處於凍結狀態且延續三年以上不融化凍土稱多年凍土。凍土地帶表層土隨季節氣溫變化有凍融交替的變化，季節凍融層的下限即為多年凍土的上限，上限的變化對建築物的變形和穩定有重大影響（見凍土 地基、多年凍土地區 築路）。
鹽漬土的工程性質見鹽漬土地區築路。 紅粘土的工程性質 熱帶和亞熱帶溫濕氣候條件下由石灰岩、白雲石、玄武岩等類岩石風化形成的殘積粘性土。粘土礦物主要是高嶺石，其活動性低。中國紅粘土的特點一般是天然含水量高、孔隙比大，液限和塑性指數高，但抗水性強,壓縮性較低,抗剪強度也較高，可用作土壩填料。
⑵ 什麼是土土的基本性質是什麼土與其他工程材料相比有何特性
①土與岩石一樣來是自然歷史產物源。土的性質由其地質成因、形成時間、地點、環境、方式，以及後生演化和現時產出的條件決定。如乾旱區形成的黃土，濕熱區形成的紅土，靜水區形成的淤泥，它們在性質上截然有別。
②土是由固、液、氣體多相組成的體系。固相是土的主要成分，稱為土的骨架。土顆粒間的孔隙可被液體或氣體充填。完全被水充滿時，形成二相體系的飽水土，性質柔軟；完全被氣體充滿時，則形成二相體系的干土，其性質有的鬆散，有的堅硬。土的孔隙中有液、氣體共存時，則形成濕土，其性質介於飽水土和干土之間，屬三相體系。土中各相系組成的質和量，以及它們之間的相互作用是控制土的工程性質的主要因素。
③土是分散體系。根據土顆粒的大小（分散程度），土可分為粗分散體系(粒徑大於2微米)，細分散體系（粒徑2～0.1微米），膠體體系（粒徑0.1～0.01微米），分子體系（粒徑小於0.01微米）。土的工程性質隨著分散程度的變化而改變。
④土是多礦物組合體。一種土含有5～10種或更多的礦物，其中次生礦物是主要成分。土遇水產生膠體化學特性，土粒間形成受結合水控制的特殊聯結。這是促使粘土產生復雜性質的根本原因。
⑶ 土體地質工程特點
1.土體地質工程類型
以土體做建築材料，以土體做建築結構，以土體賦存環境做建築環境建築起來的工程稱為土體地質工程。土體地質工程類型極其廣泛，而且其規模也愈來愈大。最常見有：①基坑工程；②地基工程；③邊坡工程；④地下洞室工程。
概括起來它們都屬於開挖工程。這幾類工程在民用建築工程、水利水電工程、鐵路工程、公路工程、礦山工程、國防工程行業里都有。
人們經常接觸到的是民用建築工程。今天的我國在土體上建成的建築物高度已經高達420.5m，建築基坑有的已經深達30餘米，國際上建築基坑深度已經達到40m；建築物地基多數採用樁基；地下工程類型愈來愈多，地鐵、地下商場、地下倉庫等建築類型愈來愈多，規模愈來愈大，這是近年來發展最快的一個領域。
2.土體地質工程穩定性控制因素
（1）土質成分：威脅土體穩定性的土體成分因素主要為淤泥、軟粘土和粉土，在土體工程建築勘察工作中必須認真查清。
（2）土體結構：威脅土體穩定性的土體結構為軟夾層層狀結構，這是土體結構中最不良結構，基坑工程破壞多受它控制；特別是粘土質和淤泥質軟夾層常構成積水帶，威脅著土體穩定性。
（3）地下水：地下水可改變土體強度和土體中應力狀態，對黏性土尤其具有特殊意義。改變土體中地下水狀態可大大改變土體強度和土體中應力狀態，改變土體地質工程穩定性。
⑷ 中國濕陷性黃土的工程地質性質
一、前言
中國濕陷性黃土就其工程地質性質而言，可分為高原濕陷性黃土和河谷濕陷性黃土兩類。前者分布於高原（或台塬高地），為晚更新世馬蘭黃土，屬於風積成因；後者分布在河谷，為全新世沖積黃土。
二、高原濕陷性黃土
在黃土高原地帶，雖然工業建築較少，但民用建築、生土建築和窯洞建築卻很多，因此，對於高原濕陷性黃土的工程地質性質進行試驗研究是很有必要的。現將有關資料敘述如下。
1.顆粒成分
顆粒成分是決定黃土的工程地質性質的基本因素之一，特別是粘土成分。從分布在不同地區的資料（表1）來看，高原濕陷性黃土的顆粒成分是有區域性變化的，粘土顆粒由西而東、由北而南逐漸增加。
表1 高原濕陷性黃土的顆粒成分
2.物理性質
物理性質是工程地質性質中的一個重要組成部分，是工程措施的直接指標。現從分布在不同地區的資料（表2）來看，高原濕陷性黃土的物理性質也是有區域性變化的，如含水量和容重等存在由西而東、由北而南的變化趨勢。但某些指標，如孔隙比等差別不大。
表2 高原濕陷性黃土的物理性質
續表
3.濕陷特徵
濕陷性是黃土獨特的工程地質性質，是評價黃土地基的重要依據，隨著實際資料的積累，目前可獲得如下的認識。
1）在平面分布上，由表3中得知，高原濕陷性黃土的相對濕陷系數值是存在著明顯的區域性變化的，並且有由西而東、由北而南、從大變小的趨勢。
表3 高原濕陷性黃土的相對濕陷系數
2）垂直剖面上，由表3和圖1中得知，相對濕陷系數值是隨深度增加而減小的，一般在近地表為最大，往下就反復地變小，至一定的深度時，濕陷性基本消失，而過渡到非濕陷性土層。這個消失的深度界限，是隨地區的不同而不同的，明顯地反映了區域性的差異。但總的看來，這個界限一般在10～16m的深度內。建立這個概念，對地基的評價是非常重要的，因為在高原區，黃土層的厚度很大，常達百米以上，過去曾有人認為，黃土層的厚度與濕陷層的厚度是等同的，現在看來，這是不正確的。
三、河谷濕陷性黃土
工業與民用建築廣泛坐落在黃土河谷平原地帶，這里是建築部門的研究重點，我們曾對分布在不同地區具有代表性的重工業城市開始了調查和試驗工作，現簡述如下。
1.試驗場地的簡況
試驗場地地質地貌簡況示於表4。
表4 試驗場地的地質地貌簡況
續表
圖1 相對濕陷系數隨深度變化圖
1—太原；2—乾縣；3—蘭州
2.物質成分
（1）顆粒成分
顆粒成分所採取的分析方法是密度計法，其結果列於表5。
表5 河谷濕陷性黃土的顆粒成分
從表5中可以獲得這樣的認識，就大范圍而言，分布在河谷平原的濕陷性黃土，其粘土的含量與高原濕陷性黃土的分布規律一樣，存在著由西而東、由北而南逐漸增加的總趨勢。
（2）粘土礦物成分
從粘土礦物成分的分析資料（表6）來看，3個場地黃土的粘土礦物，主要都是伊利石，但其含量各地不同。這從粘土礦物的化學分析中也得到反映。
表6 河谷濕陷性黃土的粘土礦物成分
（3）化學成分
化學成分的分析結果及其特徵，可從表7中看出如下幾點：
1）化學成分在這3個場地是有差別的，尤其對黃土工程地質性質有重大影響的易溶鹽、中溶鹽和交換容量等有較大差別。
2）易溶鹽的含鹽量，以蘭州為最大，其次是西安，再次是太原，同時蘭州含有大量的易溶性的硫酸根離子，而西安和太原則含量微弱；再以介質溶液的pH 值來看，蘭州較西安和太原為小，故蘭州為硫酸鹽型的黃土，而西安和太原為碳酸鹽型的黃土。
3）中溶鹽（石膏）在蘭州的黃土中含量較多，而在西安和太原的黃土中就沒有。
表7 河谷濕陷性黃土的化學成分
3.物理力學性質
物理力學性質的特徵見表8、表9。
表8 河谷濕陷性黃土的物理性質
表9 河谷濕陷性黃土的力學性質
1）在物理指標中，含水量等存在著較大的區域性差異，且一般有由西而東、由北而南、從小變大的趨勢。但孔隙比等，在某幾個地方又基本上是相似的。
2）在力學指標中，凝聚力、內摩擦角的區域性變化較小，但野外的形變模量變化范圍很大。
4.濕陷特徵
近些年來，對濕陷性的認識有了新的發展，除了相對濕陷系數這個指標外，還新添了濕陷起始壓力的指標。
（1）相對濕陷系數
1）在平面分布上：從表10中得知，河谷濕陷性黃土的相對濕陷系數與高原上的濕陷性黃土一樣，也存在著區域性變化和一般的由西而東、由北而南、從大變小的趨勢。
2）在垂直剖面上：由表10和圖2中得知，河谷濕陷性黃土的相對濕陷系數與高原上的濕陷性黃土一樣也存在著隨深度增大而減小的規律。一般在地表為最大，往下就反復地變小，至一定深度時，濕陷性就要消失。濕陷性消失的深度是有區域特徵的，具有西深而東淺的變化趨勢，但總的看，它一般都消失在地表下10～15m的深度內。
表10 河谷濕陷性黃土的相對濕陷系數
圖2 相對濕陷系數隨深度變化圖
1—太原；2—蘭州；3—西安
（2）濕陷起始壓力
濕陷起始壓力，在我國已發展成為一個有實用意義的力學指標。從表11來看，它也存在著顯著的區域性特徵，並也有一般的由西而東、由北而南、從小變大的趨勢。
表11 灌谷濕陷性黃土的濕陷起始壓力
四、幾點認識
1）高原濕陷性黃土和河谷濕陷性黃土，在不同地區內，其工程地質性質具有區域性的差異。且在區域性的基礎上，大致都存在著由西而東、由北而南的方向性變化趨勢。
2）高原濕陷性黃土和河谷濕陷性黃土，在同一地區內的工程地質性質是存在著類別上的差異的。
3）不同地區的高原濕陷性黃土和河谷濕陷性黃土的工程地質性質是既存在類別上的差異，又存在區域上的差異的。
4）在區域性的差異上，河谷濕陷性黃土遠較高原濕陷性黃土的差異要大。這是由於前者的沉積環境遠比後者的沉積環境復雜。
5）我國濕陷性黃土的工程地質性質是存在著方向性和地區性的變化特徵的，這是由於各地在黃土堆積時的古地理、古氣候、沉積環境、發育歷史及人類活動等因素的不同所致。因此，在建築時，要區別對待，因地制宜。
6）在反映方向性和區域性的差異上，若簡單地以物理力學性質或以單一指標去了解，則這種內在的方向性或區域性規律就難於識別，只有把這種因素中的各個特徵指標聯系起來，作出綜合的工程地質性質的評價，才能把握其規律。因為黃土是自然作用的產物，它一方面是具有一定物理力學性質，一定的物質成分和組織結構的自然體系；另一方面又是在地質歷史過程中形成，且在天然和人為因素影響下，不斷改變的自然地質體。這種以黃土的形成、發展，以及相互聯系的全面觀點所揭露出的我國濕陷性黃土的區域性和方向性的規律，對於今後的科學研究和生產實踐，將會起到重要的作用。
參考文獻
劉東生，張宗祜.1962.中國的黃土.地質學報，42（1）
劉東生等.1965.中國的黃土堆積.北京：科學出版社
張宗祜.1962.中國黃土類土濕陷性及滲透性基本特徵.中國地質，（12）
（本文原載：《中國第四紀研究》，1985年，第六卷，第二期，139～145頁）
⑸ 簡述濕陷性黃土的基本工程地質性質
陷性黃土是一復種特殊性質制的土，其土質較均勻、結構疏鬆、孔隙發育。在未受水浸濕時，一般強度較高，壓縮性較小。當在一定壓力下受水浸濕，土結構會迅速破壞，產生較大附加下沉，強度迅速降低。故在濕陷性黃土場地上進行建設，應根據建築物的重要性、地基受水浸濕可能性的大小和在使用期間對不均勻沉降限制的嚴格程度，採取以地基處理為主的綜合措施，防止地基濕陷對建築產生危害
⑹ 岩土體的工程地質分類和鑒定
一、岩體
（一）岩體（岩石）的基本概念岩體（岩石）是工程地質學科的重要研究領域。岩石和岩體的內涵是有區別的兩個概念，又是密不可分的工程實體。在《建築岩土工程勘察基本術語標准》（JG J84-92）中給出的岩石定義是：天然產出的具有一定結構構造的單一或多種礦物的集合體。岩石的結構是指岩石組成物質的結晶程度、大小、形態及其相互關系等特徵的總稱。岩石的構造是指岩石組成物質在空間的排列、分布及充填形式等特徵的總稱。所謂岩體，就是地殼表部圈層，經建造和改造而形成的具有一定岩石組分和結構的地質體。當它作為工程建設的對象時，可稱為工程岩體。岩石是岩體內涵的一部分。
岩體（岩石）的工程分類，可以分為基本分類和工程個項分類。基本分類主要是針對岩石而言，根據其地質成因、礦物成分、結構構造和風化程度，用岩石學名稱加風化程度進行分類，如強風化粗粒黑雲母花崗岩、微風化泥質粉砂岩等。岩石的基本分類，在本書第一篇基礎地質中有系統論述。工程個項分類，是針對岩體（岩石）的工程特點，根據岩石物理力學性質和影響岩體穩定性的各種地質條件，將岩體（岩石）個項分成若干類別，以細劃其工程特徵，為岩石工程建設的勘察、設計、施工、監測提供不可缺少的科學依據，使工程師建立起對岩體（岩石）的明確的工程概念。岩石按堅硬程度分類和按風化程度分類即為工程個項分類。
在岩體（岩石）的各項物理力學性質中，岩石的硬度是岩體最典型的工程特性。岩體的構造發育狀況體現了岩體是地質體的基本屬性，岩體的不連續性及不完整性是這一屬性的集中反映。岩石的硬度和岩體的構造發育狀況是各類岩體工程的共性要點，對各種類型的工程岩體，穩定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的風化，不同程度地改變了母岩的基本特徵，一方面使岩體中裂隙增加，完整性進一步被破壞；另一方面使岩石礦物及膠結物發生質的變化，使岩石疏軟以至鬆散，物理力學性質變壞。
（二）岩石按堅硬程度分類
岩石按堅硬程度分類的定量指標是新鮮岩石的單軸飽和（極限）抗壓強度。其具體作法是將加工製成一定規格的進行飽和處理的試樣，放置在試驗機壓板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施壓，直至岩樣破壞，記錄破壞荷載，用下列公式計算岩石單軸飽和抗壓強度：
深圳地質
式中：R為岩石單軸飽和抗壓強度，單位為MPa；p為試樣破壞荷載，單位為N；A為試樣截面積，單位為mm2。
對岩石試樣的幾何尺寸，國家標准《工程岩體試驗方法標准》（GB/T50266-99）有明確的規定，試樣應符合下列要求：①圓柱體直徑宜為48～54mm；②含大顆粒的岩石，試樣的直徑應大於岩石的最大顆粒尺寸的10倍；③試樣高度與直徑之比宜為2.0～2.5。
在此標准發布之前，岩石抗壓強度試驗的試樣尺寸要求如下：極限抗壓強度大於75M Pa時，試樣尺寸為50mm×50mm×50mm立方體；抗壓強度為25～75MPa時，試樣尺寸為70mm×70mm×70mm立方體；抗壓強度小於25MPa時，試樣尺寸為100mm×100mm×100mm立方體。
（G B/T 50266-99）的規定顯然是為了方便取樣，以金剛石鑽頭鑽探，取出的岩心進行簡單的加工，即可成為抗壓試樣。岩樣的尺寸效應對岩石抗壓強度是略有影響的。
岩石按堅硬程度分類，各行業的有關規定，雖然各自表述方式有所區別，但其標準是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石堅硬程度分類
除了以單軸飽和抗壓強度這一定量指標確定岩石堅硬程度外，尚可按岩性鑒定進行定性劃分。國標：建築地基基礎設計規范（GB50007-2002）按表2-2-2進行岩石堅硬程度的定性劃分。其他規范的劃分標准大同小異。
表2-2-2 岩石堅硬程度的定性劃分
岩石堅硬程度的劃分，無論是定量的單軸飽和抗壓強度，還是加入了風化程度內容的定性標准，都是用於確定小塊岩石的堅硬程度的。岩石的單軸飽和抗壓強度是計算岩基承載力的重要指標。
（三）岩石按風化程度分類
關於岩石風化程度的劃分及其特徵，國家規范和各行業的有關規范中均有規定，其分類標准基本一致，表述略有差異。表2-2-3至表2-2-10是部分規范給出的分類標准。
表2-2-3《工程岩體分級標准》（GB50218-94）岩石風化程度劃分表
表2-2-4《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）岩石按風化程度分類表
續表
表2-2-5《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTJ024-85）岩石風化程度劃分表
表2-2-6《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）岩體風化帶劃分表
《港口工程地質勘察規范》（JTJ240-97）、《港口工程地基規范》（JTJ250-98）岩體風化程度的劃分按硬質、軟質岩體來劃分，硬質岩石岩體風化程度按表2-2-7劃分。軟質岩石岩體風化程度按表2-2-8劃分。
表2-2-7 硬質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-8 軟質岩石岩體風化程度劃分表
表2-2-9《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB5037-1999）岩石風化程度分類表
續表
表2-2-10 廣東省《建築地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）岩石風化程度劃分表
國家標准《建築地基基礎設計規范》（GB5007-2002）對岩石的風化只有第4.1.3條作如下敘述：岩石的風化程度可分為未風化、微風化、中風化、強風化和全風化。未列表給出風化特徵，但在岩石堅硬程度的定性劃分中（表A.0.1）把不同風化程度的岩石歸類到了岩石堅硬程度的類別中。
深圳市標准：《地基基礎勘察設計規范》（報批稿）關於岩石風化程度的劃分標准，基本採用了《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》GB（50307-1999）的表述形成和內容（表2-2-9），文字略有調整。
縱觀各類規范對岩石風化程度的劃分，可以看出：
1）除個別規范未列出未風化一類外，岩石風化程度的劃分均為未風化、微風化、中等（弱）風化、強風化和全風化。特徵描述簡繁不一，中等風化與弱風化相對應的風化程度略有差別。
2）風化程度的特徵描述，主要是岩石的結構構造變化、節理裂隙發育程度、礦物變化、顏色變化、錘擊反映、可挖（鑽）性等方面來定性劃定。部分規范用波速和波速比及風化系數來定量劃定是對岩石風化程度確定的有力支撐。
3）從新鮮母岩到殘積土的風化過程是連續的，有些規范把殘積土的特徵描述放在岩石風化程度劃分表中，有一定的道理。國際標准：ISO/TC182/SC，亦將風化程度分為五級，並列入了殘積土。從工程角度考慮，殘積土對母岩而言已經發生了全面質的變化，物理力學性質和對它的理論研究已屬松軟土，表中對殘積土特徵的表述對區別殘積土與全風化岩是有現實意義的。
4）國家標准：《工程岩體分級標准》中「岩石風化程度的劃分」（表2-2-3）看似簡單，規范「條文說明」解釋了這一現象，表2-2-3關於岩石風化程度的劃分和特徵的描述，僅是針對小塊岩石，為表2-2-2服務的，它並不代表工程地質中對岩體風化程度的定義和劃分。表2-2-2是把岩體完整程度從整個地質特徵中分離出去之後，專門為描述岩石堅硬程度作的規定，主要考慮岩石結構構造被破壞，礦物蝕變和顏色變化程度，而把裂隙及其發育情況等歸入岩體完整程度這另一個基本質量分級因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些規范把硬質岩石和軟質岩石的風化程度劃分區別開來，而《工程岩體分級標准》中「岩石堅硬程度的定性劃分」表（2.2-2）將風化後的硬質岩劃入軟質岩中。這里有兩個概念不可混淆：一是從工程角度看，硬質岩石風化後其工程性質與軟質岩相近，可等同於軟質岩；二是新鮮岩石中是存在軟質岩的，如深圳的泥質砂岩、泥岩、頁岩等。
6）相鄰等級的風化程度其界線是漸變的、模糊的，有時不一定能劃出5個完整的等級，如碳酸鹽類岩石。在實際工作中要按規范的標准，綜合各類信息，結合當地經驗來判斷岩石的風化等級。
（四）岩體的結構類型
在物理學、化學及其地質學等學科中對「結構」這一術語的概念是明確的，但有各自的含義，如原子結構、分子結構、晶體結構、礦物結構、岩石結構、區域地質結構、地殼結構等等，岩體作為工程地質學的一個主要研究對象，提出「岩體結構」術語的意義是十分明確的。
岩體結構有兩個含義，可以稱之為岩體結構的兩個要素：結構面和結構體。結構面是指層理、節理、裂隙、斷裂、不整合接觸面等等。結構體是岩體被結構面切割而形成的單元岩塊和岩體。結構體的形狀是受結構面的組合所控制的。
事實上，所有與岩石有關的工程，除建築材料外，都是與有較大幾何尺寸的岩體打交道，岩石經過建造成岩（岩漿岩的浸入，火山岩的噴出，沉積岩的層狀成沉積，變質岩的混合與動力變質）及後期的改造（褶皺、斷裂、風化等），使得岩體的完整性遭到了巨大的破壞，成為了存在大量不同性質結構面的現存岩體。為了給工程界一個明朗的技術路線，不妨以建造性結構面和改造性結構面（軟弱結構面）為基礎，從各自側面首先對岩體結構基本類型進行研究，其次將兩方面的成果加以綜合，即可得出關於岩體結構基本類型的完整概念（圖2-2-1）。
（1）以建造性結構面為主的岩體結構基本類型的劃分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性結構面的岩體結構分類
（2）以改造性結構面（軟弱結構面）為主的岩體結構類型的劃分（表2-2-12）
表2-2-12 改造結構面為主的岩體結構分類
圖2-2-1 岩體結構示意圖
（3）由建造性結構面和改造性結構面形成的三維岩體
三維岩體表現出了復雜多變的岩體結構特徵，將其綜合歸納，形成了較系統的岩體結構類型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩體結構類型及其特徵
表中表述的岩體結構類型及其特徵基本上涵蓋了深圳地區岩體的全部結構類型。
（4）岩體完整程度的劃分
地質岩體在建造和改造的過程中，岩體被風化、被結構面切割，使其完整性受到了不同程度的破壞。岩體完整程度是決定岩體基本質量諸多因素中的一個重要因素。影響岩體完整性的因素很多，從結構面的幾何特徵來看，有結構面的密度，組數、產狀和延展程度，以及各組結構面相互切割關系；從結構面形狀特徵來看，有結構面的張開度、粗糙度、起伏度、充填情況、水的賦存等。從工程岩體的穩定性著眼，應抓住影響穩定性的主要方面，使評判劃分易於進行。在國標：《工程岩體分級標准》（GB50218-94）中，規定了用結構面發育程度、主要結構的結合程度和主要結構面類型作為劃分岩體完整程度的依據，以「完整」到「極破碎」的形象詞彙來體現岩體被風化、被切割的劇烈變化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩體完整程度的定性分類表
在1994版的《岩土工程勘察規范》中，未見此表。很明顯，此表在《工程岩體分級標准》中出現後，在2001版修訂後的《岩土工程勘察規范》中得到了確認和使用。
（五）岩體基本質量分級
自然界中不同結構類型的岩體，有著各異的工程性質，岩石的硬度、完整程度是決定岩體基本質量的主要因素。在工程實踐中，系統地認識不同質量的工程岩體，針對其特徵性採取不同的設計思路和施工方法是科學進行岩體工程建設的關鍵。
1994年，國家標准《工程岩體分級標准》（50218-94）給出了岩體基本質量分級的標准（表2-2-15）。在此之前發布的國家標准《岩土工程勘察規范》（GB50021-94），該表是作為洞室圍岩質量分級標準的。在2001年修訂的《岩土工程勘察規范》（GB50021-2001）中，岩體基本質量分級以表2-2-15的形式來分類，岩體基本質量等級按表2-2-16分類。
表2-2-15 岩體基本質量分級
表2-2-16 岩體基本質量等級分類
（六）岩體圍岩分類
地鐵、公路、水電、鐵路以及礦山工程等行業，均有地下洞室和隧道（巷道）開挖，工程勘察均需對工程所處的圍岩進行分類。不同的規范對圍岩的分類方法略有不同。
1.隧道圍岩
《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》（GB50307-1999）和《公路工程地質勘察規范》（JTJ064-98）規定，隧道圍岩分類按表2-2-17劃分。
表2-2-17 隧道圍岩分類
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2.圍岩工程地質
《水利水電工程地質勘察規范》（GB50287-99）規定，在地下洞室勘察時，應進行圍岩工程地質分類。分類應符合表2-2-18規定。
表2-2-18 圍岩工程地質分類
上表中的圍岩總評分T為岩石強度、岩體完整程度、結構面狀態、地下水和主要結構面產狀5項因素之和。各項因素的評分辦法在該規范中均有明確規定。圍岩強度應力比亦有專門的公式計算。
3.鐵路隧道圍岩
《鐵路工程地質勘察規范》（TB10012-2001）規定，隧道工程地質調繪時，應根據地質調繪、勘探、測試成果資料，綜合分析岩性、構造、地下水及環境條件，按表2-2-19分段確定隧道圍岩分級。
表2-2-19 鐵路隧道圍岩的基本分級
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該規范還規定，鐵路隧道圍岩分級應根據圍岩基本分級，受地下水，高地應力及環境條件等影響的分級修正，綜合分析後確定。關於岩體完整程度的劃分，地下水影響的修正，高地應力影響的修正及環境條件的影響，規范中都有明確的規定。
4.井巷工程圍岩
礦山工程中的井巷工程，其功能和結構更為多樣，所以井巷工程對圍岩的分類更加詳盡，各種定性和定量指標明顯多於其他標准。《岩土工程勘察技術規范》（YS5202-2004、J300-2004）規定，井巷工程評定圍岩質量等級按表2-2-20劃分圍岩類別。
表2-2-20 井巷工程圍岩分類
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5.工程岩體
國家規范：《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2001）從工程岩體支護設計和施工的需要出發，給出圍岩分級表，與表2-2-20相比，僅少了Ⅵ、Ⅶ兩類，主要工程地質特徵少了岩石質量指標RQD和岩體及土體堅固性系數兩欄，其他完全相同。
（七）岩質邊坡的岩體分類
《建築邊坡工程技術規范》（GB50330-2002）對岩質邊坡的岩體分類方法，見表2-2-21
表2-2-21 岩質邊坡的岩體分類（GB50330-2002）
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表2-2-22 岩體完整程度劃分
（八）深圳地區岩體分類、鑒定中存在的問題和改進意見
1）深圳地區的建築工程除大量的房屋建築外，公路（道路）橋梁、水利、地鐵、鐵路等均有大量的投資建設，各行業對岩體質量等級的劃分在執行不同規范的分類標准。在當前情況下，這一狀況將繼續下去。但是，對某一岩體的不同分類標准，僅僅是某一行業的習慣性作法。宏觀上看不同分類標準的具體內容並無原則性的區別。無論採用哪種標准都不應該影響岩體評價的正確性。
2）岩體工程特性的評價中，岩體的結構分類應該受到足夠的重視。尤其是高大邊坡、地質災害評估等岩體結構對岩體穩定起主導作用的工程項目。只有採取多種科學勘察手段和縝密地進行分析，岩體的結構特徵才能弄清楚。
3）岩石風化程度的判斷，現場工作除很具經驗的野外觀察和標准貫入試驗外，應多採用岩體波速測試方法，使之成為常用方法之一。准確的波速測試結果，可能比標貫試驗所得結果更能准確地判斷岩石的風化程度。
4）岩石的風化程度是隨埋藏深度的增加而減弱的，風化岩石的強度則是隨埋藏深度的增加而增加的。為了充分發揮地基承載力，深圳市地基基礎勘察設計規范（送審稿）將厚層花崗岩強風化帶分為上、中、下3個亞帶，其劃分方法見表2-2-23。
表2-2-23 厚層花崗岩強風化帶細分
需要指出的是，花崗岩的風化規律一般是上部風化嚴重，隨深度增加而減弱，但也有個別情況，有時隨深度增加風化程度並無明顯變化，故在劃分風化亞帶時，應視強風化帶的厚度和風化程度改變的深淺，也可以劃分一個亞帶或兩個亞帶，不可強求一律劃分為3個亞帶。
龍崗區的碳酸鹽類岩石——灰岩、白雲岩、大理岩等基本上不存在全風化和強風化層。由於構造的影響或是其他某種原因（如表面溶蝕劇烈），可能岩石的裂隙比較發育，塊度比較小。
二、土體
（一）土體的含義及其工程地質分類
土是泛指還沒有固結硬化成岩石的疏鬆沉積物。土是堅硬岩石經過破壞、搬運和沉積等一系列作用和變化後形成的。土多分布在地殼的最上部。工程地質學把土看作與構成地殼的其他岩石一樣，均是自然歷史的產物。土的形成時間、地點、環境以及形成的方式不同，其工程地質特性也不同。因此在研究土的工程性質時，強調對其成因類型和地質歷史方面的研究具有特殊重要意義。
土的工程地質分類有以下特點：①分類涵蓋自然界絕大多數土體；②同類或同組的土具備相同或相似的外觀和結構特徵，工程性質相近，力學的理論分析和計算基本一致；③獲取土的物理力學指標的試驗方法基本相同；④工程技術人員，從土的類別可以初步了解土的工程性質。
土的工程地質分類是以鬆散粒狀（粗粒土）體系和鬆散分散（細粒土）體系的自然土為對象，以服務於人類工程建築活動為目的的分類。分類的任務是將自然土按其在人類工程建築活動作用下表現出的共性劃分為類或組。
合理的工程地質分類，具有以下實際用途：①根據土的分類，確定土的名稱，它是工程地質各種有關圖件中劃分土類的依據；②根據各類土的工程性質，對土的質量和建築性能提出初步評價；③根據土的類型確定進一步研究的內容、試驗項目和數量、研究的方法和方向；④結合反映土體結構特徵的指標和建築經驗，初步評價地基土體的承載能力和斜坡穩定性，為基礎和邊坡的設計與施工提供依據。
土的工程地質分類有普通的和專門的兩類。普通分類的劃分對象包括人類工程活動可能涉及的自然界中的絕大多數土體，適用於各類工程，分類依據是土的主要工程地質特徵，如碎石土、砂土、黏性土等。專門分類是為滿足某類工程的需要，或者根據土的某一或某幾種性質而制定的分類，這種分類一般比較詳細，比如砂土的密實度分類，黏性土按壓縮性指標分類等等。應當指出的是，普通分類與專門分類是相輔相成的，前者是後者的基礎，後者是前者的補充和深化。
（二）國外土的工程分類概況
近幾十年來，國外在土的工程地質分類研究方面有很大進展，工業和科學技術發達的主要國家，都分別先後制定了各自全國統一的分類標准（表2-2-24）。其中英國、日本、德國的分類均以美國分類為藍本，結合各自國情適當調整、修改而制定的。
表2-2-24 一些國家的土質分類簡況
上述各國的土質分類，都採用了統一分類體系和方法，不僅使各自國內對土質分類有了共同遵循的依據，而且體現了國際統一化的趨勢，以促進國際交流與合作。
下列美國的統一分類法（表2-2-25）作為樣本，以了解國外分類的標准和方法。
表2-2-25 美國的土的統一分類法
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（三）國內土的工程分類
1.統一分類法
1990年，國家標准《土的分類標准》（GBJ 145-90）發布，並於1991年8月起執行。在此之前或之後，水利水電、公路交通等行業土的分類標准與GBJ 145-90標准沒有明顯區別。（GBJ 145-90）土的分類如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒組的劃分
表2-2-27 土質分類表
2.建築分類法
國標《建築地基設計規范》（GB50007-2002）土的分類方法（簡稱：建築分類法）如表2-2-28。這是從早期《工業與民用建築地基基礎設計規范》（TJ7-74）（試行）到《建築地基基礎設計規范》（GBJ7-89）一直延續下來的土的分類標准。在TJ7-74規范之前，我國一直沿用前蘇聯規范（HИTY127-55）。建築分類法在房屋建築地基基礎工程或類似的工程中廣泛運用，這在不少行業規范中得以反映，此分類方法也為廣大工程技術人員所熟知。目前深圳除公路、鐵路行業外，大多採用此分類標准，並納入到深圳市的地方標准之中。
表2-2-28 土的分類
（四）土的狀態分類
土的狀態分類屬專門分類。對於某種行業或某類工程，土的狀態標準是有所區別的，現以《岩土工程勘察規范》（50021-2001）中規定的最常用的分類標准，對碎石土、砂土、粉土的密實度和對粉土的濕度及黏性土的狀態進行分類，見表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密實度按M63.5分類
表2-2-30 碎石土密實度按N120分類
表2-2-31 砂土密實度分類
表2-2-32 粉土密實度分類
表2-2-33 粉土濕度分類
表2-2-34 黏性土狀態分類
（五）土的現場鑒別方法
1.碎石土密實度現場鑒別方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密實度現場鑒別
2.砂土分類現場鑒別方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分類現場鑒別
3.砂土密實度現場鑒別方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密實度現場鑒別
4.砂土濕度的現場鑒別方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土濕度現場鑒別
5.粉土密實度現場鑒別方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密實度現場鑒別
6.粉土濕度現場鑒別方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土濕度現場鑒別
7.黏性土狀態現場鑒別方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土狀態現場鑒別
8.有機質土和淤泥質土的分類
土按有機質分類和鑒定方法，《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的分類方法見表2-2-42。深圳市沿海近岸地區存在大量淤泥或淤泥質土，在上更新統（Q3）的雜色黏土中，有一層泥炭質土，局部有泥炭層發育。
表2-2-42 土按照有機質分類
（六）土的定名和描述
1.統一分類法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒組、級配、所含細粒的塑性高低可劃分為16種土類；細粒土按塑性圖、所含粗粒類別以及有機質多寡劃分16種土類。
2）土的名稱由一個或一組代號組成：一個代號即表示土的名稱，由兩個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示副成分（土的級配或土的液限）；由3個基本代號構成時，第一個代號表示土的主成分，第二個代號表示液限；第三個代號表示土中微含的成分。
《土的分類標准》（G B J145-90），對特殊土的判別，列出了黃土，膨脹土和紅黏土。對花崗岩殘積土並沒有特別加以說明。根據深圳有關單位的經驗，花崗岩殘積土中的礫質黏性土相當於G B J145-90中的含細粒土礫，代號GF；砂質黏性土相當於細粒土質礫，代號GC-GM；黏性土相當於高液限粉土一低液限粉土，代號M H-M L。對淤泥和淤泥質土，G B J145-90分的不細，從工程需要出發，淤泥和淤泥質土的分類宜按建築行業標准。
2.建築行業定名
建築行業定名依照下列幾個標准：
1）土名前冠以土類的成因和年代。
2）碎石土和砂土按顆粒級配定名。
3）粉土以顆粒級配及塑性指數定名。
4）黏性土以塑性指數定名。
5）對混合土按主要土類定名並冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角礫等。
6）對同一土層中有不同土類呈韻律沉積時，當薄層與厚層的厚度比大於三分之一時，宜定為「互層」；厚度比為十分之一至三分之一時，宜定為「夾層」；厚度比小於十分之一的土層且多次出現時，宜定為「夾薄層」。當土層厚度大於0.5m時，宜單獨分層。
3.土的描述內容
（1）當按統一分類法（GBJ145-90）定名時，應按下列內容描述
1）粗粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；土顆粒形狀（圓、次圓、稜角或次稜角）；土顆粒的礦物成分；土顏色和有機質；所含細粒土成分（黏土或粉土）；土的代號和名稱。
2）細粒土：通俗名稱及當地名稱；土顆粒的最大粒徑；巨粒、礫粒、砂粒組的含量百分數；潮濕時土的顏色及有機質；土的濕度（干、濕、很濕或飽和）；土的狀態（流動、軟塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代號和名稱。
（2）當按建築分類法（GB50007-2002）定名時，應按下列內容描述
1）碎石土：名稱、顆粒級配、顆粒排列、渾圓度、母岩成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、膠結性、密實度及其他特徵。
2）砂土：名稱、顏色成分、顆粒級配、包含物成分及其含量、黏粒含量、膠結性、濕度、密實度及其他特徵。
3）粉土：名稱、顏色、包含物成分及其含量、濕度、密實度、搖振反應及其他特徵。
4）黏性土：名稱、顏色、結構特徵、包含物成分及其含量、搖振反應、光澤反應、干強度、韌性、異味及其他特徵。
5）特殊性土：除應描述上述相應土類的內容外，尚應描述其特徵成分和特殊性質，如對淤泥尚需描述臭味、有機質含量；對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和均勻程度等。
6）互層（夾層）土：對具有互層、夾層、夾薄層特徵的土，尚應描述各層的厚度及層理特徵。
⑺ 黃土工程地質性質的介紹
黃土工程地質性質（engineering geological property of loess）是指與黃土分布區工程建設施工及建築物穩定條件密切相關的回黃土的特殊性答質，如黃土的濕陷性、壓縮性、抗剪強度等。
⑻ 地基土（岩土）的分類與工程性質
(一)地基與基礎概念
1.地基
工程上把受建築物影響,從而引起其發生物理力學性質、內應力變化的那部分岩體或土體(即承擔建築物傳來荷載的岩土體)稱為地基。它是基礎底面下,承受由基礎傳來荷載的那一部分岩土層。
建築物的地基,按其構成的介質不同,分為岩石地基和土層地基。
當地基由兩層以上的岩土體組成時,通常將直接與基礎接觸的岩土層稱為持力層;持力層下部的土層則稱為下卧層。如果把天然岩土層作為建築物地基,則此時的地基稱為天然地基;如果需要經過人工加固處理後才能作為建築物地基,則這時的地基稱為人工地基。在實際工作中,為節約資金,應盡量利用天然地基。
2.基礎
基礎是指與地層直接接觸的建築物向地基傳遞荷載的下部結構。它是建築物的下部結構;起著把建築物上部結構的荷載分布開來並傳遞到地基中去的作用。
(1)基礎的形式劃分
建築物的基礎有多種形式,按埋置深度不同分為淺基礎(埋深≤5m,如:單獨基礎、條形基礎、片筏基礎等)和深基礎(埋深＞5m,如:樁基礎、墩基礎、沉井基礎、地下連續牆等)。
(2)地基、基礎設計要求
建築物的上部結構與基礎、地基三部分雖然功能各異,卻構成了一個既相互制約又共同工作的整體。因此,為了保證建築物的正常使用,地基、基礎設計都需要滿足兩個基本條件:
1)強度條件。即要求作用於地基上的荷載不超過地基承載能力,以保證地基在防止整體失穩方面有足夠的安全儲備。
2)變形條件。即控制基礎沉降,使之不超過容許值。因此,在建築物設計、施工之前、必須進行場地的勘探工作,是做好地基基礎設計與施工的先決條件。
(二)土的組成與分類
在地質勘探工作中,鑽探施工的主要對象是岩土。因此,了解岩土的物理力學性質,對確定鑽進、取心、鑽孔沖洗方法及其護壁措施,正確選用施工機械設備與工藝技術參數,提高鑽孔質量、效率,降低鑽探成本具有特別重要的意義。
1.土的組成
土是由固相(礦物、岩石碎屑)、液相(水)與氣體組成的三相地質集合體。其中:固相是土粒,礦物成分主要有原生礦物,次生礦物和有機質;液相主要是水或水溶液;氣相是指存在於孔隙中的氣體,由於氣體無色且量少,故一般不易看到。土中氣體可分為自由氣體和封閉氣體。
2.土分類
根據其堆積年代、地質成因、顆粒級配或塑性指數等可作如下分類:
1)按堆積年代分為老堆積土、一般堆積土、新近堆積土。
2)據地質成因分為殘積土、坡積土、洪積土、淤積土、冰積土和風積土。
3)按有機質含量為無機土、有機質土、泥炭質土和泥炭。
4)按顆粒級配或塑性指數分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。碎石土和砂土的劃分應符合如表1-2和表1-3所示的規定。
表1-2 碎石分類
表1-3 砂土分類
(三)土的物理、力學性質
1.土的物理性質
土的物理性質是表明物理狀態的一些性質;它反映的是土的輕重、干濕和松密。土的基本物理指標、符號、單位、物理意義和計算公式如表1-4所示。
2.土的力學性質
土在外力作用下所表現的性質,稱土的力學性質。它主要包括土在穩定荷載(靜荷載)作用下的土的滲透性和壓縮性以及抗剪性,黏性土的動力壓實性以及流變性。這里只介紹土的滲透性、壓縮性和抗剪性。
(1)土的滲透性
土的滲透性在水力坡度(水壓差)的作用下,水穿過土體的能力。水在土中的滲流有時會使土體發生變形或破壞,這種現象稱滲透變形,它包括流土和管涌兩大基本類型。
表1-4 土的基本物理指標
(2)土的壓縮性
土的壓縮性土體在壓力作用下,孔隙比會因孔隙中氣體或水排除而減少,從而導致土體積的縮小,這種性質稱土的壓縮性,衡量土的壓縮性的指標較多。
(3)土的抗剪強度
單位面積土體在受平行於土體剪切面的作用下,土體產生變形破壞的極限應力稱土的抗剪強度,單位為Pa或MPa。
土的抗剪強度可分為:無黏性土的抗剪強度、非飽和黏性土的抗剪強度、飽和黏性土的抗剪強度。
由於土的以上性質主要在地基計算時應用 ,在鑽孔(井)施工時一般不關注土的性質,故不作詳細介紹。
⑼ 土方工程中的土按工程性質分為那幾種
一類土（松軟土）：砂、略有粘性的砂土、腐植土及疏鬆的種植土、內泥炭；
二類土（普通容土）：潮濕的黏土和黃土、軟的鹽土和鹼土、含有碎石卵石及建築材料碎宵的堆積土和種植土；
三類土（堅土）：中等密實的粘性土或黃土、含有碎石卵石即建築材料碎宵的潮濕粘性土或黃土；
四類土（沙礫堅土）：堅硬密實粘性土或黃土、硬化的重鹽土、含有碎石卵石或體積在10％-30％重量在2.5公斤以下石塊的中等密實的粘性土或黃土 。
拓展資料
土方工程是冶金業的術語，地形是骨架，沒有一定的工程規模，就顯不出它的主導地位。上海植物園，園址是龍華苗圃，地面很低，平均標高只有3.8~4.0m,地下水位較高，0.8M左右，為滿足不同植物生態習性的要求，需要創造不同植物生長要求的地形空間，就要進行挖湖堆山，地形處理，創造植物旱生、濕生、水生的生態環境。
⑽ 岩土類型和性質
岩土體是地質災害的載體，地質災害一般都是通過岩土體的變形破壞而表現出來的，是地質災害成生的物質基礎。
受地殼運動的控制，「蘭—鄭—長」工程地段分布有不同年代、成因、物質成份和結構的岩土體，類型復雜多樣，工程地質性質各異，它們對地質災害的形成、分布和活動起著主導作用。岩土體分布出露的特點是：山區、丘陵以岩體為主，而高原、盆地、平原則以土體為主；管線經過地段絕大多數是土體。下面分別就岩體和土體討論其分布、類型、性質及對地質災害成生的制約。
（一）岩體
岩體在管線工程地段主要分布於甘肅、陝西段的關山—隴山，山西段的中條山、霍山和太原東山，河南段的大交口鎮—觀音堂、義馬—新安和大別山等地段，湖北、湖南段的大別山和江南丘陵地等地段，總長約300km，約占管線全長的10%。
參考國標《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的規定，先將岩體按堅硬程度分大類，再由岩石的成因類型、岩性和工程性質，將本管道工程沿線的岩體劃分為4類7種（表4-1）。現作簡要討論。
1.堅硬岩類
按成因類型劃分為岩漿岩、變質岩和沉積岩3種亞岩類。
岩漿岩類管線地段分布於祁連山褶皺帶、秦嶺—大別山褶皺帶和揚子地台。分別有加里東期、華力西期、燕山期侵位的，其中祁連山褶皺帶三期皆有，岩性為花崗岩、石英閃長岩；秦嶺—大別山褶皺帶為燕山期花崗岩；揚子地台為加里東期和燕山期的花崗岩和花崗閃長岩。一般呈岩基和岩株狀產出，整體塊狀構造，緻密堅硬，物理力學性質均質，各向同性。應該說其工程性質優良，但在亞熱帶環境中化學風化強烈。地質災害一般不甚發育，以小型崩塌為主。
變質岩類在管線地段的祁連山褶皺帶、華北地台、秦嶺—大別山褶皺帶有分布。祁連山褶皺帶主要出露於關山—隴山地段，為中元古界隴山群和前震旦系，主要岩性為大理岩、黑雲母片麻岩、混合岩、結晶片岩。華北地台出露於山西支幹線的中條山、霍山、太原東山，為太古界涑水群和太岳山群，岩性為混合岩化的黑雲角閃斜長片麻岩、斜長角閃岩、大理岩、磁鐵石英岩、黑雲變粒岩、角閃變粒岩等，岩性復雜，風化較強。秦嶺—大別山褶皺帶出露於大悟一帶，為中上元古界紅安群含磷的變粒岩、大理岩和石英片岩夾片麻岩，抗風化能力較弱。由於受片麻理、片理及節理的影響，使岩體的工程地質性質呈明顯的各向異性和不均一性。地質災害不甚發育，一般以小型崩滑為主。
表4-1 岩體類型匯總表
沉積岩類在丘陵、山區分布較廣，在各大構造單元中皆有，其地質年代自中元古界至中生界早期幾乎皆有，岩性復雜多樣，主要有：中元古界熊耳群和汝陽群的安山玢岩、玄武岩、石英砂岩，新元古界洛峪群三教堂組的石英砂岩（以上均在河南境內）；上元古界長城系、震旦系的石英砂岩、白雲岩、硅質岩、冰磧礫岩等；下古生界寒武系、奧陶系的中厚、厚層碳酸鹽岩；上古生界泥盆系的砂岩和碳酸鹽岩，石炭、二疊系的中厚、厚層狀灰岩和中生界三疊系碳酸鹽岩等（上古生界及中生界皆為揚子地台）。按岩性大類可劃分為火山噴出沉積岩、碎屑岩和碳酸鹽岩三大類。它們的共同特點是，層理構造發育且較厚，抗風化能力較強，但碳酸鹽岩具溶蝕性，岩溶較發育，工程地質性質具各向異性。上述這幾類岩性分布地段地質災害一般不甚發育，有小型崩滑和岩溶塌陷（覆蓋型岩溶地段）等地質災害。
2.較硬岩
按成因類型可劃分為變質岩和沉積岩兩大亞類。
變質岩類分布於祁連山褶皺帶、秦嶺—大別山褶皺帶和揚子地台中，岩性主要是較軟弱片岩和千枚岩、板岩。在祁連山褶皺帶的管線地段，新元古界長城系變質細砂岩、千枚岩；秦嶺—大別山褶皺帶信陽群、商城群的雲母石英片岩、綠色片岩、絹雲石英片岩、淺變質凝灰質砂岩等：揚子地台中元古界冷家溪群和新元古界板溪群的板岩、千枚岩、變質凝灰岩、變質砂岩等。上述各類岩體的共同特點是：片理、千枚理、板理等結構面發育，地面風化較強烈，殘坡積層厚度往往較大。岩體具明顯的各向異性，力學強度相對較弱。崩塌、滑坡和泥石流等山地地質災害較發育。
沉積岩類分布於華北地台和揚子地台中，華北地台岩性主要是上古生界和中生界粘土岩、鋁土岩頁岩、泥質粉砂岩、含煤層；揚子地台主要是泥盆系粉細砂岩、粘土岩、頁岩、泥灰岩。它們層理發育、薄層狀為主，遇水易軟化、崩解，風化也較強烈。由上述岩體組成的丘陵山區，地質災害較發育，主要有崩塌、滑坡、泥石流和採煤引起的地面塌陷和地裂縫災害（在山西、河南境內較突出）。
3.軟弱岩
這大類岩體主要是沉積岩類，較廣泛分布於各大地構造單元中生代晚期和新生代陸相盆地中，地質年代為白堊系、古近系和新近系。由於固結壓密程度低，岩體孔隙率高，強度小，變形大。岩性主要是河湖相的砂礫岩、砂岩和泥岩，夾淡水泥灰岩，含石膏、芒硝。岩石一般干單軸抗壓強度小於30MPa，而新近系岩石成岩性更差，接近於土體，干單軸抗壓強度不足於5MPa，屬極軟岩。這類岩石遇水易軟化崩解，抗風化能力亦低。但這類岩體出露地段地形起伏小，地質災害不發育，主要有膨脹性岩體的輕度脹縮變形災害，還存在采空塌陷災害。
4.軟硬相間岩
這大類岩體主要也是沉積岩類，較廣泛分布於華北地台和揚子地台的古生界和中生界地層中，一般是兩種強度和剛性差異較大的岩性相互成層或間夾；古生界常見的是灰岩與頁岩互層，砂岩與泥頁岩互層，中生界常見的是砂岩與泥頁岩互層。在外力作用下會發生層間錯動和脫開，而在地下水等作用下更會泥化而形成泥化夾層，層面間強度降低而成為典型的軟弱結構面。所以這類地層組合可以稱之為「易滑地層組合」，較易產生滑坡。此外，軟硬相間岩層差異風化顯著，「上硬下軟」組合的條件下，軟岩易形成岩龕，崩塌也較普遍。
（二）土體
土體在管線地段廣泛分布，約佔全長的90%。按地質成因，可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土和風積土等；按粒度成份，可劃分為碎石土、砂土、粉土和粘性土。對一些具有特殊成份和結構、工程性質也特殊的土，則可單獨劃分為特殊土，本管線工程的特殊土有黃土類土、膨脹土、鹽漬土和淤泥質土等。這里我們也參考國標《岩土工程勘察規范》（GB50021—2001）的規定，將土體劃分為碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土5大類（表4-2）。以下分別就一般土和特殊土作簡要討論。
1.一般土體
一般土體包括各種成因類型的碎石土、砂類土、粉土和粘性土。
（1）碎石土：
碎石土指的是土中粒徑d＞2mm的顆粒質量超過總質量50%的土。根據規定，碎石土可再劃分為礫質土、卵（碎）石土和漂（塊）石土，它們的粒徑分別＞2mm、20mm或200mm的質量，超過總質量50%。一般沖積成因的碎石土分選性和滾圓度較好，位於河床和河流階地二元結構的下部，而其他成因的則較差。本工程各段情況是：甘肅段礫卵石佔45%～70%，粒徑一般 20～80mm，呈次圓—次稜角狀，一般分布於沖洪和平原表層之下。陝西段分布於渭河及其各支流以及山前洪積扇。河流沖積成因者在河漫灘和河床地段，在渭河幹流厚度可達20～40m，結構較均一；而洪積扇區則為大小混雜的砂卵石為主。山西段主要分布於汾河、龍鳳河和瀟河等山間河谷地段，以砂卵礫石為主，磨圓較好，級配良好。河南段主要分布在伊洛河、沙潁河等諸河流河谷區，以砂礫卵石為主。湖北—湖南段碎石土多分布於低山丘陵斜坡地帶，多為殘坡積成因，碎石成分隨母岩而變化。一般碎石土較疏鬆，孔隙比大，滲透性強，地基承載力高。
表4-2 土體類型匯總表
（2）砂類土：
砂類土指的是土中粒徑d＞2mm的顆粒質量不超過總質量的50%,d＞0.075mm的顆粒質量超過總質量50%的土；根據顆粒級配還可劃分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂，一般是沖洪積成因的。此類土在本工程的情況是：甘肅段分布於洪積平原表層土之下，主要由粉細砂、中細砂組成，鬆散—中密狀態。陝西段分布於渭河及支流的漫灘、一級階地和古河道中，以中細砂和粉細砂為主，常含少量礫石，除河漫灘地段外，砂層均埋藏於細粒土之下，厚度不均一，多呈透鏡體狀，孔隙度大，滲透性強，中粗砂是良好的地基持力層，而飽水粉細砂則易產生震動液化。山西段分布於黃河、汾河及其較大支流的河床、河漫灘和階地，一般為砂礫石混合，厚度較大。也有在山前傾斜平原區前緣的洪積砂礫石，與細粒土組成多層結構。河南段分布除了與碎石土相同外，在沙潁河以南淮河平原各河流河漫灘和一級階地前緣地帶，表層之下為中細砂，稍密—中密狀態，厚度不穩定。砂類土一般級配較好，滲透性較強，一般是良好的地基持力層，但在地震烈度≥Ⅶ區需關注飽和粉細砂的震動液化問題。
（3）粉土和粘性土：
粉土和粘性土也可稱之為「細粒土」，前者是土中粒徑d＞0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%，且塑性指數ⅠP≤10的土；而後者則ⅠP＞10的土。這兩類土大量廣泛分布於鄭州—長沙段洪沖積平原和丘陵地段。具各種成因類型。一般洪沖積成因的土體較密實，孔隙比小，含水量相對較少，透水性弱，強度高，地基承載力高。而丘陵地帶的殘坡積成因者往往與碎石土混雜，土體孔隙性大，透水性相對較強，在久雨或強降雨時，易產生坡積層崩滑。
2.特殊土
（1）黃土類土：
黃土類土是第四紀時期特殊的大陸鬆散沉積物，它在世界各地分布廣而性質特殊。這類土在我國主要分布於西北、華北和東北地區，面積達60萬km2以上，以北緯34°～45°之間最為發育，這些地區位於我國西北沙漠區的外圍東部地區，具有大陸性乾旱少雨氣候的特點。黃土類土從早更新世（Q1）開始堆積，經歷了整個第四紀，直至現今還未結束。按地層時代及其基本特徵，黃土類土可分為3類：老黃土、新黃土和新近堆積黃土（表4-3）。老黃土是Q1、Q2時期堆積的，分別稱「午城黃土」和「離石黃土」，一般無濕陷性；新黃土一般是Q3時期堆積的，稱「馬蘭黃土」，也有Q4早期的，具濕陷性，分布面積最廣（約佔60%）；新近堆積黃土一般是Q4晚期堆積的，濕陷性不一。各地黃土類土總厚度不一，陝甘黃土高原地區最厚，可達100～200m，河谷地區一般只有數米至30m左右，且主要是新黃土。黃土類土的成因一直是爭論的熱點問題，但普遍的看法是，風積成因是主要的，也有沖積、洪積、坡積、冰水堆積等成因類型。顆粒成份以粉粒為主，富含碳酸鈣，具大孔性，垂直節理發育，具濕陷性等特徵者，稱 「典型黃土」，而有些特徵不明顯者則稱「黃土狀土」。下面討論一下本管線工程黃土類土的特性。
本管線工程的黃土類土分布於蘭州—鄭州段（含山西支幹線）。不同地段黃土類土的粒度成份和結構有所不同，所以其物理力學指標和工程地質性質也有明顯差異。下面我們以Q3典型的濕陷性黃土為代表作分析。
首先是黃土的顆粒組成，將蘭州、西安、太原、洛陽四地作比較（表4-4）。可以看出它們的差異，總趨勢是：由西北往東南砂粒和粉粒含量愈來愈小，而粘粒含量則愈來愈大，而粉粒所佔比例最大是一致的。所以有人將西部黃土稱之為「砂黃土」，而東部為「粘黃土」。 黃土的顆粒組成對其濕陷性有一定影響，即砂粒含量愈多，濕陷性愈強，而粘性愈多則濕陷性愈弱。
表4-3 不同年代黃土的特徵
表4-4 濕陷性黃土的顆粒組成單位：%
各地濕陷性黃土的基本物理力學性質指標列於表4-5中。
由西往東的總趨勢是：土體的密度和天然含水率愈來愈大，液限和塑性指數也愈來愈大，孔隙比愈來愈小；而三項力學性質指標變化規律則不明顯。而且可看出，隴西和隴東地區指標相近似，關中地區與汾河流域也比較接近，而豫西地區與前面的4個地區則又有明顯差異。上述規律很重要，因為它與黃土的濕陷性相關的，即自西往東濕陷性逐漸變弱。
管線地段濕陷性黃土的濕陷系數（δs），經大量統計後匯總於表4-6中。從表中可看出，濕陷系數隴西地區最大，隴東地區次之，關中地區汾河流域再次之，而豫西則最小；而且高階地的濕陷系數要大於低階地。按有關規定，δs＞0.015時，該黃土為濕陷性土；δs為0.015～0.03時濕陷性輕微，δs為0.03～0.07時濕陷性中等；δs＞0.07時，濕陷性強烈。所以說，隴西和隴東地區黃土具中等—強烈濕陷性，關中地區和汾河流域黃土具中等濕陷性，而豫西地區黃土為輕微—中等濕陷性。
表4-5 各地濕陷性黃土基本物理力學性質指標
表4-6各地黃土濕陷系數（δs）統計表
濕陷性對黃土地區地質災害的成生和活動關系密切，地基的濕陷變形破壞本身就是黃土地區特殊的地質災害。此外由於黃土結構疏鬆，以及大孔性和垂直節理發育，潛蝕地質災害也很普遍。由於黃土的濕陷和潛蝕特性，還可誘發崩塌、滑坡和泥石流災害。
（2）膨脹土：
具有明顯遇水膨脹和失水收縮的土稱膨脹土。這類土在我國主要分布在南方山前丘陵、壠崗和二、三級階地上，大多數是晚更新世及以前的殘坡積、沖洪積和湖積物。從外表看，膨脹土一般呈紅、黃、褐、灰白等不同顏色，具斑狀結構，常含有鐵錳質或鈣質結核。土體常有網狀開裂，有臘狀光澤的擠壓面，類似劈理。土層表面常出現各種縱橫交錯的裂隙或龜裂現象，這與失水土體強烈收縮有關。膨脹土的脹縮特性，主要是土中含有較多的粘粒，一般粘粒含量高達35%以上，而且這些粘粒大部分為親水性很強的蒙脫石和伊利石等粘土礦物，膨脹收縮能力較強。天然狀態下，膨脹土一般緻密堅硬，天然含水率較小，所以土體常處於硬塑或堅硬狀態，壓縮性較低，強度較高；但在浸水膨脹後，強度明顯降低，壓縮性增大。膨脹土的這種脹縮特性，對工程建設會帶來危害。按我國有關規定，凡自由膨脹率δef大於40%者，即可定名為膨脹土，40%≤δef＜65%為弱膨脹土，65%≤f＜90%為中等膨脹土，δef≥90%為強膨脹土。
本管線工程的膨脹土主要分布於湖北境內的黃陂縣周港、應城支線和五里橋—賀勝橋—橫溝橋一帶：在河南境內的平頂山、周口西、郾城—駐馬店的沙汝河平原和確山—信陽北的低山丘陵也有零星分布。
湖北境內的膨脹土主要分布於高程30～45m的壠崗和崗間坳溝地帶，自然地形坡度平緩。土體時代為更新世，顏色呈棕黃、褐黃、棕紅色，土體平均自由膨脹率：周港一帶下更新統82%（最大99%），應城支線中更新統62%（最大109%），五里橋—賀勝橋一橫溝橋一帶上更新統44%（最大72%）。土體脹縮性危害主要導致當地居民低層建築牆體拉裂破壞，斜坡和水渠邊坡坍滑。
河南境內的膨脹土分布於淮河平原邊緣的平頂山東和確山—信陽北的低山丘陵，以及沙汝河平原之間的周口和郾城—駐馬店地段。土體時代為中、晚更新世，顏色呈棕黃、灰綠、棕紅色，乾燥時呈硬塑狀態，裂隙發育，含鐵錳質和鈣質結核，平均自由膨脹率43.5%。平頂山以膨脹破壞為主，而信陽多以收縮破壞為主，多發生在乾旱季節。
（3）鹽漬土：
土中易溶鹽含量大於0.5%的土稱為鹽漬土。由於它發育於地表土層中，與道路、低層建築等有關，主要是土的腐蝕作用以及鹽脹和溶陷作用對工程建設的危害。鹽漬土按地理分布可分為濱海鹽漬土、沖積平原鹽漬土和內陸鹽漬土等類型。我國鹽漬土主要分布在北方諸省區。鹽漬土的形成及其所含鹽的成分和數量與當地的地形地貌、氣候條件、地下水的埋藏深度和礦化度、土壤性質和人類活動有關；它的厚度並不大，一般分布於地表以下1.5～4m范圍內，且由地面至深部含鹽量逐漸減少。鹽漬土的形成一般是由於地下水埋深過淺（甚至出露地面），蒸發強烈而鹽分在地表的聚積所致。
鹽漬土的性質與所含鹽分和含鹽量有關。土中的鹽類主要是氯鹽、硫酸鹽和碳酸鹽三類，因此鹽漬土也相應地劃分為氯鹽漬土、硫酸鹽漬土和碳酸鹽漬土（表4-7）。鹽漬土中所含鹽分及其數量對土的工程地質性質影響很大。由於土成分的改變，影響了土的結構，從而影響了塑性、透水性、膨脹性、壓縮性、擊實性等性質。
表4-7 鹽漬土的分類
本管線工程的鹽漬土主要分布於甘肅段通渭以西、陝西段華縣—華陰地段和山西段的永濟市東北伍姓湖區（K48～K54）及清徐張花營村—榆次西榮（K451～K464）地段。
甘肅段通渭以西地段河谷平原一級階地潛水位埋深很淺，經測定，土壤中平均含鹽量3.4%，最大可達8%～15%，屬硫酸—氯型中—超鹽漬土。
陝西段華縣—華陰地段的鹽漬土是由於黃河三門峽水庫淤積和回水，引起潛水位壅高，使渭河南岸赤水河至方山河一級階地中部成為浸沒區，而導致土壤鹽漬化。但近年來當地大量開采地下水，潛水位埋深增大，鹽漬化已幾近消失。
山西段永濟伍姓湖區地勢低窪（比周邊低5～8m），表層土由粉質粘土和粉土組成，潛水位埋深0～3m，土中含鹽量1.06%～1.18%，類型為硫酸—氯型，屬中鹽漬土。清除張花營村—榆次西地段地勢較周邊略低，表層土為粉土，潛水位埋深0.2～3m，土中含鹽量0.44%～1.12%，類型為氯—硫酸鹽型，屬弱—中鹽漬土。硫酸鹽結晶膨脹以及腐蝕作用，對管道將有一定危害。
（4）淤泥質土：
淤泥質土是指在水流緩慢甚或靜水環境中沉積，有微生物參與作用的條件下，含較多有機質，而疏鬆軟弱的粘性土，它是近代在濱海、湖泊、沼澤、河彎、廢河道等地區沉積的未經固結的一種特殊土。從外觀看，這類土常呈灰、灰藍、灰綠和灰黑等顏色，污染手指並有臭味。土中含有大量親水性強的粘土礦物（蒙脫石和伊利石佔多數），有機質含量較多（一般含量 5%～15%），天然孔隙比大於1，天然含水率大於液限。其結構形式常為蜂窩狀或棉絮狀，疏鬆多孔，壓縮性很強，地基承載力很低。我國淤泥質土的地理分布基本上可分為兩大類：一類是沿海沉積的，另一類是內陸和山區湖沼盆地沉積的。前者分布穩定而厚度大，後者常零星分布且厚度小。
本管線工程的淤泥質土主要分布於湖北—湖南段。管道經過長江等13條大中型河流的沖湖積平原低窪地段，有較大范圍的淤泥質軟土分布，有機質含量大於1.5%，岩性為淤泥、淤泥質粘土和淤泥質粉土，呈軟塑—流塑狀，天然含水率多大於35%，最高達133%，孔隙比1～2.02，最高達3.12，壓縮系數一般大於0.5MPa-1，最高可達3.68MPa-1，凝聚力一般9.8～29.4k Pa，內摩擦角6°～15°，地基承載力，天然狀態下一般為25～55k Pa，常導致建築物過量沉降和不均勻沉降。很顯然，這類土體對管溝開挖影響較大，常導致溝坡坍塌擠出而不易成形。此外，對場站地基穩定性也有影響。