袁悦 李芳
摘 要:文章介绍了中、澳两国岩土勘察规范中关于土的分类的相关规定,并对其进行了对比分析,分析认为两国规范在土的分类原则上基本相同,但在具体分类指标的应用上存在不同,并且中国规范偏向于指导性,而澳洲规范偏向于实用性。
关键词:岩土勘察规范;土的分类;对比分析
中图分类号:TU195 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2020)17-0028-02
Abstract: His article introduces the relevant provisions on the soil classification in the China and Australia geotechnical Investigation Codes, and conducts a comparative analysis. The analysis believes that the codes are basically the same in the principle of soil classification, but the application of specific classification indicators is different, and Chinese code is guidance, while Australian code is practical.
Keywords: geotechnical investigation codes; soil classification; comparative analysis
前言
近年来,随着越来越多的中国基础设施建设企业走向国外,参与国外基础设施建设工作[1]。在国外进行工程勘察时,往往需要按照国外规范进行勘察,因此充分了解相关国家的岩土工程勘察规范对于从事国际工程的企业来说很重要。目前,欧、美规范在国外得到了广泛的认可,中国工程企业对其较为熟悉并进行了很多的对比分析工作。但是,除了欧、美规范外,很多国家也制定了适于本国的规范,了解这些规范同样重要。
本文通过介绍中国《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)[2]与澳大利亚规范“Geotechnical Site Investigations” [AS1726:2017][3]中关于土的分类的相关规定,并对比两者的异同,对今后中国工程企业在采用澳大利亚规范的地区进行勘察设计提供一定借鉴。
1 中国规范中土的分类
1.1 土的分类
中国《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中对土的分类做了指导性的规定,其主要分类依据为沉积年代、地质成因、有机质含量、粒径组成及塑性指数,每一种分类依据下又根据其不同特征进一步细分,见图1。
其中按粒径组成分类详细规定了不同颗粒级配情况下土的名称,碎石土为粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土,其下根据土的颗粒形状及颗粒级配又分为角砾、碎石等;砂土为粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土,其下根据颗粒级配又分为粉砂、细砂等。
1.2 分类特点
从中国规范中关于土的分类的规定中可以总结出以下几方面的特点:(1)土的分类依据中除了地质成因外,其余几个依据均有定量的描述,根据土的具体指标就可对其进行分类。(2)土在进行综合定名时需注意的地方有指导性的规定,要求土的描述应结合现场描述和室内试验成果,对不同的土规定了其描述内容,例如碎石土宜描述颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、密实度等。(3)对土的分类中几个主要指标进行了规定,包括碎石土、砂土、粉土的密实度,粉土的湿度,黏性土的塑性状态。(4)对粉土和黏性土的目力鉴别及碎石土的野外鉴别进行了规定。
2 澳洲规范中土的分类
2.1 土的系统描述
澳洲岩土勘察规范“Geotechnical Site Investigations” [AS1726:2017]中对土的分类采用的是系统描述的方法,其认为土的分类应该在对土的各组成物质进行系统描述之后进行,并规定了应系统描述土的成分、状态、结构、成因及其它特征,见图2。
其中对土的组成物质的划分以粒径组成为依据分别划分为细粒(粒径小于0.075mm)、粗粒(粒径63mm~0.075mm)及巨粒(粒径大于63mm),每一粒组又根据组成物质不同及粒径不同进一步划分,如粗粒土又分为砾和砂,砾和砂又可分为细粒、中粒和粗粒。
对于土的系统描述中所涉及的所有相关概念,如细粒土的塑性状态、粗粒土的颗粒级配、土的含水条件等,规范中不但给出了定性或定量的规定,而且还给出了野外判断的方法及标准。
2.2 土的分类、定名
澳洲岩土勘察规范中对土进行分类和定名需按照以下流程进行:(1)首先判断该土类是否能够在水中用手分解为粒径小于63mm的颗粒,如不能则应按照巨粒土类进行描述。(2)如该土类能够在水中用手分解为粒径小于63mm的颗粒,则判断其是否能与稀盐酸产生反应,如能产生反应则应在定名时加上“钙质”或“碳酸盐”的前缀对其进行描述;如不产生反应,则判断可见土颗粒中砂和砾是否为主要成分,并占全部土颗粒的65%以上,如是则将该土类归入粗粒土,如否则归入细粒土。(3)如该土类为粗粒土,则通过判断其粒径组成将其再分为砾或砂;如该土类为细粒土,则首先判断该土是否有海绵状的感觉或纤维质地,并带有明显的可见有机物和有机气味,如是则将其归入泥炭,如否则判断该土是否为深色并带有有机气味和一些可见的有机物,如满足这些条件则在定名时需加入“有机质”前缀进行描述;对于非有机质的细粒土,则通过其颗粒特征再归入粉土或粘土。
完成以上判断后,結合土的系统描述和实验室试验成果,澳洲岩土勘察规范将土分为以下几类,见表1。
3 中、澳规范对比分析
通过对比分析,中、澳岩土勘察规范中关于土的分类的相关规定有如下异同:(1)两国规范中对土进行分类的依据基本相同,但是澳洲规范中没有按照地质年代对土进行分类的规定,也没有对土的地质年代进行描述的要求。(2)两国规范中粗粒土按颗粒组成进行分类,细粒土按可塑性进行分类的中心思想基本相同,但是中国规范中没有明确提出细粒土与粗粒土的概念;澳洲规范中明确规定了粗粒土与细粒土的粒径划分依据,并且对于粗粒土的划分以土的不均匀系数和曲率系数为依据,对于细粒土的划分以塑性图为依据。(3)两国规范中对于土的分类所涉及的相关指标在划分时有很大不同,如中国规范中对于碎石土、砂土的密实度采用动力触探及标贯试验的成果进行划分,粉土的密实度采用孔隙比来划分,而澳洲规范中则直接规定黏性土的密实度采用野外鉴别结合不排水剪切强度进行划分,非黏性土的相对密度则采用密度指数进行划分。(4)中国规范更倾向于指导性,鲜有具体野外鉴别方法,而澳洲规范更倾向于实用性,每一个分类依据或相关概念均尽量给出了野外鉴别方法及试验指标衡量依据。
4 结束语
通过上述对比分析,中国岩土勘察规范与澳洲岩土勘察规范中关于土的分类的规定在大的分类原则上是相同的,其核心分类依据均是以土的颗粒组成及塑性状态进行分类,但是在进行划分时所涉及的相关指标的应用有所不同。此外,澳洲规范有较强的实用性,其提供了大量的野外鉴别方法,这些方法可以作为中国规范的补充,在使用时可借鉴。
参考文献:
[1]周贻鑫.中、美、欧岩土工程勘察规范对比分析[D].南京:东南大学,2015.
[2]GB50021-2001.岩土工程勘察规范[S].
[3]AS1726-2017.Geotechnical Site Investigations[S].