关于细粒土分类定名的三角坐标图法分析

潘新欣

（河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司，天津 300250）

在水利工程项目中， 细粒土的定名大多数采用三角坐标图法， 因此从事水利工程的试验人员应熟练掌握土的三角坐标图的构成要素及使用规则。 本文根据实际工作总结， 详细分析了三角坐标图法的原理和定名规律。由于细粒土定名的数量庞大，如人工定名，工作繁琐，工作效率低，出错率高。为了避免人工缺点，本文利用VB进行编程，实现了程序化自动定名， 大大提高了试验人员对细粒土定名工作的效率与准确性。

1 三角坐标图的特点

1.1 各粒组位置及刻度

在三角坐标图中， 三角形为平面等边三角形，如图1，三条边分别作为粉粒、黏粒和砂粒百分含量坐标轴， 三角形顶点分别代表某粒组含量的起点（0%）或终点（100%），逆时针方向增大。 百分含量用坐标轴所示长度占三角形边长长度百分数表示，三角形内任意一点所对应的砂粒百分含量、 粉粒百分含量和黏粒百分含量之和恒等于100%。 三角形底边代表粉粒（颗粒直径：0.005～0.075mm）百分含量，左侧顶点代表粉粒含量的0%点， 右侧顶点代表粉粒含量100%。 底边10等分后，逆时针每个等分点刻度对应粉粒 含 量10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%。三角形右侧腰边代表黏粒（颗粒直径：＜0.005mm）含量（%）， 三角形左侧腰边表示砂粒（颗粒直径：＞0.075mm）含量（%），同理，可知黏粒百分含量和砂粒百分含量的起点与终点及其他刻度的相应位置。

图1 土的三角坐标分类

1.2 网格线

过粉粒含量坐标轴上10%刻度的点， 作砂粒含量坐标轴的平行线与黏粒含量坐标轴相交， 此线段上所有的点粉粒含量均为10%， 同理可作粉粒含量20%，30%……90%的线段； 过黏粒含量坐标轴10%刻度的点， 作粉粒含量坐标轴的平行线与砂粒含量坐标轴相交，此线段上所有的点黏粒含量均为10%，同理可作黏粒含量20%，30%……90%和3%，6%，15%的线段； 过砂粒含量坐标轴上10%刻度的点，作黏粒含量坐标轴的平行线与粉粒含量坐标轴相交，此线段上所有的点砂粒含量均为10%， 同理可作砂粒含量20%，30%……90%的线段； 所有线段构成了三角坐标图的网格线。

1.3 其他

三角形三个顶点与对边中点（刻度50%）的连线交于一点，为中心点，中心点代表黏粒含量、砂粒含量和粉粒含量均相等，三者之和为100%。

过中心点分别做三条边的垂线 （也是平分线），垂直于粉粒含量坐标轴的线段上的点， 表示砂粒含量与粉粒含量均相等； 垂直于黏粒含量坐标轴的线段上的点，表示粉粒含量与黏粒含量均相等；垂直于砂粒含量坐标轴线段上的点， 表示黏粒含量与砂粒含量均相等。

2 三角坐标图的分区

为了区分土的分类定名规律， 把同一规则分类定名的区域进行归类， 具体划分是根据控制指标黏粒百分含量多少将三角坐标图分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区。

Ⅰ区：黏粒含量等于0%的线段与代表黏粒含量等于3%的线段、黏粒含量坐标轴、砂粒含量坐标轴所围成的梯形区域。

Ⅱ区：黏粒含量等于3%的线段、过三角坐标图的重心（也是中心点）作一条平行于粉粒含量坐标轴且与砂粒含量坐标轴和黏粒含量坐标轴相交的辅助线（分别相交于A、B点）、黏粒含量坐标轴、砂粒含量坐标轴所围成的梯形区域。

Ⅲ区： A、B两点的连线与黏粒含量等于50%的线段，黏粒含量坐标轴、砂粒含量坐标轴所围成的梯形区域。

Ⅳ区：除以上区域外，剩余三角形区域为Ⅳ区。

3 分类定名规则

3.1 Ⅰ区

Ⅰ区控制指标黏粒含量在0%～3%之间， 根据相对指标砂粒含量确定土的定名： 当砂粒含量小于等于50%时定为粉土，当砂粒含量大于50%且小于等于85%时定为粉砂，当砂粒含量大于85%时按照相应标准的规定从粗到细确定粗粒土的定名。

3.2 Ⅱ区

Ⅱ区控制指标黏粒含量在3%～33.3%之间，但又可细分为6小类，再根据砂粒含量与粉粒含量的相对多少具体确定土名，共12种土名，具体如表1。

表1 Ⅱ区土的定名规则

3.3 Ⅲ区

Ⅲ区控制指标黏粒含量在33.3%～50%之间，过中心点延长三角坐标图底边的垂直平分线， 交于点C。 根据砂粒含量、粉粒含量与黏粒含量的相对多少对土的定名如表2。

表2 Ⅲ区土的定名规则

3.4 Ⅳ区

Ⅳ区控制指标黏粒含量在50%～100%之间，又可分为黏土和重黏土两种。当黏粒含量在50%～60%之间，应定为黏土；当黏粒含量大于60%时，应定为重黏土。

3.5 其他

黏土、粉质黏土和砂质黏土还可用如下方法确定：

（1）当满足砂粒百分含量小于等于50%，为细粒土。

（2）如果黏粒百分含量大于60%时，定名为重黏土。

如果黏粒百分含量小于等于60%且黏粒百分含量大于30%时，分两种情况：①如果黏粒百分含量大于砂粒百分含量， 且黏粒百分含量大于粉粒百分含量时，定名为黏土。 ②不满足上述情况时，如果粉粒百分含量大于砂粒百分含量时，定名为粉质黏土。 否则定名为砂质黏土。

4 程序化自动定名

当采用VB编程时，其主要程序语句如下：

5 结语

（1） 通过对土的三角坐标图构成要素的分析介绍，使试验人员能更好理解与掌握土的定名规则，工作中根据试验成果能更准确地为细粒土进行定名。

（2） 通过编写土的自动定名程序， 实现对细粒土的快速定名，大大节省了人力、物力，提高了试验人员的工作效率。