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摘要：本文針对绍兴平原地区冲海积粉土进行了现场原位测试及室内的土工试验分析，得出了其含水量一般随深度逐渐减小、密度和孔隙比一般随深度逐渐增加，压缩模量和抗剪强度一般随深度逐渐增大，密实度一般随深度逐渐增高，对该区域工程建设具有实际意义。
关键词：粉土，物理性质，力学性质，透水性
绍兴平原位于绍兴地区北部，曹娥江东部，钱塘江南部。区内地势平坦，河网密布，地势上呈自西向东倾斜，为第四系滨海-海湾相沉积地层。由于滨海海涂地基土层的形成时代、成因和工程性质差异较大，土层成分复杂。一般地基土以滨海粉土、粉砂为主，上层土易液化，但承载力较粘土为高[1]。
粉土的性质复杂，既不同于粘性土，又有别于砂土，具有一系列独特的工程性质。粉土的工程特性比粘土或砂更加难确定。至今对粉土工程性状的研究尚不成熟，特别是在粉土地区大幅度降低地下水位时，因细小颗粒被带走，极易发生流砂、管涌事故，常给工程造成意想不到的重大损失[2]。
1. 粉土的物理性质
粉土是介于砂性土和粘性土之间的一种过渡类型土，工程性质既与砂性土不同又与粘性土有较大区别。国内曾将之归为黏土类，称之为轻亚黏土，改革开放以后随着认识的深化才独立划分为粉土。
现行《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）规定，粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土，应定名为粉土。
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）定名粉土为塑性指数Ip≤10且大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。浙江省《建筑地基基础设计规范》（J10252-2003）定名粉土，当塑性指数Ip≤7，且粒径d<0.005mm的颗粒含量不超过全重10%的为砂质粉土；当塑性指数7< Ip≤10且粒径d<0.005mm的颗粒含量超过全重10%的为粘性粉土。
根据现场钻孔取样及粉土成因类型和物理力学性质，可将粉土层分为Ⅱ1砂质粉土和Ⅱ2砂质粉土，其中Ⅱ1砂质粉土，灰黄色为主，局部灰褐色，含植物根茎，偶夹淤泥团块，湿～很湿，总体稍密，局部中密，中等压缩性为主。土层均匀性偏差，摇震反应迅速～中等，干强度、韧性低。Ⅱ2砂质粉土，灰黄色为主，总体中密，局部密实，中等压缩性为主，局部低压缩性，土层均匀性偏差，摇震反应中等，干强度、韧性低。天然砂质粉土的物理性质指标见表1，总体上看，含水量一般随深度逐渐减小、密度和孔隙比一般随深度逐渐增加。
表1 粉土的物理性质指标
土层
含水量
比重
湿密度
干密度
饱和度
孔隙比
颗粒分析（mm）
0.25-0.075
0.075-0.005
<0.005
W（%）
Gs（—）
ρ（g/cm3）
ρd（g/cm3）
G（%）
e（—）
（%）
Ⅱ1砂质
粉土
22.1～37.4
2.70～2.71
1.84～1.98
1.31～1.56
85.0～100.0
0.754～1.005
6.77
85.88
7.37
Ⅱ2砂质
粉土
16.8～30.7
2.69～2.71
1.86～2.10
1.45～1.78
83.0～100.0
0.511～0.768
31.84
60.68
7.48
2. 粉土的力学性质
粉土中的粉粒对工程性质起着控制作用。其粒径一般在0.075mm～0.005mm之间，多由含量≥60%的石英、长石、云母组成，表面活动性弱，但有一定的结构性[3]。
2.1 压缩性指标
土的压缩性是指土在静力作用下体积缩小的特性，其不但与土的组成、状态、结构等土的基本性质有关，也与土的受力条件有关，一般以压缩系数、压缩模量表示[4]。天然砂质粉土的压缩性指标见表2。
表2 天然砂质粉土的压缩性指标
土层
压缩系数av（MPa-1）
压缩模量Es（MPa）
Ⅱ1砂质粉土
0.104～0.274
6.25～17.66
Ⅱ2砂质粉土
0.084～0.195
8.92～19.82
2.2 抗剪强度指标
粉土的构成特点是粒间的连接很弱，主要表现为物理连接，它对含水率非常敏感。土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。场区粉土的抗剪强度指标见表3。
表3 天然砂质粉土的抗剪强度
土层
快剪
固结快剪
凝聚力C（kPa）
摩擦角φ（度）
凝聚力C（kPa）
摩擦角φ（度）
Ⅱ1砂质粉土
8.0～12.5
27.0～31.6
10.2～18.8
30.3～32.8
Ⅱ2砂质粉土
9.9～16.3
30.5～33.5 8.8～19.9
30.5～33.6
2.3 原位测试试验指标
场区的粉土原位测试试验主要采用静力触探试验和标准贯入试验。天然砂质粉土原位测试指标见表4。根据现场标准贯入试验可知，Ⅱ1砂质粉土总体稍密，局部中密，Ⅱ2砂质粉土一般中密，局部密实。
表4 天然砂质粉土原位测试指标
土层
标准贯入试验
静力触探
击数
锥尖阻力
MPa
侧壁摩阻力
kPa
Ⅱ1砂质粉土
7～17
0.59～9.24
9.55～98.10
Ⅱ2砂质粉土
16～29
3.0～16.65
41.95～170.2
3 粉土的透水性
粉土的透水性一般以渗透系数K表示，物理意义为当水力梯度等于1时的渗透速度。粉土的渗透系数一般采用室内试验方法测定。天然粉土的渗透性见表5。
表5 天然砂质粉土的渗透性指标
土层
垂直渗透系数Kv
cm/s
垂直渗透系数Kv
cm/s
Ⅱ1砂质粉土
2.27E-06～1.78E-04
1.47E-06～1.92E-04
Ⅱ2砂质粉土
3.99E-06～1.62E-04
1.33E-05～1.41E-04
4 结论
本文针对绍兴平原地区冲海积粉土进行了现场原位测试及室内的土工试验分析，得出了其物理性质、力学性质及透水性等相关工程地质特性，对该区域水利水电工程建设及路基、桥梁设计等具有实际意义。
参考文献
[1]张芳. 绍兴地区工程地质特性及地基基础方法调查研究[D]. 浙江大学硕士论文. 2005
[2]杨迎晓. 钱塘江冲海积粉土工程特性试验研究[D]. 浙江大学博士论文. 2011
[3]刘健，张天宝，谢媛. 钱塘江沿岸上部粉土的工程特性[J]. 公路，2011，8（8）：222-223.
[4]陈仲颐，周景星，王洪瑾. 土力学[M]. 北京：清华大学出版社，2012
Abstract： Based on in-situ Measurement and laboratory soil test about silt soil from Shaoxing northern plain， the result shows that water content generally decreases， and density and porosity increase gradually with depth， compression modulus， shear strength and compactness increase gradually with depth.
Key words： silt，physical properties，mechanical properties，permeability
作者簡介：陈亮（1985- ），男，助理工程师，任职于浙江省水利水电勘测设计院，目前主要从事水利水电工程地质勘察及土工试验方面的工作。
关键词：粉土，物理性质，力学性质，透水性
绍兴平原位于绍兴地区北部，曹娥江东部，钱塘江南部。区内地势平坦，河网密布，地势上呈自西向东倾斜，为第四系滨海-海湾相沉积地层。由于滨海海涂地基土层的形成时代、成因和工程性质差异较大，土层成分复杂。一般地基土以滨海粉土、粉砂为主，上层土易液化，但承载力较粘土为高[1]。
粉土的性质复杂，既不同于粘性土，又有别于砂土，具有一系列独特的工程性质。粉土的工程特性比粘土或砂更加难确定。至今对粉土工程性状的研究尚不成熟，特别是在粉土地区大幅度降低地下水位时，因细小颗粒被带走，极易发生流砂、管涌事故，常给工程造成意想不到的重大损失[2]。
1. 粉土的物理性质
粉土是介于砂性土和粘性土之间的一种过渡类型土，工程性质既与砂性土不同又与粘性土有较大区别。国内曾将之归为黏土类，称之为轻亚黏土，改革开放以后随着认识的深化才独立划分为粉土。
现行《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）规定，粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土，应定名为粉土。
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）定名粉土为塑性指数Ip≤10且大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。浙江省《建筑地基基础设计规范》（J10252-2003）定名粉土，当塑性指数Ip≤7，且粒径d<0.005mm的颗粒含量不超过全重10%的为砂质粉土；当塑性指数7< Ip≤10且粒径d<0.005mm的颗粒含量超过全重10%的为粘性粉土。
根据现场钻孔取样及粉土成因类型和物理力学性质，可将粉土层分为Ⅱ1砂质粉土和Ⅱ2砂质粉土，其中Ⅱ1砂质粉土，灰黄色为主，局部灰褐色，含植物根茎，偶夹淤泥团块，湿～很湿，总体稍密，局部中密，中等压缩性为主。土层均匀性偏差，摇震反应迅速～中等，干强度、韧性低。Ⅱ2砂质粉土，灰黄色为主，总体中密，局部密实，中等压缩性为主，局部低压缩性，土层均匀性偏差，摇震反应中等，干强度、韧性低。天然砂质粉土的物理性质指标见表1，总体上看，含水量一般随深度逐渐减小、密度和孔隙比一般随深度逐渐增加。
表1 粉土的物理性质指标
土层
含水量
比重
湿密度
干密度
饱和度
孔隙比
颗粒分析（mm）
0.25-0.075
0.075-0.005
<0.005
W（%）
Gs（—）
ρ（g/cm3）
ρd（g/cm3）
G（%）
e（—）
（%）
Ⅱ1砂质
粉土
22.1～37.4
2.70～2.71
1.84～1.98
1.31～1.56
85.0～100.0
0.754～1.005
6.77
85.88
7.37
Ⅱ2砂质
粉土
16.8～30.7
2.69～2.71
1.86～2.10
1.45～1.78
83.0～100.0
0.511～0.768
31.84
60.68
7.48
2. 粉土的力学性质
粉土中的粉粒对工程性质起着控制作用。其粒径一般在0.075mm～0.005mm之间，多由含量≥60%的石英、长石、云母组成，表面活动性弱，但有一定的结构性[3]。
2.1 压缩性指标
土的压缩性是指土在静力作用下体积缩小的特性，其不但与土的组成、状态、结构等土的基本性质有关，也与土的受力条件有关，一般以压缩系数、压缩模量表示[4]。天然砂质粉土的压缩性指标见表2。
表2 天然砂质粉土的压缩性指标
土层
压缩系数av（MPa-1）
压缩模量Es（MPa）
Ⅱ1砂质粉土
0.104～0.274
6.25～17.66
Ⅱ2砂质粉土
0.084～0.195
8.92～19.82
2.2 抗剪强度指标
粉土的构成特点是粒间的连接很弱，主要表现为物理连接，它对含水率非常敏感。土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。场区粉土的抗剪强度指标见表3。
表3 天然砂质粉土的抗剪强度
土层
快剪
固结快剪
凝聚力C（kPa）
摩擦角φ（度）
凝聚力C（kPa）
摩擦角φ（度）
Ⅱ1砂质粉土
8.0～12.5
27.0～31.6
10.2～18.8
30.3～32.8
Ⅱ2砂质粉土
9.9～16.3
30.5～33.5 8.8～19.9
30.5～33.6
2.3 原位测试试验指标
场区的粉土原位测试试验主要采用静力触探试验和标准贯入试验。天然砂质粉土原位测试指标见表4。根据现场标准贯入试验可知，Ⅱ1砂质粉土总体稍密，局部中密，Ⅱ2砂质粉土一般中密，局部密实。
表4 天然砂质粉土原位测试指标
土层
标准贯入试验
静力触探
击数
锥尖阻力
MPa
侧壁摩阻力
kPa
Ⅱ1砂质粉土
7～17
0.59～9.24
9.55～98.10
Ⅱ2砂质粉土
16～29
3.0～16.65
41.95～170.2
3 粉土的透水性
粉土的透水性一般以渗透系数K表示，物理意义为当水力梯度等于1时的渗透速度。粉土的渗透系数一般采用室内试验方法测定。天然粉土的渗透性见表5。
表5 天然砂质粉土的渗透性指标
土层
垂直渗透系数Kv
cm/s
垂直渗透系数Kv
cm/s
Ⅱ1砂质粉土
2.27E-06～1.78E-04
1.47E-06～1.92E-04
Ⅱ2砂质粉土
3.99E-06～1.62E-04
1.33E-05～1.41E-04
4 结论
本文针对绍兴平原地区冲海积粉土进行了现场原位测试及室内的土工试验分析，得出了其物理性质、力学性质及透水性等相关工程地质特性，对该区域水利水电工程建设及路基、桥梁设计等具有实际意义。
参考文献
[1]张芳. 绍兴地区工程地质特性及地基基础方法调查研究[D]. 浙江大学硕士论文. 2005
[2]杨迎晓. 钱塘江冲海积粉土工程特性试验研究[D]. 浙江大学博士论文. 2011
[3]刘健，张天宝，谢媛. 钱塘江沿岸上部粉土的工程特性[J]. 公路，2011，8（8）：222-223.
[4]陈仲颐，周景星，王洪瑾. 土力学[M]. 北京：清华大学出版社，2012
Abstract： Based on in-situ Measurement and laboratory soil test about silt soil from Shaoxing northern plain， the result shows that water content generally decreases， and density and porosity increase gradually with depth， compression modulus， shear strength and compactness increase gradually with depth.
Key words： silt，physical properties，mechanical properties，permeability
作者簡介：陈亮（1985- ），男，助理工程师，任职于浙江省水利水电勘测设计院，目前主要从事水利水电工程地质勘察及土工试验方面的工作。