关于细粒土的两类分类方案及其讨论

2.4.3　关于细粒土的两类分类方案的讨论

由于不同的分类方案关注的土的工程性能不同，近年来，尤其是1998年长江百年一遇大洪水以后，长江中下游堤防工程地质勘察工作中，如何对土进行分类，即采用哪种分类标准，一直存在着比较尖锐的矛盾。

由于《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）已作为国家标准于1990年予以颁布，因而一部分人建议以《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）取代已使用几十年的三角坐标分类法，新取得的资料应以新标准为准。然而，另一部分人则认为，三角坐标分类法能更好地反映土的渗透性能，更适合水利工程的特点，如轻壤土、砂壤土普遍认为是具中等渗透性、需要进行防渗处理的土层，但在《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）标准中与其他粘性土一起划为低液限粉土或粘土，显然这是不合适的。尽管三角坐标分类法“不合法”，但从几十年的使用效果来看，也没有因为该分类而造成严重的不利后果；另外，由于分类的依据不同，塑性图和粒度组成两种分类方法确定的土类名称并无直接的对应关系，如果予以废除，几十年积累起来的珍贵资料将无法继续发挥其应有的作用，这将是一个巨大的损失。

然而，随着改革开放的不断深入，各行各业与国际接轨是一个大趋势，土的分类也不例外。由此，笔者认为寻求三角坐标分类法和《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）的接合点，在《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）的大框架下对土类进行适当的细划，是一种可行的方法。这样做，既不违背《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）标准的大原则，也更适合于水利工程建设，易于让大多数业内人士所接纳。因此，研究细粒土的塑性图分类与三角坐标分类之间的关系显得很重要。

为此，我们选取了长江中下游2 911组土样试验数据，首先按三角坐标分类法将各组试验分为11类土，再将各类土分别绘在《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）标准的塑性图中，研究细粒土的《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）分类与三角坐标法分类间的关系。

图2－6和图2－7分别是重粘土和粘土试样在塑性图上的分布。由图可见：重粘土主要位于A线以上、B线以右（部分在B线以左），属高液限粘土（CH），部分为低液限粘土（CL）；粘土主要位于A线以上、B线左右两侧，属高或低液限粘土（CH或CL）。

图2－8是粉质粘土试样在塑性图上的分布。在塑性图中，粉质粘土则主要位于A线以上、B线以左，属低液限粘土（CL），位置比较明确。

图2－9、图2－10和图2－11分别是重、中、轻粉质壤土试样在塑性图上的分布。由图可见，重粉质壤土、中粉质壤土和轻粉质壤土主要位于A线以上、B线以左，属低液限粘土（CL），尤其是重粉质壤土，绝大部分集中分布于低液限粘土区（CL）。

图2－6　重粘土（310组）

图2－7　粘土（485组）

图2－8　粉质粘土（1 182组）

图2－9　重粉质壤土（540组）

图2－10　中粉质壤土（109组）

图2－11　轻粉质壤土（47组）

图2－12、图2－13和图2－14分别是重、中、轻壤土试样在塑性图上的分布。在这3幅图中，几乎所有试样均位于B线以左，绝大部分试样位于A线以上的低液限粘土区，部分位于A线下方的低液限粉土区域。可见，它们多属低液限粘土（CL），但有少量塑性指数介于4～7之间。(www.xing528.com)

图2－12　重壤土（40组）

图2－13　中壤土（61组）

图2－14　轻壤土（61组）

在40组重壤土中，含砂低液限粉土（MLS）有5组，含砂低液限粘土（CLS）有22组。低液限粘土（CL）和低液限粉土（ML）各有12组和1组，占总数的33%。可见，重壤土多为低液限粘土（CL）和含砂低液限粘土（CLS），少量低液限粉土（CL）和含砂低液限粉土（MLS）。

在61组中壤土中，粉土质砂（SM）有2组，含砂低液限粉土（MLS）有11组，含砂低液限粘土（CLS）有28组。低液限粘土（CL）和低液限粉土（ML）各有17组和3组，占总数的33%。

在61组轻壤土中，粉土质砂（SM）占1组，粘土质砂（SC）占2组，含砂低液限粘土（CLS）占34组，含砂低液限粉土（MLS）占10组。而低液限粘土（CL）仅占14组，占总数的23%。

图2－15和图2－16分别是砂壤土（包括重砂壤土和轻砂壤土）和粉质砂壤土（包括重粉质砂壤土和轻粉质砂壤土）试样在塑性图上的分布。由图可见，所有砂壤土和粉质砂壤土试样均位于B线以左，大部分试样位于A线以上的低液限粘土区，部分位于A线下方的低液限粉土区域。可见，它们与壤土相似，多属低液限粘土（CL），部分塑性指数介于6～10之间。

在50组砂壤土样中，粘土质砂（SC）9组、粉土质砂（SM）3组、含砂低液限粘土（CLS）22组、含砂低液限粉土（MLS）7组，而低液限粘土和低液限粉土仅分别有7组和2组，仅占18%。可见按《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）标准分类，砂壤土多为含砂低液限粘（粉）土和粘（粉）土质砂。

而24组粉质砂壤土按《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）标准分类，只有1组为粘土质砂（SC），2组为含砂低液限粘土（CLS），多数为低液限粘土（CL：16组）和低液限粉土（ML：5组）。

另外，韩名乾（2009）在研究了黄河流域土试样的两种分类后认为，以上两套分类体系存在着与图2－17对应关系。

由上可见，高液限粘土或低液限粘土与粘土类土及粉质壤土类土的关系比较明确，基本可认为具对应关系，它们的渗透特性基本相当。但低液限粘土就比较复杂，其既含有砂壤土，也包括了壤土，还有部分粘土；而这3类土的渗透性能相差较大，在堤防工程中，砂壤土是防渗的对象，粘土则是相对隔水层，而壤土的渗透性能则介于二者之间，有时是防渗的对象，有时也可作为相对隔水层，这主要取决于其下伏土层的渗透性。可见《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）之分类结果不能很好地反映各土层的渗透性能，因此，在渗流分析与计算中不太适用。如果要很好地反映土的渗透性能，还必须对塑性图分类的分类结果进行进一步的区分。

图2－15　砂壤土（50组）

图2－16　粉质砂壤土（24组）

图2－17　细粒土的《土的工程分类标准》（GB/T50145—2007）分类与三角坐标法分类间的关系