2.6 土的工程分类
土的分类法有多种，根据工程经验，把工程性能相近的土归划为一类，称土的工程分类。对土进行工程分类的目的在于建立评价土的统一标准，初步判别土的工程特性和评价土作为地基或建筑材料的适宜性。
2.6.1 分类原则及分类指标的选择依据
1.分类的基本原则
土的分类定名在原则上应满足下列要求：
（1）应以能反映土性的指标作为分类的依据。因而必须选用对土的工程性质最有影响、最能反映土的基本性质和便于测定的指标。
（2）应能反映土在不同工作条件下的特性。如地质工作者从地质学观点出发，按土的成因进行分类；农业工作者按土的肥力进行分类；土建、水利工程人员按土的工程性质进行分类。
（3）要有一定的逻辑性，对土分类不仅要成体系，使其纲目分明，而且还要简单易记，便于应用。
2.分类指标的选择依据
从国内外土的工程分类的现状看，对土分类按上述原则进行时，其分类指标主要应依据以下三个方面内容选择：
（1）土的颗粒大小及其分布。土的颗粒大小及相互搭配关系，决定着土的性状。颗粒大小不同，反映土的比表面积的差异。例如砾、砂、粉土和黏性土性质相差悬殊，主要是因为它们的颗粒大小显著不同所致。在细粒土中由于表面结合力的影响，起决定作用的是它的可塑性。与细粒土相比，巨粒土、粗粒土比表面积很小，可塑性甚微或可以忽略，但其粒径大小和级配对其性质有重要影响，故对巨粒土、粗粒土,主要是以粒径大小及其级配作为分类的依据。
（2）土的塑性和液限。细粒土的塑性能综合反映土的矿物成分、颗粒形状及大小等因素。如黏土具有塑性，粉土稍有或甚至无塑性，砂和砾完全无塑性，因而塑性指数是划分细粒土的分类指标之一。细粒土的液限也是影响其力学性质的重要指标。所以，对细粒土划分时，是以塑性指数和液限两个指标为依据的，即以塑性图（图2-23）作为分类的基础。
（3）有机质含量。有机质的存在必然影响土的力学性质。土中有机质含量较高时，土常表现为含水率高、压缩性大、渗透性大与强度较低的特点，因而将有机质含量列为分类指标，主要目的在于填筑土堤、土坝选料时引起人们的注意。所谓有机土是指古代或近代的江河、湖泊和海洋等水体中沉积形成的土，它没有固定的粒径，是由分解或部分分解的纤维性有机物质构成，如腐烂的树干、树根、草根等，潮湿时呈褐色、深灰色或黑色，并有臭味。根据有机质含量Qu的不同可分为：有机质土（5%≤Qu≤10%）、泥炭质土（10%≤Qu≤60%）和泥炭（Qu>60%）。
2.6.2 SL 237—1999《土工试验规程》分类法
SL 237—1999《土工试验规程》将工程用土分为一般土和特殊土两大类。一般土根据土中有机质的含量分为有机土和无机土。无机土按照不同粒组的相对含量分为巨粒类土和含巨粒类土、粗粒类土和细粒类土三大类。当土中含有超过10%的有机质时，为有机土，有机质含量介于5%~10%之间时称为有机质土。分类体系见表2-8所列。特殊土包括黄土、膨胀土和红黏土等（分类见第14章），这里重点介绍一般土的分类方法。
表2-8 土的总分类体系
1.巨粒类土和含巨粒类土
巨粒类土系指巨粒组质量大于总质量50%的土。按表2-9可将巨粒类土分为巨粒土和混合巨粒土。巨粒组质量为总质量的15%~50%的土为含巨粒土，即巨粒混合土，见表2-9。
表2-9 巨粒类土和含巨粒类土分类表
2.粗粒类土
大于0.075mm的粗粒组颗粒占土样总质量的50%以上的土统称粗粒类土，包括砾类土和砂类土。若土中砾粒组含量（2~60mm）超过砂粒组（0.075~2mm）含量，划分为砾类土（gravel）；反之，则为砂类土（sand）。砾类土和砂类土的进一步分类详见表2-10。
表2-10 粗粒类土分类表
续表
3.细粒类土
小于0.075mm的颗粒含量不小于50%的土称为细粒类土,其中粗粒组质量含量小于25%的土称细粒土；粗粒组质量含量占25%~50%的土称含粗粒的细粒土。细粒土可用塑性图来进行分类。SL 237—1999《土工试验规程》中使用的塑性图是参照国外制定塑性图的经验，并在对我国各地土类加以统计整理的基础上得出的，如图2-23所示。图中A、B两条线将整个塑性图划分为四个区域。图中A线是一条折线，由方程式为Ip=0.73×(wL-20)的斜线和Ip=10的水平线组成。A线以上为黏质土类；A线以下为粉质土类。
图2-23 我国采用的塑性图
B线为wL=50%的竖直线，它将土按液限分为高（high）、低（low）两档，B线以左为低液限土，以右为高液限土。这样就将塑性图划分为四个区域，若土中含有机质，在土名符号后加“O”，土名前加“有机质”，如图2-23所示。各类土在塑性图中的位置、土的符号、名称详见表2-11。
表2-11 细粒土在塑性图上位置及名称
注 土代号一栏中的符号为土英文名称的第一个字母。
含粗粒的细粒土在分类定名时需在细粒土的名称之后加上占优势的粗粒组名称，例如“CHS”表示含砂高液限黏土。
当遇到各类土搭接情况时，可参考以下规定分类：
（1）粗细粒组含量百分数处于粗细粒土界线上时，划分为细粒土。
（2）粗粒土中，粒组含量处于砾类与砂类界线上时，划分为砂类。
（3）细粒土中，如处于黏质土与粉质土界线上时，划分为黏质土；在液限高和液限低的界线上时,则按液限高考虑。
4.土的现场鉴别分类
(1)巨粒土和粗粒土。巨粒土和粗粒土由目估结果进行分类定名。首先确定粒组的含量：将研碎的风干试样摊成一薄层，凭目测估计土中巨、粗、细粒组所占的比例，再按巨粒土和粗粒土分类表定名。
（2）细粒土根据有机质、干强度、摇振反应试验测定土的塑性状态，然后按表2-12对土分类。
以上介绍的是SL 237—1999《土工试验规程》分类。实际工程中，各部门对土的分类并不统一，使用时必须注意。
表2-12 细粒土的简易分类
2.6.3 JTS 147—1—2010《港口工程地基规范》分类法
JTS 147—1—2010《港口工程地基规范》（以下简称《港工地基规范》）依据沉积时代将土分为老沉积土（Q3，第四纪晚更新世）、这里重点介绍最后一种分类方法。
一般沉积土（Q4，第四纪全新世）和新近沉积土（Q4）；依据地质成因将土分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土、人工填土以及复合成因的土；依据颗粒级配和塑性指数将土分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。
1.碎石土
粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%的土，根据颗粒级配及形状按表2-13定名。
2.砂土
粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%的土，根据颗粒级配按表2-14定名。
3.粉土
粉土系指粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数Ip≤10的土。
表2-13 碎石土分类表
注 定名时应根据粒径分组由大到小以最先符合者确定。
表2-14 砂土分类表
注 定名时应根据粒径分组由大到小以最先符合者确定。
4.黏性土
(1)黏性土系指塑性指数Ip>10的土，黏性土可Ip按表2-15分为黏土和粉质黏土。
表2-15 黏性土分类
注 塑性指数的液限值采用76g圆锥仪沉入土中10mm测定。
(2)淤泥性土。淤泥性土系指在静水或缓慢的流水环境中沉积，天然含水率大于液限、孔隙比e≥1.0的黏性土。可按表2-16将淤泥性土分为淤泥质土、淤泥和流泥。
表2-16 淤泥性土的分类
(3)有机质土。有机质土系指有机质含量不小于5%的黏性土。
5.混合土
混合土系指粗细粒两类土呈混杂状态存在，具有颗粒级配不连续，中间细组颗粒含量极少，级配曲线中间段极为平缓等特征，且Cu>30的土。定名时，主要土类列在名称前部，次要土类列在名称后部，中间以“混”字连结。混合土按其成因和不同土类的含量可分为两种。
（1）淤泥和砂的混合土。该土属海陆混合相沉积的一种特殊土，土质极松软。依据室内试验定名时，当淤泥的质量超过总质量的30%时为淤泥混砂；当淤泥的质量大于10%且不大于30%时为砂混淤泥。现场定名时，淤泥含量以体积估判，当淤泥体积超过总体的50%时为淤泥混砂；当淤泥体积大于20%且不大于50%时为砂混淤泥。
（2）黏性土和砂或碎石的混合土。该土属残积、坡积和洪积等成因形成的土。依据室内试验定名时，当黏性土的质量超过总质量的40%时为黏性土混砂或碎石；当黏性土的质量＞10%且≤40%时为砂或碎石混合黏性土。现场定名时以各种土的体积50%为分界进行估判。
6.层状构造土
层状构造土系指两类不同土层相间或韵律沉积，具有明显层状构造的土。定名时将原土层列在名称前部，参考七层列在名称后部，根据其成因和两类上层的厚度比，可分为互层土（两类土层厚度相差不大，厚度比一般大于1/3）、夹层土（两类土层厚度相差较大，厚度比为1/3~1/10）和间层土（具有很厚的黏性土，夹有相当部分砂，厚度比小于1/10）。
7.填土
填土系指由人类活动而堆积的土，根据其物质组成和堆填方式可分为冲填土、素填土和杂填土。其中冲填土系由水力冲填砂土、粉土或黏性土而形成；素填土由碎石土、砂土、粉土、黏性土等组成，经分层压实者称压实填土；杂填土系指含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。
实际工程中，不同地域还经常会遇到物理性质特殊的土，工程上常称为特殊土。如湿陷性黄土、膨胀土、冻土、红黏土等，其性质、分布和相关内容将在第14章介绍。