王 維

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院集團有限公司，天津 300250）

由于人們在長期工程實踐中養(yǎng)成的習(xí)慣用法和勘察應(yīng)用軟件不能及時更新等原因限制，目前在水利堤防工程勘察項目中，尚未完全依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求對土進行分類定名。因此，在嚴格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求方面存在問題。本文結(jié)合實際試驗數(shù)據(jù)，分析SL 188—2005《堤坊工程地質(zhì)勘察規(guī)程》對普通土分類定名的各項規(guī)定，在總結(jié)規(guī)律的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對土的分類定名的自動化處理，為今后全面執(zhí)行規(guī)范要求提供便利。

1 土的粒組劃分

SL 188—2005《堤坊工程地質(zhì)勘察規(guī)程》和GB/T 50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》兩個標(biāo)準(zhǔn)中對土的粒組化分是一致的，根據(jù)土的粒徑顆粒的大小劃分為：巨粒組、粗粒組和細粒組，其中巨粒組細分為：漂石（塊石）和卵石（碎石）；粗粒組細分為：礫粒和砂粒；細粒組細分為：粉粒和黏粒，如表1。

表1 粒組劃分

2 巨粒類土分類定名的特點

根據(jù)GB/T 50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，試樣中粒徑大于60mm粒徑顆粒的質(zhì)量大于總質(zhì)量15%的土稱為巨粒土，如表2。

從表2可以看出，當(dāng)確定土類為巨粒土后，新標(biāo)準(zhǔn)改變了以往的累計含量定名，而是以相對含量定名。如：大于60mm粒徑顆粒的含量為65%，其中：大于200mm粒徑顆粒的含量占35%，60～200mm粒徑顆粒的含量占30%。如果按照舊標(biāo)準(zhǔn)進行土的分類定名為：混合土卵石；而依據(jù)現(xiàn)行的GB/T50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》進行分類定名為：混合土漂石。

表2 巨粒類土的分類

對于巨粒組含量不大于15%時，標(biāo)準(zhǔn)GB/T50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》中的4.0.2款規(guī)定：試樣中巨粒組含量不大于15%時，可扣除巨粒，按粗粒類土或細粒類土的相應(yīng)規(guī)定分類；當(dāng)巨粒對土的總體性狀有影響時，可將巨粒計入礫粒組進行分類。就此規(guī)定而言，當(dāng)提供試驗成果資料時，如果扣除巨粒，是提供樣品的原始顆粒分析試驗數(shù)據(jù)，還是提供扣除巨粒后的顆粒分析試驗數(shù)據(jù)。因扣除巨粒后不僅顆粒級配發(fā)生了變化，且不均勻系數(shù)（Cu）、曲率系數(shù)（Cc）、特征粒徑等均發(fā)生了變化，故本文建議非明確要求，否則按不扣除巨粒處理。

3 粗粒類土分類定名的特點

根據(jù)GB/T50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，試樣中粒徑大于0.075mm粒徑顆粒的質(zhì)量大于總質(zhì)量50%的土稱粗粒類土，其土的分類定名如表3。

表3 粗粒類土的分類

從表3可看出，當(dāng)確定為粗粒土?xí)r，土的分類定名也由累計含量改為相對含量。當(dāng)?shù)[粒組含量大于砂粒組含量時稱為礫類土；當(dāng)?shù)[粒組含量不大于砂粒組含量時稱為砂類土。如：大于0.075mm粒徑顆粒的含量為55%，其中：大于2mm粒徑顆粒的含量占30%，0.075～2mm粒徑顆粒的含量占25%。如果按照舊標(biāo)準(zhǔn)進行土的分類定名為：細粒土質(zhì)砂；而依據(jù)現(xiàn)行的GB/T50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》進行分類定名為：細粒土質(zhì)礫。

4 細粒土分類定名的特點

細粒土的分類定名依據(jù)SL 188—2005《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》的三角坐標(biāo)圖法，其三角坐標(biāo)圖法規(guī)定如圖1。

圖1 土的三角坐標(biāo)分類

在GB/T 50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：粗粒組含量大于25%且不大于50%的土稱含粗粒的細粒土。因此，為了使標(biāo)準(zhǔn)GB/T50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》和SL 188—2005《堤坊工程地質(zhì)勘察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定能夠有機銜接，當(dāng)粗粒組含量滿足此款時，應(yīng)首先扣除粗粒含量，然后把余下的細顆粒含量之和按100%計，重新分配各細顆粒組含量。采用新的各細顆粒組含量在圖1上確定土的名稱，最后在土的分類名稱前加上“含粗粒土的”冠詞，其中：“含粗粒土的”冠詞可以根據(jù)粗粒組中的礫粒組與砂粒組的相對多少細分為兩種形式：礫粒組含量大于砂粒組含量為“含礫的”，反之為“含砂的”。

5 不同標(biāo)準(zhǔn)進行土的分類定名結(jié)果比較

由于工程技術(shù)人員的習(xí)慣用法和勘察軟件滯后更新等原因，目前在水利工程項目中對土的分類定名還一直沿用如下方法：粗粒土及以上的土的分類定名采用國標(biāo)GB 50021—2001（2009年版）《巖土工程勘察規(guī)范》；細粒土采用水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL 188—2005《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》或SL 265—2016《水閘設(shè)計規(guī)范》中的三角坐標(biāo)圖法進行分類定名。經(jīng)過對比分析，土的粗、細顆粒級配均依據(jù)SL 188—2005標(biāo)準(zhǔn)分類定名（其中：粗粒土引用GB/T 50145—2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，細粒土采用三角坐標(biāo)圖法）和分別依據(jù)上述兩個標(biāo)準(zhǔn)（GB 50021—2001（2009年版）、SL 188—2005）進行分類定名是存在差別的，有時可能差別較大。如果在實際工程中不加注意就可能對土的特性造成誤判。表4是對兩種方式進行土的分類定名部分結(jié)果的對照比較。

表4 兩種方式進行土的分類定名結(jié)果對照

從表4可看出：兩種方式對土的分類定名結(jié)果的主要區(qū)別在巨粒土和粗粒土，細粒土的分類定名因為均采用三角坐標(biāo)法，所以差別不大，其唯一差異僅當(dāng)大于0.075mm粒徑顆粒含量大于25%時，采用標(biāo)準(zhǔn)SL 188—2005《堤坊工程地質(zhì)勘察規(guī)程》對土的分類定名時需要在按照三角坐標(biāo)圖法確定的細粒土名稱前面冠以“含粗粒土的”或“含礫的/含砂的”的前綴，而另一種方式則沒有。

6 程序化自動分類定名

當(dāng)采用Python語言編程時，其主要語句如下：

#根據(jù)顆粒組成進行土的定名

def is_float（string）：

"""定義判斷輸入的數(shù)據(jù)是否合理的函數(shù)"""

if string.count（′.′）＞1：

return′數(shù)據(jù)輸入錯誤，請核實后重新輸入！′

上述程序在Win7系統(tǒng)、Python IDLE V3.8.5（32bit）中調(diào)試通過驗證。如果讀取數(shù)據(jù)文件進行批量化定名，對該程序稍加補充完善即可。

7 結(jié)語

在進行水利堤防工程項目時，應(yīng)按照SL 188—2005《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》的規(guī)定進行土的分類定名。土的分類定名關(guān)系到工程技術(shù)人員對土的物理和力學(xué)特性的初步判斷。準(zhǔn)確、自動進行土的分類定名可以充分保證成果質(zhì)量和提高工作效率。