土壤力学:土壤分类系统

土壤力学:土壤分类系统
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今天有许多分类系统将土壤分为不同的类别。不同的国家有不同的分类参数和分类标准,根据土壤的物理和化学性质将其划分为不同的类别。在美国,统一分类系统和AASHTO分类系统非常流行。自然资源转换服务是专门为农业服务的另一个分类系统。在本文的以下部分中,我们将讨论不同分类系统的细节。

AASHTO分类系统

1929年,公路局提出了土壤分类系统。这是由C. A. Terzaghi和Charles Hogentogler在1929年开发的,今天它被称为AASHTO土壤分类系统。分类系统考虑了阿特伯格极限(参见土壤特性将土壤分为七种不同的类群,如A1、A2等,以A7结尾。该系统用于高速公路的设计,可以根据路面下的土壤情况,明确路面的特性。

AASHTO系统也为土壤指定了一组指标值。A1、A2、A8为组分类值,其中A1为最佳,A7为最差。另一方面,组指数接近于0表示土壤质量很好,接近于20表示土壤质量很差。相邻的表格根据筛析过程中通过0.075 mm筛的数量将土壤成分分成若干组。

图片:AASHTO土壤分类图-请点击放大

统一土壤分类系统(USCS)

统一的土壤分类体系是由Cassagrande在1942年开发的,它将土壤分为不同的类别,如良好级配的土壤,劣质级配的土壤,有机土壤和许多其他类型。岩土工程师用它来测定土壤的粒径分布和质地。每种类型的土壤都用两个字母的符号表示,第一个字母表示土壤的类型,第二个字母表示其可塑性和分级的质量。例如,如果超过50%的土壤通过0.075 mm的筛,它属于细粒类。现在,如果土样的液限小于50,则称为ML或CL,即低塑性粉砂或粘土。如果土壤样品本质上是有机的,对于淤泥和粘土,它将被简单地称为OL。

图片:统一土壤分类图

统一的分类系统

该塑性图是根据土的塑性指数和液限来确定土的性质的。一旦我们了解了土壤的性质及其群指标值,在进行建筑施工时就可以很容易地使用土壤。

塑性图

美国农业部分类系统

美国农业部分类系统是由美国自然资源转换局开发的,它从农业的角度对土壤进行分类。根据地形条件、地下水位、时间、植被等因素,将土壤分为11类。下表将显示不同深度和不同程度的风化土壤如何改变它们的顺序。

美国农业部土壤分类

美国农业部土壤分类系统下的不同类型的土壤及其特性将在下面讨论。

  • 新成土-没有诊断层,是地球上第二丰富的土壤序,占16%的无冰土地面积。
  • Andisols-形成于火山灰中,含有高玻璃和胶体比例,占全球陆地(无冰面积)的1%。
  • 湿润-生长在干旱、潮湿和硬木森林覆盖地区,对食物和纤维生长非常多产。
  • 干旱土-产于干旱和半干旱地区,有机质含量极低,缺水,不适合植物生长
  • Gelisols-也被称为冰冻土,发现于非常寒冷的气候,深色的土壤,不富含钾和钙,因此对农业活动不太好。
  • 有机土-又称有机土或泥炭,是高度有机的土壤,容重低,排水不良。
  • 始成-轻微水平发育的土壤,冻土带地区新形成的土壤,以及新的火山沉积物。
  • 变性土-富含粘土的土壤,发现于干旱和半湿润地区,颜色深,潮湿时水合,干燥时开裂。
  • 氧化土-发现于热带雨林,也被称为红土土,含有铁、铝的氧化物和其他氢氧化物,使其呈红色或黄色。
  • 灰化土-也被称为灰化土,常见于针叶林和潮湿地区,由于排水能力差,不利于农业。
  • 老成土-产于热带和潮湿的温度地区,呈红色,属酸性,含有很高的粘土含量。

参考文献

土壤分类,Fullerton.edu (pdf)

统一土壤分类体系,https://www.environment.nsw.gov.au/resources/soils/testmethods/usc.pdf

土壤分类,Uwyo.edu

图片

塑性图,第3页,土壤分类(pdf)

美国农业部土壤分类,https://wwweng.uwyo.edu/classes/sp2011/ce3600/3_classify/image1094.gif

这篇文章是“对岩土工程的帮助”系列文章的一部分——土力学

这个系列,在五篇文章中,涵盖了土力学的基础,应该是那些岩土和土木工程领域的人,以及农业学家感兴趣的。

  1. 岩土工程专题:土壤形成
  2. 岩土工程专题:土壤性质
  3. 岩土工程专题:土壤分类
  4. 岩土工程专题:土壤压实
  5. 岩土工程专题:土壤渗透性