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[置顶]《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)节选

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2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 岩土工程勘察geotechnical investigation

根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。

2.1.2 工程地质测绘engineering geological mapping

采用搜集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法,查明场地的工程地质要素,并绘制相应的工程地质图件。

2.1.3 岩土工程勘探geotechnical exploration

岩土工程勘察的一种手段,包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等。

2.1.4 原位测试in-situtests

在岩土体所处的位置,基本保持岩土原来的结构、湿度和应力状态,对岩土体进行的测试。

2.1.5 岩土工程勘察报告geotechnical investigation report

在原始资料的基础上进行整理、统计、归纳、分析、评价,提出工程建议,形成系统的为工程建设服务的勘察技术文件。

2.1.6 现场检验in-situ inspection

在现场采用一定手段,对勘察成果或设计、施工措施的效果进行核查。

2.1.7 现场监测in-situ monitoring

在现场对岩土性状和地下水的变化,岩土体和结构物的应力、位移进行系统监视和观测。

2.1.8 岩石质量指标(RQD) rock quality designation

用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进,连续取芯,回次钻进所取岩芯中,长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值,以百分数表示。

2.1.9 土试样质量等级quality classification of soil samples

按土试样受扰动程度不同划分的等级。

2.1.10 不良地质作用adverse geologic actions

由地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的地质作用。

2.1.11 地质灾害geological disaster

由不良地质作用引发的,危及人身、财产、工程或环境安全的事件。

2.1.12 地面沉降ground subsidence land subsidence

大面积区域性的地面下沉,一般由地下水过量抽吸产生区域性降落漏斗引起。大面积地下采空和黄土自重湿陷也可引起地面沉降。

2.1.13 岩土参数标准值standard value of a geotechnical parameter

岩土参数的基本代表值,通常取概率分布的0.05 分位数。

3 勘察分级和岩土分类

3.1 岩土工程勘察分级

3.1.1 根据工程的规模和特征,以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果,可分为三个工程重要性等级

1 一级工程:重要工程,后果很严重;

2 二级工程:一般工程,后果严重;

3 三级工程:次要工程,后果不严重;

3.1.2 根据场地的复杂程度,可按下列规定分为三个场地等级

1 符合下列条件之一者为一级场地(复杂场地):

1)对建筑抗震危险的地段;

2)不良地质作用强烈发育;

3)地质环境已经或可能受到强烈破坏;

5)有影响工程的多层地下水,岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂,需专门研究的场地。

2 符合下列条件之一者为二级场地(中等复杂场地):

1)对建筑抗震不利的地段;

2)不良地质作用一般发育;

3)地质环境已经或可能受到一般破坏;

4)地形地貌较复杂;

5)基础位于地下水位以下的场地;

3 符合下列条件者为三级场地(简单场地):

1)抗震设防烈度等于或小于6 度,或对建筑抗震有利的地段;

2)不良地质作用不发育;

3)地质环境基本未受破坏;

4)地形地貌简单;

5)地下水对工程无影响;

注:1 从一级开始,向二级,三级推定,以最先满足的为准;第3.1.3 条亦按本方法确定地基等级;

2 对建筑抗震有利、不利和危险地段的划分,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011)的规定确定。

3.1.3 根据地基的复杂程度,可按下列规定分为三个地基等级

1 符合下列条件之一者为一级地基(复杂地基):

1)岩土种类多,很不均匀,性质变化大,需特殊处理;

2)严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土,以及其他情况复杂,需作专门处理的岩土。

2 符合下列条件之一者为二级地基(中等复杂地基):

1)岩土种类较多,不均匀,性质变化较大;

2)除本条第1款规定以外的特殊性岩土。

3 符合下列条件者为三级地基(简单地基):

1)岩土种类单一,均匀,性质变化不大;

2)除本条第1 款规定以外的特殊性岩土。

3 符合下列条件者为三级地基(简单地基):

1)岩土种类单一,均匀,性质变化不大;

2)无特殊性岩土。

3.1.4 根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级、可按下列条件划分岩土工程勘察等级

甲级:在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中,有一项或多项为一级;

乙级:除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目;

丙级:工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。

注:建筑在岩质地基上的一级工程,当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时,岩土工程勘察等级可定为乙级。

3.2 岩石的分类和鉴定

3.2.1 在进行岩土工程勘察时,应鉴定岩石的地质名称和风化程度,并进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分。

3.2.2 岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分,应分别按表3.2.21~表3.2.23 执行。

表3.2.2-1 岩石坚硬程度分类

坚硬程度 坚硬岩 较硬岩 较软岩 软岩 极软岩
饱和单轴抗压强度(Mpa) fr>60 60≥fr>30 30≥fr>15 15≥fr>5 fr≤r<5

注:1.当无法取得饱和单轴抗压强度数据时。可用点荷载试验强度换算,换算方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行

2.当岩体整程度为极破碎时,可不进行坚硬程度分类

表3.2.2-2  岩体完整程度分类

完整程度 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎
完整性指数 >0.75 0.75~0.55 0.55~0.35 0.35~0.15 <0 15

注:完整性指数为岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方,选定岩体和岩块测定波速时,应注意其代表性。

表3.2.2-3  岩体基本质量等级分类

完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎
坚硬岩
较硬岩
较软岩
软岩
极软岩

3.2.3 当缺乏有关试验数据时,可按本规范附录A 表A.0.1 和表A.0.2 划分岩石的坚硬程度和完整程度。岩石风化程度的划分可按本规范 附录A 表A.0.3 执行。

3.2.4 当软化系数等于或小于0.75 时,应定为软化岩石:当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊性岩石,如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐渍化岩石等。

3.2.5 岩石的描述应包括地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造和岩石质量指标RQD。对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度;对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物结晶大小和结晶程度。

根据岩石质量指标RQD,可分为好的(RQD>90)、较好的(RQD=75~90)、较差的(RQD=50~75)、差的(RQD=25~50)和极差的(RQD<25)。

3.2.6 岩体的描述应包括结构面、结构体、岩层厚度和结构类型,并宜符合下列规定:

1.结构面的描述包括类型、性质、产状、组合形式、发育程度、延展情况、闭合程度、粗糙程度、充填情况和充填物性质以及充水性质等;

2.结构体的描述包括类型、形状、大小和结构体在围岩中的受力情况等;

3.岩层厚度分类应按表3.2.6 执行。

表3.2.6  岩层厚度分类

层厚分类 单层厚度h (m) 层厚分类 单层厚度h (m)
巨厚层

厚层

h>1.0

1.0≥h>0.5

中厚层

薄层

0.5≥h>0.1

h≤0.1

3.2.7 对地下洞室和边坡工程,尚应确定岩体的结构类型。岩体结构类型的划分应按本规范附录A 表A.0.4执行。

3.2.8 对岩体基本质量等级为Ⅳ级和V级的岩体,鉴定和描述除按本规范第3.2.5条~第3.2.7条执行外,尚应符合下列规定:

1 对软岩和极软岩,应注意是否具有可软化性、膨胀性、崩解性等特殊性质;

2 对极破碎岩体,应说明破碎的原因,如断层、全风化等;

3 开挖后是否有进一步风化的特性;

3.3 土的分类和鉴定

3.3.1 晚更新世Q3及其以前沉积的土,应定为老沉积土;第四纪全新世中近期沉积的土,应定为新近沉积土。根据地质成因,可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。土根据有机质含量分类,应按本规范附录A表A.0.5 执行。

3.3.2 粒径大于2mm 的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为碎石土,并按表3.3.2进一步分类。

表3.3.2 碎石土分类

土的名称 颗粒形状 颗粒级配
漂石 圆形及亚圆形为主 粒径大于200mm 的颗粒质量超过总质量50%
块石 棱角形为主
卵石 圆形及亚圆形为主 粒径大于20mm 的颗粒质量超过总质量50%
碎石 棱角形为主
圆砾 圆形及亚圆形为主 粒径大于2mm 的颗粒质量超过总质量50%
角砾 棱角形为主

3.3.3 粒径大于2mm 的颗粒质量不超过总质量的50%,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土,应定名为砂土,并按表3.3.3 进一步分类。

表3.3.3  砂土分类

土的名称 颗粒级配
砾砂

粗砂

中砂

细砂

粉砂

粒径大于2mm 的颗粒质量占总质量25%~50%

粒径大于0.5mm 的颗粒质量超过总质量50%

粒径大于0.25mm 的颗粒质量超过总质量50%

粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量85%

粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量50%

注:定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。

3.3.4 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

3.3.5 塑性指数大于10的土应定名为粘性土

粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土,塑性指数大于10,且小于或等于17 的土,应定名为粉质粘土;塑性指数大于17的土应定名为粘土。

注:塑性指数应由相应于76g 圆锥仪沉入土中深度为10mm 时测定的液限计算而得

3.3.6 除按颗粒级配或塑性指数定名外,土的综合定名应符合下列规定:

1 对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名;

2 对特殊性土,应结合颗粒级配或塑性指数定名;

3 对混合土,应冠以主要含有的土类定名;

4 对同一土层中相间呈韵律沉积,当薄层与厚层的厚度比大于1/3 时,宜定为“互层”;厚度比为1/10~1/3 时,宜定为“夹层”;夹层厚度比小于1/10的土层,且多次出现时,宜定为“夹薄层”。

5 当土层厚度大于0.5m 时,宜单独分层。

3.3.7 土的鉴定应在现场描述的基础上,结合室内试验的开土记录和试验结果综合确定。土的描述应符合下列规定:

1 碎石土宜描述颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、密实度等;

2 砂土宜描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、细粒含量、湿度、密实度等;

3 粉土宜描述颜色、包含物、湿度、密实度等;

4 黏性土宜描述颜色、状态、包含物、土的结构等;

5 特殊性土除应描述上述相应土类规定的内容外,尚应描述其特殊成分和特殊性质,如对淤泥尚应描述嗅味,对填土尚应描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀性等;

6 对具有互层、夹层、夹薄层特征的土,尚应描述各层的厚度和层理特征;

7 需要时,可用目力鉴别描述土的光泽反应、摇振反应、干强度和韧性,按表3.3.7区分粉土和黏性土。

表3.3.7 目力鉴别粉土和黏性土

鉴别项目 摇振反应 光泽反应 干强度 韧性
粉土 迅速、中等 无光泽反应
黏性土 有光泽、稍有光泽 高、中等 高、中等

3.3.8 碎石土的密实度可根据圆锥动力触探锤击数按表3.3.8-1 或表3.3.8-2 确定,表中的N63.5 和N120 应按本规范附录B 修正。定性描述可按本规范附录A 表A.0.6的规定执行。

表3.3.8-1 碎石土密实度按N63.5分类

重型动力触探锤击数N63.5 密实度 重型动力触探锤击数N63.5 密实度
N63.5≤5 松散 10<N63.5≤20 中密
5<N63.5≤10 稍密 N63.5>20 密实

注:本表适用于平均粒径等于或小于50mm,且最大粒径小于100mm 的碎石土。对于平均粒径大于50mm,或最大粒径大于100mm的碎石土,可用超重型动力触探或用野外观察鉴别。

表3.3.8-2  碎石土密实度按N120 分类

超重型动力触探锤击数N120 密实度 超重型动力触探锤击数N120 密实度
N120≤3 松散 11<N120≤14 密实
3<N120≤6 稍密 N120>14 很密
6<N12011 中密

3.3.9 砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散,并应符合表3.3.9的规定。当用静力触探探头阻力划分砂土密实度时,可根据当地经验确定。

表3.3.9  砂土密实度分类

标准贯入锤击数N 密实度 标准贯入锤击数N 密实度
N≤10

10<N≤15

松散

稍密

15<N≤30

N>30

中密

密实

3.3.10 粉土的密实度应根据孔隙比e划分为密实、中密和稍密;其湿度应根据含水量ω(%)划分为稍湿、湿、很湿。密实度和湿度的划分应分别符合表3.3.101 和表3.3.10-2的规定。

表3.3.10-1  粉土密实度分类

孔隙比e 密实度
e<0.75

0.75≤e≤0.90

e>0.9

密实

中密

稍密

注:当有经验时,也可用原位测试或其他方法划分粉土的密实度。

表3.3.10-2  粉土湿度分类

含水量ω 湿度
ω<20

20≤ω≤30

ω>30

稍湿

湿

很湿

3.3.11 粘性土的状态应根据液性指数IL划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑,并应符合表3.3.11的规定。

表3.3.11  粘性土状态分类

液性指数 状态 液性指数 状态
IL≤0

0<IL≤0.25

0.25<IL≤0.75

坚硬

硬塑

可塑

0.75<IL≤1

IL>1

软塑

流塑

 

 

附录A 岩土分类和鉴定

A.0.1 岩石坚硬程度等级可按表A.0.1 定性划分。

表A.0.1 岩石坚硬程度等级的定性分类

坚硬程度等级 定性鉴定 代表性岩石
硬质岩 坚硬岩 锤击声清脆,有回弹,震手,难击碎,基本无吸水反应 末风化~微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英、砂岩硅质、砾岩硅质石灰岩等
较硬岩 锤击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,较难击碎,有轻微吸水反应 l 微风化的坚硬岩;2 未风化~微风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等
软质岩 较软岩 锤击声不清脆;无回弹,较易击碎,浸水后指甲可刻出印痕 1 中等风化~强风化的坚硬岩或较硬岩;2 未风化~微风化的凝灰岩、千枚岩、泥灰岩、砂质泥岩等
软岩 锤击声哑,无回弹,有凹痕,易击碎,浸水后手可掰开 1 强风化的坚硬岩或较硬岩;2 中等风化~强风化的较软岩;3 未风化~微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩
极软岩 锤击声哑,无回弹,有较深凹痕,手可捏碎浸水后可捏成团 1 全风化的各种岩石;2 各种半成岩

A.0.2 岩体完整程度等级可按表A.0.2 定性划分。

表A.0.2 岩体完整程度的定性分类

完整程度 结构面发育程度 主要结构面的结合程度 主要结构面类型 相应结构类型
组数 平均间距(m)
完整 1~2 > 1.0 结合好或结合一般 裂隙层面 整体状或巨厚层状结构
较完整 1~2 > 1.0 结合差 裂隙、层面 块状或厚层状结构
2~3 1.0~0.4 结合好或结合一般 块状结构
较破碎 2~3 1.0~0.4 结合差 裂隙、层面、小断层 裂隙块状或中厚层状结构
≥3 0.4~0.2 结合好 镶嵌碎裂结构
结合一般 中、薄层状结构
破碎 ≥3 0.4~0.2 结合差 各种类型结构面 裂隙块状结构
≤0.2 结合一般或结合差 碎裂状结构
结合很差 无序 结合很差 散体状结构

注:平均间距指主要结构面(1~2组)间距的平均值。

A.0.3 岩石风化程度可按表A.0.3划分。

表A.0.3  岩石按风化程度分类

风化程度 野外特征 风化程度参数指标
波速比Kv 风化系数Kf
未风化 岩质新鲜偶见风化痕迹 0.9~1.0 0.9~1.0
微风化 结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙 0.8~0.9 0.8~0.9
中等风化 结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。用镐难挖,岩芯钻方可钻进 0.6~0.8 0.4~0.8
强风化 结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙很发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进 0.4~0.6 < 0.4
全风化 结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进 0.2~0.4
残积土 组织结构全部破坏,已风化成土状,锹镐易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 < 0.2

注:1 波速比Kv为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比

2 风化系数Kf为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比

3 岩石风化程度,除按表列野外特征和定量指标划分外,也可根据当地经验划分;

4 花岗岩类岩石,可采用标准贯入试验划分,N≥50 为强风化50>N≥30为全风化;N<30 为残积土;

5 泥岩和半成岩,可不进行风化程度划分

A.0.4 岩体根据结构类型可按表A.0.4 划分:

表A.0.4  岩体按结构类型划分

岩体结构类型 岩体地质类型 结构体形状 结构面发育情况 岩土工程特征 可能发生的岩土工程问题
整体状结构 巨块状岩浆岩和变质岩,巨厚层沉积岩 巨块状 以层面和原生、构造节理为主,多呈闭合型,间距大于1.5m,一般为1~2组,无危险结构 岩体稳定,可视为均质弹性各向同性体 局部滑动或坍塌,深埋洞室的岩爆
块状结构 厚层状沉积岩,块状岩浆岩和变质岩 块状柱状 有少量贯穿性节理裂隙,结构面间距0.7~1.5m。一般为2~3 组,有少量分离体 结构面互相牵制,岩体基本稳定,接近弹性各向同性体
层状结构 多韵律薄层、中厚层状沉积岩,副变质岩 层状板状 有层理、片理、节理,常有层间错动 变形和强度受层面控制,可视为各向异性弹塑性体,稳定性较差 可沿结构面滑塌,软岩可产生塑性变形
碎裂状结构 构造影响严重的破碎岩层 碎块状 断层、节理、片理、层理发育,结构面间距0.2~0.50m,一般3 组以上,有许多分离体 整体强度很低,并受软弱结构面控制,呈弹塑性体,稳定性很差 易发生规模较大的岩体失稳,地下水加剧失稳
散体状结构 断层破碎带,强风亿及全风化带 碎屑状 构造和风化裂隙密集,结构面错综复杂,多充填粘性土,形成无序小块和碎屑 完整性遭极大破坏,稳定性极差,接近松散体介质 易发生规模较大的岩体失稳,地下水加剧失稳

A.0.5 土根据有机质含量可按表A.0.5 分类。

  表A.0.5 土按有机质含量分类

分类名称 有机质含量Wu(%) 现场鉴别特征 说明
无机土 Wu< 5%
有机质土 5%≤Wu≤10% 深灰色,有光泽,味臭,陈腐殖质外尚含少量未完全分解的动植物体,浸水后水面出现气泡,干燥后体积收缩 1 如现场能鉴别或有地区经验时,可不做有机质含量测定;2 当ω>ωL,1.0≤e<1.5 时称淤泥质土3 当ω>ωL,e≥1.5 时称淤泥
泥炭质土 10%<WU≤60% 深灰或黑色,有腥臭味,能看到未完全分解的植物结构,浸水体胀,易崩解,有植物残渣浮于水中,干缩现象明显 可根据地区特点和需要按Wu 细分为:弱泥炭质土(10%
泥炭 Wu>60% 除有泥炭质土特征外,结构松散,土质很轻,暗无光泽,干缩现象极为明显

注:有机质含量Wu 按灼失量试验确定。

A.0.6 碎石土密实度野外鉴别可按表A.0.6 执行。

  表A.0.6  碎石土密实度野外鉴别

密实度 骨架颗粒含量和排列 可挖性 可钻性
松散 骨架颗粒质量小于总质量的60%,排列混乱,大部分不接触 锹可以挖掘,井壁易坍塌,从井壁取出大颗粒后,立即塌落 钻进较易,钻杆稍有跳动,孔壁易坍塌
中密 骨架颗粒质量等于总质量的60%~70%,呈交错排列,大部分接触 锹镐可挖掘,井壁有掉块现象,从井壁取出大颗粒处,能保持凹面形状 钻进较困难,钻杆、吊锤跳动不剧烈,孔壁有坍塌现象
密实 骨架颗粒质量大于总质量的70%,呈交错排列,连续接触 锹镐挖掘困难,用撬棍方能松动,井壁较稳定 钻进困难,钻杆、吊锤跳动剧烈,孔壁较稳定

注:密实度应按表列各项特征综合确定。

 

注:规范变化对比详建标库 http://www.jianbiaoku.com/webarbs/book/246/54830.shtml

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  1. Leo说道:

    一般而言,砂土、种植土、填土为普土,残积土、全风化为坚土,强风化为Ⅴ级岩,中风化为Ⅳ级岩,微风化为Ⅲ级岩。如果以铁锨挖为主,则属于普通土,如果以镐刨为主,则是坚土。

    2014《湖南省建筑工程消耗量标准》上册 第一章  土石方工程说明:1.土壤分为普通土和坚土。坚土包括中密、密实的碎石中密、密实砂土密实粉土坚硬、硬型的粘土;其他土壤为普通土。2.岩体基本质量等级为V的,其体积的1/2执行Ⅳ级,其余1/2执行坚土。

    湘建价建函〔2016〕41号 关于土石方等计价问题处理的复函:一、土石方工程部分,岩体基本质量等级为Ⅴ级,结算时可按以下方法处理:采用机械碎石方施工部分,执行相应机械碎石方子目;采用挖掘机施工部分,执行相应挖坚土子目。其土石方工程量比例按现场签证确定

    湘建价建〔2018〕68号 关于2014《湖南省建设工程消耗量标准》部分子目执行的通知:2014《湖南省建筑工程消耗量标准》(基价表)中的液压破碎锤凿石子目A1-46,2014《湖南省市政工程消耗量标准》(基价表)中的机械凿石D1-74至D1-79子目,及相应解释停止执行。
    以上子目及2014定额中缺少的市政工程旋挖桩、机械拆除混凝土路面,按照《湖南省城市地下综合管廊消耗量标准(试行)》(湘建价〔2018〕212号)中相应子目及说明执行。其中,机械拆除混凝土路面执行《湖南省城市地下综合管廊消耗量标准(试行)》中机械凿石—Ⅲ级岩体子目;实际施工中,采用钩机配合液压破碎锤机械凿石的按照《湖南省城市地下综合管廊消耗量标准(试行)》相应机械凿石子目执行,不再计取钩松费用。

    土的工程分类在建筑施工中,按照开挖的难易程度,土可分为八类:一类土(松软土)、二类土(普通土)、三类土(坚土)、四类土(砂砾坚土)、五类土(软石)、六类土(次坚石)、七类土(坚石)、八类土(特坚石)。一至四类为土,五至八类为岩石。

    土的工程地质分类

    土的分类 土的级别 土的名称 坚实系数f 密度(kg/m3) 开挖方法及工具
    一类土
    (松软土)
    砂土、粉土、冲积砂土层;疏松的种植土、淤泥(泥炭) 0.5~0.6 600~1500 用锹、锄头挖掘,少许用脚蹬
    二类土
    (普通土)
    粉质粘土;潮湿的黄土;夹有碎石、卵石的砂;粉质混卵(碎)石;种植土、填土 0.6~0.8 1100~1600 用锹、锄头挖掘,少许用镐翻松
    三类土
    (坚土)
    软及中等密实粘土;重粉质粘土、砾石土;干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土,压实的填土 0.8~1.0 1750~1900 主要用镐,少许用锹、锄头挖掘,部分用撬棍
    四类土
    (砂砾坚土)
    坚硬密实的粘性土或黄土;汗碎石、卵石的中等密实是粘性土或黄土;粗卵石;天然级配砾石;软泥灰岩 1.0~1.5 1900 整个先用镐、撬棍,后用锹挖掘,部分用楔子及大锤
    五类土
    (软石)
    Ⅴ~Ⅵ 硬质粘土;中密的页岩、泥灰岩、白垩土;胶结不紧的砾岩;软石灰岩及贝壳石灰岩 1.5~4.0 1100~2700 用镐或撬棍、大锤挖掘,部分使用爆破方法
    六类土
    (次坚石)
    Ⅶ~Ⅸ 泥岩、砂岩、砾岩;坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩;风化花岗岩、片麻岩及正长岩 4.0~10.0 2200~2900 用爆破方法开挖,部分用风镐
    七类土
    (坚石)
    Ⅹ~ⅫⅠ 大理岩、辉绿岩;玢岩;粗、中粒花岗岩;坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩;微风化安山岩、玄武岩 10.0~18.0 2500~3100 用爆破方法开挖
    八类土
    (特坚石)
    ⅪⅤ~ⅩⅥ 安山岩、玄武岩;花岗片麻岩;坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩、角闪岩
    18.0~25.0
    以上
    2700~3300 用爆破方法开挖

    附属说明:
    1.土的级别为相当于一般8级土石分类级别;
    2.坚实系数f为相当于普氏岩石强度系数。
    注:土的强度(strength of soils) 土在外力作用下达到屈服或破坏时的极限应力。由于剪应力对土的破坏起控制作用,所以土的强度通常是指它的抗剪强度。

    坚固性系数
    由俄罗斯学者于1926年提出的岩石坚固性系数(又称普氏系数)至今仍在矿山开采业和勘探掘进中得到广范应用。
    因为岩石的抗压能力最强,故把岩石单轴抗压强度极限的1/10作为岩石的坚固性系数,即
    f=R/10
    式中: R是岩石的单轴抗压强度,MPa。
    f是个无量纲的值,它表明某种岩石的坚固性比致密的粘土坚固多少倍,因为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了,f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性。

  2. Leo说道:

    如果岩芯呈土状或土柱状,或者大部分呈土状或土柱状,手可搓碎,即可判定是全风化。 
    如果岩芯大部分呈块状、碎块状,手不可掰开,或者用力才能掰开,锤击声闷,即可判定为强风化。 
    若岩芯颜色新鲜,很少矿物质,多呈柱状,锤击声脆,即可判定是弱风化或微风化。

    岩体风化程度划分
    分级 颜色光泽 岩体组织结构的变化及破碎情况 矿物成分的变化情况 物理力学特征的变化 锤击声
    全风化 颜色已全改变,光泽消失 组织结构己完全破坏,呈松散状或仅外观保持原岩状态,用手可折断,捏碎 除石英晶粒外,其余矿物大部分风化变质,形成次生矿物 浸水崩解,与松软土体的特性近似 哑声
    强风化 颜色改变,唯岩块的断口中心尚保持原有颜色 外观具原岩组织结构,但裂隙发育,岩体呈干砌块石状,岩块上裂纹密布,疏松易碎 易风化矿物均已风化变质形成风化次生矿物,其他矿物仍部分保持原矿物特征 物理力学性质显著减弱,具有某些半坚硬岩石的特性,变形模量小,承载强度低 哑声
    弱风化 表面和沿节理面大部变色,但断口仍保持新鲜岩石特点 组织结构大部完好,但风化裂隙发育,裂隙面风化剧烈 沿节理裂隙面出现次生风化矿物 物理力学性质减弱,岩体的软化系数与承载强度变小 发声不够清脆
    微风化 沿节理面略有变色 组织结构未变,除构造节理外,一般风化裂隙不易察觉 矿物组织未变,仅沿节理面有时有铁、锰质渲染 物理性质几乎不变,力学强度略有减弱 发声清脆

    全风化、强风化 、中风化、 微风化岩区别:
    微风化:结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙。
    中风化:结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,有风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。用镐难挖,干钻不易钻进。
    强风化:结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进。
    全风化:结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进。

    一般情况下岩体风化分为:
    物理风化,如气温变化使岩石胀缩导致破裂等;
    化学风化,如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿
    生物风化,如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。
    岩石风化是通过波速比和风化系数来划分的,波速比是风化岩石与新鲜岩石的压缩波速之比。 风化系数是风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比风化程度。风化岩石除了全风化、强风化 、中风化、 微风化岩还包括:
    未风化:岩质新鲜偶见风化痕迹。
    残积土:组织结构全部破坏,已成土状,锹镐易开挖,干钻易钻进,具可塑。

    节理发育程度划分

    等级 基本特征
    节理不发育 节理(裂隙)1~2组,规则,为原生型或构造型,多数间距在1m以上,多为密闭,岩体被切割呈巨块状
    节理较发育 节理(裂隙)2~3组,呈X型,较规则,以构造型为主,多数间距大于0.4m,多为密闭,部分微张,少有充填物,岩体被切割呈大块状
    节理发育 节理(裂隙)3组以上,呈X型或米字型,以构造型或风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分微张,部分张开,部分为黏性土充填,岩体被切割呈块、碎(石)状
    节理很发育 节理(裂隙)3组以上,杂乱,以风化型或构造型为主,多数间距小于0.2m,微张或张开,部分为黏性土充填,岩体被切割呈碎石状

    山地的中的岩石极为多样,差别很大,进行工程分类十分必要。《94规范》首先按岩石强度分类,再进行风化分类。按岩石强度分为极硬、次硬、次软和极软,列举了代表性岩石名称。又以新鲜岩块的饱和抗压强度30MPa为分界标准。问题在于,新鲜的末风化的岩块在现场有时很难取得,难以执行。
    岩石的分类可以分为地质分类和工程分类。地质分类主要根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度,可以用地质名称(即岩石学名称)加风化程度表达,如强风化花岗岩、微风化砂岩等。这对于工程的勘察设计确是十分必要的。工程分类主要根据岩体的工程性状,使工程师建立起明确的工程特性概念。地质分类是一种基本分类,工程分类应在地质分类的基础上进行,目的是为了较好地概括其工程性质,便于进行工程评价。
    为此,本次修订除了规定应确定地质名称和风化程度外,增加了岩块的“坚硬程度”、岩体的“完整程度”和“岩体基本质量等级”的划分。并分别提出了定性和定量的划分标准和方法,可操作性较强。岩石的坚硬程度直接与地基的承载力和变形性质有关,其重要性是无疑的。岩体的完整程度反映了它的裂隙性,而裂隙性是岩体十分重要的特性,破碎岩石的强度和稳定性较完整岩石大大削弱,尤其对边坡和基坑工程更为突出。
    本次修订将岩石的坚硬程度和岩体的完整程度各分五级,二者综合又分五个基本质量等级。与国标《工程岩体分级标准》(GB50218-94)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)协调一致。
    划分出极软岩十分重要,因为这类岩石不仅极软,而且常有特殊的工程性质,例如某些泥岩具有很高的膨胀性;泥质砂岩、全风化花岗岩等有很强的软化性(单轴饱和抗压强度可等于零);有的第三纪砂岩遇水崩解,有流砂性质。划分出极破碎岩体也很重要,有时开挖时很硬,暴露后逐渐崩解。片岩各向异性特别显著,作为边坡极易失稳。事实上,对于岩石地基,特别注意的主要是软岩、极软岩、破碎和极破碎的岩石以及基本质量等级为V级的岩石,对可取原状试样的,可用土工试验方法测定其性状和物理力学性质。
    举例:
    1 花岗岩,微风化:为较硬岩,完整,质量基本等级为Ⅱ级;
    2 片麻岩,中等风化:为较软岩,较破碎,质量基本等级为Ⅳ级;
    3 泥岩,微风化:为软岩,较完整,质量基本等级为Ⅳ级;
    4 砂岩(第三纪),微风化:为极软岩,较完整,质量基本等级为V级;
    5 糜棱岩(断层带):极破碎,质量基本等级为V级。

    岩石风化程度分为五级,与国际通用标准和习惯一致。为了便于比较,将残积土也列在表A.0.3中。国际标准ISO/TC182/SCl也将风化程度分为五级,并列入残积土。风化带是逐渐过渡的,没有明确的界线,有些情况不一定能划分出五个完全的等级。一般花岗岩的风化分带比较完全,而石灰岩、泥岩等常常不存在完全的风化分带。这时可采用类似“中等风化-强风化’“强风化-全风化”等语句表述。同样,岩体的完整性也可用类似的方法表述。第三系的砂岩、泥岩等半成岩,处于岩石与土之间,划分风化带意义不大,不一定都要描述风化
    3. 2. 4 关于软化岩石和特殊性岩石的规定,与《94规范》相同,软化岩石浸水后,其承载力会显著降低,应引起重视。以软化系数0.75为界限,是借鉴国内外有关规范和数十年工程经验规定的。
    石膏、岩盐等易溶性岩石,膨胀性泥岩,湿陷性砂岩等,性质特殊,对工程有较大危害,应专门研究,故本规范将其专门列出。
    3. 2. 5、3. 2. 6 岩石和岩体的野外描述十分重要,规定应当描述的内容是必要的。岩石质量指标RQD是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法,国内也有较多经验,《94规范》中已有反映,本次修订作了更为明确的规定。

    • Leo说道:

      热带和亚热带(低纬度地区﹐大致以南北纬30°为限)产红土(如江南云南),温带产黄土(中纬度气候温暖地带,如黄土高原、华北平原和华中平原。主要由飞过秦岭的风沙沉积和黄河冲积而成。),寒带产黑土(如东北。全球而言,黑土在热带、亚热带以至温带均可发生。黑土是由落叶腐殖质生成,平均每四百年才能生成1CM。)

      中国东部为季风气候,热量和雨量自南向北递减。南方降水量多,温度高,故南部的风化淋溶作用强烈,易溶性无机养分大量流失,铁、铝残留在土中,颜色发红。

      云南地处低纬度地区,优越的气候条件和茂盛的植被及特殊的地貌条件给云南高原上的土壤提供了丰富的有机质。由于云南大部分地区地处亚热带、热带,热量丰富、降水丰沛。丰沛的降水不断冲洗着富含铝、铁等金属离子的成土母质,使其中易溶矿物大量分解、流失,湿热的气候加速了土壤中铁的氧化,活动性较差的铁铝氧化物残留了下来,把土壤染成红色。我国南方特别是云南、贵州、广东、广西、海南等省区的大部分土壤皆为红色。

      那么我国北、中、西、东的土壤主要呈什么颜色呢?我告诉大家:我国东部呈青色;西北呈白色;东北呈黑色;中部的黄土高原,为黄色。这与中国道教中东青龙、南朱雀、西白虎、北玄武的颜色相符。中为黄色,黄土高原为华夏文明的发祥地之一。这五种颜色又与中国五行中金、木、水、火、土相对应,因此就有“五色土”之说。

      我国东部土壤地带分布规律基本上与纬度带相一致,即由南而北依次为砖红壤、砖红壤性红壤、红壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤、灰化土。

      在我国西部形成干旱内陆性土壤地带谱,由东向西分布着:黑土一灰褐土一栗钙土一棕钙土一灰钙土一灰漠土。

      为什么各地土壤的颜色是不同的
      土壤有各种颜色,是因为土壤里含有多种矿物质的缘故。棕壤和红壤里含有丰富的铁质。红壤是当铁质发生高度氧化后形成的,棕壤也是如此。黄壤是铁质尚未能高度氧化,所以呈现黄色。含有石英、正长石、高岭土较多的土壤,大多是淡色的,一般接近于灰白色。黑壤的“染料”的主角是深色的腐殖质了。

      黑土最肥,黄土次之,红土最差。红土主要集中在东南丘陵地带,为微酸性土壤,主要种植茶树、竹子、水稻等作物。耕土一般比较松散且只有0.3-0.6m,在一般的勘察中,耕土不取土样,不提供承载力,施工时耕土一般需要全部挖除。

      风化作用使岩石破碎,理化性质改变,形成结构疏松的风化壳,其上部可称为土壤母质。如果风化壳保留在原地,形成残积物,便称为残积母质;如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等,则称为运积母质。

      一、沉积岩颜色的成因类型
      按成因可分为三类:继承色、自生色、次生色。
      继承色主要决定于碎屑颗粒的颜色,如长石砂岩多呈红色,纯石英砂岩呈白色。
      自生色决定于沉积物堆积过程中及其早期成岩过程中自生矿物的颜色,如海绿石。
      次生色在后生作用阶段或风化过程中,原生组分发生次生变化,由新生成的次生矿物所造成的颜色。
      二、引起沉积岩颜色的原因
      沉积岩的颜色主要决定于岩石的成分,即决定于岩石中所含的染色物质——色素,或者说沉积岩的颜色多半是由含铁质化合物或含游离碳等染色物质(色素)造成的。
      灰色和黑色:有机质(炭质、沥青质)或分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿).还原~强还原环境
      红、棕和黄色:铁的氧化物或氢氧化物(赤铁矿、褐铁矿)等.氧化~强氧化环境
      绿色:(1)多数是由于含低铁的矿物,如海绿石、鲕绿泥石等.(2)少数是由于含铜的化合物,如孔雀石.(以上均反映弱氧化——弱还原环境)(3)有时是由于含有绿色的碎屑矿物,如角闪石,阳起石等。

  3. Leo说道:

    岩石是由一种或多种矿物组成.如花岗岩主要是由石英、长石、云母三种矿物组成;石灰岩、大理岩主要是由石灰石(碳酸钙)组成
    二氧化硅又称硅石,化学式SiO₂。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
    结晶二氧化硅因晶体结构不同,分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体,大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色,有紫水晶茶晶等。普通的砂是细小的石英晶体,有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。
    二氧化硅用于制造平板玻璃,玻璃制品,铸造砂,玻璃纤维,陶瓷彩釉,防锈用喷砂,过滤用砂,熔剂,耐火材料以及制造轻量气泡混凝土。
    【当二氧化硅结晶完美时就是水晶;结晶不完美的就是石英:二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。】
    碳酸钙(CaCO₃)是重要的建筑材料。洁白纯净的碳酸钙岩石叫做汉白玉,可直接用来做装饰性的石柱或工艺品;因含杂质而有美丽花纹的碳酸钙叫做大理石,用来做建筑物外墙和内壁的贴面或铺设地面;质地致密的碳酸钙岩石(石灰石)也可直接用于建房,但石灰石的主要用途是生产水泥。
    【石灰岩是喀斯特地形的主要构成成分,是一种在海、湖盆地中生成的灰色或灰白色沉积岩】

    三大类岩石的分类成因

    岩石按照成因分为三大类:岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)和变质岩。
    一、岩浆岩的成因:地幔中呈流动状态的炽热岩浆向地表上升冷凝结晶形成岩浆岩。其中花岗岩类的岩石是由于岩浆侵入地壳,在地壳中慢慢冷却,有足够的时间在冷却之前形成晶体,称为侵入岩,如花岗岩。还有一类情况是岩浆快速上升,直到喷出地表,接触到大气或海水时冷却形成岩石,称为喷出岩,如玄武岩、黑曜岩
    二、沉积岩的成因:在地表不太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占5%。沉积岩主要包括石灰岩、砂岩、页岩等
    三、变质岩的成因:地球内部的温度和压力能使所有岩石变成变质岩。当岩石变成变质岩后,它的外形、构造、晶粒结构以及矿物组成都会发生变化。岩浆岩、沉积岩都可以变成变质岩,一种变质岩也可以变成另一种变质岩。变质岩比如大理岩、板岩等

    岩石 依不同的形成方式,可粗略分为三类:火成岩沉积岩变质岩
    火成岩 火山岩 流纹岩,粗面岩,响岩,英安岩,安山岩,粗安岩,玄武岩
    浅成岩 斑岩,霏细岩,细晶岩,伟晶岩,玢岩,粒玄岩,煌,斑岩
    深成岩 花岗岩;正长岩;二长岩;花岗闪长岩闪长岩辉长岩斜长岩橄榄岩辉石岩角闪石岩蛇纹岩蛇纹大理岩碳酸岩
    沉积岩 碎屑岩 碎屑岩,砾岩,角砾岩,砂岩,(又分为长石砂岩,杂砂岩),泥岩,页岩,板岩
    火山碎屑岩 集块岩,凝灰岩
    生物岩 石灰岩,,燧石,硅藻土,叠层岩,煤炭,油页岩
    化学岩 ,石灰岩,白云岩,,燧石
    变质岩 接触变质岩 角页岩,大理岩,石英岩,硅卡岩,云英岩
    区域变质岩 千枚岩,片岩,片麻岩,混合岩,角闪岩,麻粒岩,榴辉岩
    动力变质岩 糜棱岩

    板岩、页岩和片岩

     名称                        特     点
     板岩 1.岩石较厚,一般在1cm以上;
    2.板状构造;
    3.浅变质岩,以矿物颗粒或以隐晶质为主,基本没有重结晶;
    4.原岩为泥质、粉质或中酸性凝灰岩,镜下可见有泥质和部分绢云母、绿泥石、硅质,有时见少量得白云母黑云母、石英等。
     片岩 1.岩石较薄,厚度一般为10~0.2mm;
    2.片状结构,片理构造;
    3.变质岩,变质程度较高,几乎所有原岩都已重结晶;
    4.颗粒粗大,其颗粒结构主要是石英和长石,石英含量一般比长石多,长石含量常少于25%。由片状、柱状和粒状矿物组成。一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。
     页岩 1.岩石很薄,厚度一般小于0.2mm;
    2.页片结构,页理构造,具有薄页状或薄片层状的节理;
    3.沉积岩,由泥质沉积物经沉积压力和温度成岩作用固结而成;
    4.主要为粘土,混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。

    沉积岩形成的过程,主要分为四大步骤:
    1、 风化作用,风化过程中分有3种。物理风化是指风的作用是大块岩石成为小块岩石或是产生裂缝;化学风化是指雨水或是一些有酸性的物质在岩石上的化学变化;生物风化是指微生物,植物等生物在岩石中的作用,是岩石分为小块或是改变性质。这三种风化作用是互相依靠的,互相协作的,比如先有物理风化形成裂缝,再由化学生物的风化作用是岩石进一步风化。
    2、 搬运作用,搬运过程中分有3种。拖曳搬运是指大块的岩石受到水流的力向前移动的搬运;悬浮搬运是指细小的颗粒随水流的移动悬浮在水流中的搬运;溶液搬运是指可溶性物质溶于水之后随水流的移动而移动的搬运。这三种搬运作用也是一同进行的。
    3、 沉积作用,沉积过程中分有4种。机械沉积是指物理上的沉淀,就是体积大的首先沉积下来;化学沉积是指根据物质的溶解度由不溶,难溶,微溶,可溶,易溶的顺序分别依次沉积;生物沉积是指重的生物遗体先沉积,再是比较轻的;生物化学沉积是指生物遗体的分解过程中,引起的化学变化,从而使某些物质沉积。
    4、 成岩作用,成岩过程中分有4种。压固作用是指沉积下来的物质收到上层物质的重力,最后整个沉积物固结;胶结作用是指由于沉积物中含有硅,铁,钙,银等易胶结的物质,使整个沉积物形成块状;脱水作用是指由于沉积物地处地下深处,高温高压的条件下,不仅是脱去自由水分子,还脱去物质内部的水分子;重结晶作用是指物质在地下已形成的晶体,由于温度和压力的影响,在固体状态下再次成长的过程。

  4. Leo说道:

    用Excel函数计算,方法为:
    标准差(σ)=STDEV()
    平均值(x)=AVERAGE()
    离差系数(也叫变差系数)(Cv)=标准差(σ)/平均值(x)
    保证系数:(强度平均值-强度标准值)/(标准差)
    强度保证率为:=NORMSDIST(保证系数)
     

    岩石纵波速度Vp与抗压强度R对应关系

    Vp(m/s) R(MPa) 静弹模(GPa)
    1500 1.6 0.032~0.0533
    2000 4.0 0.080~0.1333
    2500 9.6 0.192~0.320
    3000 18.5 0.370~0.6167
    3500 30.6 0.6120~1.020
    4000 46 1.53~2.30
    4500 64.6 2.15~3.23
    5000 85 5.6667
    5800 128.2

    岩石名称 单轴抗压强度(kgf/cm) 岩石名称 单轴抗压强度(kgf/cm)
    干的 湿的 干的 湿的
    细粒花岗岩 2650 2410 泥质细砂岩 797 556
    花岗斑岩 1530 1316 粘土质砂岩 1573 620
    安山岩 2563 2181 细粒硅质砂岩 1186 763
    安山凝灰集块岩 1220 736 中粒石英砂岩 620 437
    凝灰岩 1785 1535 砂质粘土岩 370 245
    玄武岩 2661 1885 粘土岩 240 119
    闪长岩 1 300 1 000 石灰岩 2067 1892
    黑云母花岗闪长岩 1800 1200 白云质灰岩 1266 634
    辉绿岩 2725 2458 泥质灰岩 751 602
    流纹斑岩 2815 2800 结晶灰岩 1351 1086
    红砂砾岩 181 92 泥灰岩 450 210
    石英砂岩 1 749 1658 石英岩 1451 1391
    泥质砂岩 654 523 角闪片岩 2 189 1 631
    细砂岩 1566 1152 砂质板岩 1966 1496

    注:1千克力=9.80665牛顿。

    工程上为方便起见,规定1千克每平方厘米为压强单位,称为“工程大气压“,用at表示,1at=1Kgf/cm2=98.07KPa(相当于海拔200m处正常大气压)

    1MPa(兆帕)表示1平方厘米上的压力是10公斤, 1 bar(巴) =1工程大气压 =1公斤力/平方厘米 =10牛顿/平方厘米 =0.1MPa(兆帕) =100千帕(KPa)

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