潘新欣

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院集團(tuán)有限公司，天津 300250）

在水利工程項目中， 細(xì)粒土的定名大多數(shù)采用三角坐標(biāo)圖法， 因此從事水利工程的試驗人員應(yīng)熟練掌握土的三角坐標(biāo)圖的構(gòu)成要素及使用規(guī)則。 本文根據(jù)實際工作總結(jié)， 詳細(xì)分析了三角坐標(biāo)圖法的原理和定名規(guī)律。由于細(xì)粒土定名的數(shù)量龐大，如人工定名，工作繁瑣，工作效率低，出錯率高。為了避免人工缺點，本文利用VB進(jìn)行編程，實現(xiàn)了程序化自動定名， 大大提高了試驗人員對細(xì)粒土定名工作的效率與準(zhǔn)確性。

1 三角坐標(biāo)圖的特點

1.1 各粒組位置及刻度

在三角坐標(biāo)圖中， 三角形為平面等邊三角形，如圖1，三條邊分別作為粉粒、黏粒和砂粒百分含量坐標(biāo)軸， 三角形頂點分別代表某粒組含量的起點（0%）或終點（100%），逆時針方向增大。 百分含量用坐標(biāo)軸所示長度占三角形邊長長度百分?jǐn)?shù)表示，三角形內(nèi)任意一點所對應(yīng)的砂粒百分含量、 粉粒百分含量和黏粒百分含量之和恒等于100%。 三角形底邊代表粉粒（顆粒直徑：0.005～0.075mm）百分含量，左側(cè)頂點代表粉粒含量的0%點， 右側(cè)頂點代表粉粒含量100%。 底邊10等分后，逆時針每個等分點刻度對應(yīng)粉粒 含 量10%，20%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%。三角形右側(cè)腰邊代表黏粒（顆粒直徑：＜0.005mm）含量（%）， 三角形左側(cè)腰邊表示砂粒（顆粒直徑：＞0.075mm）含量（%），同理，可知黏粒百分含量和砂粒百分含量的起點與終點及其他刻度的相應(yīng)位置。

圖1 土的三角坐標(biāo)分類

1.2 網(wǎng)格線

過粉粒含量坐標(biāo)軸上10%刻度的點， 作砂粒含量坐標(biāo)軸的平行線與黏粒含量坐標(biāo)軸相交， 此線段上所有的點粉粒含量均為10%， 同理可作粉粒含量20%，30%……90%的線段； 過黏粒含量坐標(biāo)軸10%刻度的點， 作粉粒含量坐標(biāo)軸的平行線與砂粒含量坐標(biāo)軸相交，此線段上所有的點黏粒含量均為10%，同理可作黏粒含量20%，30%……90%和3%，6%，15%的線段； 過砂粒含量坐標(biāo)軸上10%刻度的點，作黏粒含量坐標(biāo)軸的平行線與粉粒含量坐標(biāo)軸相交，此線段上所有的點砂粒含量均為10%， 同理可作砂粒含量20%，30%……90%的線段； 所有線段構(gòu)成了三角坐標(biāo)圖的網(wǎng)格線。

1.3 其他

三角形三個頂點與對邊中點（刻度50%）的連線交于一點，為中心點，中心點代表黏粒含量、砂粒含量和粉粒含量均相等，三者之和為100%。

過中心點分別做三條邊的垂線 （也是平分線），垂直于粉粒含量坐標(biāo)軸的線段上的點， 表示砂粒含量與粉粒含量均相等； 垂直于黏粒含量坐標(biāo)軸的線段上的點，表示粉粒含量與黏粒含量均相等；垂直于砂粒含量坐標(biāo)軸線段上的點， 表示黏粒含量與砂粒含量均相等。

2 三角坐標(biāo)圖的分區(qū)

為了區(qū)分土的分類定名規(guī)律， 把同一規(guī)則分類定名的區(qū)域進(jìn)行歸類， 具體劃分是根據(jù)控制指標(biāo)黏粒百分含量多少將三角坐標(biāo)圖分為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)。

Ⅰ區(qū)：黏粒含量等于0%的線段與代表黏粒含量等于3%的線段、黏粒含量坐標(biāo)軸、砂粒含量坐標(biāo)軸所圍成的梯形區(qū)域。

Ⅱ區(qū)：黏粒含量等于3%的線段、過三角坐標(biāo)圖的重心（也是中心點）作一條平行于粉粒含量坐標(biāo)軸且與砂粒含量坐標(biāo)軸和黏粒含量坐標(biāo)軸相交的輔助線（分別相交于A、B點）、黏粒含量坐標(biāo)軸、砂粒含量坐標(biāo)軸所圍成的梯形區(qū)域。

Ⅲ區(qū)： A、B兩點的連線與黏粒含量等于50%的線段，黏粒含量坐標(biāo)軸、砂粒含量坐標(biāo)軸所圍成的梯形區(qū)域。

Ⅳ區(qū)：除以上區(qū)域外，剩余三角形區(qū)域為Ⅳ區(qū)。

3 分類定名規(guī)則

3.1 Ⅰ區(qū)

Ⅰ區(qū)控制指標(biāo)黏粒含量在0%～3%之間， 根據(jù)相對指標(biāo)砂粒含量確定土的定名： 當(dāng)砂粒含量小于等于50%時定為粉土，當(dāng)砂粒含量大于50%且小于等于85%時定為粉砂，當(dāng)砂粒含量大于85%時按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定從粗到細(xì)確定粗粒土的定名。

3.2 Ⅱ區(qū)

Ⅱ區(qū)控制指標(biāo)黏粒含量在3%～33.3%之間，但又可細(xì)分為6小類，再根據(jù)砂粒含量與粉粒含量的相對多少具體確定土名，共12種土名，具體如表1。

表1 Ⅱ區(qū)土的定名規(guī)則

3.3 Ⅲ區(qū)

Ⅲ區(qū)控制指標(biāo)黏粒含量在33.3%～50%之間，過中心點延長三角坐標(biāo)圖底邊的垂直平分線， 交于點C。 根據(jù)砂粒含量、粉粒含量與黏粒含量的相對多少對土的定名如表2。

表2 Ⅲ區(qū)土的定名規(guī)則

3.4 Ⅳ區(qū)

Ⅳ區(qū)控制指標(biāo)黏粒含量在50%～100%之間，又可分為黏土和重黏土兩種。當(dāng)黏粒含量在50%～60%之間，應(yīng)定為黏土；當(dāng)黏粒含量大于60%時，應(yīng)定為重黏土。

3.5 其他

黏土、粉質(zhì)黏土和砂質(zhì)黏土還可用如下方法確定：

（1）當(dāng)滿足砂粒百分含量小于等于50%，為細(xì)粒土。

（2）如果黏粒百分含量大于60%時，定名為重黏土。

如果黏粒百分含量小于等于60%且黏粒百分含量大于30%時，分兩種情況：①如果黏粒百分含量大于砂粒百分含量， 且黏粒百分含量大于粉粒百分含量時，定名為黏土。 ②不滿足上述情況時，如果粉粒百分含量大于砂粒百分含量時，定名為粉質(zhì)黏土。 否則定名為砂質(zhì)黏土。

4 程序化自動定名

當(dāng)采用VB編程時，其主要程序語句如下：

5 結(jié)語

（1） 通過對土的三角坐標(biāo)圖構(gòu)成要素的分析介紹，使試驗人員能更好理解與掌握土的定名規(guī)則，工作中根據(jù)試驗成果能更準(zhǔn)確地為細(xì)粒土進(jìn)行定名。

（2） 通過編寫土的自動定名程序， 實現(xiàn)對細(xì)粒土的快速定名，大大節(jié)省了人力、物力，提高了試驗人員的工作效率。