土力學(xué)課件(清華大學(xué))第1章.ppt

本章提要 本章特點 學(xué)習(xí)要點,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類 Physical Conditions and Engineering Behavior of a Soil Mass,對土的特點進行詳細解釋 對土的組成和和狀態(tài)進行定量描述 內(nèi)容瑣碎、零散 理清各節(jié)間聯(lián)系 理清各節(jié)內(nèi)層次 注意物理概念的把握,滲透特性 變形特性 強度特性,土的三相組成 土的物理狀態(tài) 土的結(jié)構(gòu),土的形成過程,土的工程分類：便于研究和應(yīng)用 土的壓實性：如何獲得較好的土,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,1.1 土的形成 1.2 土的三相組成 1.3 土的物理狀態(tài) 1.4 土的結(jié)構(gòu) 1.5 土的工程分類 1.6 土的壓實性,土 的 形 成,土,巖石,風(fēng)化、搬運、沉積,地質(zhì)成巖作用,土的組成、結(jié)構(gòu) 和物理力學(xué)性質(zhì),過程、條件,1.1土的形成,母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物 顆粒成分發(fā)生質(zhì)的變化 礦物成分與母巖不同，稱次生礦物 形成十分細微的土顆粒，最主要為粘性顆粒及可溶鹽類,包括植物、動物和土壤微生物的作用 可加劇物理和化學(xué)風(fēng)化 構(gòu)成土中有機質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)的生物循環(huán) 導(dǎo)致腐殖質(zhì)的形成，改變土壤的結(jié)構(gòu),土的形成與風(fēng)化作用,1.1土的形成,物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化 生物活動,巖石和土的粗顆粒受各種氣候等物理因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運動過程中因碰撞和摩擦而破碎 是顆粒大小發(fā)生量的變化 礦物成分與母巖相同，稱原生礦物 產(chǎn)生無粘性土,風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物 坡積土：土粒粗細不同，性質(zhì)不均 洪積土：有分選性，近粗遠細 沖積土：渾圓度分選性明顯，土層交迭 湖泊沼澤沉積土：含有機物淤泥，土性差 海相沉積物：顆粒細，表層松軟，土性差 冰積土：土粒粗細變化較大，性質(zhì)不均勻 風(fēng)積土：顆粒均勻，層厚而不具層理,殘積土 無搬運 運積土 有搬運,搬運與沉積,1.1土的形成,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,1.1 土的形成 1.2 土的三相組成 1.3 土的物理狀態(tài) 1.4 土的結(jié)構(gòu) 1.5 土的工程分類 1.6 土的壓實性,風(fēng)化作用 搬運與沉積,土中氣體 氣相 次要作用,1.2 土的三相組成,固體顆粒 固相 構(gòu)成土體骨架 起決定作用,土中水 液相 重要影響,土體的三相構(gòu)成,固體顆粒 - 顆粒大小,1.2 土的三相組成 固體顆粒,粒組 按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類 界限粒徑,d (mm),礫石,砂粒,粉粒,粘粒,膠粒,60,2,0.075,0.005,0.002,0.25,0.5,5,20,粗,中,細,粗,中,細,0.075,粗粒,細粒,粗粒土：以礫石和砂礫為主要組成的土，也稱無粘性土。 細粒土：以粉粒、粘粒和膠粒為主要組成的土，也稱粘性土。,巨粒,60,1.2 土的三相組成 固體顆粒,固體顆粒 - 粒徑級配,粒徑級配：各粒組的相對含量，用質(zhì)量百分 數(shù)來表示 分析方法： 篩分法：適用于粗粒土 孔徑大小不同的篩子 水分法：適用于細粒土 常采用比重計法 表述方法: 粒徑級配累積曲線,1.2 土的三相組成 固體顆粒,固體顆粒 - 粒徑級配,孔徑 10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075),200g土,篩余 0 10 16 18 24 22 38 72,小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)P（）,粒徑(mm),P 100 95 87 78 66 55 36,土的粒徑級配累積曲線,水分法,篩分法,1.2 土的三相組成 固體顆粒,固體顆粒 級配曲線,d60,d50,d10,d30,特征粒徑:,斜率: 某粒徑范圍內(nèi)顆 粒的含量 陡-相應(yīng)粒組含量多 緩-相應(yīng)粒組含量少 平臺-相應(yīng)粒組缺乏,d50 : 平均粒徑 d60 : 控制粒徑 d10 : 有效粒徑 d30,土的粗細度：用d50 表示 土的不均勻程度：用不均勻系數(shù)： Cu = d60 / d10 表示，Cu 5，稱為不均勻土，反之稱為均勻土 連續(xù)程度: 用曲率系數(shù) Cc = d302 / (d60 d10 ) 度量, Cc=13時為連續(xù)級配, 3或1為不連續(xù)級配,1.2 土的三相組成 固體顆粒,固體顆粒 級配曲線,小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（）,粒徑(mm),土的粒徑級配累積曲線,d60,d50,d10,d30,小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（）,粒徑(mm),土的粒徑級 配累積曲線,d60,d10,d30,缺少小顆粒，Cc 缺少大顆粒，Cc,Cc=13, 級配連續(xù),1.2 土的三相組成 固體顆粒,曲率系數(shù)舉例,粒組含量用于土的分類定名； 不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度： Cu 5為不均勻土； Cu 5為 均勻土 曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度： Cc =13為級配連續(xù)土；Cc3 或 Cc3 或Cc1為 級配 不良的土,粒徑級配曲線和指標的應(yīng)用,1.2 土的三相組成 固體顆粒,固體顆粒 - 礦物成分,1.2 土的三相組成 固體顆粒,固體成分,原生礦物 - 石英、長石、云母等 次生礦物,礦物質(zhì) 有機質(zhì),無定形氧化物膠體 可溶鹽 粘土礦物,具有和原生礦物很不相同的特性 對粘土性質(zhì)的影響很大,粘 土 礦 物,1.2 土的三相組成 固體顆粒,粘土礦物是一種復(fù)合的鋁-硅鹽晶體，顆粒呈片狀，是由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組疊而成，可分成高嶺石、伊利石和蒙特石三種類型。,硅片 鋁片,粘 土 礦 物,1.2 土的三相組成 固體顆粒,依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種類型：,高嶺石 蒙特石 伊利石,是云母在堿性介質(zhì)中風(fēng)化的產(chǎn)物。 與蒙特石相似，由兩層硅片夾一層鋁片所形成的三層結(jié)構(gòu)，但晶層之間有鉀離子連結(jié)。 主要特征：連結(jié)強度弱于高嶺石而高于蒙特石，其特征也介于兩者之間。,晶層間是O2-對O2-的連結(jié)，聯(lián)結(jié)力很弱，水很容易進入晶層之間。 每一顆粒能組疊的晶層數(shù)較少。顆粒大小約為0.1-1 ，厚約0.001-0.01。 主要特征：顆粒細微，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮的特性，或者說親水能力強。,晶層間通過氫鍵聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)力強，晶格不能自由活動，水難以進入晶格間 能組疊很多晶層，多達百個以上，成為一個顆粒。顆粒長寬約0.3-3，厚約0.03-1。 主要特征：顆粒較粗，不容易吸水膨脹和失水收縮，或者說親水能力差。,粘土礦物的帶電性質(zhì) 研究表明，片狀粘土顆粒表面常帶有電荷，凈電荷通常為負電荷,- - - - - - - - - -,- - - - - - - - - - - -,+,+,+,+,粘土顆粒,水分子,陽離子,粘土礦物的帶電特性,1.2 土的三相組成 固體顆粒,玻璃筒,玻璃皿,水位 升高,粘土粒,粘土膏,+,-,粘土的電泳和電滲現(xiàn)象 (列依斯, 1809),顆粒形狀和比表面積,原生礦物：一般顆粒較粗，呈粒狀。有圓狀、渾圓狀、棱角狀等。 次生礦物：顆粒較細，多呈針狀、片狀、扁平狀。 比表面積：單位質(zhì)量土顆粒所擁有的總表面積。對于粘性土，其大小直接反應(yīng)土顆粒與四周介質(zhì),特別是水,相互作用的強烈程度,是代表粘性土特征的一個很重要的指標。 高嶺石的比表面積為：10-20m2/g,伊利石：80-l00m2/g,蒙特石：800m2/g。,粗顆粒的形狀,粘土顆粒的形狀,1.2 土的三相組成 固體顆粒,1.2 土的三相組成 土中水,土 中 水,結(jié)晶水 礦物內(nèi)部的水 結(jié)合水 吸附在土顆粒表面的水 自由水 電場引力作用范圍之外的水 土中冰 由自由水凍成，凍脹融沉 水蒸氣 存在孔隙空氣中,- 強結(jié)合水： 排列致密，密度1g/cm3 冰點處于零下幾十度 完全不能移動，具有固體的特性 溫度高于100C時可蒸發(fā) - 弱結(jié)合水： 受電場引力作用，為粘滯水膜 外力作用下可以移動 不因重力而流動，有粘滯性,粘土 顆粒,引力,d,水分子,陽離子,強結(jié)合水,弱結(jié)合水,自由水,1.2 土的三相組成 土中水,土中水 結(jié)合水,結(jié)合水：受顆粒表面電場作用力吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動的水,毛細水：由于土體孔隙的毛細作用升至自由水面以上的水。毛細水承受表面張力和重力的作用。 重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流動。,1.2 土的三相組成 土中水,土中水 自由水,自由水：不受顆粒電場引力作用的孔隙水,hc,毛細水,重力水,生活在水面收縮膜 頂面和地面的昆蟲,水蜘蛛,仰泳的 水蜘蛛,界面張力,1.2 土的三相組成 土中水,毛管中流體的界面效應(yīng),T,dk,w,空氣,固體, =濕潤角,水,l,T =界面張力,Dk=毛管直徑,ua-uw,ua-uw =壓力差,1.2 土的三相組成 土中水,毛 細 管,hc,土中毛細水上升高度,T,2r,上升高度,r2hcw=2rTcos,毛細升高與孔徑成反比,粘土 粉土 砂土 礫石,1.2 土的三相組成 土中水,水,hc,2r,T,T,則毛細壓力：,2rTcos+ucr2 = 0,毛細管中的負靜水壓力,1.2 土的三相組成 土中水,毛細水壓力,土顆?？p隙處的彎液面,r,空氣 水 固體顆粒,彎液面,在非飽和土中，孔隙中含有水和氣，此時水多集中于顆粒間的縫隙處，稱毛細角邊水。 由于毛細張力的作用，會形成如圖所示的彎液面，使毛細角邊水產(chǎn)生負壓力，顆粒則受正壓力。 這是稍濕的砂土顆粒間存在假凝聚力的原因,1.2 土的三相組成 土中水,1.2 土的三相組成 土中氣,氣相 - 土中氣,自由氣體：與大氣連通的氣體對土的性質(zhì)影響不大 封閉氣體：被土顆粒和水封閉的氣體 其體積與壓力有關(guān)。會增加土的彈性；阻塞滲流通道，降低滲透性 溶解在水中的氣體 吸附于土顆粒表面的氣體,土體有三個組成部分：固相、液相和氣相,小 結(jié),固體顆粒 土中水 土中氣體,1.2 土的三相組成,粒徑級配 礦物成分 顆粒形狀,結(jié)合水 ：強結(jié)合水、弱結(jié)合水 自由水 ：重力水、毛細水,自由氣體 封閉氣體,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,1.1 土的形成 1.2 土的三相組成 1.3 土的物理狀態(tài) 1.4 土的結(jié)構(gòu) 1.5 土的工程分類 1.6 土的壓實性,1.3 土的物理狀態(tài),土的物理狀態(tài),土的物理狀態(tài) 粗粒土的松密程度 粘性土的軟硬狀態(tài),土的物理性質(zhì)指標 (三相間的比例關(guān)系),表示,物理性質(zhì)指標,土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多 要點： 名稱、概念或定義、符號、表達式、 單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別 基本方法:,三相草圖法,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,三 相 草 圖(three-phase soil models),1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,三 相 草 圖,三個獨立變量， 干土或飽和土二個獨立變量,其它指標： 三相草圖法計算,實驗室 測定,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,基本物理性質(zhì)試驗,為了確定三相草圖諸量中的三個量，通常進行三個基本的物理性質(zhì)試驗： 土的密度試驗 土粒比重試驗 土的含水量試驗,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,定義：土單位體積的質(zhì)量 表達式： 單 位: kg/m3 或 g/cm3 一般范圍: 1.602.20 g/cm3,土的密度,基本試驗指標-土的密度,定義：土粒的密度與4C時 純蒸餾水密度的比值 表達式： 單 位: 無量綱 一般范圍：粘性土 2.702.75， 砂土 2.65,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,土粒比重Gs,基本試驗指標-土粒比重,=1.0 g/cm3,土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度,基本試驗指標 - 含水量,定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì) 量之比，用百分數(shù)表示 表達式： 單 位: 無量綱 一般范圍：變化范圍大,注意: 其實是含水比,可達到或超過100,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,土的含水量W,可表示同一種土的松密，二者之間存在關(guān)系：,表示土中孔隙含量的指標,砂類土：28-35% 粘性土：30-50%，有的可達60-70%,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,孔隙比(void ratio )e：土中孔隙體積與固體顆粒體積之比, 為無量綱,孔隙率(孔隙度)n：土中孔隙體積與總體積之比, 用百分數(shù)表示,可用三相草圖推出,表示土中含水程度的指標,對干土：Sr=0 對飽和土：Sr=1,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,含水量：,飽和度：土中水的體積與孔隙體積的比值,飽和度表示孔隙中充滿水的程度：,表示土體密度和容重的指標,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,干密度：土被烘干時的密度， 干容重：,天然密度 天然容重,飽和密度：土被飽和時的密度， 飽和容重：,浮容重：,靜水下的有效容重,浮密度,各種密度容重間的大小關(guān)系,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,天然密度 干密度 飽和密度,天然容重 干容重 飽和容重 浮容重,常用的物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系：,教科書,學(xué)習(xí)要點：,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,小 結(jié),從物理意義上理解指標間的關(guān)系 不鼓勵死記硬背 必要時利用三相草圖推導(dǎo),小 結(jié),1.3 土的物理狀態(tài) - 物理性質(zhì)指標,土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,定義,三相草圖法,特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多 要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、 單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,土的物理狀態(tài)指標,土的物理狀態(tài) 粗粒土的松密程度 粘性土的軟硬狀態(tài),土的物理性質(zhì)指標 (三相間的比例關(guān)系),表示,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,粗粒土的密實狀態(tài),密實度：通常指單位體積中固體顆粒含量的多少,簡單方便，但只能用于同一種土，不能反映級配的影響,物理性質(zhì)指標：孔隙比e（孔隙率n） 干密度d,相對密度：,emax與emin ：最大與最小孔隙比,最大孔隙比emax: 將松散的風(fēng)干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔隙比 最小孔隙比emin : 將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比,理論上的最大與最小孔隙比在室內(nèi)的測定有時很困難,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,粗粒土的最大與最小孔隙比,相對密度,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,粗粒土的相對密度,相對密度指標主要用于人工填土，對天然砂土層采用原位標準貫入試驗法測定,粘性土最主要的物理狀態(tài)特征是它的稠度，稠度是指土的軟硬程度或土對外力引起變形或破壞的抵抗能力,稠度狀態(tài)與含水量有關(guān),粘性土,含水量,較硬,變軟,流動,粘性土的稠度狀態(tài),1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,塑限wp,液限wl,粘性土的稠度反映土中水的形態(tài),固態(tài)或半固態(tài),可塑狀態(tài),流動狀態(tài),強結(jié)合水,弱結(jié)合水,自由水,w,強結(jié)合水膜最大,出現(xiàn)自由水,粘性土的稠度狀態(tài),1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,液性指數(shù)：,IL0 堅硬(半固態(tài)) 01 流塑,土的稠度狀態(tài)液性指數(shù),不同的粘土，wp、wl 大小不同。對于不同的粘土，含水量相同，稠度可能不同,液性指數(shù)是表征土的含水量與分界含水量之間相對關(guān)系的指標。對重塑土較為合適。,1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,塑性指數(shù),問題：反映的是全部土顆粒吸附結(jié)合水的能力，不能充分反映粘土礦物表面活性的高低,活性指數(shù)：,粒徑小于0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比,A 1.25 活性粘土,定義：,大體上表示土的弱結(jié)合水含量,反映吸附結(jié)合水的能力，即粘性大小 大致反映粘土顆粒含量 常作為細粒土工程分類的依據(jù),1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,粗粒土的密實狀態(tài)指標: 相對密度Dr,細粒土的稠度狀態(tài)指標: 液性指數(shù)IL,定義 判別標準,界限含水量 wP、wL 土中水形態(tài) 塑性指數(shù) Ip 吸附結(jié)合水的能力,定義 判別標準,小 結(jié),1.3 土的物理狀態(tài) - 物理狀態(tài)指標,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,1.1 土的形成 1.2 土的三相組成 1.3 土的物理狀態(tài) 1.4 土的結(jié)構(gòu) 1.5 土的工程分類 1.6 土的壓實性,土 的 結(jié) 構(gòu),土顆?；蛄F的空間排列和相互聯(lián)結(jié),土粒間的作用力 粗粒土的結(jié)構(gòu) 細粒土的結(jié)構(gòu) 粘性土的結(jié)構(gòu)性指標,1.4 土的結(jié)構(gòu),粗粒土的結(jié)構(gòu),粒間作用力：重力起決定性的作用。在非飽和土中，還受到毛細力的作用 排列形式：點與點 點與面,1.4 土的結(jié)構(gòu),細土顆粒間的作用力,范德華力：接觸點處的分子引力，作用范圍為幾個分子的距離，是細粒土粘結(jié)在一起的主因 庫侖力：顆粒表面的靜電引力或斥力，隨距離衰減的速度比范德華力慢 膠結(jié)力：土粒間通過膠體連結(jié)在一起，作用力是化合鍵，具有較高的強度 毛細力：土中毛細作用形成的力,土中細顆粒，比表面積大，重量輕，重力不起重要的作用，其他粒間力起主導(dǎo)作用：,1.4 土的結(jié)構(gòu),細粒土的結(jié)構(gòu),形成環(huán)境 粒間作用力 排列形式,淡水中沉積 表面力、膠結(jié)力 （粒間斥力占優(yōu)勢) 面與面,天然通常不是單一結(jié)構(gòu)，可能是呈多種類型的綜合結(jié)構(gòu)。往往先形成團粒,海水中沉積 表面力、膠結(jié)力 （斥力減小引力增加) 邊、角與面 邊、角與邊,示意圖,1.4 土的結(jié)構(gòu),反映粘性土結(jié)構(gòu)性的指標,靈敏度 觸變性,1.4 土的結(jié)構(gòu),土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀表現(xiàn)。 目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標。,含水量不變，密度不變，因重塑而強度降低，又因靜置而逐漸強化，強度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，稱為觸變性。,1.4 土的結(jié)構(gòu),土顆?；蛄F的 空間排列和相互聯(lián)結(jié),小 結(jié),第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,1.1 土的形成 1.2 土的三相組成 1.3 土的物理狀態(tài) 1.4 土的結(jié)構(gòu) 1.5 土的工程分類 1.6 土的壓實性,土的組成 土的狀態(tài) 土的結(jié)構(gòu),建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范- GB50007-2002分類法,水利部SL237-1999分類法,1.5 土的工程分類,土的工程分類,目的： 便于調(diào)查研究； 便于分析評價； 便于交流 (基于共同的概念) 依據(jù)：最能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)的指標 要求：要有一定的邏輯性、系統(tǒng)性， 綱目分明，簡單易記，便于運用,巖石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土,1.5 土的工程分類,土,漂石 塊石,圓形及亞圓形為主 棱角形為主,粒徑大于200mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,卵石 碎石,圓形及亞圓形為主 棱角形為主,圓形及亞圓形為主 棱角形為主,圓礫 角礫,粒徑大于20mm的顆 粒超過全質(zhì)量50%,粒徑大于2mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,名稱 顆粒形狀 粒組含量,碎石土,建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002,巖石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土,1.5 土的工程分類,土,砂土,土的名稱 粒組含量,粒徑大于2mm的顆粒占全質(zhì)量25 - 50%,礫砂 粗砂 中砂 細砂 粉砂,粒徑大于0.5mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,粒徑大于0.25mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量85%,粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,建筑場地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002,巖石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土,1.5 土的工程分類,土,粉土 粘性土,粘性土：塑性指數(shù)Ip10的土,粉質(zhì)粘土：1017的土,非活性粘土： A 1.25,粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于全質(zhì)量50%而塑性指數(shù)Ip10的土,建筑場地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002,水利部SL237-1999分類法,1.5 土的工程分類,土顆粒組成及其特性 塑性指標：液限、塑限、塑性指數(shù) 有機質(zhì)含量,土的分類,巨粒土和含巨粒土 粗粒土：礫類土、砂類土 細粒土：根據(jù)塑性圖分類 特殊土： 黃土、膨脹土、紅粘土,分類依據(jù)：,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,1.1 土的形成 1.2 土的三相組成 1.3 土的物理狀態(tài) 1.4 土的結(jié)構(gòu) 1.5 土的工程分類 1.6 土的壓實性,室內(nèi)擊實試驗 細粒土的壓實性 粗粒土的壓實性,1.6 土的壓實性,土的壓實：指通過夯打、振動、碾壓等，使土體變得密實、以提高土的強度、減小土的壓縮性和滲透性 壓實性：指土在一定壓實能量作用下密度增長的特性 研究擊實性的目的： 以最小的能量消耗獲得最大的壓實密度 擊實方法： 室內(nèi)擊實試驗 現(xiàn)場試驗: 夯打、振動、碾壓,土的壓實性,室內(nèi)擊實試驗,試驗設(shè)備：擊實筒V=1000cm3；擊實錘w=25牛頓 試驗條件：土樣分層n=3層；落高d=30cm； 擊數(shù)N=27/層 擊實能量,試驗方法：對w=cosnst的土，分三層壓實； 測定擊實后的w、，算定d 注意：僅適用于細粒土； 對粗粒土，可用較大尺寸的擊實儀,土,1.6 土的壓實性,0 4 8 12 16 20 24 28 含水量w(%),飽和曲線,dmax=1.86,wop=12.1,細粒土的壓實性-擊實曲線,具有峰值 最大干密度dmax 最優(yōu)含水量Wop,1.6 土的壓實性,位于飽和曲線之下,粘性土透水性小，擊實過程中含水量幾乎不變，要想擊實到飽和狀態(tài)是不可能的。,含水量Wop： 顆粒表面水膜很薄，相對移動困難 含水量=Wop： 水膜潤滑作用效果最佳，孔隙氣尚沒有形成封閉 氣泡，易排出 含水量Wop： 水膜潤滑作用不再明顯增加；封閉氣泡難以排出; 水的相對含量增加,壓實機理 顆粒破碎（細粒土較少） 粒間聯(lián)結(jié)力被破壞，顆粒 間孔隙被壓縮 土粒定向排列,壓實與含水量,細粒土的壓實性-壓實機理,1.6 土的壓實性,細粒土的壓實性-壓實功能,1.6 土的壓實性,對于同一種土,最優(yōu)含水量和最大干密度并不恒定,而隨壓密功能變化，壓實功能愈大,最優(yōu)含水量愈小，相應(yīng)的最大干密度愈高 超過最優(yōu)含水量后，壓實功能的影響隨含水量的增加逐漸減小。擊實曲線均靠近于飽和曲線,細粒土的壓實標準,1.6 土的壓實性,填土施工時應(yīng)將土料含水量控制在Wop左右，以期用較小的能量獲得最好的密度： 在Wop的干側(cè)：常具有凝聚結(jié)構(gòu)。土質(zhì)比較均勻，強度較高，較脆硬，不易壓密。但浸水時易產(chǎn)生附加沉降。 在Wop的濕側(cè)：常具有分散結(jié)構(gòu)。土體可塑性大，適應(yīng)變形的能力強。但強度較低，具有不等向性。 在設(shè)計土料時應(yīng)根據(jù)填土的要求和當?shù)赝亮系奶烊缓?，選定合適的含水量，一般要求為：,