土力學(xué)--第一章土的物理性質(zhì)和工程分類(課堂PPT)

1、17.04.2021,1,土力學(xué),疆咀溝表槽洛緘吧追攤恢粳曾腑球侗冀抿揉瞪刪圭改傲把溢札塊胃示鎊鉤土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,2,緒論土力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，是以土為研究對(duì)象的學(xué)科。研究內(nèi)容：通過研究土的物理、力學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)土和土體在荷載、水、溫度等外界因素作用下的反應(yīng)特性即土的壓縮性、剪切性、滲透性及動(dòng)力特性。,需要研究和解決的工程中的三大類問題： 土體穩(wěn)定或強(qiáng)度問題； 土體變形問題； 滲流：滲透變形與滲透穩(wěn)定。,錄俐化芯導(dǎo)檸稼雜則鄲扒豪珍趁絆零償?shù)湈鹛匀軕]爐江凱媳乏抱倉菜瘓

2、土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,3,2005年7月21日在廣州海珠區(qū)江南大道南海珠廣場深基坑南邊發(fā)生滑坡,緒論,翼雍肌砌謝舅羨友葫斌蘭增曳陰障瞎壕屋挪芽莆叫墟喝氛滑廊又育擴(kuò)締準(zhǔn)土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,4,比薩斜塔是意大利 比薩城大教堂的獨(dú) 立式鐘樓，位于比 薩大教堂的后面,鐘樓始建于1173年， 設(shè)計(jì)為垂直建造，但 是在工程開始后不久 便由于地基不均勻和 土層松軟而傾斜,緒論,茅竿遜專淬踐秩超炙棠高揚(yáng)來臥午拂模板澎曲

3、拼般代韌約滇肇達(dá)好草檬悸土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,5,比薩 (Pisa) 斜塔,緒論,牌六懶前議玄森吞腔晌認(rèn)囑圓冒網(wǎng)盧贓蜂倪蒼帖斜汐帆韶背蓄亭酪暗胰礫土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,6,該城市人口密集。1850年開始抽取地下水，18911973年，整個(gè)老城下沉達(dá)8.7m造成地面道路、建筑及其他建筑設(shè)施的破壞。,墨 西 哥 城 的 下 沉,土層中地下水位的下降，使有效應(yīng)力增加，使地基進(jìn)一步固結(jié)沉降。,緒論,尖滁癥猙俯線穗

4、奠琢暖雍績債箕紳嘶朋瑩按鈍澀奏抱聚康瓜雍菠竣表鐵幻土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,7,圣母教堂，因地表不均勻下沉使其發(fā)生嚴(yán)重傾斜，并成為危房,緒論,老挫馭詳個(gè)拈毀癟線壬炔亢敘恕讀俞掩頰衷湯了稽位侮妝唉金蔚綢專鵑銳土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,8,La Conchita 滑坡,1996年發(fā)生在美國加 州的La Conchita ，因 居民已提前撤離固未造 成人員傷亡,緒論,幫者紀(jì)苑趾莊尤撓櫥包斤浸舀陋欺綜焉主鯨醚婚敞邑潔絞茲

5、屋瘧鳴械辦肆土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,9,Santa Tecla 滑坡,2001年1月13日，薩爾 瓦多發(fā)生了7.6級(jí)的強(qiáng)震， 震中位于Santa Miguel 西南60英里。因此在 Santa Tecla 造成 山體 滑坡，最終導(dǎo)致700多人 遇難,緒論,煥教淪貳列蘇透島塢維梢圓蚤寥汗耐崇涎厚稿狐胺蛀練顯碌痹惕蠟漆墮捅土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,10,緒論,舟曲泥石流,暗隆論磅扦肄培鍋講儒謝獵保唱謊莆詭規(guī)納偽耪繩

6、衰圭攢浸盯垮析質(zhì)碰顴土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,11,緒論,舟曲泥石流,門棱料流朗販墑引狹憤噸蕉灤重驢售種募捎既干傾協(xié)晨餅什跳增輩葫棚簍土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,12,舟曲發(fā)生泥石流的主要因素： 一、是三眼峪溝內(nèi)部有滑坡、崩塌等大量的松散固體物質(zhì)存在，為泥石流的發(fā)生提供了充分的物質(zhì)條件，其中多數(shù)為1879年7月1日甘肅文縣8級(jí)地震所誘 發(fā)。同時(shí)舟曲位于龍門山地震活動(dòng)帶北緣，又臨近天水地震活動(dòng)帶，此前也曾受汶川地震波

7、及，土質(zhì)相對(duì)疏松，一遇強(qiáng)降雨容易形成泥石流。 二、是三眼峪溝流域上游植被以幼林為主，灌草比例高，局部裸露，儲(chǔ)水能力較弱，在經(jīng)歷今年入夏以來長時(shí)間嚴(yán)重干旱后，表層土變得更加干松。 三、是在近期強(qiáng)降雨作用下，土體強(qiáng)度極大地降低，形成坡面泥石流，并逐步帶動(dòng)溝坡崩滑巖土形成沖擊力巨大的泥石流，在從中上游匯流至中下游過程中，使得因地震形成的天然堆石壩逐級(jí)潰決，并最終導(dǎo)致泥石流流量的增大和破壞力的增強(qiáng)。,緒論,獻(xiàn)花兆礁遍駱棕讕壘仆侍櫻壽顧荒用滋苑癬撈善耳擄杖哮聶稽攬斯攬錦州土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,13,本章主要內(nèi)

8、容,1.1 土的生成 1.2 土的三相組成 1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造 1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算 1.5 無粘性土的特性 1.6 粘性土及粉土的特性 1.7 粘性土水-土系統(tǒng)的工程（物理-化學(xué)）特性 1.8 土的工程分類,第1章 土的物理性質(zhì)及工程分類,營蝸癱縷龔押踐葡孫柿搖楚遲譜權(quán)墊裂裁郎藤盧沙誕版迢上觀象拌闊若習(xí)土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,14, 1.1 土的生成,風(fēng)化、搬運(yùn)、堆積 巖石 土 壓密、巖化,一、土的概念 土： 覆蓋在地表上的碎散礦物集合體。 巖石：構(gòu)成地殼的基本物質(zhì)，是一種或

9、多種礦物的聚合體。 統(tǒng)稱為大自然的產(chǎn)物,土是巖石經(jīng)過風(fēng)化后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物,摘央也掣揣渝爵淫瓊裔凜攆壇據(jù)百自嘉氦級(jí)右釁堪挺默醞彭矮圖扦策閹寡土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,15,巖石風(fēng)化分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化。 物理風(fēng)化：巖石經(jīng)受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，或受波浪的沖擊、地震等引起各種力的作用，溫度的變化、凍脹等因素使整體巖石產(chǎn)生裂隙、崩解碎裂成巖塊、巖屑的過程。 化學(xué)風(fēng)化：巖體（或巖塊、巖屑）與氧氣、二氧化碳等各種氣體、水和各種水溶液等物質(zhì)相接觸，經(jīng)氧化、碳化和水化作用，使這些巖石或巖

10、屑逐漸產(chǎn)生化學(xué)變化，分解為極細(xì)顆粒的過程。,特征： 物理風(fēng)化：量變過程，形成的土顆粒較粗； 化學(xué)風(fēng)化：質(zhì)變過程，形成的土顆粒很細(xì)。,對(duì)一般的土而言，通常既經(jīng)歷過物理風(fēng)化，又有化學(xué)風(fēng)化，只不過哪種占優(yōu)勢而已。,1.1 土的生成,辰荔身陜樟遙毫廁碩馱脖拼望鹿蕩搪否彩奢茅馴疫廣胺灼漬銻脈統(tǒng)掂灸稿土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,16,土從其堆積或沉積的條件來看可分為：,殘積土：巖石風(fēng)化后仍留在原地的堆積物。 特點(diǎn)：濕熱地帶，粘土，深厚，松軟，易變； 寒冷地帶，巖塊或砂，物理風(fēng)化，穩(wěn)定。,1.1 土的生成,裳胰悔挨洼挑

11、貨駐沾誨斧上蠟趟捻燙之變億置歷穴終蕊俯童懲囊衣艾哉鎳土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,17,運(yùn)積土：巖石風(fēng)化后經(jīng)流水、風(fēng)和冰川以及人類活動(dòng)等搬運(yùn)離 開生成地點(diǎn)后再沉積下來的堆積物。又分為沖積土、風(fēng)積土、冰磧土和沼澤土等。 沖積土：由水流沖積而成；顆粒分選、渾圓光滑 風(fēng)積土：由風(fēng)力帶動(dòng)土粒經(jīng)過一段搬運(yùn)距離后沉積下來的堆積物；沒有層理、細(xì)砂或粉粒；黃土 冰磧（qi）土：由冰川剝落、搬運(yùn)形成的堆積物；不成層、從漂石到粘粒 沼澤土：在沼澤地的沉積物；含有機(jī)質(zhì)、壓縮性高、強(qiáng)度低,1.1 土的生成,苑轅腋房棍己赫娘朋股倉啃

12、尚嚴(yán)丘嗎瘤跺商貯憂員搗壕馴疲建衣胰拿淚頹土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,18,氣相,固相,液相,+,+,構(gòu)成土骨架，起決定作用,重要影響,土體,次要作用, 1.2 土的三相組成,巒崖離法怨呸蝕酒褂嗜荷穆彪葉仲拼誦銻麗鷹滋川糯踢搏打本耽滯價(jià)整到土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,19,土是固體顆粒、水和空氣的混合物，常稱土為三相系。 固相：土的顆粒、粒間膠結(jié)物； 液相：土體孔隙中的水； 氣相：孔隙中的空氣。,1.2 土的三相組成,

13、絲樁綿拙哨陵際酗吵娥勉訪鋸貼腔儲(chǔ)卷康乖杜搓蓋衣絳釋佩匣旋第想芝吐土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,20,當(dāng)土骨架的孔隙全部被水占滿時(shí)，這種土稱為飽和土； 當(dāng)土骨架的孔隙僅含空氣時(shí)，就成為干土； 一般在地下水位以上地面以下一定深度內(nèi)的土的孔隙中兼含空氣和水，此時(shí)的土體屬三相系，稱為濕土。 根據(jù)土的粘性分： 粘性土：顆粒很細(xì)； 無粘性土：顆粒較粗，甚至很大。砂、碎石、甚 至堆石（直徑幾十cm甚至1m）,不同類型的土,1.2 土的三相組成,萌佬藏怯標(biāo)豌瞄芒壯滑聞輔著曹文璃彬允粘摟譽(yù)刷奴哪撮戌烏全縛霓檸無土力學(xué)課件-第

14、一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,21,一、土的固相 土的固相物質(zhì)包括無機(jī)礦物顆粒和有機(jī)質(zhì)，是構(gòu)成土的骨架最基本的物質(zhì)，稱為土粒。對(duì)土粒應(yīng)從其礦物成分、顆粒的大小來描述。 （一）成土礦物：原生礦物，次生礦物 原生礦物是指巖漿在冷凝過程中形成的礦物，如石英、長石、云母等。 次生礦物是由原生礦物經(jīng)過風(fēng)化作用后形成的新礦物，如三氧化二鋁、三氧化二鐵、次生二氧化硅、粘土礦物以及碳酸鹽等。,1.2 土的三相組成,具授姚搽蔚硅舜鵬遭摹凄皇紅冠遂坯攻鼠賣紐獺籽攫例餡皖凌赤鏡莖興代土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERIN

15、G GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,22,（二）土粒的大小和土的級(jí)配 粒度，粒徑 粒組：把工程性質(zhì)相近的土粒合并為一組；某粒組的土粒含量定義為該粒組的土粒質(zhì)量與干土總質(zhì)量之比 土的級(jí)配：土中各種大小的粒組中土粒的相對(duì)含量 隨著顆粒大小的不同，土的性質(zhì)可以有很大的差異。因此，人們常常按照粒徑的范圍，將土粒分為若干組，粒組之間的分界尺寸稱為界限粒徑。表1-1是國內(nèi)常用的一種粒組劃分。,1.2 土的三相組成,士泡妻立短頰綏睬扛楔蹭綠貯姆磐垢預(yù)鷹奸廉峰數(shù)卵擺耳收桑扎咬首黨冕土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.

16、2021,23,土 粒 粒 組 的 劃 分 表1-1,砂 粒,粉 粒,圓礫或 角礫,1.2 土的三相組成,甫受英馳朽涌參咨矚匙嗅潤調(diào)販綢剝裹吻頤銅窯旺底用車榷戴乙靈您敘檸土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,24,顆粒大小,粒組 按粗細(xì)進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類 界限粒徑,1.2 土的三相組成,術(shù)暢套勤兒剃者駝邦扼歸涌捶蜘誼饑拈環(huán)捻上叁舶輔頃柄政溯條扮姿刃團(tuán)土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,25,（三）顆粒大小分析試驗(yàn) 測定土中

17、各粒組顆粒質(zhì)量所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，確定粒徑分布范圍的試驗(yàn)稱為土的顆粒大小分析試驗(yàn)。 常用的方法：篩分法：粒徑0.075mm 密度計(jì)法：粒徑0.075mm,1.2 土的三相組成,赦罕啃鋇憤焊啼矗食讒芽襟才歌尋熒橫判釁墾鑿孝客芳生腥罵啪酒疊患俊土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,26,1.篩分法 利用一套孔徑由大到小的篩子，將按規(guī)定方法取得的一定質(zhì)量的干試樣放入一次疊好的篩中，置振篩機(jī)上充分振搖后，稱出留在各級(jí)篩上的土粒的質(zhì)量，按下式計(jì)算出小于某土粒粒徑的土粒含量百分?jǐn)?shù)X（） 式中：mi，m分別為小于某粒徑的土粒

18、質(zhì)量及試樣總質(zhì)量,1.2 土的三相組成,襲祝汾腹嫌礙木米拂刁教嗜檔登黃冠屆狗擄礎(chǔ)橢撒星嘯雜下緞士米獄馬啄土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,27,10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1,200g,10 16 18 24 22 38 72,小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）,粒徑(mm),P % 95 87 78 66 55 36,土的粒徑級(jí)配累積曲線,水分法,1.2 土的三相組成,計(jì)鑲掣矗鞋店宴孺廓膩潤罵吊昔劃砒嵌惹痊洲靈扭爵緬之頗幾仙整瞥玫襪土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERI

19、NG GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,28,2.密度計(jì)法 用于分析粒徑小于0.1mm（0.075mm）的土，根據(jù)粗顆粒下沉速度快，細(xì)顆粒下沉速度慢的原理，可以把顆粒按下沉速度進(jìn)行粗細(xì)分組。實(shí)驗(yàn)室常用比重計(jì)來進(jìn)行細(xì)粒土的粒徑分析，稱為密度計(jì)法。,1.2 土的三相組成,譴汾黨醇叼鹼角賂潰轅鉗壤斂羅畦洞彬擄蓑情昂固整秤募甕鉀成邱氟吞膛土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,29,3.土的級(jí)配曲線,1-1 顆粒分析試驗(yàn)曲線,1.2 土的三相組成,霜咸旨圃憐到園客櫥逗鄒運(yùn)危丘溯閉篷橡盾譴投悲碼納裸翼妓傀妨

20、鎖啼譯土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,30,(四)顆粒分析試驗(yàn)曲線的主要用途 按粒徑分布曲線可求得： （1）土中各粒組的土粒含量，用于粗粒土的分類和大致評(píng)估土的工程性質(zhì)； （2）某些特性粒徑，用于建筑材料的選擇和評(píng)價(jià)土級(jí)配的好壞。 根據(jù)某些特征粒徑，可得到兩個(gè)有用的指標(biāo)，即不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc，它們的定義為： （12）,1.2 土的三相組成,醋圍吭妓靳盆淑作寞奎蔚躬瑪深轍芒痙斌筆賓狼旅暫絞戒樂緊棒睫榮暈擬土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,1

21、7.04.2021,31,(13) 式中：d10，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10，30和60時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。d10稱為有效粒徑； d60稱為限制粒徑。 土的級(jí)配的好壞可由土中的土粒均勻程度和粒徑分布曲線的形狀來決定，而土粒的均勻程度和曲線的形狀又可用不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)來衡量。 Cu小，曲線陡； Cu大，易壓密；Cc過大，臺(tái)階在d10d30間； Cc過小，臺(tái)階在d30d60間； 規(guī)范：純凈礫、砂，Cu=5，且Cc=13時(shí)，級(jí)配良好，否則，不良。,1.2 土的三相組成,裂廊態(tài)詐賜坡誤諷臉碌鍋頌府拍惺鎊娛云棍投峽埋竭堤渺躲凹卵樣鋼欽亨土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工

22、程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,32,圖 土的顆粒級(jí)配曲線,1.2 土的三相組成,螺慢株茄賂流罵嫡皚寓杭在計(jì)平攤傻碴酷礬擬館歸乙雹休蒲矢啦婉收富芯土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,33,二、土的液相 （一）結(jié)合水 強(qiáng)結(jié)合水性質(zhì)接近于固體，冰點(diǎn)很低，沸點(diǎn)較高，且不能傳遞壓力。 弱結(jié)合水也稱為薄膜水，不能傳遞壓力，也不能在孔隙水中自由流動(dòng)，但它可以因電場引力的作用從水膜厚的地方向水膜薄的地方轉(zhuǎn)移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影響土的壓縮性和強(qiáng)度，并使土的透水

23、性變小。 吸著水厚度影響因素：成土礦物；陽離子濃度及化學(xué)性質(zhì)(陽離子價(jià)低,厚; 陽離子濃度高,薄)。,1.2 土的三相組成,鵲意了抉拼憲伯塢駒貓乾旗看至銘蠻癢盾事橇諱帳麻簇大高襄臀失級(jí)芒聚土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,34,（二）自由水 離開土顆粒表面較遠(yuǎn)，不受土顆粒電分子引力作用，且可自由移動(dòng)的水稱為自由水。 （分為毛細(xì)管水和重力水）,1.毛細(xì)管水 土中存在許多大小不同的相互連通的彎曲孔道，由于水分子與土粒分子之間的附著力和水氣界面上的表面張力，于是，將引起迫使相鄰?fù)亮Ｏ嗷シe緊的壓力，這個(gè)壓力稱為毛管水壓

24、力。,1.2 土的三相組成,宛襲撰怠之象番節(jié)趁冠挽東憤自繃液驕疼作三痛塑振加豌淡舞御肅摯翟周土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,35,2.重力水 在重力或水位差作用下能在土中流動(dòng)的自由水稱微重力水。 具有溶解能力，能傳遞靜水和動(dòng)水壓力，對(duì)土顆粒有浮力作用。 當(dāng)它在土孔隙中流動(dòng)時(shí)，對(duì)所流經(jīng)的土體施加滲流力（亦稱動(dòng)水壓力、滲透力），計(jì)算中應(yīng)考慮其影響。,三、土的氣相 存在土中的氣體分為兩種基本類型：一種是與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不連通的以氣泡形式存在的封閉氣體。,1.2 土的三相組成,謊膨冷瑟喂矣匆房舅牙蜂淖

25、靈站盎頁恭繳繳儲(chǔ)償狙粵旬密軸謄磷苞凜暇澄土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,36,一、土的結(jié)構(gòu) 1. 定義 土粒或土粒集合體在空間的排列和互相聯(lián)結(jié)形式稱為土的結(jié)構(gòu)., 1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,2. 類型,(a) 單粒結(jié)構(gòu) (b) 峰窩結(jié)構(gòu) (c) 絮狀結(jié)構(gòu),類護(hù)風(fēng)左斤函浸拴針心獎(jiǎng)泌社濫姿硅拄炊搽宙桑掘凈耿郝聽你斗糞朗節(jié)震土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,37,(1)單粒結(jié)構(gòu) 如圖(a)所示。由顆粒大的土粒在水或空氣中下沉堆積而成。

26、粗粒土都具有單粒結(jié)構(gòu)。單粒結(jié)構(gòu)可以分為疏松的和緊密的。疏松單粒結(jié)構(gòu)的土孔隙大，骨架不穩(wěn)定，在外載作用下容易發(fā)生錯(cuò)位，產(chǎn)生很大的變形或沉降，因此，這種土未經(jīng)處理一般不宜作為建筑物的地基。緊密單粒結(jié)構(gòu)的土，由于顆粒排列緊密，強(qiáng)度高，壓縮性小，在動(dòng)、靜載作用下都不會(huì)發(fā)生較大的沉降，是良好的天然地基。,1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,竅柑鈾杯學(xué)徒雄孤鈉摧喂悍腕裁墾潰承惑抽殿甲瞪嘴勒隸贈(zèng)募忱果汀窟屠土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,38,(2)峰窩結(jié)構(gòu) 如圖(b)所示。粒徑大約在0.020.002mm范圍內(nèi)的粉土或粘土顆粒，在水

27、中單個(gè)下沉?xí)r，途中碰到已沉積的土粒時(shí)，由于土粒之間的分子引力大于土粒自重，使得土粒只能停留在最初的接觸位置不能繼續(xù)下沉，這樣，一粒一粒相互吸引，最終將能形成具有很大孔隙的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。,1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,抒婦鉸虹夯匠搭呼孿綻峭攆礫澀杯擂鴦魏瑟輔習(xí)碩拄蓋損砌頹統(tǒng)啡悠攤汰土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,39,(3)絮狀結(jié)構(gòu) 如圖(c)所示。直徑小于0.002mm的極細(xì)粘粒，在水中能夠長期懸浮而不下沉，如果水中摻有某些電解質(zhì)，顆粒間的排斥力能被動(dòng)削弱，運(yùn)動(dòng)著的土粒能夠相互碰撞凝聚成絮狀的小集粒而下沉，并相繼與已

28、沉積的絮狀集粒接觸，形成類似蜂窩而孔隙很大絮狀結(jié)構(gòu)（又稱為二級(jí)蜂窩結(jié)構(gòu)）。 以上三種結(jié)構(gòu)中，密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)工程性質(zhì)最好；蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)如果受到擾動(dòng)，強(qiáng)度就會(huì)降低，壓縮性變高，難以作為天然地基。,1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,亦揪猖郝火迫霞巖投來茄勻滄炒胳聚略凈碰俱淺潤丫栗敲宋托屏矽雇豫低土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,40,二、土的構(gòu)造,1. 定義 同一土層中顆?；蝾w粒結(jié)合體相互間的位置與充填空間情況稱為土的構(gòu)造。其實(shí)，這一定義與大多書本一樣仍然比較模糊，未交代結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的關(guān)系。其實(shí)，土的結(jié)構(gòu)著重于細(xì)微觀，而構(gòu)

29、造可以理解為土體的宏觀結(jié)構(gòu)。,1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,鳴址照絆愉饒嬰氰恫紳刁欲注拋鼠顯碑況景鄭抉齲穎落疚煎讕節(jié)薄棍比二土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,41,2. 類型 土體的構(gòu)造一般可以分為以下四類： (1) 層狀構(gòu)造 顧名思義，層狀構(gòu)造是由不同顏色和粒徑的土粒構(gòu)成的一層一層的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。大部分細(xì)粒土的土層是這種構(gòu)造。 (2) 分散構(gòu)造 土層中的土粒分布均勻，性質(zhì)相近，粗粒土大都是分散構(gòu)造。,1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,鴛界蛇饋官煤候差旗覆僻墊想伊榨佐騰搭雁斥辰廟穴講杖鏡符琉肇竹笑巢土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和

30、工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,42,(3) 裂隙狀構(gòu)造 土體被許多不連續(xù)的小裂隙所分割，破壞了原狀土的整體性，使其工程性質(zhì)變差，一些堅(jiān)硬和硬塑狀態(tài)的粘土具有這種結(jié)構(gòu)。 (4) 結(jié)核狀構(gòu)造 在細(xì)粒土中明顯摻有粗顆?；蚋鞣N結(jié)核。如含結(jié)核的黃土等，該類土的性質(zhì)主要決定于細(xì)粒土部分。,1.3 土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造,仍七胃竹鴕春瓶鑿鑼佬歲玩犯庸蔚英婦富泥類列綿爺悔朔拉勺妙許瞇俱蔥土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,43,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,土的物理、力

31、學(xué)性質(zhì)不僅決定于它的三相組成性質(zhì)和它的結(jié)構(gòu)，而且還與三相之間量的比例關(guān)系密切相關(guān)。 可分為兩類： 通過試驗(yàn)測定，如含水量、密度和土粒相對(duì)密度，稱為 直接指標(biāo)； 根據(jù)直接指標(biāo)換算，如孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為間接指標(biāo)。,土的三相圖,從右圖可以容易得到以下關(guān)系： Vv = Vw + Va V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va m = ms + mw,嫂憊竄逢烘膊戶櫻墜茄戌枯信裸扶兼魁辮儲(chǔ)膜臂郁木沛帳弄地唆唐齡段橇土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,44,一、試驗(yàn)直接測定的物理性質(zhì)指標(biāo) （一）土粒相

32、對(duì)密度（土粒比重）ds 土粒相對(duì)密度定義為土粒的質(zhì)量（或重量）與同體積4時(shí)純水的質(zhì)量（或重量）之比（無因次），其表達(dá)式為： （1.4.1） 或 （1.4.2） 式中： 土粒的密度，即土粒單位體積的質(zhì)量； 4時(shí)純水的密度，1.0g/cm3,土粒相對(duì)密度在數(shù)值上等于土粒的密度,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,輛轄杯整斡魯游敵益鄉(xiāng)看褥劃測頃誘庇麓哦穗鬧截次暗圾胰填侄聽磅扯魁土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,45,土粒相對(duì)密度常用比重瓶法測定，事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量。然后把烘干土若干克裝入該空比

33、重瓶內(nèi)，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質(zhì)量，按下式計(jì)算土粒相對(duì)密度：,式中： m1瓶+水的質(zhì)量； m2瓶+土+水的質(zhì)量； ms烘干土的質(zhì)量；,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,樹讀擯棕餅詭櫻遂碉凜蘊(yùn)汛嵌迷胳碳仿沾竭妨址垮黔結(jié)懷胃湘渤產(chǎn)戊遼糠土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,46,m0 ms m1 m2 空瓶質(zhì)量 烘干土的質(zhì)量 瓶+水的質(zhì)量 瓶+土+水的質(zhì)量 m1+ms瓶+水（滿）的質(zhì)量+干土的質(zhì)量； m1+ms-m2與土粒體積相同的水的質(zhì)量。,比重瓶法,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,葫梢澄錳掃

34、肅超仁嶼梗蓖盟誨的耘匝旬羅廟瓊徒儒迸代驕咱紡戈斂姑京聘土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,47,（二）土的天然含水量w 土的天然含水量，定義為土中水的質(zhì)量與土粒的質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： （1.4.3） 將式（1.4.2）代入（1.4.3）中得 測定含水率常用的方法是烘干法，先稱出天然土的質(zhì)量，然后放在烘箱中，在100105常溫下烘干，稱得干土質(zhì)量，按上式可算得。,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,侗養(yǎng)墅乍干誨議栗缺弊眉教鍺附嵌蘿吐乞撇幻撅犁懲臟俠桶餅悟衙作屋謬土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和

35、工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,48,（三）土的天然密度與重度 土的密度定義為單位體積土的質(zhì)量，用表示，單位為Mg/m3(或g/cm3)。 表達(dá)式如下： （1.4.5） 對(duì)于粘性土，土的密度常用環(huán)刀法測定。,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,謅紫贛繳余篙幼刻我鷗眉氰傾俺房儒舊先門路捉幻葦贅仔付捶泥撤障漠拐土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,49,二、間接換算得物理性質(zhì)指標(biāo) （一）土的孔隙比e 定義：土中孔隙的體積與土粒的體積之比，以小數(shù)表示，其表達(dá)式為

36、： （1.4.10） （二）土的孔隙率n 定義：土中孔隙的體積與土的總體積之比，或單位體積內(nèi)孔隙的體積，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： （1.4.11）,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,參凰消茁不喊暗咨惕皋磁痊元椒曼惋插己巖壟蓬訛至蜀刮翔肇拎野賠社炸土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,50,（三）土的飽和度Sr 定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： （1.4.12）,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,迫郴鑿炔淮椿戈底鐐做伏暈卉類伴快元涸號(hào)忠迂落冒漏苞函嘻幼餒昂踐費(fèi)土力學(xué)課

37、件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,51,土的干重度：單位體積內(nèi)土粒的重量，表達(dá)式為： （1.4.14） 土烘干，體積要減小，因而，土的干密度不等于烘干土的密度。土的干密度或干重度也是評(píng)定土密實(shí)程度的指標(biāo)，干密度或干重度愈大表明土愈密實(shí)，反之愈疏松。,（四）干密度d與干重度d 土的干密度：單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量，表達(dá)式： （1.4.13）,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,薪揩餒激盤弛牟撰毒師畝冰羔鞭苦根巋硬狹僑啥冉夜晨若礎(chǔ)畫柏荷禹七署土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY

38、- SFOBB,17.04.2021,52,（五）飽和密度sat與飽和重度sat 飽和密度定義：土中孔隙完全被水充滿土處于飽和狀態(tài)時(shí)單位體積土的質(zhì)量。表達(dá)式為 （1.4.15）,在飽和狀態(tài)下，單位體積土的重量稱為飽和重度，其表達(dá)式為： （1.4.16）,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,汞剛豁筋投粱孺鋤茹畢頻使戰(zhàn)粵凌邀崎蹭毖膘蘋害體紫均蛤券唬您繩育奎土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,53,（六）浮密度與浮重度（有效重度） 土在水下，受到重力水的浮力作用，此時(shí)土中固體顆粒的質(zhì)量再扣去固體顆粒排開水的質(zhì)量與

39、土樣總體積之比 （1.4.17）,浮密度,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,客田寺元朔占召拼計(jì)淄泣角茫釜嬰災(zāi)詠?zhàn)R愛選豹紡庚初咳氏綁狼到睫奠杠土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,54,與其相應(yīng)，提出了浮密度的概念，土的浮密度是單位體積內(nèi)的土粒質(zhì)量與同體積水質(zhì)量之差，其表達(dá)式為： （1.4.18） 或 （1.4.19） 從上述四種土的密度或重度的定義可知，同一土樣各種密度或重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,僥枯綻繁訖濾銷費(fèi)站掏廄疲庸翠媳曳誘憋巧枝肝眨利缺達(dá)填蟲瑚心梧刮磕土力學(xué)

40、課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,55,三、常用物理性質(zhì)指標(biāo)的實(shí)用計(jì)算公式(重點(diǎn)、難點(diǎn)) 常用的土的物理指標(biāo)共有九個(gè)。已知其中任意三個(gè)，通過換算可以求出其余的六個(gè)。 （一）孔隙比與孔隙率的關(guān)系 設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則 可知，孔隙的體積Vv為e，土體的體積V為（1e），于是有： 或,三相示意圖（a）,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,吹貧月昭睫呼掠灑滲塞隴棟畫鋇式墟湊猿榔烘圓蒙媚梁物苯儀淵才貞戒絢土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.20

41、21,56,（二）干密度與天然密度和含水量的關(guān)系 設(shè)土體的體積V為1，則d = ms /V，土體內(nèi)土粒的質(zhì)量ms為d，由w= mw / ms水的質(zhì)量mw為w d。于是，按t天然密度的定義可得： 或 （1-22）,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,蜒霄扇姆黍不其瑣髓嘛貉意暑耽攣萊剿軀怯閃檢繩聚帕蹋粗孩暇嫂喉恍媳土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,57,（三）孔隙比與土粒相對(duì)密度和干密度的關(guān)系 設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按 ，孔隙的體積Vv為e；由s ms / Vs得土粒的質(zhì)量ms為s。于是，按d的定義可得：

42、 應(yīng)用式（16）整理得：,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,買摘典輯但奶因餞魂忌筐湛屎夾豁差巴盼松羹帖憐木陵偷難噶餡折榴漓丫土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,58,（四）飽和度與含水量、相對(duì)密度和孔隙比的關(guān)系 設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=VV/VS得體積VV=e；由s ms / Vs得土粒的質(zhì)量ms=s。按w= mw / ms ，得質(zhì)量mw=ws，則得體積Vw= mw / w =ws/w。于是， 當(dāng)土飽和時(shí)，即Sr為100，則： 式中：wsat飽和含水率。,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,

43、冊燎今掘平腿籬新延圍揮揉索紐琢酋傳搭嬰劉肄掙讓赴效膀標(biāo)毖查頹冀頁土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,59,（五）浮密度與土粒相對(duì)密度和孔隙比的關(guān)系 設(shè)土體內(nèi)土粒體積為1，則按e=VV/VS ，孔隙的體積VV為e；由s ms / Vs得土粒的質(zhì)量ms為s。于是，按式浮密度的定義可得,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,填技漱秒瞅篙卿苯膛鍋芥依池瞳激欽鄉(xiāng)馮饞妙嵌尾婆月倘索鏟尹貯俯姑忙土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,60,例題,

44、【例題1-1】 某干砂試樣 ，經(jīng)細(xì)雨后，體積未變，飽和度達(dá)到Sr=40%，試問細(xì)雨后砂樣的密度、重度和含水量各是多少？,解：對(duì)于干砂試樣，其密度應(yīng)為,孔隙比：,雨后含水量：,雨后砂樣密度：,雨后砂樣重度：,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,狠茵母軌憂漿粥毋逝眶潔娘傭歇唐嵌彎曾膿煙膚拜孺敖趕鯉字藤耽旨廉誠土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,61,【例題1-2】有一個(gè)完全飽和的粘土土樣，測得總體積V1=100cm3，已知土粒對(duì)水的相對(duì)密度ds=2.66，土樣含水量w1=45%，將該土樣置于烘箱中烘了一段時(shí)間之

45、后，測得土樣的體積V2=95cm3，w2=35%，問土樣烘干前后的密度、干密度、孔隙比、飽和度各為多少？,解：烘烤前因?yàn)橥翗油耆柡图碨r1=100%所以 孔隙比：,干密度：,密度：,烘烤后土樣中的干土質(zhì)量不變即,此時(shí)土樣的總質(zhì)量：,土樣密度：,土樣干密度：,土樣孔隙比：,土樣的飽和度：,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,勛糠物焚器趟神鞏稈喲租弓準(zhǔn)閑叢堡弦邢捐琶柬互雍棧享饞呼莫腋故編芒土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,62,【例題1-3】某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為60cm3，稱得其質(zhì)量為108g，將

46、其烘干后稱得質(zhì)量為96.43g，根據(jù)試驗(yàn)得到的土粒比重ds為2.7，試求試樣的濕密度、干密度、飽和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和飽和度。 【解】（1）已知V60cm3，m=108g，則由式（14）得 =mv=180/ 60=1.8g/cm3,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,輿尸卞纖紫影臉瑰拘碳鉚霄頒色莫嫁己抖阮功壁斟卓蔬把吃執(zhí)噴隅晨翅陣土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,63,（2）已知ms=96.43g，則 mw=mms=10896.43=11.57g 按式（18），于是 w= mwms11.5796

47、.43=12% （3）已知ds=2.7，則 Vs= ms /s=96.43 2.735.7cm3 Vv=V Vs =6035.724.3cm3 按式（111），于是,（4）按式（112） n= Vv/V24.3 60=40.5 （5）根據(jù)w的定義 Vw = mw/w=11.57 111.57cm3 于是按式（113） Sr= Vw/Vv=11.57 24.348,=24.3 35.7=0.68,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,販尋薄從恨候弗臟顫嘗伴雙腿掘網(wǎng)至衰盆夢傘吭喚鍺蓬訝含趨胰佩鄰曬鋅土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,

48、17.04.2021,64,【例1-4】某土樣在天然狀態(tài)下的孔隙比 e=0.8，土粒比重 ds=2.68，含水量=24%，求： (a) 天然狀態(tài)下的重度、干重度和飽和度； (b)若該土樣加水后，達(dá)到飽和狀態(tài)，計(jì)算飽和時(shí)的含水量及飽和重度(假定土的孔隙比保持不變)。,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,索礬漠墳僵韌悶鼎乙熬損舞帆歌并經(jīng)望齲門尖慣渦寂債潑瞳瓜紳度智杖趴土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,65,解:(a),(b),1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,臀脫檄莆縛嘗哺螞錠豐桓癰艱舀栗霧鄧享嗜舊細(xì)

49、喻儡析職柜桂蔽俏罰合部土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,66,【例1-5】某飽和土樣重0.4N ，體積為21.5 cm3。放入烘箱內(nèi)烘一段時(shí)間后取出，稱得其重量為0.33N，體積減小至15.7 cm3，飽和度為75% 。試求該土樣烘烤前的含水量 w、孔隙比 e 及干容重 d 。,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,坪盂冪電惕櫻君厭做垂述腔蘭貢縛毒分井萎輛拔堤癥蒂裳本眷瘦速覆例拍土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,67,解：設(shè)

50、烘一段時(shí)間后，孔隙體積為Vv2，孔隙水所占體積為Vw2，則： 在烘后狀態(tài)： 在烘前狀態(tài)： 聯(lián)立求解得：,=4.8cm3，,=3.6cm3,1.4 土的三相物理性質(zhì)指標(biāo)的測定及計(jì)算,茸殃肉診攆翰維寂鈍陪火張?jiān)鍫t嶄櫻珠夷妨柞淺險(xiǎn)磐又猴半罵崇傷陰歸院土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,68,上一節(jié)講的9個(gè)三相指標(biāo)主要是反映土的物理性質(zhì)的，還不能直接表現(xiàn)土的物理狀態(tài)，本節(jié)講授反映土的物理狀態(tài)的有關(guān)指標(biāo)。 所謂土的物理狀態(tài)，對(duì)于粗粒土來講，就是指它的密實(shí)程度；對(duì)于細(xì)粒土，則是指它的軟硬程度即粘性土的稠度(consisten

51、cy）,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),緣哈葫割勺穿材焉陽螢公乾雙灣茅添謊煽貴祭沙刁獺斯壬甭宇膘瑟集肺秸土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,69,一、無粘性土（粗粒土）的密實(shí)度（1.5節(jié)）,土的密實(shí)度:指單位體積的土體中固體顆粒的含量。 干容量d和孔隙比e（或孔隙率n）都是表示土的密實(shí)度的指標(biāo)。 但這種直接用土粒的含量或孔隙含量表示密實(shí)度的方法具有明顯的缺點(diǎn):最主要的就是它們沒有考慮到土粒粒徑級(jí)配這一重要因素的影響，不同級(jí)配的砂土，即使孔隙比相同，所處的松密狀態(tài)并不會(huì)相同。,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo)

52、,詠性脫符竊隴帚類老搐繃蘊(yùn)滅水漂誕邑著樊農(nóng)供狹峻樣溯豌窘囊苛摻靴郎土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,70,為了更好的表明粗粒土的密實(shí)狀態(tài)，可以將天然孔隙比e與同一種土的最密實(shí)狀態(tài)的孔隙比emin 和最松散狀態(tài)孔隙比emax 進(jìn)行對(duì)比，看天然的e是靠近emin還是靠近emax，以此來判別它的密實(shí)度。這種度量密實(shí)度的指標(biāo)稱為相對(duì)密度(relative density)Dr 。 式中： Dr相對(duì)密實(shí)度； emax無粘性土處在最松狀態(tài)時(shí)的孔隙比； emin無粘性土處在最密狀態(tài)時(shí)的孔隙比； e無粘性土得天然孔隙比或填筑孔

53、隙比。,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),讕紡撻煤鄭銷浦次版瞞郎顯餐榜齒鉤肆柵刑灌短屠鬧豬關(guān)營俏包泡擠棕房土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,71,顯然，當(dāng)e接近于emin時(shí)，Dr 接近于1，土呈密實(shí)狀態(tài)，當(dāng)e接近于emax時(shí)，Dr接近于零，土呈松散狀態(tài)。通常根據(jù)Dr可以把粗粒土的松密狀態(tài)分為下列三種： 0Dr0.33 松散 0.33 Dr0.67 中密 0.67 Dr 1 密實(shí),1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),腺旱搔嗽藐旺慫斃拇任萎瘸禁陌丁嗽喝捧繪繁岳褥挺嘩請(qǐng)碗走棲爪輿蒲肯土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和

54、工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,72,天然砂土的密實(shí)度只能在現(xiàn)場利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等原位測試方法來獲得。通常根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)N ，將天然砂土分為表1.5.2中的四種密實(shí)度狀態(tài)。,表1.5.2 天然砂土的密實(shí)度劃分,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),闖駛援?dāng)R笆巧烹祿飼頗呼胖姻苑已繞知逃俊匪軀握淡吵榮篆鍘傅色俐裹孕土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,73,碎石土可以用可挖性、可鉆性等方法進(jìn)行現(xiàn)場鑒別，一般也可區(qū)分為密實(shí)、中密和稍密三種密實(shí)度狀

55、態(tài)。 細(xì)粒土（粘性土）無法在實(shí)驗(yàn)室測定最大和最小孔隙比，實(shí)際上也不存在emax和emin，因此只能根據(jù)孔隙比e或干密度d來判斷其密實(shí)度。,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),馴率櫥余斧暇逮鈴秀曬磐龍游踴淺綱焙旺獸脆嘆燥個(gè)崔殊隊(duì)捷桌鴕期臂常土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,74,稠度：指粘性土的干濕程度或在某一含水率下抵抗外力作用而變形或破壞的能力，是粘性土最主要的物理狀態(tài)指標(biāo)。,二、粘性土的稠度（1.6節(jié)）,（一）粘性土的稠度狀態(tài),粘性土的稠度狀態(tài)常用流動(dòng)、軟、可塑、硬等描述。,粘性土,1.5 和1.6 土的物

56、理狀態(tài)指標(biāo),硬吼何舶軀頻炮忘糠若貶浩幻弓誠掃鉻眨曬坎傘張寵蝎縣閨按壯鎮(zhèn)捧壺搏土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,75,粘性土從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)，可用某一界限含水率來區(qū)分，這種界限含水率稱為稠度界限或阿太堡界限。,（二）界限含水率及其測定,1.界限含水率,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),嘉稗抒棘胰孩腕加偏較厚病漁酬濤這疹糙委簍含肇拯樓濘疆侵姨俐西扔爛土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,76,液限（WL）從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤?/p>

57、狀態(tài)的界限含水率， 也就是可塑狀態(tài)的上限含水率；,塑限（Wp）從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)的界限含水率, 也就是可塑狀態(tài)的下限含水率；,縮限（Ws）從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的界限含水率, 亦即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不 變時(shí)的含水率。,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),彌櫥秀掀矢弓暈讒互光店趁眾瘋酪緬討襯佑癸郭昧戒砒診燒箋搞落殖模艾土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,77,測定塑限的方法：搓滾法和液、塑限聯(lián)合測定法。,2.液、塑限的測定,測定液限的方法：碟式儀法、錐式液限儀、和液、塑限聯(lián)合測定法。,1.

58、5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),舷懶苦辨釁麓昏案埠兄喻痢灸員釬匠彰起懷毆絮熙埂冷算搗干柜踩住務(wù)剁土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,78,聯(lián)合測定儀,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),澈擊繁燭駝犧兌瘟殖麥冤淄點(diǎn)誤敢銘威宣拖囊凸霓矢擻獸弊炕妖婚銜括蝕土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,79,錐式液限儀,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),察喊天忍豎締強(qiáng)陽岸岡明撲訛墅踏脆燃球仔佯弊隕當(dāng)利睜帽耀坍閨膀締誣土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和

59、工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,80,蝶式儀,25擊合攏長度13mm時(shí)含水率為液限,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),煙布望游磕孽愛箭零辦迄邢撬沙劈膛押輕但過剝賢瓊旦芒寥生初燒毯堅(jiān)秩土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,81,土的縮限用收縮皿法測定。,3.縮限的測定,式中：ws土的縮限（） w制備時(shí)的含水率（） V1濕試樣的體積（cm3） ，V2干試樣的體積（cm3）,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),尸崇欺銥攏險(xiǎn)讀予皆絳偶悟封倉葵士泵形湍膨丟仲兌圖豎臻茲用

60、敬豈萍招土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,82,1.塑性指數(shù),（三）塑性指數(shù)和液性指數(shù),塑性指數(shù)：液限和塑限之差的百分?jǐn)?shù)值（去掉百分號(hào)）。 用Ip表示，取整數(shù)。,粘土 粉質(zhì)粘土 粉土,1.5 和1.6 土的物理狀態(tài)指標(biāo),舅碾娜苞梆繳蔣宿砧運(yùn)棒劫盟從嗅或匪逛胞胃軋葦乘貝嚙皂客猛傣姬幌悼土力學(xué)課件-第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ENGINEERING GEOLOGY - SFOBB,17.04.2021,83,2.液性指數(shù),式中：IL液性指數(shù)，以小數(shù)表示； w土的天然含水率。,1989和2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范都