土的物理力學(xué)性質(zhì)

1、 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 土土巖石巖石 風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積 地質(zhì)成巖作用地質(zhì)成巖作用 土的組成、結(jié)構(gòu)土的組成、結(jié)構(gòu) 和物理力學(xué)性質(zhì)和物理力學(xué)性質(zhì) 過(guò)程、條件過(guò)程、條件 2.1概述概述 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 土中氣體土中氣體 氣相氣相 次要作用次要作用 固體顆粒固體顆粒 固相固相 構(gòu)成土體骨架起決構(gòu)成土體骨架起決 定作用，定作用，大小和形狀、礦物成分及其組成是決大小和形狀、礦物成分及其組成是決 定土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素。定土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素。 飽和土飽和土 ：土體孔隙完全被水充滿(mǎn)：土體孔隙完全被水充滿(mǎn) 干干 土土 ：土體孔隙完全被氣充滿(mǎn)：土體孔隙完全被氣充滿(mǎn) 非飽

2、和土：孔隙中水和氣均存在非飽和土：孔隙中水和氣均存在 土中水土中水 液相液相 重要影響重要影響 氣相固相液相 + + + 土體 2.1概述概述 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 固固 體體 顆顆 粒粒 有機(jī)質(zhì) 無(wú)定形氧化物膠體 等、可溶鹽： 利石、高嶺石等粘土礦物：蒙脫石、伊 次生礦物 、云母等原生礦物：石英、長(zhǎng)石 礦物質(zhì) 3 CaCONaCl 1.土粒的礦物成分土粒的礦物成分 原生礦物原生礦物:母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成,如石英、云母、長(zhǎng)石；如石英、云母、長(zhǎng)石； 次生礦物次生礦物：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，如粘土礦物、鋁鐵氧化：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，如粘土礦物、鋁鐵氧化 物、氫氧化物等。常見(jiàn)的物、

3、氫氧化物等。常見(jiàn)的粘土礦物粘土礦物有蒙脫石、伊里石、高有蒙脫石、伊里石、高 嶺石；由于粘土礦物顆粒很細(xì)，比表面積很大，所以顆粒嶺石；由于粘土礦物顆粒很細(xì)，比表面積很大，所以顆粒 表面具有很強(qiáng)的與水作用的能力，因此，土中含粘土礦物表面具有很強(qiáng)的與水作用的能力，因此，土中含粘土礦物 愈多，則土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。愈多，則土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。 2.1概述概述 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.土粒粒度與粒組土粒粒度與粒組 在自然界中存在的土在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒組成的，土都是由大小不同的土粒組成的，土 的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí)的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí),土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)

4、生變化。土粒土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。土粒 的大小稱(chēng)為的大小稱(chēng)為粒度粒度，用，用粒徑粒徑表示。將大小相近，性質(zhì)相似的顆表示。將大小相近，性質(zhì)相似的顆 粒劃歸為一組，稱(chēng)為粒劃歸為一組，稱(chēng)為粒組粒組，劃分粒組的分界尺寸稱(chēng)為，劃分粒組的分界尺寸稱(chēng)為界限粒界限粒 徑徑。常用。常用200、20、2、0.075、0.005mm把土粒分為六大粒組把土粒分為六大粒組: 漂石漂石(塊石塊石)顆粒顆粒、卵石卵石(碎石碎石)顆粒顆粒、圓礫（角礫）顆粒圓礫（角礫）顆粒、砂砂 粒粒、粉粒及粘粒粉粒及粘粒。 2.1概述概述 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 小于某粒

5、徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001 粒徑粒徑(mm) 土的粒徑級(jí)配累積曲線土的粒徑級(jí)配累積曲線 2.1概述概述 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 結(jié)合水結(jié)合水 土中水土中水 液態(tài)水液態(tài)水 固態(tài)水：礦物晶體內(nèi)的結(jié)合水（結(jié)晶水），礦物的一部分，呈固態(tài)。固態(tài)水：礦物晶體內(nèi)的結(jié)合水（結(jié)晶水），礦物的一部分，呈固態(tài)。 自由水自由水 強(qiáng)結(jié)合水：緊靠土顆粒表面強(qiáng)結(jié)合水：緊靠土顆粒表面 弱結(jié)合水：緊靠強(qiáng)結(jié)合水外圍弱結(jié)合水：緊靠強(qiáng)結(jié)合水外圍 重力水：能形成水壓力并能在土中流動(dòng)的水，位重力水：能形成水壓力并能在土中流動(dòng)的水

6、，位 于地下水位以下于地下水位以下 毛細(xì)水：受到水與空氣交界面處表面張力作用的自毛細(xì)水：受到水與空氣交界面處表面張力作用的自 由水，存在于地下水位以上的透水層中。由水，存在于地下水位以上的透水層中。 氣態(tài)水：土中氣的一部分氣態(tài)水：土中氣的一部分 由于電分子引力由于電分子引力 作用而緊密吸附作用而緊密吸附 于土粒表面的水于土粒表面的水 土中的水：土中的水： 2.1概述概述 土中的水與粘粒有著土中的水與粘粒有著 復(fù)雜的相互作用復(fù)雜的相互作用 產(chǎn)生細(xì)粒土的產(chǎn)生細(xì)粒土的 可塑性、結(jié)構(gòu)性、觸可塑性、結(jié)構(gòu)性、觸 變性、脹縮性、濕陷變性、脹縮性、濕陷 性、凍脹性等。性、凍脹性等。 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院

7、2.1概述概述 土土 固相固相 液相液相 氣相氣相 三相組成物質(zhì)的三相組成物質(zhì)的 性質(zhì)和三相比例性質(zhì)和三相比例 指標(biāo)的大小。指標(biāo)的大小。 三相組成物質(zhì)的性質(zhì)三相組成物質(zhì)的性質(zhì) 和三相比例指標(biāo)的大和三相比例指標(biāo)的大 小，必然在土的輕重、小，必然在土的輕重、 松密、干濕、軟硬等松密、干濕、軟硬等 一系列物理性質(zhì)有不一系列物理性質(zhì)有不 同的反映。同的反映。 在一定程度上在一定程度上 決定了土力學(xué)決定了土力學(xué) 性質(zhì)。性質(zhì)。 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài) 粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度 粘性土的軟硬狀態(tài)粘性土的軟硬狀態(tài) 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo) ( (三相間的比例關(guān)系三相

8、間的比例關(guān)系) ) 力學(xué)特性力學(xué)特性 影響影響 表表 示示 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo)，稱(chēng)為土的表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo)，稱(chēng)為土的三相比例三相比例 指標(biāo)指標(biāo),包括土粒比重、含水量，密度、孔隙比、孔隙率和包括土粒比重、含水量，密度、孔隙比、孔隙率和 飽和度等。三項(xiàng)成分的體積和質(zhì)量間的比例關(guān)系也決定著飽和度等。三項(xiàng)成分的體積和質(zhì)量間的比例關(guān)系也決定著 土的物理、力學(xué)性質(zhì)。土的物理、力學(xué)性質(zhì)。 物理性質(zhì)是土的最基本的工程特性。物理性質(zhì)是土的最基本的工程特性。 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 2.2.1 土的三相簡(jiǎn)

9、圖土的三相簡(jiǎn)圖 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量體積體積 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 九個(gè)物理量九個(gè)物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m 物性指標(biāo)是比物性指標(biāo)是比 例關(guān)系例關(guān)系: 可假設(shè)可假設(shè) 任一參數(shù)為任一參數(shù)為1 wav was VVV VVVV www a aws Vm 0m mmmm 物理量關(guān)系物理量關(guān)系: 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 其它指標(biāo)：其它指標(biāo)： 三相草圖法計(jì)算三相草圖法計(jì)算 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 直接測(cè)定直接測(cè)定 土粒相對(duì)密度土粒

10、相對(duì)密度ds 土的含水量土的含水量w 土的密度土的密度 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 定義：土粒的密度與定義：土粒的密度與4C時(shí)時(shí) 純蒸餾水密度的比值純蒸餾水密度的比值 表達(dá)式：表達(dá)式： 單單 位位: 無(wú)量綱無(wú)量綱 C w s s d 4 C4 w =1.0 g/cm3 土粒相對(duì)密度在數(shù)值上土粒相對(duì)密度在數(shù)值上=土粒的密度土粒的密度 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 1.土粒相對(duì)密度土粒相對(duì)密度 s d 測(cè)定：比重瓶法測(cè)定。測(cè)定：比重瓶法測(cè)定。變化幅度很變化幅度很 小，通常按經(jīng)驗(yàn)值選用。小，

11、通常按經(jīng)驗(yàn)值選用。 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì) 量之比，用百分?jǐn)?shù)表示量之比，用百分?jǐn)?shù)表示 表達(dá)式：表達(dá)式： 單單 位位: 無(wú)量綱無(wú)量綱 一般范圍：變化范圍大一般范圍：變化范圍大 s s s w m mm m m (%)w 2.土的含水量土的含水量W 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 注意注意: 其實(shí)是含水比其實(shí)是含水比, 可達(dá)到或超過(guò)可達(dá)到或超過(guò)100 測(cè)定測(cè)定: 烘干法烘干法 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)

12、科技學(xué)院 定義：土單位體積的質(zhì)量定義：土單位體積的質(zhì)量 表達(dá)式：表達(dá)式： 單單 位位: kg/m3 或或 g/cm3 一般范圍一般范圍: 1.602.20 g/cm3 aws ws VVV mm V m 3.土的密度土的密度 和天然重度和天然重度 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 相關(guān)指標(biāo)相關(guān)指標(biāo): : 土的重度土的重度 = g 單位單位: kN/m3 工程上更常用工程上更常用, 用于計(jì)算土的用于計(jì)算土的 自重應(yīng)力自重應(yīng)力 土的密度土的密度 用用環(huán)刀法環(huán)刀法測(cè)定測(cè)定: 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科

13、技學(xué)院 土的孔隙比土的孔隙比e e和孔隙率和孔隙率n n是反映是反映土密實(shí)程度的重要物理土密實(shí)程度的重要物理 性質(zhì)指標(biāo)，性質(zhì)指標(biāo)，e或或n越大，土越疏松，反之土越密實(shí)。一越大，土越疏松，反之土越密實(shí)。一 般般e1.0的土是疏松的土是疏松 的高壓縮性土。的高壓縮性土。 1.孔隙比孔隙比e和孔隙率和孔隙率n s V V V e %100 V V n V 2.2.2 土的其他物理性質(zhì)指標(biāo)土的其他物理性質(zhì)指標(biāo) 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 砂類(lèi)土：砂類(lèi)土：28-35% 粘性土：粘性土：30-50%，有的可達(dá)，有的可達(dá)60-70% e

14、1 e n 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.土的飽和度土的飽和度Sr %100 V W r V V s 砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和三砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和三 種濕度狀態(tài)。種濕度狀態(tài)。 Sr 0.8飽和。飽和。 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 土中水的體積與孔隙體積的比值土中水的體積與孔隙體積的比值 飽和度表示孔隙中充滿(mǎn)水的程度：飽和度表示孔隙中充滿(mǎn)水的程度： 對(duì)干土：對(duì)干土：Sr=0 對(duì)飽和土：對(duì)飽和土：Sr=1 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指

15、標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 n 干密度：干密度：土被烘干時(shí)的密度，土被烘干時(shí)的密度， 干容重：干容重：g dd V/ms d n 天然密度天然密度 天然容重天然容重 aws ws VVV mm V m g n 飽和密度：飽和密度：土飽和時(shí)的密度，土飽和時(shí)的密度， 飽和容重：飽和容重： V Vm vws sat g satsat wsat n 有效重度有效重度(浮容重：浮容重：) 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 3.干密度干密度 、飽和密度、飽和密度 、有效密度、有效密度 sat d V Vm ss 有效密度有效密度: 2.2

16、 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 dsat n 天然密度天然密度 n 干密度干密度 n 飽和密度飽和密度 n 有效密度有效密度 V mm V m ws V Vm vws sat V/ms d n 天然容重天然容重 n 干容重干容重 n 飽和容重飽和容重 n 浮容重浮容重 g dd g g satsat wsat 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 各種密度容重間的大小關(guān)系各種密度容重間的大小關(guān)系: dsat V Vm ss 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 令令Vs=1

17、 ， s V V V e swsswsss dVdVm wssW dmm ws dm)1 ( 2.2.3 指標(biāo)間的換算指標(biāo)間的換算 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 氣氣 水水 土粒土粒 dsw Vs1 1+1+e 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V Vv=e dsw ds（1）w 所以所以VV=e,V=1+e 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 e d V m Ws 1 1 由上式：由上式： 11e d V m Wss 1 d Ws d e 1 1 Ws d 氣氣 水水 土粒土粒 dsw Vs1 1+1+e

18、 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V Vv=e dsw ds（1）w d 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 w s e ed 1 氣氣 水水 土粒土粒 dsw Vs1 1+1+e 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V Vv=e dsw ds（1）w sat w vs vsswvwsswvs VV VdV V VdV V Vm 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 e d Ws 1 1 V VVm WVs V VVm WWVs 氣氣 水水 土粒土粒 dsw Vs1 1+1+e 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V Vv=e dsw ds（1）w Wsat V Vm Wss

19、 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) vs WsWss VV VdV 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 e e V V n V 1 氣氣 水水 土粒土粒 dsw Vs1 1+1+e 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V Vv=e dsw ds（1）w e d VdV mm V m V V s s sWsWV sW WV W V W r / / 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 氣氣 水水 土粒土粒 ms= Vs V=V= 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V Vv= mw= m= 三相草圖三相草圖 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.2 土的三相比例指標(biāo)

20、土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 無(wú)粘性土無(wú)粘性土 砂砂(類(lèi)類(lèi))土土 碎石碎石(類(lèi)類(lèi))土土 無(wú)粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度。無(wú)粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度。 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 密實(shí)密實(shí) 中密中密 稍密稍密松散松散 礫砂、粗砂、礫砂、粗砂、 中砂中砂 e0.6 0.6 e 0.75 0.75 e 0.85 e 0.85 細(xì)砂細(xì)砂 e0.7 0.7 e 0.85 0.85 2/

21、3 密實(shí)密實(shí) 2/3 Dr1/3 中密中密 1/3 Dr 松散松散 Dr=0 最松散狀態(tài)最松散狀態(tài) Dr=1 最密實(shí)狀態(tài)最密實(shí)狀態(tài) 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 砂砂 土土 的的 密密 實(shí)實(shí) 度度(GB50007-2002)(GB50007-2002) 注：表中注：表中N為實(shí)測(cè)平均值。為實(shí)測(cè)平均值。 密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)密實(shí)中密中密稍密稍密松散松散 標(biāo)貫擊數(shù)標(biāo)貫擊數(shù)N N30 30N1515 N10N10 按實(shí)測(cè)平均按實(shí)測(cè)平均N N劃分砂土的密實(shí)度劃分

22、砂土的密實(shí)度(JTJ024-85)(JTJ024-85) 密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)密實(shí)中密中密稍密稍密松散松散 標(biāo)貫擊數(shù)標(biāo)貫擊數(shù)N50-3029-109-55 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.碎石土的密實(shí)度碎石土的密實(shí)度 碎石土更不宜取得原狀土樣，也難于將貫入器碎石土更不宜取得原狀土樣，也難于將貫入器 擊入其中。對(duì)這類(lèi)土可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察擊入其中。對(duì)這類(lèi)土可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察,根據(jù)其骨架根據(jù)其骨架 顆粒含量、排列、可挖性及可鉆性鑒別。將碎石土分顆粒含量、排列、可挖性及可鉆性鑒別。將碎石土分 為密實(shí)、中密、稍密和松散四種。為密實(shí)、中密、稍密和松散四種。 碎石土密

23、實(shí)度野外鑒別方法（碎石土密實(shí)度野外鑒別方法（GB50007-2002）：）： 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 密實(shí) 度 骨架顆粒含量 和排列 可挖性可鉆性 密實(shí) 骨架顆粒含量大于總 重的70%，呈交錯(cuò)排 列，連續(xù)接觸 鍬鎬挖掘困難，用 撬棍才能松動(dòng)；井 壁一般較穩(wěn)定 鉆進(jìn)極困難；沖擊鉆 探時(shí)，鉆桿、吊錘跳 動(dòng)劇烈；孔壁較穩(wěn)定 中密 骨架顆粒含量等于總 量的60%70%，呈交 錯(cuò)排列，大部分接觸 鍬鎬可挖掘；井壁 有掉塊現(xiàn)象；從井 壁取出大顆粒處能 保持顆粒凹面形狀 鉆進(jìn)較困難；沖擊鉆 探時(shí)，鉆桿、吊錘跳 動(dòng)劇烈；孔壁有坍塌 現(xiàn)象 稍密 骨架顆粒含量等

24、于總 重的55%60%，排列 混亂，大部分不接觸 鍬可以挖掘；井壁 易坍塌；從井壁取 出大顆粒后，砂土 立即坍落 鉆進(jìn)較容易；沖擊鉆 探時(shí)，鉆桿稍有跳動(dòng)； 孔壁易坍塌 松散 骨架顆粒含量小于總 重的55%，排列十分 混亂，絕大部分不接 觸 鍬易挖掘；井壁極 易坍塌 鉆進(jìn)很容易；沖擊鉆 探時(shí)，鉆桿無(wú)跳動(dòng)； 孔壁極易坍塌 碎石土密實(shí)度野外鑒別方法 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)密實(shí)中密中密稍密稍密松散松散 重型圓錐重型圓錐 動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探 錘擊數(shù)錘擊數(shù) 5 .63 N 規(guī)范規(guī)范采用采用重型圓錐動(dòng)力觸探重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)錘擊數(shù) 來(lái)劃

25、分碎石來(lái)劃分碎石 土的密實(shí)度。土的密實(shí)度。 5 .63 N 20 5 . 63 N 2010 5 .63 N105 5 .63 N 5 5 .63 N 碎石土的密實(shí)度碎石土的密實(shí)度GB50021-2001 (貫入深度貫入深度 10cm） 5 .6315 .63 NN 桿長(zhǎng)修正系數(shù)。桿長(zhǎng)修正系數(shù)。 1 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 穿心錘穿心錘 觸探桿觸探桿 尖錐頭尖錐頭 錘墊錘墊 42 74 重型圓錐動(dòng)力觸探重型圓錐動(dòng)力觸探 2.3 2.3 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 圓錐動(dòng)力觸探類(lèi)型圓錐動(dòng)力觸探類(lèi)型 2.3 2.3

26、 無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 作作 業(yè)：業(yè)： 課本課本 2-1、2-2、2-4； 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 例例2 某一施工現(xiàn)場(chǎng)需要填土，基坑的體積為某一施工現(xiàn)場(chǎng)需要填土，基坑的體積為2000 m3，土方來(lái)源是，土方來(lái)源是 從附近土丘開(kāi)挖，經(jīng)勘察土的土粒相對(duì)密度為從附近土丘開(kāi)挖，經(jīng)勘察土的土粒相對(duì)密度為2.70,含水量為含水量為15%, 孔隙比為孔隙比為0.60。要求填土的含水量為。要求填土的含水量為17%,干密度為干密度為1.76 g/cm3 , 問(wèn)問(wèn):(1) 取土場(chǎng)的土重度、干重度和飽和度是多少？取土場(chǎng)的土重度、干重度和飽和度是多少？(2) 應(yīng)從取土場(chǎng)應(yīng)從取

27、土場(chǎng) 開(kāi)采多少方土開(kāi)采多少方土?(3) 碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水?填土的孔隙比是多少填土的孔隙比是多少? tVm ds 3520200076. 1（）填土場(chǎng)（）填土場(chǎng) 取土場(chǎng)取土場(chǎng) 3 8 .2082 69.1 3520 m m V d s （）（）灑多少水灑多少水tmm s 4 .7015.017.03520 534. 01 76. 1 7 . 2 1 d Ws d e 解解（）（）%5 .67,88.16,4 .19 33 rd SmkNmkN 2.2 土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 第第 二二 講講 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 第第 二二 章章 防災(zāi)科技

28、學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 一般土的物理指標(biāo)中一般土的物理指標(biāo)中 獨(dú)立變量有哪幾個(gè)？獨(dú)立變量有哪幾個(gè)？ 其它指標(biāo)還有哪些？其它指標(biāo)還有哪些？ 它們是怎樣得到的？它們是怎樣得到的？ 空氣空氣 水水 固體固體 ma=0 mw ms m 質(zhì)量質(zhì)量 Va Vw Vs Vv V 體積體積 提問(wèn)提問(wèn)-1 土的密度土的密度 土粒比重（土粒相對(duì)密度）土粒比重（土粒相對(duì)密度） 土的含水量土的含水量 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定實(shí)驗(yàn)室測(cè)定 孔隙比和孔隙率孔隙比和孔隙率 土的飽和度土的飽和度 干密度、飽和密度、有效密度干密度、飽和密度、有效密度 三項(xiàng)草圖法計(jì)算三項(xiàng)草圖法計(jì)算 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 提問(wèn)提問(wèn)-2 無(wú)粘性土的物理性質(zhì)主要決定于

29、土的密實(shí)程無(wú)粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程 度，那么對(duì)于砂土的密實(shí)程度一般可用哪些指標(biāo)度，那么對(duì)于砂土的密實(shí)程度一般可用哪些指標(biāo) 或參數(shù)來(lái)判別？或參數(shù)來(lái)判別？ 天然孔隙比天然孔隙比e 相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度Dr 標(biāo)貫試驗(yàn)的錘擊數(shù)標(biāo)貫試驗(yàn)的錘擊數(shù)N 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.4.1 粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量 同一種粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固同一種粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固 態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分 界含水量，叫界含水量，叫界限含水量，總稱(chēng)為阿太堡界限界限含水

30、量，總稱(chēng)為阿太堡界限。 界限含水量的測(cè)定方法界限含水量的測(cè)定方法： 塑限塑限 ：搓條法；：搓條法； 液限液限 ：錐式液限儀（如下圖）。：錐式液限儀（如下圖）。 p l s p l 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 界限含水量的測(cè)定方法界限含水量的測(cè)定方法： 塑限塑限 ：搓條法；：搓條法； 液限液限 ：錐式液限儀。：錐式液限儀。 p l 塑限試驗(yàn)塑限試驗(yàn) 錐式液限儀錐式液限儀 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 上述測(cè)定塑限、液限的方法存在的主要上述測(cè)定塑限、液限的方法存在的主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)是手工操是手工操 作，受人為影響大，

31、結(jié)果不穩(wěn)定。作，受人為影響大，結(jié)果不穩(wěn)定。土工試驗(yàn)方法標(biāo)土工試驗(yàn)方法標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)（GB501231999）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)）介紹了塑）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)）介紹了塑 限、液限聯(lián)合測(cè)定方法。限、液限聯(lián)合測(cè)定方法。 p w L w 1 2 10 8 3 圓錐入土深圓錐入土深 度度 mm %w 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.4.2 粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù) （ 1）塑性指數(shù)）塑性指數(shù)IP： PLp I （省去（省去%） IP表示土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍大小。它與顆粒表示土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍大小。它與顆粒 粗細(xì)、礦物成分和水中離子成

32、分的濃度有關(guān)。粗細(xì)、礦物成分和水中離子成分的濃度有關(guān)。 土顆粒土顆粒越細(xì)越細(xì)，則比表面越大，土的結(jié)合水含量越高，則比表面越大，土的結(jié)合水含量越高， IP越大越大。當(dāng)水中。當(dāng)水中高價(jià)陽(yáng)離子濃度增加高價(jià)陽(yáng)離子濃度增加時(shí)，土粒表面吸附的時(shí)，土粒表面吸附的 反離子層厚度變薄反離子層厚度變薄,結(jié)合水含量相應(yīng)減少，結(jié)合水含量相應(yīng)減少， IP也小也小；反之，；反之， IP變大。變大。 IP與礦物成分的關(guān)系（如下圖）。與礦物成分的關(guān)系（如下圖）。 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 IP 粘粒含量粘粒含量 蒙脫石蒙脫石 高嶺石高嶺石 伊利石伊利石 蒙脫石蒙脫石 粘粒含量粘粒

33、含量 IP IP與礦物成分的關(guān)系與礦物成分的關(guān)系 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 由于由于Ip能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特 征的各種重要因素征的各種重要因素,因此因此,工程上常用它對(duì)粘性土進(jìn)行工程上常用它對(duì)粘性土進(jìn)行 分類(lèi)分類(lèi): 塑性指數(shù)塑性指數(shù)Ip土的名稱(chēng)土的名稱(chēng) Ip 17粘土粘土 10Ip 17粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 P P PL P L I I 是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。 1 LL I 10 LPL I 0

34、LP I 流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài); 可塑狀態(tài)可塑狀態(tài); 固態(tài)。固態(tài)。 s p l 流塑狀態(tài)流塑狀態(tài) 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（GB50007-2002） 狀態(tài)狀態(tài)堅(jiān)硬堅(jiān)硬硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑流塑流塑 L I0 L I25. 00 L I75. 025. 0 L I175. 0 L I1 L I 粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（JTJ024-85） 分級(jí)分級(jí)堅(jiān)硬、半堅(jiān)堅(jiān)硬、半堅(jiān) 硬狀態(tài)硬狀態(tài) 可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流塑狀態(tài)流塑狀態(tài) 硬塑硬塑軟塑軟塑 液性液性 指數(shù)指數(shù) L I 0 L I25. 00 L

35、 I0 . 15 . 0 L I1 L I 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 PL L c （公路土工規(guī)程）（公路土工規(guī)程） 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.4.3 粘性土的活動(dòng)度、靈敏度和觸變性粘性土的活動(dòng)度、靈敏度和觸變性 n 活動(dòng)度：活動(dòng)度： m I A p 粒徑小于粒徑小于0.002mm0.002mm顆粒的質(zhì)量顆粒的質(zhì)量 占總土總質(zhì)量的百分比占總土總質(zhì)量的百分比 A 1.25活性粘土活性粘土 1、粘性土的活動(dòng)度：反應(yīng)粘性土中所含礦物的活動(dòng)性。、粘性土的活動(dòng)度：反應(yīng)粘性土中所含礦物的活動(dòng)性。 2.42.4粘

36、性土的物理特征粘性土的物理特征 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 )42( t S)4( t S 2、 粘性土的靈敏度和觸變性粘性土的靈敏度和觸變性 天然狀態(tài)的粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低、壓天然狀態(tài)的粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低、壓 縮性增大。土的結(jié)構(gòu)性對(duì)強(qiáng)度的這種影響，可用靈敏縮性增大。土的結(jié)構(gòu)性對(duì)強(qiáng)度的這種影響，可用靈敏 度度 衡量：衡量： uut qqS t S 根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為：根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為： 低靈敏低靈敏),21 ( t S 中靈敏中靈敏和和高靈敏高靈敏三類(lèi)。三類(lèi)。 飽和粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低，但飽和粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低，但 當(dāng)擾動(dòng)停止后，強(qiáng)度又隨時(shí)間

37、增大，這種特性稱(chēng)為當(dāng)擾動(dòng)停止后，強(qiáng)度又隨時(shí)間增大，這種特性稱(chēng)為 觸變性觸變性。 觸變性觸變性： 2.42.4粘性土的物理特征粘性土的物理特征 重塑 原狀無(wú)側(cè)抗壓 u u q q 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.5 2.5 粉土的密實(shí)度和濕度粉土的密實(shí)度和濕度 1、粉土粉土：介于砂土和黏性土之間，粒徑大于：介于砂土和黏性土之間，粒徑大于 0.075mm的顆粒含量不超過(guò)全重的的顆粒含量不超過(guò)全重的50%，且塑性指，且塑性指 數(shù)數(shù)Ip 10的土。的土。 2、粉土的密實(shí)度和濕度粉土的密實(shí)度和濕度(GB50021-2001) 密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)密實(shí)中密中密稍密稍密 孔隙比孔隙比ee 0.750.75 e 0

38、.90e0.90 濕度濕度稍濕稍濕濕濕很濕很濕 含水量含水量 2020 30 30 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 pp 0 h -h = s h 一、土的脹縮性一、土的脹縮性 粘性土粘性土吸水膨脹吸水膨脹失水收縮失水收縮 自由膨脹率自由膨脹率 ef： 二、土的濕陷性二、土的濕陷性 濕陷系數(shù)濕陷系數(shù) s： V-V W0 =100% ef V 0 s0.015，非濕陷性黃土，非濕陷性黃土 s0.015，濕陷性黃土，濕陷性黃土 膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范GBJ112-87 濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范GB50025-2004 2.6 2.6 土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土

39、的脹縮性、濕陷性和凍脹性 hp：壓縮穩(wěn)定后高度：壓縮穩(wěn)定后高度 hp：加水浸濕壓縮高度：加水浸濕壓縮高度 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2.6 2.6 土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土的脹縮性、濕陷性和凍脹性 3. 凍脹性?xún)雒浶?毛細(xì)水毛細(xì)水 土顆粒土顆粒 結(jié)合水結(jié)合水 冰冰 機(jī)理機(jī)理 -復(fù)雜復(fù)雜,開(kāi)始認(rèn)為是水變成冰的體脹開(kāi)始認(rèn)為是水變成冰的體脹. 自由水凍結(jié)溫度自由水凍結(jié)溫度0oc,結(jié)合水凍結(jié)溫度結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5-30oc 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 吸引毛細(xì)水吸引毛細(xì)水 自由水自由水+ +外層外層( (弱弱) )結(jié)合水凍結(jié)結(jié)合水凍結(jié), ,形成冰針形成冰針, ,冰透鏡冰透鏡 結(jié)合水膜變薄結(jié)合水膜

40、變薄, ,離子濃度加大離子濃度加大, ,吸力增加吸力增加 吸引地下水吸引地下水 冰晶體不斷增大冰晶體不斷增大 2.6 2.6 土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土的脹縮性、濕陷性和凍脹性 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 按：按：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002 凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ118-89 級(jí)級(jí) 不不 凍凍 脹脹 地基土地基土 級(jí)級(jí) 弱弱 凍凍 脹脹 級(jí)級(jí) 凍凍 脹脹 級(jí)級(jí) 強(qiáng)強(qiáng) 凍凍 脹脹 級(jí)級(jí) 特特 強(qiáng)強(qiáng) 凍凍 脹脹 平均凍脹率平均凍脹率： 2.6 2.6 土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土的脹縮性、濕陷性和凍脹性 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)

41、科技學(xué)院 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 在工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)的問(wèn)題，例如修筑在工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)的問(wèn)題，例如修筑 道路，堤壩，飛機(jī)廠，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，擋土墻，埋設(shè)管道，道路，堤壩，飛機(jī)廠，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，擋土墻，埋設(shè)管道， 建筑物地基的回填等。為了提高填土的強(qiáng)度，增加土建筑物地基的回填等。為了提高填土的強(qiáng)度，增加土 的密實(shí)度，降低其的密實(shí)度，降低其透水性透水性和和壓縮性壓縮性，通常用分層壓實(shí)，通常用分層壓實(shí) 的辦法來(lái)處理地基。的辦法來(lái)處理地基。 壓路機(jī)壓路機(jī) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 壓實(shí)：壓實(shí)：指通過(guò)夯打、振動(dòng)、碾壓等，使土體變得密指通過(guò)夯打、振動(dòng)、碾壓等，使土體變得密 實(shí)、以提高土

42、的強(qiáng)度、減小土的壓縮性和滲透性實(shí)、以提高土的強(qiáng)度、減小土的壓縮性和滲透性 壓實(shí)性：壓實(shí)性：指土在一定壓實(shí)能量作用下密度增長(zhǎng)的特性指土在一定壓實(shí)能量作用下密度增長(zhǎng)的特性 研究壓實(shí)性的目的：研究壓實(shí)性的目的： 以最小的能量消耗獲得最大的壓實(shí)密度以最小的能量消耗獲得最大的壓實(shí)密度 壓實(shí)方法：壓實(shí)方法： 室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn): : 夯打、振動(dòng)、碾壓夯打、振動(dòng)、碾壓 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 一一. . 室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn) 二二. . 細(xì)粒土的壓實(shí)性細(xì)粒土的壓實(shí)性 三三. . 粗粒土的壓實(shí)性粗粒土的壓實(shí)性 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 防

43、災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 一一. . 室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn) 在試驗(yàn)室內(nèi)通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)性。擊實(shí)試驗(yàn)有在試驗(yàn)室內(nèi)通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)性。擊實(shí)試驗(yàn)有 輕型和重型兩種。輕型和重型兩種。 擊實(shí)筒擊實(shí)筒 護(hù)筒護(hù)筒 擊錘擊錘 導(dǎo)筒導(dǎo)筒 土土 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 輕型擊實(shí)試驗(yàn)輕型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于適用于粒徑小于5mm的土，擊實(shí)的土，擊實(shí) 筒容積為筒容積為947cm3，擊錘質(zhì)量為，擊錘質(zhì)量為2.5kg。把制備。把制備 成一定含水量的土料分三層裝入擊實(shí)筒，每層成一定含水量的土料分三層裝入擊實(shí)筒，每層 土料用擊錘均勻錘擊土料用擊錘均勻錘擊25下，擊錘落高為

44、下，擊錘落高為30.5cm 重型擊實(shí)試驗(yàn)重型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于適用于粒徑小于40mm的土，擊的土，擊 實(shí)筒容積為實(shí)筒容積為2104cm3，擊錘質(zhì)量為，擊錘質(zhì)量為4.5kg，擊錘，擊錘 落高為落高為45.7cm 。分五層擊實(shí)，每層。分五層擊實(shí)，每層56擊。根據(jù)擊。根據(jù) 擊實(shí)后土樣的密度和實(shí)測(cè)含水量計(jì)算相應(yīng)的干擊實(shí)后土樣的密度和實(shí)測(cè)含水量計(jì)算相應(yīng)的干 密度密度 注意：注意：僅適用于細(xì)粒土；對(duì)粗粒土，可用較大尺寸僅適用于細(xì)粒土；對(duì)粗粒土，可用較大尺寸 的擊實(shí)儀的擊實(shí)儀 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 1.1.擊實(shí)曲線擊實(shí)曲線 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 具有峰值具有峰值 位于飽和曲

45、線之下位于飽和曲線之下 satdd )( 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量含水量w(%) 2.0 1.8 1.6 1.4 干密度干密度 d(g/cm3) 飽和曲線飽和曲線 dmax=1.86 wop=12.1 1/ sw d sr d d w S () 1 sw dsat s d d w 1Sr 最大干密度最大干密度:在擊數(shù)一定的條件下，當(dāng)含水率較低在擊數(shù)一定的條件下，當(dāng)含水率較低 時(shí)，擊實(shí)后的干密度隨著含水率的增加而增大；而當(dāng)含時(shí)，擊實(shí)后的干密度隨著含水率的增加而增大；而當(dāng)含 水率達(dá)到某一值時(shí)，干密度達(dá)到最大值，此時(shí)含水率繼水率達(dá)到某一值時(shí)，干密度達(dá)到最大值，此時(shí)含水率繼 續(xù)

46、增加反而招致干密度的減小。這個(gè)最大值稱(chēng)為最大干續(xù)增加反而招致干密度的減小。這個(gè)最大值稱(chēng)為最大干 密度，與它對(duì)應(yīng)的含水率稱(chēng)為最優(yōu)含水率密度，與它對(duì)應(yīng)的含水率稱(chēng)為最優(yōu)含水率 二二. . 細(xì)粒土的壓實(shí)性細(xì)粒土的壓實(shí)性 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 擊實(shí)曲線擊實(shí)曲線 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 2. 2. 理論分析理論分析 壓實(shí)機(jī)理：壓實(shí)機(jī)理： 顆粒被擊碎，土粒定向排列顆粒被擊碎，土粒定向排列; 土粒破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破壞而發(fā)生孔隙土粒破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破壞而發(fā)生孔隙 體積減小體積減小; 氣被擠出或被壓縮等氣被擠出或被壓縮等 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量含水量w(%) 2.0 1

47、.8 1.6 1.4 干密度干密度 d(g/cm3) 飽和曲線飽和曲線 dmax=1.86 wop=12.1 二二. . 細(xì)粒土的壓實(shí)性細(xì)粒土的壓實(shí)性 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 3. 影響因素影響因素 a. 擊實(shí)功能擊實(shí)功能 d 50 N 30 N 10 N 存在一個(gè)上界 d ,E,const 二二. . 細(xì)粒土的壓實(shí)性細(xì)粒土的壓實(shí)性 b. 土的級(jí)配、含水量土的級(jí)配、含水量 d 3 2 1 constE 越小。越大，級(jí)配越好，其 opmaxd c. c. 擊實(shí)方式擊實(shí)方式 夯實(shí)、輾壓、振動(dòng)；輾壓對(duì)粘土比較合適夯實(shí)、輾壓、振動(dòng)；輾壓對(duì)粘土比較合適 const d d E ma x ,dOp ,

48、,E 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 二二. . 細(xì)粒土的壓實(shí)性細(xì)粒土的壓實(shí)性 4. 土的壓實(shí)度土的壓實(shí)度 土的壓實(shí)度定義為現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)材料壓實(shí)后的干密度與室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)土的壓實(shí)度定義為現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)材料壓實(shí)后的干密度與室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo) 準(zhǔn)最大干密度之比，或稱(chēng)為壓實(shí)系數(shù)：準(zhǔn)最大干密度之比，或稱(chēng)為壓實(shí)系數(shù)： maxddc 在工程中，填土的壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)常以壓實(shí)度來(lái)控制，要求壓實(shí)在工程中，填土的壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)常以壓實(shí)度來(lái)控制，要求壓實(shí) 度接近于度接近于1，表明對(duì)壓實(shí)質(zhì)量的要求越高。，表明對(duì)壓實(shí)質(zhì)量的要求越高。 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 不存在最優(yōu)含水量不存在最優(yōu)含水量； 在完全風(fēng)干和飽和兩種狀態(tài)在完全風(fēng)干和飽和兩種狀態(tài) 下易于

49、擊實(shí)下易于擊實(shí)； 三三. . 無(wú)粘性土的壓實(shí)性無(wú)粘性土的壓實(shí)性 1.1.擊實(shí)曲線擊實(shí)曲線 特點(diǎn)特點(diǎn) d 100%100% 粗砂粗砂 =45% 中砂中砂 =7%； 時(shí)，干密度最小時(shí)，干密度最小 2. 理論分析理論分析 對(duì)粗粒土，擊實(shí)過(guò)程中可以自由排水，不存在細(xì)粒土中出對(duì)粗粒土，擊實(shí)過(guò)程中可以自由排水，不存在細(xì)粒土中出 現(xiàn)的現(xiàn)象?，F(xiàn)的現(xiàn)象。 在潮濕狀態(tài)下，存在著假凝聚力，加大了阻力。在潮濕狀態(tài)下，存在著假凝聚力，加大了阻力。 3. 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 常用相對(duì)密實(shí)度常用相對(duì)密實(shí)度控制控制 Dr0.70.75 施工過(guò)程中要么風(fēng)干，要么就充分灑水，使土料飽和施工過(guò)程中要么風(fēng)干，要么就充分灑水，使土料飽和

50、 2.7 土的壓實(shí)原理土的壓實(shí)原理 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 目的：目的： 依據(jù)：依據(jù)： 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002分類(lèi)法分類(lèi)法 公路橋涵地基土分類(lèi)法公路橋涵地基土分類(lèi)法 是將工程性質(zhì)相近的是將工程性質(zhì)相近的 土進(jìn)行分類(lèi)土進(jìn)行分類(lèi) 便于研究及應(yīng)用簡(jiǎn)明便于研究及應(yīng)用簡(jiǎn)明 能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)能反映土的物理力學(xué)性質(zhì) 工程特征差異工程特征差異 土的組成土的組成 土的狀態(tài)土的狀態(tài) 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu) 公路路基土分類(lèi)法公路路基土分類(lèi)法 一、土的分類(lèi)原則和標(biāo)準(zhǔn)一、土的分類(lèi)原則和標(biāo)準(zhǔn) 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 工

51、工 程程 用用 土土 一般土一般土 特殊土特殊土 黃土黃土 膨脹土膨脹土 紅粘土紅粘土 凍土凍土 鹽漬土鹽漬土 有機(jī)土有機(jī)土 無(wú)機(jī)土無(wú)機(jī)土 巨粒土巨粒土 含巨粒的土含巨粒的土 粗粒土粗粒土 細(xì)粒土細(xì)粒土 漂石漂石 卵石卵石 混合巨粒土混合巨粒土 巨粒混合土巨粒混合土 礫類(lèi)土礫類(lèi)土 砂類(lèi)土砂類(lèi)土 粉土粉土 粘土粘土 土的總分類(lèi)體系土的總分類(lèi)體系 國(guó)際國(guó)際-卡薩格蘭特開(kāi)始卡薩格蘭特開(kāi)始 國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)-土的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)土的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) 定定 量量 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 巨粒土和粗粒土巨粒土和粗粒土 粒組含量粒組含量 級(jí)配指標(biāo)級(jí)配指標(biāo) 細(xì)粒塑性細(xì)粒塑性 細(xì)粒土細(xì)粒土塑性圖塑性

52、圖 Cclay Mmo O-organic Hhigh liquid limit Llow liquid limit Wwell graded Ppoor graded 圖中液限為圖中液限為 17mm液限液限 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002分類(lèi)法分類(lèi)法 （按粒度成分和塑性指數(shù)劃分）（按粒度成分和塑性指數(shù)劃分） 二、建筑地基土的分類(lèi)二、建筑地基土的分類(lèi) 巖石；巖石； 碎石類(lèi)土碎石類(lèi)土；粒徑；粒徑2mm的顆粒含量超過(guò)的顆粒含量超過(guò)50%； 砂土砂土；粒徑；粒徑0.075mm的顆粒含

53、量超過(guò)的顆粒含量超過(guò)50%； 粉土粉土； IP 10、粒徑粒徑0.075mm的顆粒含量不超的顆粒含量不超 過(guò)過(guò)50%； 粘性土粘性土；IP 10，當(dāng)，當(dāng)1017為粘土為粘土; 人工填土人工填土 六大類(lèi)六大類(lèi)。 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 1.巖石的工程分類(lèi)：巖石的工程分類(lèi)： （1）巖石按成因條件分）巖石按成因條件分:巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。 （2）巖石按堅(jiān)固性分：堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖、軟）巖石按堅(jiān)固性分：堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖、軟 巖、極軟巖。巖、極軟巖。 飽和單軸抗壓飽和單軸抗壓 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 極軟巖極軟巖軟巖軟巖較軟巖較軟巖

54、較硬巖較硬巖堅(jiān)硬巖堅(jiān)硬巖堅(jiān)硬程度類(lèi)別堅(jiān)硬程度類(lèi)別 60 rk f3060 rk f1530 rk f515 rk f5 rk f )(MPafrk 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 巖漿巖 沉積巖 變質(zhì)巖 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分 名名 稱(chēng)稱(chēng) 定定 性性 鑒鑒 定定 代表性巖石代表性巖石 硬硬 質(zhì)質(zhì) 巖巖 堅(jiān)堅(jiān) 硬硬 巖巖 錘擊聲清脆，有回彈，震手，錘擊聲清脆，有回彈，震手， 難擊碎；難擊碎； 浸水后，大多無(wú)吸浸水后，大多無(wú)吸 水反應(yīng)水反應(yīng) 末風(fēng)化微風(fēng)化的花崗巖、正長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、末風(fēng)化微風(fēng)

55、化的花崗巖、正長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、 輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、 硅質(zhì)板巖、石英巖、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂硅質(zhì)板巖、石英巖、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂 巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等 較堅(jiān)硬巖較堅(jiān)硬巖 錘擊聲較清脆，有輕微回彈，錘擊聲較清脆，有輕微回彈， 稍震手，較難擊碎；稍震手，較難擊碎； 浸水后，浸水后， 有輕微吸水反應(yīng)有輕微吸水反應(yīng) 1.弱風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；弱風(fēng)化的堅(jiān)硬巖； 2.未風(fēng)化微風(fēng)化的：未風(fēng)化微風(fēng)化的： 熔結(jié)凝灰?guī)r、大理巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、大理巖、 板巖、白云巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖等板巖、白云巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖等 軟軟 質(zhì)質(zhì) 巖

56、巖 較軟巖較軟巖 錘擊聲不清脆，無(wú)回彈，較錘擊聲不清脆，無(wú)回彈，較 易擊碎；易擊碎； 浸水后，指甲可刻出印痕浸水后，指甲可刻出印痕 1.強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖； 2.弱風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖；弱風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖； 3.未風(fēng)化微風(fēng)化的：未風(fēng)化微風(fēng)化的： 凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì) 泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖等泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖等 軟軟 巖巖 錘擊聲啞，無(wú)回彈，有凹痕，錘擊聲啞，無(wú)回彈，有凹痕， 易擊碎；易擊碎； 浸水后，手可掰開(kāi)浸水后，手可掰開(kāi) 1.強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖； 2.弱風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖；弱風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖； 3.弱風(fēng)化的較軟巖；

57、弱風(fēng)化的較軟巖； 4.未風(fēng)化的泥巖等未風(fēng)化的泥巖等 極軟巖極軟巖 錘擊聲啞，無(wú)回彈，有較深錘擊聲啞，無(wú)回彈，有較深 凹痕，手可捏碎；凹痕，手可捏碎； 浸水后，可捏成團(tuán)浸水后，可捏成團(tuán) 1.全風(fēng)化的各種巖石；全風(fēng)化的各種巖石； 2.各種半成巖各種半成巖 當(dāng)缺乏單軸飽和抗壓強(qiáng)度時(shí)當(dāng)缺乏單軸飽和抗壓強(qiáng)度時(shí),可在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)觀察定性劃分可在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)觀察定性劃分: 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 風(fēng)化風(fēng)化 程度程度 野野 外外 特特 征征 風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo) 波波 速速 比比 風(fēng)化系數(shù)風(fēng)化系數(shù) 未未 風(fēng)風(fēng) 化化 巖質(zhì)新鮮，偶見(jiàn)風(fēng)化痕跡巖質(zhì)新鮮，偶見(jiàn)風(fēng)化痕跡 0.91

58、.00.91.0 微微 風(fēng)風(fēng) 化化 結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色，結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色， 有少量風(fēng)化裂隙有少量風(fēng)化裂隙 0.9 中中 等等 風(fēng)風(fēng) 化化 結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化 裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖 動(dòng)，巖芯鉆方可鉆進(jìn)動(dòng)，巖芯鉆方可鉆進(jìn) 0.6.080.40.8 強(qiáng)強(qiáng) 風(fēng)風(fēng) 化化 結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化 裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用鎬可以挖動(dòng)，干裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用鎬可以挖動(dòng)，干 鉆不易鉆

59、進(jìn)鉆不易鉆進(jìn) 全全 風(fēng)風(fēng) 化化 結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度，用鎬可挖，干鉆可鉆進(jìn)度，用鎬可挖，干鉆可鉆進(jìn) 0.20.4 殘殘 積積 土土 組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易 挖掘，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性挖掘，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性 0.2 (3)巖石按風(fēng)化程度分巖石按風(fēng)化程度分:GB 50021-2001。 注：注：1.1.波速比為風(fēng)化巖石與新鮮巖石壓縮波速度之比波速比為風(fēng)化巖石與新鮮巖石壓縮波速度之比 2.2.風(fēng)化系數(shù)為風(fēng)化巖石與新鮮巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度之比風(fēng)化系數(shù)為風(fēng)化巖石與新鮮

60、巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度之比 2.8 土的工程分類(lèi)土的工程分類(lèi) 防災(zāi)科技學(xué)院防災(zāi)科技學(xué)院 名名 稱(chēng)稱(chēng) 結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度 主要結(jié)構(gòu)面主要結(jié)構(gòu)面 的結(jié)合程度的結(jié)合程度 主要結(jié)構(gòu)面類(lèi)主要結(jié)構(gòu)面類(lèi) 型型 相應(yīng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型相應(yīng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型 組數(shù)組數(shù) 平均間距平均間距(m) (m) 完完 整整 1 12 2 1.0 1.0 結(jié)合好或結(jié)合好或 結(jié)合一般結(jié)合一般 節(jié)理、裂隙、節(jié)理、裂隙、 層面層面 整體狀或巨厚層狀結(jié)整體狀或巨厚層狀結(jié) 構(gòu)構(gòu) 較完整較完整 1 12 2 1.0 1.0 結(jié)結(jié) 合合 差差 節(jié)理、裂隙、節(jié)理、裂隙、 層面層面 塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu) 2 23 3 1.01.00.4 0.