土力學(xué)_李廣信_(tái)土的物理性質(zhì)和工程分類

1、土力學(xué)（土力學(xué)（1）n緒緒 論論n第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n第二章第二章 土的滲透性和滲透破壞土的滲透性和滲透破壞n第三章第三章 土中應(yīng)力計(jì)算土中應(yīng)力計(jì)算n第四章第四章 土的變形特性土的變形特性n第五章第五章 土的強(qiáng)度土的強(qiáng)度第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類對(duì)土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述對(duì)土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的形成土的形成滲透特性變形特性強(qiáng)度特性土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土的三相組成土的三相組成土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)土的工程分類土的工程分類土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性 決定決定影影響

2、響便于研究分析交流便于研究分析交流人工改造土的性質(zhì)人工改造土的性質(zhì)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成 (The Nature of Soil)n1.2 土的三相組成土的三相組成 (Phase Relationships)n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài) (Physical State)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu) (Soil Structures)n1.5 土的工程分類土的工程分類 (Soil Classification)n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性 (Soil Compaction)第一章第一章 土的物理性質(zhì)

3、與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類第一講第一講20082008年年0909月月1616日日1.5第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成 (The Nature of Soil)n1.2 土的三相組成土的三相組成 (Phase Relationships)n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài) (Physical State)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu) (Soil Structures)n1.5 土的工程分類土的工程分類 (Soil Classification)n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性 (Soil Compaction

4、)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土是巖石經(jīng)過(guò)土是巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化后在后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物下形成的自然歷史的產(chǎn)物形成過(guò)程形成過(guò)程形成條件形成條件物理力學(xué)物理力學(xué)性質(zhì)性質(zhì)風(fēng)化風(fēng)化巖石巖石地球地球土土地球影響影響1.1 土的形成土的形成搬運(yùn)、沉積搬運(yùn)、沉積第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.1 土的形成土的形成n風(fēng)化作用風(fēng)化作用Weathering生物風(fēng)化生物風(fēng)化物理風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變量變無(wú)粘性土無(wú)粘性土原生礦物原生礦物質(zhì)變質(zhì)變粘粘 性性 土土次生礦物次生礦物植物、動(dòng)物和土壤微生物的活動(dòng)植物、動(dòng)物和土壤微生物的活動(dòng)有有 機(jī)機(jī) 質(zhì)質(zhì)巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產(chǎn)生脹縮巖石

5、和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫而發(fā)生裂縫,或在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因碰撞和摩擦而破碎或在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因碰撞和摩擦而破碎母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用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，形成新的礦物而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物1.1 1.1 土的形成土的形成有有 機(jī)機(jī) 土土第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.1 土的形成土的形成n搬運(yùn)與沉積搬運(yùn)與沉積殘積土殘積土無(wú)搬運(yùn)無(wú)搬運(yùn)運(yùn)積土運(yùn)積土有搬運(yùn)有搬運(yùn)殘積土殘積土強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化弱風(fēng)化微風(fēng)化微風(fēng)化母巖體母巖體母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)殘留在原地的堆

6、積物顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)殘留在原地的堆積物風(fēng)化所形成的土顆粒，受自風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物的地點(diǎn)所沉積的堆積物1.1 1.1 土的形成土的形成顆粒表面粗糙顆粒表面粗糙多棱角多棱角粗細(xì)不均粗細(xì)不均無(wú)層理無(wú)層理渾圓度渾圓度分選性分選性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類運(yùn)運(yùn)積積土土風(fēng)：風(fēng)：風(fēng)積土風(fēng)積土重力重力: : 坡積土坡積土 流水流水: :洪積土洪積土沖積土沖積土湖泊沼澤沉積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物海相沉積物冰川冰川: : 冰積土冰積土土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)渾圓度分選性明顯

7、，土層交迭渾圓度分選性明顯，土層交迭含有機(jī)物淤泥，土性差含有機(jī)物淤泥，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻顆粒均勻，層厚而不具層理顆粒均勻，層厚而不具層理運(yùn)積土運(yùn)積土有搬運(yùn)有搬運(yùn)風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物1.1 土的形成土的形成1.1 1.1 土的形成土的形成第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.1 土的形成土的形成1.1 1.1 土的形成土的形成巖石因物理風(fēng)化作用破碎，在重力作用下堆積到山腳高山下的沖積錐群高山下的

8、沖積錐群黃河沖積三角洲黃土第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類1.1 土的形成土的形成風(fēng)化作用風(fēng)化作用搬運(yùn)與沉積搬運(yùn)與沉積n1.2 土的三相組成土的三相組成n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類氣相氣相固相固相液相液相+ + +構(gòu)成構(gòu)成土骨架起決定作用起決定作用重要影響重要影響土體次要作用次要作用1.2 土的三相組成土的三相組成n固體顆粒固體顆粒n土中水土中水n土中氣體土中氣體1.2 1.2 土的三相組成土的三相組成飽飽 和和

9、土土 非飽和土非飽和土 干干 土土各相性質(zhì)、比例各相性質(zhì)、比例關(guān)系和相互作用關(guān)系和相互作用決定土的決定土的物理力學(xué)性質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成n固體顆粒固體顆粒n粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配n礦物成分礦物成分n顆粒形狀顆粒形狀n土中水土中水n結(jié)合水結(jié)合水n自由水自由水n土中氣體土中氣體1.2 1.2 土的三相組成土的三相組成第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類粒徑大小和各粒徑成分在土中占的比例，粒徑大小和各粒徑成分在土中占的比例，對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)起決定性作用對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)起決定性作用1.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒固體顆粒1. 粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配粒組

10、粒組粒組劃分粒組劃分按粗細(xì)進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類按粗細(xì)進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類粗粒土粗粒土：以礫石和砂粒為主要組成的土，也稱無(wú)粘性土。：以礫石和砂粒為主要組成的土，也稱無(wú)粘性土。細(xì)粒土細(xì)粒土：以粉粒、粘粒和膠粒為主要組成的土，也稱粘性土。：以粉粒、粘粒和膠粒為主要組成的土，也稱粘性土。dmm卵卵(碎碎)石石礫石礫石砂粒砂粒粉粒粉粒 粘粒粘粒 膠粒膠粒6020.0750.005 0.0020.250.5520粗粗 中中 細(xì)細(xì)粗粗 中中 細(xì)細(xì)0.075粗粒粗粒細(xì)粒細(xì)粒巨粒巨粒60漂漂(塊塊)石石200第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒固體顆粒1.

11、粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配 (Particle Size Distribution)分析方法：分析方法：篩分法：適用于粗粒土篩分法：適用于粗粒土 (0.075 mm) 水分法：適用于細(xì)粒土水分法：適用于細(xì)粒土 (0.075 mm) 比重計(jì)法比重計(jì)法表述方法：表述方法：粒徑級(jí)配累積曲線用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示各粒組的相對(duì)含量用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示各粒組的相對(duì)含量第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類105.02.01.00.50.250.1200g101618242238721009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0

12、050.001粒徑粒徑(mm)P%958778665536土的粒徑級(jí)配累積曲線土的粒徑級(jí)配累積曲線水分法水分法粒徑(mm)0.050.010.005百分?jǐn)?shù)P(%)2613.5101.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒固體顆粒篩篩分分法法第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類d60d50d10d30d50d60d10d300.20 0.33 0.005 0.063特征粒徑特征粒徑: : d50 : 平均粒徑平均粒徑d60 : 控制粒徑控制粒徑d10 : 有效粒徑有效粒徑d30 ;1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（）105.01.00.5

13、0.100.050.010.0050.001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1.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒固體顆粒第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類d60d50d10d301009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001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1.2 土的三相組成土的三相組成d50d60d10d30CuCc0.20 0.33 0.005 0.063662.41不均勻程度：不均勻程度：不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu = d

14、60 / d10 Cu 5, 級(jí)配不均勻級(jí)配不均勻連續(xù)程度：連續(xù)程度：曲率系數(shù)曲率系數(shù)Cc = d302 / (d60 d10 ) Cc =13, 級(jí)配連續(xù)級(jí)配連續(xù)粗細(xì)程度：粗細(xì)程度： 用用d50 表示表示 固體顆粒固體顆粒第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類曲線d60d10d30CuCcY0.33 0.0050.081663.98G0.0632.41R0.0300.545曲線段曲線段: : 某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量陡：陡：相應(yīng)粒組質(zhì)量集中相應(yīng)粒組質(zhì)量集中緩：緩：相應(yīng)粒組含量少相應(yīng)粒組含量少平臺(tái)：平臺(tái)：相應(yīng)粒組缺乏相應(yīng)粒組缺乏R：較大顆粒缺少：較大顆粒缺少Cc 小小Y：較小顆粒缺

15、少：較小顆粒缺少Cc 大大Cc=13, 級(jí)配連續(xù)級(jí)配連續(xù)1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線土的粒徑級(jí)配累積曲線固體顆粒固體顆粒1.2 1.2 土的三相組成土的三相組成第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類粒徑級(jí)配累積曲線1）粒組含量用于土的分類命名粒組含量用于土的分類命名；2）不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：用于判定土的不均勻程度： Cu5, 不均勻土不均勻土； Cu3或或Cc1, 級(jí)配不連續(xù)土級(jí)配不連續(xù)土4）Cu和和

16、Cc可用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣：可用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣： Cu5且且 C c = 1 3 ， 級(jí)配良好的土級(jí)配良好的土 Cu 3 或或 Cc 1g/cm3，蠕變性，蠕變性 冰點(diǎn)處于零下幾十度冰點(diǎn)處于零下幾十度 溫度高于溫度高于100C時(shí)可蒸發(fā)時(shí)可蒸發(fā)弱結(jié)合水 位于強(qiáng)結(jié)合水之外，電場(chǎng)引力位于強(qiáng)結(jié)合水之外，電場(chǎng)引力 作用范圍之內(nèi)作用范圍之內(nèi) 外力作用下變形、移動(dòng)，可塑性外力作用下變形、移動(dòng)，可塑性 不因重力而流動(dòng)，有粘滯性不因重力而流動(dòng)，有粘滯性1.2 土的三相組成土的三相組成土中水土中水( (液相液相) )：結(jié)合水結(jié)合水1.2 1.2 土的三相組成土的三相組成粘土粘土顆粒顆粒- - - - - -

17、- - - - - - - - - - - +引力引力d水分子水分子陽(yáng)離子陽(yáng)離子強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水內(nèi)電層內(nèi)電層外電層外電層第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類自自由由水水重力水重力水毛細(xì)水毛細(xì)水自由水面之下自由水面之下在重力作用下可在土中自由在重力作用下可在土中自由流動(dòng)流動(dòng)存在于固相和氣相之間存在于固相和氣相之間 在重力與表面張力作用下可在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動(dòng)在土粒間空隙中自由移動(dòng)1.2 土的三相組成土的三相組成土中水土中水( (液相液相) )：自由水自由水粘土粘土顆粒顆粒- - - - - - - - - - - - - - - - - +引力引力

18、d水分子水分子陽(yáng)離子陽(yáng)離子強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水內(nèi)電層內(nèi)電層外電層外電層電場(chǎng)引力作用范圍之外電場(chǎng)引力作用范圍之外第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類rThccos2上升高度上升高度 r2hc w=2 rTcos 分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成許多形狀不一、直隙可以看成許多形狀不一、直徑互異、彼此連通的毛細(xì)管徑互異、彼此連通的毛細(xì)管毛細(xì)毛細(xì)升高升高與孔與孔徑成徑成反比反比粘粘土土粉粉土土砂砂土土礫礫石石分析對(duì)象分析對(duì)象: 水柱水柱土中水土中水( (液相液相) )：自由水毛細(xì)水自由水毛細(xì)水 土中毛細(xì)現(xiàn)象土中毛細(xì)現(xiàn)象1.2 土的三相組成土的三相組成T自

19、由水面土中毛細(xì)現(xiàn)象第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類張力張力TTuc 水水hc2ruc= -hc w水壓水壓 +-TT2 rTcos +ucr2 = 0cchu 毛細(xì)管中的毛細(xì)管中的負(fù)靜水壓力負(fù)靜水壓力土中水土中水( (液相液相) )：自由水毛細(xì)水自由水毛細(xì)水1.2 土的三相組成土的三相組成rThccos2第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類r空氣空氣 水水 固體顆粒固體顆粒彎液面彎液面F在非飽和土中，孔隙中含在非飽和土中，孔隙中含有水和氣，此時(shí)水多集中有水和氣，此時(shí)水多集中于顆粒間的縫隙處，稱為于顆粒間的縫隙處，稱為毛細(xì)角邊水。毛細(xì)角邊水。F由于毛細(xì)張力的作用，會(huì)由于毛細(xì)張力的作用，會(huì)形成圖示的彎液面

20、，使毛形成圖示的彎液面，使毛細(xì)角邊水產(chǎn)生負(fù)壓力，顆細(xì)角邊水產(chǎn)生負(fù)壓力，顆粒則受正壓力。粒則受正壓力。F這是稍濕的砂土顆粒間存這是稍濕的砂土顆粒間存在假凝聚力的原因在假凝聚力的原因土中水土中水( (液相液相) )：自由水毛細(xì)水自由水毛細(xì)水1.2 土的三相組成土的三相組成第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成土中氣土中氣( (氣相氣相) )n自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大n封閉氣體：封閉氣體：其體積與壓力有關(guān)，會(huì)增加土的彈性；其體積與壓力有關(guān)，會(huì)增加土的彈性；阻塞滲流通道，降低滲透性；阻塞滲流通道，降低滲透性；n溶解在水中的

21、氣體溶解在水中的氣體n吸附于土顆粒表面的氣體吸附于土顆粒表面的氣體第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類 粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配 礦物成分礦物成分 顆粒形狀顆粒形狀 結(jié)合水結(jié)合水 (強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水) 自由水自由水 (重力水、毛細(xì)水重力水、毛細(xì)水) 自由氣體自由氣體封閉氣體封閉氣體1.2 土的三相組成土的三相組成小小 結(jié)結(jié)土體由三部分組成：固相、液相和氣相土體由三部分組成：固相、液相和氣相固體顆粒固體顆粒土中水土中水土中氣體土中氣體第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類第二講第二講20082008年年0909月月2323日日3.0第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第

22、一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成n1.2 土的三相組成土的三相組成n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性復(fù) 習(xí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.1 土的形成土的形成n風(fēng)化作用：風(fēng)化作用：物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化 生物風(fēng)化n搬運(yùn)與沉積搬運(yùn)與沉積殘積土運(yùn)積土： 坡積土；坡積土； 洪積土；沖積土；湖泊沼澤沉積土；海相沉積物；洪積土；沖積土；湖泊沼澤沉積土；海相沉積物； 冰積土；冰積土； 風(fēng)積土風(fēng)積土復(fù) 習(xí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成土是三相體系

23、：固相、液相和氣相土是三相體系：固相、液相和氣相1. 固體顆粒固體顆粒粒徑級(jí)配、粒徑級(jí)配、 礦物成分、顆粒形狀礦物成分、顆粒形狀2. 土中水土中水結(jié)合水、自由水結(jié)合水、自由水3. 土中氣體土中氣體自由氣體、封閉氣體自由氣體、封閉氣體復(fù) 習(xí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒：固體顆粒：粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配 粒組劃分粒組劃分 粒徑級(jí)配分析方法：篩分法、水分法粒徑級(jí)配分析方法：篩分法、水分法 粒徑級(jí)配累積曲線：粒徑級(jí)配累積曲線：dmm卵卵(碎碎)石石礫石礫石砂粒砂粒粉粒粉粒 粘粒粘粒 膠粒膠粒6020.0750.005 0.0020.250.5520粗粗 中中 細(xì)細(xì)粗

24、粗 中中 細(xì)細(xì)0.075粗粒粗粒細(xì)粒細(xì)粒巨粒巨粒60漂漂(塊塊)石石200復(fù) 習(xí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒：固體顆粒：粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配 粒組劃分粒組劃分 粒徑級(jí)配分析方法：篩分法、水分法粒徑級(jí)配分析方法：篩分法、水分法 粒徑級(jí)配累積曲線粒徑級(jí)配累積曲線特征粒徑特征粒徑不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)曲率系數(shù)曲率系數(shù)判斷土級(jí)配優(yōu)劣判斷土級(jí)配優(yōu)劣d60d50d10d301009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積

25、曲線土的粒徑級(jí)配累積曲線復(fù) 習(xí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成固體顆粒固體顆粒 粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配 礦物成分礦物成分原生礦物原生礦物：石英、長(zhǎng)石、云母等：石英、長(zhǎng)石、云母等粘土礦物粘土礦物：高嶺石、伊利石、蒙特石：高嶺石、伊利石、蒙特石帶電性質(zhì)帶電性質(zhì)：粘土顆粒凈電荷為負(fù)：粘土顆粒凈電荷為負(fù) 顆粒形狀顆粒形狀原生礦物：原生礦物：圓狀、渾圓狀、棱角狀，比表面積小圓狀、渾圓狀、棱角狀，比表面積小次生礦物：次生礦物：針狀、片狀、扁平狀，針狀、片狀、扁平狀， 比表面積大比表面積大復(fù) 習(xí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.2 土的三相組成土的三相組成土中水土中水 結(jié)合水：結(jié)合水

26、：強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水 自由水：自由水：毛細(xì)水、重力水毛細(xì)水、重力水土中氣土中氣 自由氣體自由氣體 封閉氣體封閉氣體復(fù) 習(xí)粘土粘土顆粒顆粒- - - - - - - - - - - - - - - - - +引力引力d水分子水分子陽(yáng)離子陽(yáng)離子強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水內(nèi)電層內(nèi)電層外電層外電層第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成n1.2 土的三相組成土的三相組成n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性第

27、一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理狀態(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)系三相間的比例關(guān)系) )工程性質(zhì)工程性質(zhì)影響影響表表示示1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)n土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的三相土的三相體積和質(zhì)量體積和質(zhì)量的比例關(guān)系的比例關(guān)系特點(diǎn)特點(diǎn): 指標(biāo)概念簡(jiǎn)單，數(shù)量很多指標(biāo)概念簡(jiǎn)單，數(shù)量很多要點(diǎn)：要點(diǎn)：名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、 單位或量綱、常見(jiàn)值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別單位或量綱、常見(jiàn)值或范圍、聯(lián)

28、系與區(qū)別核心核心:三相草圖法三相草圖法1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo)l三相草圖三相草圖l基本試驗(yàn)指標(biāo)基本試驗(yàn)指標(biāo)l其它物理性質(zhì)指標(biāo)其它物理性質(zhì)指標(biāo)物理狀態(tài)物理狀態(tài)密實(shí)程度密實(shí)程度軟硬程度軟硬程度第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量 體積體積1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：三相草圖三相草圖第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積

29、VVVVVVVavas Vm0mmmmmaas物理量關(guān)系物理量關(guān)系:九個(gè)物理量九個(gè)物理量: V Vv Vs Va V ms m ma m描述三相比例關(guān)系描述三相比例關(guān)系可設(shè)任一參數(shù)為可設(shè)任一參數(shù)為1只有三個(gè)獨(dú)立變量只有三個(gè)獨(dú)立變量對(duì)于干土對(duì)于干土, Vw=0只有兩個(gè)獨(dú)立變量只有兩個(gè)獨(dú)立變量實(shí)驗(yàn)室測(cè)定實(shí)驗(yàn)室測(cè)定1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：三相草圖三相草圖對(duì)于飽和土對(duì)于飽和土, Va=0只有兩個(gè)獨(dú)立變量只有兩個(gè)獨(dú)立變量第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n物理

30、性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo)n基本試驗(yàn)指標(biāo)基本試驗(yàn)指標(biāo)土的密度土的密度 土粒比重土粒比重 土的含水量土的含水量n其它物性指標(biāo)其它物性指標(biāo)孔隙含量指標(biāo)孔隙含量指標(biāo)含水程度指標(biāo)含水程度指標(biāo)密度和容重指標(biāo)密度和容重指標(biāo)WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類awswsVVVmmVm 土的容重土的容重(重力密度重力密度) g單位單位: kN/m31.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：基本試驗(yàn)指標(biāo)基本試驗(yàn)指標(biāo)土的密度：土的密度：土單位體積的質(zhì)量，單位土單位體積的質(zhì)量，單位: kg/m

31、3 或或 g/cm3 一般范圍一般范圍: 1.602.20 g/cm3工程上更常用容重工程上更常用容重, 用于計(jì)算土的自重應(yīng)力用于計(jì)算土的自重應(yīng)力WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：基本試驗(yàn)指標(biāo)基本試驗(yàn)指標(biāo)土粒比重土粒比重GS：土粒的密度與土粒的密度與4C時(shí)純水密度的比值時(shí)純水密度的比值C4wssG Gs無(wú)量綱無(wú)量綱一般范圍一般范圍: 粘性土粘性土 2.702.75 砂砂 土土 2.65431.0 /Cwg cm土粒比重Gs

32、在數(shù)值在數(shù)值上等于上等于土粒的密度的密度WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：基本試驗(yàn)指標(biāo)基本試驗(yàn)指標(biāo)土的含水量土的含水量土中水的質(zhì)量與土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比質(zhì)量之比, 用百分?jǐn)?shù)表示用百分?jǐn)?shù)表示可達(dá)到或超過(guò)可達(dá)到或超過(guò)100ssswmmmmm(%)w WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物

33、理狀態(tài)n物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：基本試驗(yàn)指標(biāo)基本試驗(yàn)指標(biāo)土的密度土的密度環(huán)刀法環(huán)刀法土粒比重土粒比重比重瓶法比重瓶法土的含水量土的含水量烘干法烘干法WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積教學(xué)試驗(yàn)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：其它物性指標(biāo)其它物性指標(biāo)孔隙含量指標(biāo)：孔隙含量指標(biāo)：孔隙比孔隙比e 或或 孔隙度孔隙度n含水程度指標(biāo)含水程度指標(biāo)密度和容重指標(biāo)密度和容重指標(biāo)svVVe VV(%)nv 一般：一般： 細(xì)粒土大，粗粒土小細(xì)粒土大，粗粒土小砂類土：砂類土

34、：n28-35%粘性土：粘性土：n30-50% 有的可達(dá)有的可達(dá)60-70%e1en n1ne WaterAirSolidVaVwVsVvV體積體積Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSolid體積體積反映同一種土的反映同一種土的松密程度松密程度第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：其它物性指標(biāo)其它物性指標(biāo)孔隙含量指標(biāo)：孔隙含量指標(biāo)：孔隙比孔隙比e 或或 孔隙度孔隙度n含水程度指標(biāo)：含水程度指標(biāo)：飽和度飽和度Sr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WaterAirSolidVa

35、VwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積swmm(%)w vwrVVS 飽和度表示飽和度表示孔隙中充滿水的程度孔隙中充滿水的程度Sr=0: 干土干土Sr=1: 飽和土飽和土第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：其它物性指標(biāo)其它物性指標(biāo)孔隙含量指標(biāo)：孔隙含量指標(biāo)：孔隙比孔隙比e 或或 孔隙度孔隙度n含水程度指標(biāo)：含水程度指標(biāo)：飽和度飽和度Sr密度和容重指標(biāo)：密度和容重指標(biāo)：天然密度、濕密度天然密度、濕密度 或或 天然容重、濕容重天然容重、濕容重 干密度干密度或或 干容重干容重飽和密度飽和密度或或

36、飽和容重飽和容重浮容重浮容重WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat wsat 浮密度浮密度有效容重有效容重第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)：物理性質(zhì)指標(biāo)：其它物性指標(biāo)其它物性指標(biāo)孔隙含量指標(biāo)：孔隙含量指標(biāo)：孔隙比孔隙比e 或或 孔隙度孔隙度n含水程度指標(biāo)：含水程度指標(biāo)：飽和度飽和度Sr密度和容重指標(biāo)：密度和容重指標(biāo)：天然密度、濕密度天然密度、濕密度 或或 天然容重、濕容重天然容重、濕容重 干密度干密度或或 干容重干容重

37、飽和密度飽和密度或或 飽和容重飽和容重浮容重浮容重WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat wsat dsat dsat第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo)換算關(guān)系換算關(guān)系教科書教科書 P18 P18 表表1-51-5類別名稱定義式密度或容重天然密度=m/V土粒比重GsGs= s/w4C飽和密度satsat=(ms+wVV)/V干 密 度dd=ms/V浮 容 重=sat-w孔隙含量孔 隙 比ee=VV/Vs孔 隙

38、 度nn=VV/V含水程度含 水 量=mw/ms飽 和 度SrSr=Vw/VV學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)u從物理意義上理解從物理意義上理解指標(biāo)間的關(guān)系指標(biāo)間的關(guān)系u不需死記硬背不需死記硬背u必要時(shí)利用三相草必要時(shí)利用三相草圖推導(dǎo)圖推導(dǎo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)1.3 1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)物理性質(zhì)指標(biāo)物理性質(zhì)指標(biāo)小結(jié)小結(jié)WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積土體的三個(gè)組成相的土體的三個(gè)組成相的體積和質(zhì)量的比例關(guān)體積和質(zhì)量的比例關(guān)系系要點(diǎn)：要點(diǎn)：名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、名稱、概念或

39、定義、符號(hào)、表達(dá)式、單位或量綱、常見(jiàn)值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別單位或量綱、常見(jiàn)值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別室內(nèi)測(cè)定的三個(gè)基本物理性質(zhì)指標(biāo)室內(nèi)測(cè)定的三個(gè)基本物理性質(zhì)指標(biāo)土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量三相草圖法三相草圖法1. 有助于直觀理解有助于直觀理解物性指標(biāo)的概念物性指標(biāo)的概念2. 用于求取物性指用于求取物性指標(biāo)，確定物性指標(biāo)標(biāo)，確定物性指標(biāo)之間的關(guān)系之間的關(guān)系其它常用的物理性質(zhì)指標(biāo)其它常用的物理性質(zhì)指標(biāo)v表示土中孔隙含量的指標(biāo)表示土中孔隙含量的指標(biāo)v表示土中含水程度的指標(biāo)表示土中含水程度的指標(biāo)v表示土中密度和容重的指標(biāo)表示土中密度和容重的指標(biāo)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類

40、第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類1.1 土的形成土的形成1.2 土的三相組成土的三相組成1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)n土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)l粗粒土粗粒土(無(wú)粘性土無(wú)粘性土)的密實(shí)狀態(tài)的密實(shí)狀態(tài)l細(xì)粒土細(xì)粒土(粘性土粘性土)的軟硬狀態(tài)的軟硬狀態(tài)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀

41、態(tài)如何描述？如何描述？l粗粒土粗粒土(無(wú)粘性土無(wú)粘性土)的密實(shí)狀態(tài)的密實(shí)狀態(tài)密實(shí)度：?jiǎn)挝惑w積中固體顆粒的含量單位體積中固體顆粒的含量l細(xì)粒土細(xì)粒土(粘性土粘性土)的軟硬狀態(tài)的軟硬狀態(tài)稠度：土的軟硬程度或土對(duì)外力引起變形或破土的軟硬程度或土對(duì)外力引起變形或破壞的抵抗能力壞的抵抗能力第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)密實(shí)度：密實(shí)度：?jiǎn)挝惑w積中固體顆粒的含量單位體積中固體顆粒的含量n干密度；孔隙比干密度；孔隙比e 或或 孔隙率孔隙率n優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便缺點(diǎn)：不能反映級(jí)配的影響缺點(diǎn)：不能反映級(jí)配的影響 只能用

42、于同一種土只能用于同一種土n相對(duì)密度相對(duì)密度emax與與emin ：最大與最小孔隙比最大與最小孔隙比minmaxmaxreeeeD e = 0.35e = 0.20如何衡量？如何衡量？第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)n相對(duì)密度相對(duì)密度minmaxmaxreeeeD emin = 0.35emin = 0.20最大孔隙比最大孔隙比emax: 將松散的風(fēng)干土樣將松散的風(fēng)干土樣通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗輕輕地倒入容器，避免通過(guò)長(zhǎng)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)重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大

43、孔隙比換算得到最大孔隙比最小孔隙比最小孔隙比emin: 將松散的風(fēng)干土樣裝將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動(dòng)和錘入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動(dòng)和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最擊，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大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比注意：室內(nèi)測(cè)得理論上的注意：室內(nèi)測(cè)得理論上的emax與與emin比較困難比較困難第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)n相對(duì)密度相對(duì)密度粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo)判別標(biāo)準(zhǔn)判別標(biāo)準(zhǔn) Dr = 0, 最松狀態(tài)最松狀態(tài)Dr 1/3,

44、 疏松狀態(tài)疏松狀態(tài) 1/3 2/3, 密實(shí)狀態(tài)密實(shí)狀態(tài)Dr = 1, 最密狀態(tài)最密狀態(tài)相對(duì)密度指標(biāo)主要用于相對(duì)密度指標(biāo)主要用于人工填土人工填土，對(duì)，對(duì)天然砂土天然砂土的的密實(shí)度采用原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法測(cè)定密實(shí)度采用原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法測(cè)定minmaxmaxreeeeD dmindmaxdmaxdminddr)()(D 第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)n天然砂土的密實(shí)度天然砂土的密實(shí)度原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)(SPT)測(cè)定測(cè)定判別標(biāo)準(zhǔn)判別標(biāo)準(zhǔn) N63.5 10, 松散松散 10N63.5 15,

45、稍密稍密 15 30, 密實(shí)密實(shí)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)l粗粒土粗粒土(無(wú)粘性土無(wú)粘性土)的密實(shí)狀態(tài)的密實(shí)狀態(tài)密實(shí)度：?jiǎn)挝惑w積中固體顆粒的含量單位體積中固體顆粒的含量l細(xì)粒土細(xì)粒土(粘性土粘性土)的軟硬狀態(tài)的軟硬狀態(tài)稠度：土的軟硬程度或土對(duì)外力引起土的軟硬程度或土對(duì)外力引起變形或破壞的抵抗能力變形或破壞的抵抗能力第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)n稠度狀態(tài)：稠度狀態(tài)：與含水量有關(guān)與含水量有關(guān)粘性土粘性土含水量含水量較硬較硬變軟變軟流動(dòng)流動(dòng)第一章 土的物理

46、性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)n稠度狀態(tài)：稠度狀態(tài)：與含水量有關(guān)與含水量有關(guān)塑限塑限 P P液限液限 L L稠度界限稠度界限粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)固態(tài)固態(tài) 半固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)塑態(tài) 流態(tài)流態(tài) 強(qiáng)結(jié)合水膜最大有一定量自由水強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)含水量含水量土中水的形態(tài)土中水的形態(tài)ww縮限縮限 S S土顆粒土顆粒強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水土顆粒土顆粒強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水土顆粒土顆粒自由水自由水弱結(jié)合水弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3

47、土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)n稠度狀態(tài)：稠度狀態(tài)：與含水量有關(guān)與含水量有關(guān)塑限塑限 P P液限液限 L L稠度界限稠度界限粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)強(qiáng)結(jié)合水膜最大強(qiáng)結(jié)合水膜最大有一定量自由水有一定量自由水強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水含水量含水量ww縮限縮限 S S界限含水量的測(cè)定液限的測(cè)定：液限儀液限的測(cè)定：液限儀塑限塑限的測(cè)定：搓條法的測(cè)定：搓條法液塑限一起液塑限一起測(cè)定：聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定：聯(lián)合測(cè)定儀教學(xué)試驗(yàn)教學(xué)試驗(yàn)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)

48、細(xì)粒土軟硬狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)n稠度狀態(tài)：稠度狀態(tài)：與含水量有關(guān)與含水量有關(guān)同一種細(xì)粒土：同一種細(xì)粒土：含水量或飽和度含水量或飽和度不同的細(xì)粒土：不同的細(xì)粒土： P、 L 大小不同含水量相同，稠度可能不同稠度可能不同如何判定？如何判定？液性指數(shù)第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)n稠度狀態(tài)：稠度狀態(tài)：不同的細(xì)粒土用不同的細(xì)粒土用液性指數(shù)液性指數(shù)來(lái)判定來(lái)判定l液性指數(shù)液性指數(shù)pLpLI 注意：注意：僅適用于重塑土僅適用于重塑土wPwwLIL 0IL=01IL1堅(jiān)硬狀態(tài)堅(jiān)硬狀態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流流 態(tài)態(tài)0.00 0.250

49、.25 0.750.75 1.00硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑能否用于判定原狀能否用于判定原狀土的稠度狀態(tài)？土的稠度狀態(tài)？表征土的天然含水量和界表征土的天然含水量和界限含水量之間的相對(duì)關(guān)系限含水量之間的相對(duì)關(guān)系第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)細(xì)粒土軟硬狀態(tài)n稠度狀態(tài)：稠度狀態(tài)：液性指數(shù)液性指數(shù)pLpLI pLpI 塑性指數(shù)塑性指數(shù)反映吸附弱結(jié)合水的反映吸附弱結(jié)合水的能力能力，即粘性大小；，即粘性大??；與土的比表面積和礦物成分有關(guān)與土的比表面積和礦物成分有關(guān)大致反映粘土顆粒含量大致反映粘土顆粒含量常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù)常作為細(xì)粒

50、土工程分類的依據(jù)Ip不能充分反映粘土礦物表面活性的高低不能充分反映粘土礦物表面活性的高低活性指數(shù)活性指數(shù)002. 0ppIA p0.002: 粒徑小于粒徑小于0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比A 1.25非活性粘土非活性粘土正常粘土正常粘土活性粘土活性粘土衡量土中粘土礦物衡量土中粘土礦物吸附結(jié)合水的能力吸附結(jié)合水的能力第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)小結(jié)小結(jié)pLpLI 1. 1. 粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo)粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo): : 相對(duì)密度相對(duì)密度Dr 2. 2. 細(xì)粒土的稠度狀態(tài)指標(biāo)細(xì)粒土的稠度狀態(tài)指標(biāo)

51、: : 液性指數(shù)液性指數(shù)IL定義定義 判別標(biāo)準(zhǔn)判別標(biāo)準(zhǔn)定義定義 判別標(biāo)準(zhǔn)判別標(biāo)準(zhǔn)界限含水量界限含水量 S、 P、 L 塑性指數(shù)塑性指數(shù) IpminmaxmaxreeeeD 第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成n1.2 土的三相組成土的三相組成n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)土顆粒或粒團(tuán)的土顆?；蛄F(tuán)的空間排列和相互聯(lián)結(jié)空間排列和相互聯(lián)結(jié)粘性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo)粘性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo)力

52、學(xué)特性力學(xué)特性土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)影影響響粗粒土的結(jié)構(gòu)粗粒土的結(jié)構(gòu)細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)重塑土的強(qiáng)度重塑土的強(qiáng)度原狀土的強(qiáng)度原狀土的強(qiáng)度16粘性土粘性土不靈敏不靈敏低靈敏低靈敏中等靈中等靈敏敏靈敏靈敏很靈敏很靈敏流動(dòng)流動(dòng)uutqqS =原狀土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)原狀土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度度重塑土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)重塑土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度度粉碎，重塑粉碎，重塑相同含水量相同含水量相同密度相同密度結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)：細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)：觸變性觸變性反映粘性土反映粘性土結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)性v含水量不變，密度不變，因重塑而強(qiáng)度降低，含水量不變，密度不變，因重塑而強(qiáng)度降低，

53、又因靜置而逐漸強(qiáng)化，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，又因靜置而逐漸強(qiáng)化，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，稱為稱為觸變性觸變性。v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(shí)間變化的宏觀表現(xiàn)。的，是土結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的宏觀表現(xiàn)。v目前尚沒(méi)有合理描述土觸變性的方法和指標(biāo)。目前尚沒(méi)有合理描述土觸變性的方法和指標(biāo)。第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.4 土的結(jié)構(gòu)小結(jié)土的結(jié)構(gòu)小結(jié)土顆粒或粒團(tuán)的土顆?；蛄F(tuán)的空間排列和相互聯(lián)結(jié)空間排列和相互聯(lián)結(jié)土粒間的作用力土粒間的作用力粘性土的粘性土的結(jié)構(gòu)性指標(biāo)結(jié)構(gòu)性指標(biāo)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)粗粒土的結(jié)構(gòu)粗粒土的結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)細(xì)粒土的

54、結(jié)構(gòu)分散結(jié)構(gòu)分散結(jié)構(gòu) 凝聚結(jié)構(gòu)凝聚結(jié)構(gòu)重力起主導(dǎo)作用重力起主導(dǎo)作用第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成n1.2 土的三相組成土的三相組成n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.5 土的工程分類土的工程分類將將工程性質(zhì)相近的土進(jìn)行分類相近的土進(jìn)行分類目的：目的：便于調(diào)查研究、分析評(píng)價(jià)、交流便于調(diào)查研究、分析評(píng)價(jià)、交流依據(jù)：依據(jù)：最能反映土的工程性質(zhì)的指標(biāo)最能反映土的工程性質(zhì)的指標(biāo)粗粒土：粒徑級(jí)配：粒徑級(jí)

55、配細(xì)粒土：粒徑級(jí)配、礦物成分、顆粒形狀：粒徑級(jí)配、礦物成分、顆粒形狀 吸附結(jié)合水的能力吸附結(jié)合水的能力：塑性指數(shù)、液限塑性指數(shù)、液限第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范- GB50007-2002- GB50007-2002分類法分類法 水利部水利部SL237-1999SL237-1999分類法分類法1.5 土的工程分類土的工程分類將將工程性質(zhì)相近的土進(jìn)行分類相近的土進(jìn)行分類要求：要求：要有一定的邏輯性、系統(tǒng)性要有一定的邏輯性、系統(tǒng)性 綱目分明，簡(jiǎn)單易記，便于運(yùn)用綱目分明，簡(jiǎn)單易記，便于運(yùn)用第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土土巖石巖石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土

56、粘性土粘性土人工填土人工填土1.5 土的工程分類土的工程分類建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002分類依據(jù)分類依據(jù) 粒徑級(jí)配粒徑級(jí)配第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類碎石土土的名稱土的名稱 顆粒形狀顆粒形狀 粒組含量粒組含量漂石漂石塊石塊石圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主棱角形為主粒徑大于粒徑大于200mm的顆的顆粒超過(guò)全質(zhì)量粒超過(guò)全質(zhì)量50%卵石卵石碎石碎石圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主棱角形為主圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主棱角形為主圓礫圓礫角礫角礫粒徑大于粒徑大于20mm的顆的顆粒超過(guò)全質(zhì)量粒超過(guò)全質(zhì)量50%粒徑

57、大于粒徑大于2mm的顆的顆粒超過(guò)全質(zhì)量粒超過(guò)全質(zhì)量50%1.5 土的工程分類土的工程分類建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類砂土土的名稱土的名稱 粒組含量粒組含量粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒占全質(zhì)量的顆粒占全質(zhì)量25 50%粒徑大于粒徑大于0.5mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%粒徑大于粒徑大于0.25mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量的顆粒超過(guò)全質(zhì)量85%粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%礫砂礫砂粗砂粗砂中砂中砂細(xì)砂細(xì)砂

58、粉砂粉砂1.5 土的工程分類土的工程分類建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于的顆粒含量小于全質(zhì)量全質(zhì)量50%而塑性指數(shù)而塑性指數(shù)Ip10的土的土塑性指數(shù)塑性指數(shù)Ip10的土的土粘性土粘性土1017的土的土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘粘 土土A 1.25非活性粘土非活性粘土正常粘土正常粘土活性粘土活性粘土粉土粉土1.5 土的工程分類土的工程分類建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002GB50007-2002第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.5 土的工程分類土的工程分

59、類水利部水利部SL237-1999SL237-1999分類法分類法分類依據(jù)分類依據(jù)n土顆粒組成及其特性土顆粒組成及其特性n土的塑性指標(biāo)：塑性圖（液限塑性指數(shù)）土的塑性指標(biāo)：塑性圖（液限塑性指數(shù)）n土中有機(jī)質(zhì)含量土中有機(jī)質(zhì)含量第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.5 土的工程分類土的工程分類水利部水利部SL237-1999SL237-1999分類法分類法土的分類土的分類土土巨粒土和含巨粒土巨粒土和含巨粒土粗粒土粗粒土細(xì)粒土：細(xì)粒土：根據(jù)塑性圖分類根據(jù)塑性圖分類特殊土：特殊土： 黃土、膨脹土、紅粘土黃土、膨脹土、紅粘土有機(jī)質(zhì)土：有機(jī)質(zhì)土：有機(jī)質(zhì)含量為有機(jī)質(zhì)含量為5%10%礫類土礫類土砂類土砂類土第一章

60、 土的物理性質(zhì)與工程分類1.5 土的工程分類土的工程分類水利部水利部SL237-1999SL237-1999分類法分類法CH 高液限粘土高液限粘土CL 低液限粘土低液限粘土MH高液限粉土高液限粉土ML低液限粉土低液限粉土第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)與工程分類n1.1 土的形成土的形成n1.2 土的三相組成土的三相組成n1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)n1.4 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)n1.5 土的工程分類土的工程分類n1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性第一章 土的物理性質(zhì)與工程分類1.6 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性土的壓實(shí)土的壓實(shí)通過(guò)夯打、振動(dòng)、碾壓等，使土體變得