第二章 土的物理性質(zhì)及工程分類

1、1 第二章第二章 土的物理性質(zhì)及工程分類土的物理性質(zhì)及工程分類 第一節(jié)第一節(jié) 土的三相組成土的三相組成土的三相組成土的三相組成是指土由固體顆粒、液體水和氣體三部分組成。土中的固體礦物構(gòu)成土的骨架,骨架之間貫穿著大量的孔隙,孔隙中充滿著液體水和氣體。固相固相包括多種礦物成分組成包括多種礦物成分組成土的骨架，骨架間的空隙為液相土的骨架，骨架間的空隙為液相和氣相填滿，這些空隙是相互連和氣相填滿，這些空隙是相互連通的，形成多孔介質(zhì)；通的，形成多孔介質(zhì)； 液相液相主要是水主要是水( (溶解有少量溶解有少量的可溶鹽類的可溶鹽類) )； 氣相氣相主要是空氣、水蒸氣，主要是空氣、水蒸氣，有時(shí)還有沼氣等。有時(shí)還

2、有沼氣等。23土體三相比例土體三相比例不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也隨之各異，不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也隨之各異，例如：例如： 固體固體+ +氣體（液體氣體（液體=0=0）為干土）為干土，此時(shí)粘土呈堅(jiān)硬狀態(tài)，此時(shí)粘土呈堅(jiān)硬狀態(tài)， 砂土呈松散狀態(tài)；砂土呈松散狀態(tài)； 固體固體+ +液體液體+ +氣體為濕土氣體為濕土，此時(shí)粘土多為可塑狀態(tài)；，此時(shí)粘土多為可塑狀態(tài)； 固體固體+ +液體（氣體液體（氣體=0=0）為飽和土）為飽和土，此時(shí)，此時(shí)粉細(xì)砂或粉土粉細(xì)砂或粉土遇遇強(qiáng)烈地震，可能產(chǎn)生強(qiáng)烈地震，可能產(chǎn)生液化液化，而使工程遭受破壞；，而使工程遭受破壞；粘土粘土地地基受建筑物荷載作用發(fā)生基受建筑物荷載作用發(fā)生

3、沉降沉降需幾十年才能穩(wěn)定。需幾十年才能穩(wěn)定。 4第二節(jié)第二節(jié) 土的基本物理性質(zhì)土的基本物理性質(zhì) 采用土的采用土的三相示意圖三相示意圖, ,可使三相比例關(guān)系形象化和闡可使三相比例關(guān)系形象化和闡述方便。述方便。 土的三相比例關(guān)系是其物理性質(zhì)的反映，但與其力學(xué)土的三相比例關(guān)系是其物理性質(zhì)的反映，但與其力學(xué)性質(zhì)有內(nèi)在聯(lián)系性質(zhì)有內(nèi)在聯(lián)系. .固相成分的比例越高，其壓縮性越小，固相成分的比例越高，其壓縮性越小，抗剪強(qiáng)度越大，承載力越高?？辜魪?qiáng)度越大，承載力越高。一一 土的三相指標(biāo)土的三相指標(biāo)5土的三相物質(zhì)在體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系稱為土的三相物質(zhì)在體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系稱為三相比例指標(biāo)三相比例指標(biāo)。三相比例

4、指標(biāo)反映了土的三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕、疏松與緊密干燥與潮濕、疏松與緊密，是評(píng)，是評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的價(jià)土的工程性質(zhì)的最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)，也是工程地質(zhì)，也是工程地質(zhì)勘察報(bào)告中不可缺少的基本內(nèi)容?？辈靾?bào)告中不可缺少的基本內(nèi)容。三相比例指標(biāo)可分為兩種三相比例指標(biāo)可分為兩種，一種是試驗(yàn)指標(biāo)（基本指標(biāo)）；，一種是試驗(yàn)指標(biāo)（基本指標(biāo)）；另一種是換算指標(biāo)。另一種是換算指標(biāo)。反映土的松密程度的指標(biāo)有：反映土的松密程度的指標(biāo)有：孔隙比孔隙比e e、孔隙率孔隙率n n；反映了土的含水程度的指標(biāo)有：反映了土的含水程度的指標(biāo)有：含水量含水量、飽和度飽和度SrSr；不同條件下土的密度有：不

5、同條件下土的密度有：天然密度天然密度、干密度干密度d d、飽和密飽和密度度satsat、浮密度浮密度。三項(xiàng)基本指標(biāo)三項(xiàng)基本指標(biāo): :密度密度、土粒密度土粒密度( (比重比重)ds)ds、含水量含水量6m m土的總質(zhì)量，土的總質(zhì)量，g g； m ms s土的固體顆粒質(zhì)量，土的固體顆粒質(zhì)量，g g；m mw w土中液體的質(zhì)量，土中液體的質(zhì)量，g g； m ma a土中空氣的質(zhì)量，（土中空氣的質(zhì)量，（m ma a=0=0）；）； V V土的總體積，土的總體積，cmcm3 3； V Vs s土中固體顆粒體積，土中固體顆粒體積，cmcm3 3；V Vw w土中液體的體積，土中液體的體積，cmcm3 3；

6、 V Va a土中氣體的體積，土中氣體的體積，cmcm3 3。V Vv v土中孔隙的體積，土中孔隙的體積，cmcm3 3。7( (一一) )、三相基本試驗(yàn)指標(biāo)、三相基本試驗(yàn)指標(biāo) 土的密度、土粒密度（比重）、土的含水量三個(gè)指標(biāo)可土的密度、土粒密度（比重）、土的含水量三個(gè)指標(biāo)可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接測定，是實(shí)測指標(biāo)，常稱為土的三相基本試在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接測定，是實(shí)測指標(biāo)，常稱為土的三相基本試驗(yàn)指標(biāo)。驗(yàn)指標(biāo)。1.1.土的密度（天然密度）土的密度（天然密度） 土的密度是指土的總質(zhì)量與總體積之比，即單位體積土土的密度是指土的總質(zhì)量與總體積之比，即單位體積土的質(zhì)量，其單位是的質(zhì)量，其單位是g/cmg/cm3 3，常見

7、值為，常見值為1.62.2g/cm1.62.2g/cm3 3。 工程實(shí)際中，常將土的密度換算成土的重度（工程實(shí)際中，常將土的密度換算成土的重度（），），重度等于密度乘以重力加速度重度等于密度乘以重力加速度g g，其單位是，其單位是kN/mkN/m3 3，即，即: :v v8土的密度常用土的密度常用環(huán)刀法環(huán)刀法測定。測定。92.2.土粒密度（土粒比重）土粒密度（土粒比重） 土粒密度是指固體顆粒的質(zhì)量與其體積之比，即單土粒密度是指固體顆粒的質(zhì)量與其體積之比，即單位體積土粒的質(zhì)量，其單位為位體積土粒的質(zhì)量，其單位為g/cmg/cm3 3。 土粒密度也稱土粒密度也稱土粒比重土粒比重(ds(ds) )，

8、是指土的質(zhì)量與是指土的質(zhì)量與44時(shí)同體積水的質(zhì)量之比時(shí)同體積水的質(zhì)量之比. .其值與土粒密度相同，但沒有其值與土粒密度相同，但沒有單位，在用作土的三相指標(biāo)計(jì)算時(shí)必須除以水的密度值單位，在用作土的三相指標(biāo)計(jì)算時(shí)必須除以水的密度值才能平衡量綱。才能平衡量綱。ssssVmd10 土粒密度大小決定于土粒的礦物成分，與土的孔隙土粒密度大小決定于土粒的礦物成分，與土的孔隙大小和含水多少無關(guān)，它的數(shù)值一般在大小和含水多少無關(guān)，它的數(shù)值一般在2.62.8g/cm2.62.8g/cm3 3之之間（見表間（見表2-12-1）。）。 表2-1 各種主要類型土的土粒密度土的種類礫類土砂類土粉土粉質(zhì)粘土粘土土粒密度（g

9、/cm3）常見值2.65-2.752.65-2.702.65-2.702.68-2.732.72-2.76平均值 2.662.682.712.74土粒密度常用土粒密度常用比重瓶法比重瓶法測定。測定。 11比重瓶法比重瓶法土粒的質(zhì)量dm比重瓶、水總質(zhì)量bwm比重瓶、水、土總質(zhì)量bwsmwTbwsdbwdsddmmmmd dw wT TT T o oC C時(shí)純水或中性液體的比重。時(shí)純水或中性液體的比重。123.3.土的含水量土的含水量 土中所含水分的質(zhì)量與固土中所含水分的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表體顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，又稱土的示，又稱土的含水率。含水率。 含水量通常以百分?jǐn)?shù)表示，含

10、水量通常以百分?jǐn)?shù)表示，它是描述土的干濕程度的重要指它是描述土的干濕程度的重要指標(biāo)。標(biāo)。 土的天然含水量變化范圍很土的天然含水量變化范圍很大，從干砂的含水量接近于零到大，從干砂的含水量接近于零到蒙脫石的含水量可達(dá)百分之幾百。蒙脫石的含水量可達(dá)百分之幾百。含水量常用含水量常用烘干法烘干法測定。測定。13三、其它常用換算指標(biāo)三、其它常用換算指標(biāo) 除了上述三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)之外，還有六個(gè)可以計(jì)算求得除了上述三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)之外，還有六個(gè)可以計(jì)算求得的指標(biāo)，稱為的指標(biāo)，稱為換算指標(biāo)換算指標(biāo)，包括：，包括：1.1.表示土中孔隙含量的常用指標(biāo)表示土中孔隙含量的常用指標(biāo) 土中孔隙大小、形狀、分布特征、連通情況與總體積等

11、，土中孔隙大小、形狀、分布特征、連通情況與總體積等，稱為稱為土的孔隙性土的孔隙性。其主要取決于土的顆粒級(jí)配與土粒排列。其主要取決于土的顆粒級(jí)配與土粒排列的疏密程度。的疏密程度。 實(shí)際上土的孔隙性指標(biāo)一般反映的是土中孔隙體積的相實(shí)際上土的孔隙性指標(biāo)一般反映的是土中孔隙體積的相對(duì)含量，主要有對(duì)含量，主要有孔隙度和孔隙比孔隙度和孔隙比兩個(gè)指標(biāo)。兩個(gè)指標(biāo)。（1 1）孔隙度）孔隙度孔隙度孔隙度又稱又稱孔隙率孔隙率，指土中孔隙總體積與指土中孔隙總體積與土的總體積土的總體積之比，用百分?jǐn)?shù)表示。之比，用百分?jǐn)?shù)表示。14 土的孔隙度取決于土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，砂類土的孔隙度常土的孔隙度取決于土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，砂類土的孔隙度

12、常小于粘性土的孔隙度。土的孔隙度一般為小于粘性土的孔隙度。土的孔隙度一般為2752%2752%。（2 2）孔隙比）孔隙比 孔隙比孔隙比指土中指土中孔隙總體積孔隙總體積與土中與土中固體顆粒總體積固體顆?？傮w積的的比值，用小數(shù)表示。比值，用小數(shù)表示。 土的孔隙比說明土的密實(shí)程度，按其大小可對(duì)砂土土的孔隙比說明土的密實(shí)程度，按其大小可對(duì)砂土或粉土進(jìn)行密實(shí)度分類。或粉土進(jìn)行密實(shí)度分類。15 如在如在巖土工勘察規(guī)范巖土工勘察規(guī)范中，用天然孔隙比來確定粉中，用天然孔隙比來確定粉土的密實(shí)度。土的密實(shí)度。e0.75e0.9e0.9為稍密的粉土。為稍密的粉土。（3 3）孔隙比與孔隙度的關(guān)系）孔隙比與孔隙度的關(guān)系

13、2.2.表示土中含水程度的指標(biāo)表示土中含水程度的指標(biāo) 表示土中水含量的指標(biāo)除含水量外，還有飽和度：表示土中水含量的指標(biāo)除含水量外，還有飽和度：飽和度飽和度土孔隙中所含水的體積與土中孔隙體積的比值土孔隙中所含水的體積與土中孔隙體積的比值稱為土的飽和度，以百分?jǐn)?shù)表示。稱為土的飽和度，以百分?jǐn)?shù)表示。16 飽和度可以說明土孔隙中充水的程度，其數(shù)值為飽和度可以說明土孔隙中充水的程度，其數(shù)值為0100%0100%，干土，干土SrSr=0=0；飽和土；飽和土SrSr=100%=100%。3.3.表示土的密度和重度的指標(biāo)表示土的密度和重度的指標(biāo)（1 1）飽和密度）飽和密度 土的孔隙完全被水充滿時(shí)的密度稱為土的

14、孔隙完全被水充滿時(shí)的密度稱為飽和密度飽和密度，是指，是指土孔隙中全部充滿液態(tài)水時(shí)的單位體積土的質(zhì)量，即土孔隙中全部充滿液態(tài)水時(shí)的單位體積土的質(zhì)量，即: :v v17式中：式中：ww為水的密度（為水的密度（g/cmg/cm3 3），常近似取），常近似取1.0g/cm1.0g/cm3 3。 （2 2）干密度）干密度 干密度干密度指土在干燥狀態(tài)下的密度，在數(shù)值上等于單位指土在干燥狀態(tài)下的密度，在數(shù)值上等于單位體積中土粒的質(zhì)量，即體積中土粒的質(zhì)量，即: : 干密度的單位是干密度的單位是g/cmg/cm3 3。土的干密度越大，土越密實(shí)，。土的干密度越大，土越密實(shí)，強(qiáng)度就越高，水穩(wěn)定性也好。強(qiáng)度就越高，水

15、穩(wěn)定性也好。干密度常用作填土密實(shí)度的干密度常用作填土密實(shí)度的施工控制指標(biāo)。施工控制指標(biāo)。 在工程中飽和密度或干密度乘以重力加速度在工程中飽和密度或干密度乘以重力加速度g g，分別變，分別變換為換為飽和重度飽和重度或或干重度干重度: : 18 另外，處于地下水位以下的土層，如果土層是透水的，另外，處于地下水位以下的土層，如果土層是透水的，此時(shí)土受水的浮力作用，土的實(shí)際重量將減小，那么這種此時(shí)土受水的浮力作用，土的實(shí)際重量將減小，那么這種處于地水位以下的有效重度常特稱為土的處于地水位以下的有效重度常特稱為土的浮重度浮重度，即，即: :飽和重度與浮重度之間有關(guān)系飽和重度與浮重度之間有關(guān)系: : 對(duì)于

16、同一種土來講，土的天然重度、干重度、飽和重對(duì)于同一種土來講，土的天然重度、干重度、飽和重度、浮重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：度、浮重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：g g19四、指標(biāo)之間的換算關(guān)系四、指標(biāo)之間的換算關(guān)系 上述表示土的三相比例關(guān)系的指標(biāo)一共有上述表示土的三相比例關(guān)系的指標(biāo)一共有9 9個(gè)，即：個(gè)，即：土粒密度、天然密度、含水量、干密度、飽和密度、浮密土粒密度、天然密度、含水量、干密度、飽和密度、浮密度、飽和度、孔隙度、孔隙比。度、飽和度、孔隙度、孔隙比。它們主要反映了土的密實(shí)它們主要反映了土的密實(shí)程度與干濕狀態(tài)，而且相互之間都有內(nèi)在聯(lián)系。程度與干濕狀態(tài)，而且相互之間都有內(nèi)在聯(lián)系。 土的三相指標(biāo)之間

17、可以進(jìn)行換算，由于三個(gè)基本指標(biāo)土的三相指標(biāo)之間可以進(jìn)行換算，由于三個(gè)基本指標(biāo)可以實(shí)測，因此，一般用它們來換算其他指標(biāo)?？梢詫?shí)測，因此，一般用它們來換算其他指標(biāo)。 已知已知dsds、換算其它指標(biāo)的一般方法是：換算其它指標(biāo)的一般方法是：20第一種換算方法：第一種換算方法：2122第二種換算方法：第二種換算方法： 已知已知ds、，令，令V=1，換算其它六項(xiàng)指，換算其它六項(xiàng)指標(biāo)（標(biāo)（干密度、飽和密度、浮密度、飽和度、干密度、飽和密度、浮密度、飽和度、孔隙度、孔隙比孔隙度、孔隙比）? (作業(yè)作業(yè))V=1ds23三相比例指標(biāo)之間可以建立相互換算關(guān)系，具體的換算公三相比例指標(biāo)之間可以建立相互換算關(guān)系，具體的

18、換算公式可查閱式可查閱換算表換算表，計(jì)算例題見，計(jì)算例題見例題例題2-12-1。 24【例題【例題2-12-1】某原狀土樣，經(jīng)試驗(yàn)測得某原狀土樣，經(jīng)試驗(yàn)測得=1.85g/cm=1.85g/cm3 3, , w=25%,w=25%,s s=2.70g/cm=2.70g/cm3 3, ,求求d d，e e，n n，S Sr r。 解法解法1 1：由三相圖，根據(jù)各指標(biāo)的定義式求解由三相圖，根據(jù)各指標(biāo)的定義式求解: :繪三相圖如上，設(shè)繪三相圖如上，設(shè) V Vs s=1.0cm=1.0cm3 31)1)確定三相組成的體積與質(zhì)量確定三相組成的體積與質(zhì)量252)2)按定義求其它各指標(biāo)按定義求其它各指標(biāo)26解

19、法解法2 2：由指標(biāo)之間的變換關(guān)系式直接求解：由指標(biāo)之間的變換關(guān)系式直接求解：B3K327第二節(jié)第二節(jié) 粘性土的稠度與可塑性粘性土的稠度與可塑性 粘性土的稠度與可塑性是土粒與水相互作用后所粘性土的稠度與可塑性是土粒與水相互作用后所表現(xiàn)出來的物理性質(zhì)。表現(xiàn)出來的物理性質(zhì)。一、粘性土的稠度狀態(tài)一、粘性土的稠度狀態(tài) 粘性土因含水多少而表現(xiàn)出的粘性土因含水多少而表現(xiàn)出的稀稠軟硬程度稀稠軟硬程度，稱，稱為為稠度稠度。因含水多少而呈現(xiàn)出的。因含水多少而呈現(xiàn)出的不同的物理狀態(tài)不同的物理狀態(tài)稱為稱為粘性土的粘性土的稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)。 土的稠度狀態(tài)因含水量的不同，可表現(xiàn)為土的稠度狀態(tài)因含水量的不同，可表現(xiàn)為固態(tài)

20、固態(tài)、塑態(tài)塑態(tài)與與流態(tài)流態(tài)三種狀態(tài)。三種狀態(tài)。1. 1. 固態(tài)：固態(tài)：含水量相對(duì)較少，粒間主要為強(qiáng)結(jié)合水連含水量相對(duì)較少，粒間主要為強(qiáng)結(jié)合水連結(jié)（強(qiáng)結(jié)合水或固定層重疊），連結(jié)牢固，土質(zhì)堅(jiān)硬，結(jié)（強(qiáng)結(jié)合水或固定層重疊），連結(jié)牢固，土質(zhì)堅(jiān)硬，力學(xué)強(qiáng)度高，不能揉塑變形，形狀大小固定。力學(xué)強(qiáng)度高，不能揉塑變形，形狀大小固定。 282. 2. 塑態(tài)：塑態(tài)：含水量較固態(tài)為大，粒間主要為弱結(jié)合水連結(jié)含水量較固態(tài)為大，粒間主要為弱結(jié)合水連結(jié)（即弱結(jié)合水或擴(kuò)散層重疊），強(qiáng)度較低，在外力作用下容（即弱結(jié)合水或擴(kuò)散層重疊），強(qiáng)度較低，在外力作用下容易產(chǎn)生變形，可揉塑成任意形狀不破裂、無裂紋，去掉外力易產(chǎn)生變形，可揉

21、塑成任意形狀不破裂、無裂紋，去掉外力后不能恢復(fù)原狀，即可塑性。后不能恢復(fù)原狀，即可塑性。圖圖2-2 2-2 土中水與稠度狀態(tài)土中水與稠度狀態(tài)3. 3. 流態(tài)：流態(tài)：含水量繼續(xù)增含水量繼續(xù)增加、粒間主要為液態(tài)水加、粒間主要為液態(tài)水占據(jù)，連結(jié)極微弱，幾占據(jù)，連結(jié)極微弱，幾乎喪失抵抗外力的能力，乎喪失抵抗外力的能力，強(qiáng)度極低，強(qiáng)度極低，不能維持一不能維持一定的形狀定的形狀，土體呈，土體呈泥漿泥漿狀狀，受重力作用即，受重力作用即可流可流動(dòng)動(dòng)。29二、界限含水量二、界限含水量稠度界限稠度界限 粘性土的稠度狀態(tài)的變化是由于土中含水量的變化而引粘性土的稠度狀態(tài)的變化是由于土中含水量的變化而引起的。起的。粘性

22、土由一種稠度狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N稠度狀態(tài)，相應(yīng)粘性土由一種稠度狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N稠度狀態(tài)，相應(yīng)于轉(zhuǎn)變點(diǎn)（臨界點(diǎn)）的含水量稱為于轉(zhuǎn)變點(diǎn)（臨界點(diǎn)）的含水量稱為稠度界限（界限含水量）。稠度界限（界限含水量）。工程上常用的有工程上常用的有液性界限液性界限w wL L和和塑性界限塑性界限w wp p圖圖2-3 2-3 稠度界限與稠度狀態(tài)關(guān)系圖稠度界限與稠度狀態(tài)關(guān)系圖 由半固態(tài)轉(zhuǎn)變到塑態(tài)的界限含水量，稱為由半固態(tài)轉(zhuǎn)變到塑態(tài)的界限含水量，稱為塑性界限（塑限）；塑性界限（塑限）；由塑態(tài)轉(zhuǎn)變到流態(tài)的界限含水量，稱為由塑態(tài)轉(zhuǎn)變到流態(tài)的界限含水量，稱為液性界限（液限）。液性界限（液限）。30 粉土的液限在粉土的液限在32

23、-38%32-38%之間，粉質(zhì)粘土為之間，粉質(zhì)粘土為38-46%38-46%，粘土，粘土為為40-50%40-50%。塑限常見值為。塑限常見值為17-28%17-28%。 粘性土的液限與塑限一般在室內(nèi)進(jìn)行測定，液限常采粘性土的液限與塑限一般在室內(nèi)進(jìn)行測定，液限常采用用錐式液限儀錐式液限儀，塑限常采用，塑限常采用搓條法搓條法。搓好的泥條錐式液限儀31三、液性指數(shù)和塑性指數(shù)三、液性指數(shù)和塑性指數(shù) 土處于何種稠度狀態(tài)取決于土中的含水量，但是土處于何種稠度狀態(tài)取決于土中的含水量，但是由由于不同土的稠度界限是不同的于不同土的稠度界限是不同的，因此天然含水量不能說，因此天然含水量不能說明土的稠度狀態(tài)。為判

24、別自然界中粘性土的稠度狀態(tài)，明土的稠度狀態(tài)。為判別自然界中粘性土的稠度狀態(tài)，通常采用通常采用液性指數(shù)（液性指數(shù)（I IL L）進(jìn)行評(píng)價(jià)，即：進(jìn)行評(píng)價(jià)，即：32表表2-4 2-4 按液性指數(shù)劃分粘性土的稠度狀態(tài)表按液性指數(shù)劃分粘性土的稠度狀態(tài)表液性指數(shù)液性指數(shù)I IL LI IL L000I0IL L0.250.250.25I0.25IL L0.0.75750.75I0.751.001.00稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)堅(jiān)硬堅(jiān)硬硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑流塑流塑 粘性土中含水量在液限與塑限兩個(gè)稠度界限之間時(shí)，土粘性土中含水量在液限與塑限兩個(gè)稠度界限之間時(shí)，土處于可塑狀態(tài)，具有可塑性，這是處于可塑狀態(tài)，具有可塑性

25、，這是粘性土的獨(dú)特性能粘性土的獨(dú)特性能。 由于粘性土的可塑性是含水量界于液限與塑限之間表現(xiàn)由于粘性土的可塑性是含水量界于液限與塑限之間表現(xiàn)出來的，故出來的，故可塑性的強(qiáng)弱可塑性的強(qiáng)弱可由這兩個(gè)稠度界限的差值大小來可由這兩個(gè)稠度界限的差值大小來反映，這個(gè)差值稱為反映，這個(gè)差值稱為塑性指數(shù)塑性指數(shù)I IP P 。即。即: :33 塑性指數(shù)越大，意味著粘性土處于可塑態(tài)的含水量變塑性指數(shù)越大，意味著粘性土處于可塑態(tài)的含水量變化范圍越大，其可塑性就越強(qiáng)?；秶酱?，其可塑性就越強(qiáng)。所以在工程實(shí)際中直接按所以在工程實(shí)際中直接按塑性指數(shù)大小對(duì)一般粘性土進(jìn)行分類，國家標(biāo)準(zhǔn)塑性指數(shù)大小對(duì)一般粘性土進(jìn)行分類，國家

26、標(biāo)準(zhǔn)巖土工巖土工程勘察規(guī)范程勘察規(guī)范按塑性指數(shù)按塑性指數(shù)I IP P將粘性土分為兩類：將粘性土分為兩類：I IP P1717為粘為粘土，土，17I17IP P1010為粉質(zhì)粘土，為粉質(zhì)粘土，I IP P1010為粉土或砂類土。為粉土或砂類土。例題例題2-2 2-2 從某地基取原狀土樣，測得土的液限從某地基取原狀土樣，測得土的液限w wL L=47%=47%，塑，塑限限w wp p=18%=18%，天然含水量，天然含水量w w=40%=40%，問：，問：1 1）地基土為何種土？）地基土為何種土？2 2）該地基土處于什么狀態(tài)？）該地基土處于什么狀態(tài)？ 解：解：1 1）由下式求塑性指數(shù)：）由下式求塑

27、性指數(shù)：根據(jù)根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范，I Ip p=2917=2917，該土為粘土。，該土為粘土。 342 2）根據(jù)下式求液性指數(shù)：）根據(jù)下式求液性指數(shù)： 表表2-4 2-4 按液性指數(shù)劃分粘性土的稠度狀態(tài)表按液性指數(shù)劃分粘性土的稠度狀態(tài)表液性指數(shù)液性指數(shù)I IL LI IL L000IL L0.20.25 50.25I0.25IL L0.0.75750.75I0.751.001.00稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)堅(jiān)硬堅(jiān)硬硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑流塑流塑故為軟塑狀態(tài)。故為軟塑狀態(tài)。35 第三節(jié)第三節(jié) 無粘性土的密實(shí)度無粘性土的密實(shí)度一、無粘性土的結(jié)構(gòu)一、無粘性土的結(jié)構(gòu) 無粘性土通常為散粒結(jié)構(gòu)，具

28、有不可塑性無粘性土通常為散粒結(jié)構(gòu)，具有不可塑性, ,天然狀天然狀態(tài)下的砂土可處于從密實(shí)到疏松的不同物理狀態(tài)。態(tài)下的砂土可處于從密實(shí)到疏松的不同物理狀態(tài)。 疏松排列疏松排列 密實(shí)排列密實(shí)排列 36二、無粘性土的密實(shí)度與土的工程性質(zhì)二、無粘性土的密實(shí)度與土的工程性質(zhì)土的密實(shí)度土的密實(shí)度指單位體積土中固體顆粒的含量。指單位體積土中固體顆粒的含量。土體的松密程度對(duì)土的工程性質(zhì)影響很大土體的松密程度對(duì)土的工程性質(zhì)影響很大土的密實(shí)程度越高，壓縮性越小，其工程特性越好，強(qiáng)土的密實(shí)程度越高，壓縮性越小，其工程特性越好，強(qiáng)度較大，是良好的天然地基；度較大，是良好的天然地基；土的密實(shí)程度越低，壓縮性越大，其工程特

29、性越差，是土的密實(shí)程度越低，壓縮性越大，其工程特性越差，是軟弱地基，尤其是飽和的粉、細(xì)砂，穩(wěn)定性很差，易液軟弱地基，尤其是飽和的粉、細(xì)砂，穩(wěn)定性很差，易液化?；?。37三、無粘性土的密實(shí)度指標(biāo)三、無粘性土的密實(shí)度指標(biāo)1.1.孔隙比孔隙比e e要求采取原狀砂樣測定天然孔隙比。要求采取原狀砂樣測定天然孔隙比。密實(shí)度密實(shí)度礫石、粗砂、中砂礫石、粗砂、中砂 細(xì)砂、粉砂細(xì)砂、粉砂 密實(shí)密實(shí)中密中密稍密稍密松散松散e0.600.60e0.750.75e0.850.85e0.95e0.85e0.95e0.700.70e0.85382.2.相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度D Dr r定義（理論表達(dá)式）定義（理論表達(dá)式）mi

30、nmax0maxeeeeDr定義（實(shí)用表達(dá)式）定義（實(shí)用表達(dá)式）ddddddrDminmaxmaxmin 393.3.相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度DrDr的工程意義的工程意義1rDminee 0rDmaxee 310rD3231rD132rD404.按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)N N劃分劃分301510松散松散中密中密密實(shí)密實(shí)稍密稍密5.5.碎石土密實(shí)度按重型動(dòng)力觸探擊數(shù)劃分碎石土密實(shí)度按重型動(dòng)力觸探擊數(shù)劃分密實(shí)度密實(shí)度按按N63.5評(píng)定碎石土密實(shí)度評(píng)定碎石土密實(shí)度 松散松散稍密稍密中密中密密實(shí)密實(shí)N63.55 5N63.510 10N63.520N63.5206.6.碎石土密實(shí)度的野外鑒別碎石

31、土密實(shí)度的野外鑒別4130cm標(biāo)準(zhǔn)慣入器標(biāo)準(zhǔn)慣入器重型圓錐重型圓錐地面地面觸探桿觸探桿42第四節(jié)第四節(jié) 土的工程分類土的工程分類一、工程分類的一般原則和類型一、工程分類的一般原則和類型基本原則：基本原則：所劃分的土類能反映土的工程性質(zhì)的變化規(guī)律。所劃分的土類能反映土的工程性質(zhì)的變化規(guī)律。土的工程分類總起來可以歸納為三級(jí)分類土的工程分類總起來可以歸納為三級(jí)分類: :第一級(jí)分類第一級(jí)分類是成因類型分類是成因類型分類，主要按土的成因和形成年代主要按土的成因和形成年代作為分類標(biāo)準(zhǔn)，如作為分類標(biāo)準(zhǔn)，如巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范將土按堆積年代將土按堆積年代劃分為三類：劃分為三類：1. 1. 老堆積土，老堆積土，第四紀(jì)更新世第四紀(jì)更新世Q Q3 3及其以前堆積的土層；及其以前堆積的土層；2.2.一般堆積土，一般堆積土，第四紀(jì)全新世（文化期以前第四紀(jì)全新世（文化期以前Q Q4 4）堆積的土）堆積的土層層；3.3.新近堆積土，新近堆積土，文化期以來文化期以來Q Q4 4新近堆積的土層。新近堆積的土層。43第二級(jí)分類第二級(jí)分類是土質(zhì)類型分類是土質(zhì)類型分類，主要考慮土的物質(zhì)組成（顆粒，主要考慮土的物質(zhì)組成（顆粒級(jí)配和礦物成分）及其與水相互作用的特點(diǎn)（塑性指標(biāo)），級(jí)配和礦物成分）及其與水相互作用的特點(diǎn)（塑性指標(biāo)），按土的形成條件和內(nèi)部連結(jié)，將土劃分為按土的