土力學13第二章

1、2.1 概述概述土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)無粘性土的密實程度無粘性土的密實程度粉土的密實度和濕度粉土的密實度和濕度粘性土的軟硬狀態(tài)粘性土的軟硬狀態(tài)2 2 土的物理性質(zhì)及分類土的物理性質(zhì)及分類土的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)指標( (三相間的比例關(guān)系三相間的比例關(guān)系) )力學特力學特性性影響影響決決定定土的三個組成相的體積土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系和質(zhì)量上的比例關(guān)系2 2土的物性土的物性松密程度松密程度軟硬程度軟硬程度特點特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多指標概念簡單，數(shù)量很多要點：要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、名稱、概念或定義、符號、表達式、單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別單位或

2、量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別定義定義基本方法基本方法:三相草圖法三相草圖法1. 三相草圖（土的三相比例關(guān)系圖）三相草圖（土的三相比例關(guān)系圖）WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm2 2 土的物性土的物性質(zhì)量質(zhì)量體積體積2.2 土的三相指標土的三相指標三相草圖三相草圖WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積 VVVVVVVavas Vm0mmmmmaas已知關(guān)系五個已知關(guān)系五個: :共有九個參數(shù)共有九個參數(shù): V Vv Vs Va V / / ms m ma m剩下三個獨立變量剩下三個獨立變量物性指標的比例關(guān)系物性指標的比例關(guān)系: :可

3、假設任一參數(shù)為可假設任一參數(shù)為1對于飽和土對于飽和土, Va=0；對干土，對干土， V=0.剩下兩個獨立變量實驗室測定實驗室測定其它指標其它指標換算換算2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標基本物理性質(zhì)試驗基本物理性質(zhì)試驗為了確定三相草圖諸量中的三個量，通為了確定三相草圖諸量中的三個量，通常進行三個基本的物理性質(zhì)試驗：常進行三個基本的物理性質(zhì)試驗：F 土粒比重試驗土粒比重試驗F 土的密度試驗土的密度試驗F 土的含水量試驗土的含水量試驗2. 三個基本物理性質(zhì)指標2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)

4、量質(zhì)量體積體積（1）土粒相對密度）土粒相對密度ds（土粒比重）（土粒比重） s: 土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量sssVm 單位單位: 無量綱無量綱Cwssd4C4w =1.0 g/cm3土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度定義定義: 土粒的密度與土粒的密度與4C時純蒸餾水的密度的比值，也稱土粒比重時純蒸餾水的密度的比值，也稱土粒比重表達式表達式:C4w 4C時純蒸餾水的密度，通常用時純蒸餾水的密度，通常用 表示表示wwsssVmd所以：所以：2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標WaterAirSoilVaVwVsVvV

5、ma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積（2）土的密度）土的密度vswsawswsVVmmVVVmmVm土的容重（也叫土的重度，或重力密度）土的容重（也叫土的重度，或重力密度）=g工程上更常用工程上更常用, 用于計算土的自重應力用于計算土的自重應力單位單位: kg/m3 或或 g/cm3或或 t/m3單位單位: kN/m3 一般范圍一般范圍: 1.602.20 g/cm3定義定義: 土單位體積的質(zhì)量土單位體積的質(zhì)量有時也稱有時也稱土的天然密度土的天然密度表達式表達式:相關(guān)指標相關(guān)指標:三相草圖有助于直觀三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念理解物性指標的概念2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標

6、土的三相指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質(zhì)指標物理性質(zhì)指標WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積（3）土的含水量）土的含水量ssswmmmmm(%)w 定義定義: 土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比, 用百分數(shù)表示用百分數(shù)表示注意注意: 其實是含水比其實是含水比, 可達到或超過可達到或超過100表達式表達式:1.4 土的物理指標土的物理指標v其他條件下的密度其他條件下的密度天然密度天然密度干密度干密度飽和密度飽和密度天然容重天然容重干容重干容重Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat浮容重浮容重wsat 有效

7、容重有效容重飽和容重飽和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積單位單位: kg/m3 或或 g/cm3 或或 t/m3單位單位: kN/m3 定義定義: 土被完全烘干時的密度土被完全烘干時的密度, 等于單位等于單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量體積內(nèi)土粒的質(zhì)量表達式表達式:vswsVVmmVm浮密度浮密度定義定義: 土顆粒受水的浮力作用后，單位體積的質(zhì)量，也叫有效密度。土顆粒受水的浮力作用后，單位體積的質(zhì)量，也叫有效密度。wsatswsVVm土粒土粒de密度密度sssVm 2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標v表示土中孔隙含量的指標表示土中孔隙含

8、量的指標孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率( (孔隙度孔隙度) )svVVe . . 其它常用的物理性質(zhì)指標其它常用的物理性質(zhì)指標VV(%)nv 關(guān)系關(guān)系:e1en n1ne 在某種程度上反映土的松密在某種程度上反映土的松密定義定義: 土中孔隙體積與固體顆粒土中孔隙體積與固體顆粒體積之比體積之比, 無量綱無量綱表達式表達式:WaterAirSoilVaVwVsVvV體積體積定義定義: 土中孔隙體積與總體積土中孔隙體積與總體積之比之比, 用百分數(shù)表示用百分數(shù)表示表達式表達式:Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSoil體積體積三相草圖可用于確定三相草圖可用于確定物性指標之間的關(guān)系物性指標之間的關(guān)系2

9、 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標v表示土中含水程度的指標表示土中含水程度的指標swmm(%)w 含水量含水量飽和度飽和度vwrVVS WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積表達式表達式:定義定義: 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Sr80%,飽和土飽和土Sr=1 : 完全飽和土完全飽和土工程上，對于工程上，對于砂土和粉土砂土和粉土2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標各種密度容重之間的大小關(guān)系：各種密度容重之間的大小

10、關(guān)系：dsat dsat天然密度天然密度干密度干密度飽和密度飽和密度Vm 天然容重天然容重干容重干容重Vmsd ggdd VVmvwssatgsatsat浮容重浮容重wsat 飽和容重飽和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積wsatswsVVm浮密度浮密度2 2 土的物性土的物性2.2 土的三相指標土的三相指標算例算例1某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為60cm3，稱得其質(zhì)稱得其質(zhì)量為量為108g，將其烘干后稱得質(zhì)量為將其烘干后稱得質(zhì)量為96.43g，根據(jù)試驗根據(jù)試驗得到的土粒比重得到的土粒比重Gs為為2.7，試求試樣的天然

11、密度、干，試求試樣的天然密度、干密度和含水率。密度和含水率?！窘狻浚ā窘狻浚?）已知）已知V60cm3，m=108g，則得則得 =m/v=108/ 60=1.8g/cm3 d=ms/v=96.43/60=1.6g/cm3 （2）ms=96.43g，則則 mw=m-ms=10896.43=11.57g 于是于是 w= mwms11.5796.43=12%某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為60cm3，稱得其質(zhì)稱得其質(zhì)量為量為108g，將其烘干后稱得質(zhì)量為將其烘干后稱得質(zhì)量為96.43g，根據(jù)試驗根據(jù)試驗得到的土粒比重得到的土粒比重Gs為為2.7，試求試樣的孔隙比、孔隙，試

12、求試樣的孔隙比、孔隙率和飽和度。率和飽和度?！窘狻俊窘狻浚?）已知已知Gs=2.7，則則s=2.7g/cm3 Vs= ms /s=96.43 /2.735.7cm3 Vv=V- Vs =60-35.724.3cm3 e=Vv/ Vs =24.3 /35.7=0.68 n= Vv/V24.3 /60=40.5 （4） Vw = mw/w=11.57 /1=11.57cm3 Sr= Vw/Vv=11.57 /24.348某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為60cm3，稱得其質(zhì)稱得其質(zhì)量為量為108g，將其烘干后稱得質(zhì)量為將其烘干后稱得質(zhì)量為96.43g，根據(jù)試驗根據(jù)試驗得到

13、的土粒比重得到的土粒比重Gs為為2.7，試求試樣的飽和密度。，試求試樣的飽和密度。【解】【解】 （5）由）由(3)知知Vv=24.3cm3，則有，則有3/0 . 26013 .2443.96cmgVVmvwssat常用的物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系：常用的物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系：ww1令令1sVeVveV1wsssssdVmwsswdmmwsdm)1 ( edVmws1)1 (11 edVmwssd；1)1 (wsde；eedwssat1)(edws1) 1(；een1edSsr換換算算關(guān)關(guān)系系式式；edwsd1wsed11eedwssat1)(;1 nne1dwsde2 2 土的物性土的物性2

14、.2 土的三相指標土的三相指標要點要點從物理意義上理解指標間的關(guān)系從物理意義上理解指標間的關(guān)系不鼓勵死記硬背不鼓勵死記硬背必要時利用三相草圖推導必要時利用三相草圖推導充分利用充分利用“物性指標的比例關(guān)系，物性指標的比例關(guān)系，可假設任一質(zhì)量參數(shù)或體積參數(shù)為可假設任一質(zhì)量參數(shù)或體積參數(shù)為1”算例算例2-1某原狀土樣的密度為某原狀土樣的密度為1.85g/cm3,含水量為含水量為34%，土粒，土粒相對密度為相對密度為2.71，試求，試求 該土樣的飽和密度、有效密度和該土樣的飽和密度、有效密度和有效重度（先導出公式再求解）。有效重度（先導出公式再求解）。算例算例2-2某飽和土體，土粒相對密度某飽和土體，

15、土粒相對密度ds=2.70,重度為重度為19.5kN/m3。試求：試求：1.根據(jù)題中已知條件，推導干重度的表達式；根據(jù)題中已知條件，推導干重度的表達式；2.根據(jù)所得表達式來計算該土的干重度。根據(jù)所得表達式來計算該土的干重度。小結(jié)小結(jié)物理性質(zhì)指標物理性質(zhì)指標土的三個組成相的體積和質(zhì)土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系量上的比例關(guān)系松密程度松密程度軟硬程度軟硬程度特點特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多指標概念簡單，數(shù)量很多要點：要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、名稱、概念或定義、符號、表達式、單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別定義定義基本方法基本方法:三相草

16、圖法三相草圖法室內(nèi)測定的三個基本物理性質(zhì)指標室內(nèi)測定的三個基本物理性質(zhì)指標土的密度土的密度、土粒的比重土粒的比重、土的含水量土的含水量三相草圖有助于直觀三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念理解物性指標的概念其它常用的物理性質(zhì)指標其它常用的物理性質(zhì)指標v表示土中孔隙含量的指標表示土中孔隙含量的指標v表示土中含水程度的指標表示土中含水程度的指標v表示土中密度和容重的指標表示土中密度和容重的指標三相草圖可用于確定三相草圖可用于確定物性指標之間的關(guān)系物性指標之間的關(guān)系2 2 土的物性土的物性土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)無粘性土的密實程度無粘性土的密實程度粉土的密實度和濕度粉土的密實度和濕度粘性土的軟硬狀態(tài)

17、粘性土的軟硬狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)指標( (三相間的比例關(guān)系三相間的比例關(guān)系) )力學特力學特性性影響影響決決定定1. 粘性土的可塑性及界限含水量粘性土的可塑性及界限含水量2 2 土的物性土的物性黏性土的狀態(tài)與含水量有關(guān)黏性土的狀態(tài)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流動2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征固態(tài)或固態(tài)或半固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài) 流動狀態(tài)流動狀態(tài) 可塑性可塑性塑限塑限p液限液限l界線含水量界線含水量粘性土的含水量反映土中水的形態(tài)，一定程度上說明土的軟硬程度。粘性土的含水量反映土中水的形態(tài)，一定程度上說明土的軟硬程度。固態(tài)或固態(tài)或半固態(tài)半固態(tài)塑

18、態(tài)塑態(tài) 流態(tài)流態(tài) 強結(jié)合水膜最大，土從強結(jié)合水膜最大，土從半固態(tài)半固態(tài)過度到過度到可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)的界限含水量的界限含水量出現(xiàn)自由水，土從出現(xiàn)自由水，土從可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)過渡過渡到到流動狀態(tài)流動狀態(tài)的界限含水量的界限含水量強結(jié)合水強結(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)w縮限縮限s2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征圖圖1-19 碟式液限儀碟式液限儀 圖圖1.20 平衡錐式液限儀平衡錐式液限儀液限液限l測定方法：測定方法：碟式液限儀（歐美等國使用）碟式液限儀（歐美等國使用）平衡錐式液限儀（我國使用）也叫液、塑限聯(lián)合測定

19、儀平衡錐式液限儀（我國使用）也叫液、塑限聯(lián)合測定儀2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征表表1-13平衡錐式液限儀測液限平衡錐式液限儀測液限各個規(guī)范規(guī)定的沉入深度值各個規(guī)范規(guī)定的沉入深度值規(guī)范規(guī)定的錐入深度值規(guī) 范 名 稱10mm建筑地基基礎設計規(guī)范（GB5007）巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）17mm土的工程分類標準（GB/T50145）公路土工試驗規(guī)程（JTG E40-2007）公路公路 (JTG E40-2007)還規(guī)定：還規(guī)定：當錐當錐100g，錐角，錐角300，取錐入深度，取錐入深度20mm含水量含水量2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物

20、理特征黏性土的物理特征塑限塑限p測定方法：測定方法：搓條法或液限塑限聯(lián)合測定法搓條法或液限塑限聯(lián)合測定法搓條法搓條法：土條：土條3mm斷裂時含水量斷裂時含水量液限塑限聯(lián)合測定法：液限塑限聯(lián)合測定法：公路：錐公路：錐100g，錐角，錐角300，取塑，取塑限入土深度限入土深度hp對應含水量；對應含水量；其他：錐其他：錐76g，錐角，錐角300，取入土深度，取入土深度2mm對應含水量對應含水量2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征1 1 土的物性土的物性黏性土的可塑性指標除塑限、液限及縮限外，還有黏性土的可塑性指標除塑限、液限及縮限外，還有塑性指數(shù)、液性指數(shù)塑性指數(shù)、液性指

21、數(shù)2.黏性土的狀態(tài)指標1.4 土的物理指標土的物理指標2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征pLpI定義式：定義式：塑性指數(shù)越大，土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍越廣。塑性指數(shù)越大，土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍越廣。塑性指數(shù)一定程度上反映了黏性土及其三相組成的基本特征塑性指數(shù)一定程度上反映了黏性土及其三相組成的基本特征塑性指數(shù)塑性指數(shù)常作為進一步劃分黏性土的依據(jù)常作為進一步劃分黏性土的依據(jù)n 粘性土：粘性土：塑性指數(shù)塑性指數(shù)Ip10的土的土 粉質(zhì)粘土：粉質(zhì)粘土：10I1017的土的土wpwwl記錄記錄Ip時，省去時，省去%pLpLI液性指數(shù)液性指數(shù)定義：定義：wpwwlIL1

22、堅硬堅硬可塑可塑流塑流塑0.00 0.250.25 - 0.750.75 1.00硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑1 1 土的物性土的物性1.4 土的物理指標土的物理指標2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征pLpI定義式：定義式：塑性指數(shù)塑性指數(shù)粘土中礦物顆粒的活動性粘土中礦物顆粒的活動性塑性指數(shù)相同的粘性土性質(zhì)差異很大塑性指數(shù)相同的粘性土性質(zhì)差異很大活動度（活性指數(shù)）活動度（活性指數(shù)）002. 0mppIA pm0.002: 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

23、性粘土根據(jù)活性指數(shù)大小，從宏觀上判斷其礦物的成分。主要粘土礦物的活性指數(shù)范圍：蒙脫石1-7，伊利石0.5-1，高嶺石0.2-0.5。 工程上根據(jù)活性指數(shù)的大小分為： 1 1 土的物性土的物性3.黏性土的活動度2 2 土的物性土的物性2.3 黏性土的物理特征黏性土的物理特征uutqqS 03 uquq 相同含水量、密度相同含水量、密度粘性土的靈敏度粘性土的靈敏度 S St t 2 2土的物性土的物性2.3 2.3 黏性土的物理狀態(tài)黏性土的物理狀態(tài)=原狀土原狀土結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)性相同含水量相同含水量密度密度粉碎粉碎重塑重塑重塑土重塑土強度降低強度降低St11-22-44-88-1616粘性土粘性土不靈敏

24、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流動原狀土的無側(cè)限抗壓強原狀土的無側(cè)限抗壓強度度重塑土的無側(cè)限抗壓強重塑土的無側(cè)限抗壓強度度含水量不變，密度不變，因重塑而強度含水量不變，密度不變，因重塑而強度降低，又因靜置而逐漸強化，強度逐漸降低，又因靜置而逐漸強化，強度逐漸恢復的現(xiàn)象，稱為恢復的現(xiàn)象，稱為觸變性觸變性。土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀表現(xiàn)。表現(xiàn)。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標。和指標。粘性土的觸變性粘性土的觸變性 2 2

25、 土的物性土的物性2.3 2.3 黏性土的物理狀態(tài)黏性土的物理狀態(tài)已知粘性土的顆粒重度已知粘性土的顆粒重度s =27.5 kN/m3，液限為液限為40，塑限為塑限為22，飽和度為，飽和度為98%，孔隙比為，孔隙比為1.15，試計算塑，試計算塑性指數(shù)、液性指數(shù)及確定粘性土的狀態(tài)。性指數(shù)、液性指數(shù)及確定粘性土的狀態(tài)。算例算例3【解】【解】 根據(jù)液限和塑限可以求得塑性指數(shù)為根據(jù)液限和塑限可以求得塑性指數(shù)為18，土，土的含水量及液性指數(shù)可由下式求得的含水量及液性指數(shù)可由下式求得1.15 10 98%41%27.5wrseSw41 221.064022pLLpwwIww IL 1，故此粘性土為流塑狀態(tài)。

26、故此粘性土為流塑狀態(tài)。2 2 土的物性土的物性2.4 無粘性無粘性土的物理特征土的物理特征土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)無粘性土的密實程度無粘性土的密實程度粉土的密實度和濕度粉土的密實度和濕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)指標土的物理性質(zhì)指標( (三相間的比例關(guān)系三相間的比例關(guān)系) )力學特力學特性性影響影響決決定定e emaxmax與與e eminmin ：最大與最小孔隙比最大與最小孔隙比1. 砂土的密實狀態(tài)砂土的密實狀態(tài)密實度密實度如何衡量如何衡量? ?單位體積中固體顆粒含量的多少單位體積中固體顆粒含量的多少優(yōu)點：優(yōu)點：簡單方便簡單方便缺點：缺點：評價密實度時不夠直觀評價密實度時不

27、夠直觀 不能反映級配的影響不能反映級配的影響對對策策相對密度相對密度minmaxmaxreeeeD 孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n ne emaxmax: : 最大孔隙比；將最大孔隙比；將松散的風干土樣通過松散的風干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入長頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力沖擊，容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔再經(jīng)換算得到最大孔隙比隙比e eminmin: : 最小孔隙比；最小孔隙比；將松散的風干土樣將松散的風干土樣裝入金屬容器內(nèi)，裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動和按規(guī)定方法振動和錘擊，直至密度不錘擊，直至密度不再提高，求得土的再提高，求得土的最大

28、干密度再經(jīng)換最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比算得到最小孔隙比edwsd1砂土的密實狀態(tài)指標砂土的密實狀態(tài)指標 判別標準：判別標準： D Dr r = 0 , = 0 , 最松狀態(tài)最松狀態(tài) 0 0 D Dr r 1/3 , 1/3 , 松散狀態(tài)松散狀態(tài) 1/3 1/3 D Dr r 2/3 , 2/3 , 中密狀態(tài)中密狀態(tài) 2/32/3 D Dr r 1 1 , , 密實狀態(tài)密實狀態(tài) D Dr r = 1 , = 1 , 最密狀態(tài)最密狀態(tài)相對密度相對密度minmaxmaxreeeeD dmindmaxdmaxdminddr)()(D 注意：注意：室內(nèi)測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難室內(nèi)測得

29、理論上的最大與最小孔隙比有時很困難edwsd12 2 土的物性土的物性2.4 無粘性無粘性土的物理特征土的物理特征評價無粘性土密實狀態(tài)的另一種方法：評價無粘性土密實狀態(tài)的另一種方法：2 2 土的物性土的物性2.4 無粘性無粘性土的物理特征土的物理特征 標準貫入試驗（Standard Penetration Test） 標準貫入數(shù) N 錘 重：63.5kg 落 距：760mm 打入深度：300mm2 2 土的物性土的物性2.4 無粘性無粘性土的物理特征土的物理特征判別標準：判別標準： N 10 , N 10 , 松散狀態(tài)松散狀態(tài) 10 N 15 , 10 N 15 , 稍密狀態(tài)稍密狀態(tài) 15 N

30、 30 , 15 30 , N 30 , 密實狀態(tài)密實狀態(tài)2 2 土的物性土的物性2.4 無粘性無粘性土的物理特征土的物理特征2.5 粉土的密實度和濕度 粉土是介于砂土和粘性土之間的土。 國際上對礫石顆粒以下的土粒分為： 20.075的砂粒（0.10.075的極細砂粒）、0.0750.005的粉粒、 0.1mm的砂粒含量較少。的砂粒含量較少。 塑性指數(shù)Ip10,粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重的50%的土。工程性質(zhì)：粉土是難以壓實的，加固難度大。粉土的分布 黃土：孔隙中沒水，具有大孔結(jié)構(gòu)和濕陷性。 分布在陜、甘、寧、晉等地區(qū)。 飽和粉土：孔隙中充滿水，易液化、地基承載力低。 分布在沖

31、積平原、沿海平原、湖積平原。 粉土的密實度分類粉土的密實度分類 粉土的濕度分類粉土的濕度分類小結(jié)小結(jié)細粒土的稠度狀態(tài)指標細粒土的稠度狀態(tài)指標: 液性指數(shù)液性指數(shù)IL稠度界限稠度界限稠度狀態(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)塑性指數(shù)塑性指數(shù)液性指數(shù)液性指數(shù)定義定義判別標準判別標準2 2 土的物性土的物性2.4 無粘性無粘性土的物理特征土的物理特征無粘性土的密實狀態(tài)指標無粘性土的密實狀態(tài)指標: 相對密度相對密度Dr，錘擊數(shù)，錘擊數(shù)N 定義定義判別標準判別標準土的壓實性土的壓實性：在一定的含水率下，以人工或機械的方法，：在一定的含水率下，以人工或機械的方法， 使土能夠壓實到某種密實程度的性

32、質(zhì)。使土能夠壓實到某種密實程度的性質(zhì)。補充土的壓實性補充土的壓實性 室內(nèi)：擊實試驗室內(nèi)：擊實試驗 現(xiàn)場：碾壓試驗現(xiàn)場：碾壓試驗 擊實試驗 輕型：粒徑小于5毫米重型：粒徑小于40毫米3947cmV KgG5 . 2cmH5 .3025下，分三層擊實32104cmV KgG5 . 4cmH7 .4556下，分5層擊實土土擊實儀土工試驗方法標準土工試驗方法標準（GB50123-1999） 輕型輕型:d5mm; V=947cm3, m=2.5kg，落高落高30.5cm， 分分3層層,每層每層 25擊擊 重型重型:d10的土的土 粉質(zhì)粘土：粉質(zhì)粘土：10I1017的土的土n 粉土：粉土：粒徑大于粒徑大于

33、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)Ip 10的土的土IL1堅硬堅硬可塑可塑流塑流塑0.00 0.250.25 - 0.750.75 1.00硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑根據(jù)粒徑小于根據(jù)粒徑小于0.005mm的顆粒含量分為砂質(zhì)粉土和的顆粒含量分為砂質(zhì)粉土和粘質(zhì)粉土粘質(zhì)粉土同時根據(jù)孔隙比同時根據(jù)孔隙比e可對粉土的密實度進行劃分可對粉土的密實度進行劃分粘性土的軟硬狀態(tài)粘性土的軟硬狀態(tài)粘性土按有機質(zhì)含量粘性土按有機質(zhì)含量已知某土的顆粒重度已知某土的顆粒重度s =27.5 kN/m3，液限為液限為40，塑，塑限為限為22，飽和度為，飽和度為98%，孔隙比為，孔隙

34、比為1.15，試計算塑性，試計算塑性指數(shù)、液性指數(shù)及確定土的土類和狀態(tài)。指數(shù)、液性指數(shù)及確定土的土類和狀態(tài)。算例算例4【解】【解】 根據(jù)液限和塑限可以求得塑性指數(shù)為根據(jù)液限和塑限可以求得塑性指數(shù)為18，大于，大于17，為粘土。土的含水量及液性指數(shù)可由下式求得，為粘土。土的含水量及液性指數(shù)可由下式求得1.15 10 98%41%27.5wrseSw41 221.064022pLLpwwIww IL 1，故此粘性土為流塑狀態(tài)。故此粘性土為流塑狀態(tài)。2.8 2.8 土的工程分類及野外鑒別土的工程分類及野外鑒別 在工程實踐中，工程師經(jīng)常根據(jù)目力判別與手感來描述土的顏色、濕度、組成物質(zhì)、密實程度和軟硬程

35、度，并進而判斷與評價土的工程性狀。 這種方法非常實用，在野外就可以得到對土的評價的初步概念，在工程勘察報告中也常記錄了對土的野外描述，并用以分析判別試驗結(jié)果的可靠性。 圖圖2.7 建筑工地常見的土層建筑工地常見的土層 圖圖2.8 施工現(xiàn)場淤泥施工現(xiàn)場淤泥 外表看到土的顏色，很大程度上反映了土的固相的成分及其含量。 紅色、黃色和棕色一般表示土中含有較多的三氧化二鐵，是在氧化條件下形成的土； 黑色則表示土中含有較多的有機質(zhì)或錳的化合物，含有機質(zhì)較多的土其工程性質(zhì)一般比較差； 灰藍色和灰綠色的土一般含有亞鐵化合物，是在缺氧條件下形成的； 白色或灰白色則表示土中有機質(zhì)較少，主要含石英或含高嶺土等粘土礦物，含有石英的土有肉眼可見的石英顆粒； 含高嶺土的夾層一般是軟弱夾層，沿軟弱夾層?？赡墚a(chǎn)生滑坡。 濕度也會影響顏色的深淺，一般描述的是土處在潮濕狀態(tài)的顏色。野外簡易試驗主要有下列內(nèi)容：(1) 觀察土的顏色、砂粒的多少、有無結(jié)核體以及其他包含物。(2) 用手指揉搓，分辨土中砂粒、粉粒及粘粒的多少。(3) 光澤反應：用小刀切開稍濕的土，并用小刀抹過土面，觀察土面光澤及粗糙程度。 野外簡易試驗主要有下列內(nèi)容： (4) 搖震試驗：用含水率接近飽和的土搓成小球，放在手掌上左右反復搖晃，并以另一手掌擊該手，如土球表面有水滲出，并呈現(xiàn)光澤，