土力學(xué)土的性質(zhì)及工程分類(lèi)

1、12第一章第一章 土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi)土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi)要點(diǎn)：要點(diǎn)：*土體的形成土體的形成*土中顆粒、土中水、土中氣體對(duì)土的工程性質(zhì)影響土中顆粒、土中水、土中氣體對(duì)土的工程性質(zhì)影響。 土的顆粒組成，顆分試驗(yàn)，顆粒級(jí)配成果分土的顆粒組成，顆分試驗(yàn)，顆粒級(jí)配成果分析，土體的初步分類(lèi)。析，土體的初步分類(lèi)。*土的物理性質(zhì)指標(biāo)的工程意義土的物理性質(zhì)指標(biāo)的工程意義 三相比例指標(biāo)的定義及計(jì)算三相比例指標(biāo)的定義及計(jì)算*無(wú)粘性土（砂性土）的密實(shí)性無(wú)粘性土（砂性土）的密實(shí)性*粘性土的軟硬性粘性土的軟硬性 粘性土的界限含水量意義，土體的進(jìn)一步分粘性土的界限含水量意義，土體的進(jìn)一步分類(lèi)。類(lèi)。*土體的壓實(shí)原理土體

2、的壓實(shí)原理*規(guī)范規(guī)范中土體的分類(lèi)中土體的分類(lèi)3第一節(jié)第一節(jié) 土的形成土的形成 地球表面在地質(zhì)年代中經(jīng)歷著地殼運(yùn)動(dòng)、剝地球表面在地質(zhì)年代中經(jīng)歷著地殼運(yùn)動(dòng)、剝蝕作用、沉積作用、成巖作用這樣一個(gè)不斷的循蝕作用、沉積作用、成巖作用這樣一個(gè)不斷的循環(huán)過(guò)程。地表的整體巖石在大氣中經(jīng)受長(zhǎng)期的風(fēng)環(huán)過(guò)程。地表的整體巖石在大氣中經(jīng)受長(zhǎng)期的風(fēng)化作用而破碎后，形成形狀不同、大小不一的顆化作用而破碎后，形成形狀不同、大小不一的顆粒。這些顆粒受各種自然力的作用，在各種不同粒。這些顆粒受各種自然力的作用，在各種不同的自然環(huán)境下堆積下來(lái)，就形成通常所說(shuō)的土。的自然環(huán)境下堆積下來(lái)，就形成通常所說(shuō)的土。在土木工程中，土是指覆蓋堆

3、積物，它們大多數(shù)在土木工程中，土是指覆蓋堆積物，它們大多數(shù)是在第四紀(jì)地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)形成的。是在第四紀(jì)地質(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)形成的。4 一、土的搬運(yùn)沉積一、土的搬運(yùn)沉積 第四紀(jì)土，根據(jù)其搬運(yùn)和沉積方式的不同，第四紀(jì)土，根據(jù)其搬運(yùn)和沉積方式的不同，又可分為殘積土（圖又可分為殘積土（圖11）和運(yùn)積土兩大類(lèi)。殘）和運(yùn)積土兩大類(lèi)。殘積土是指母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成為巖屑或小積土是指母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成為巖屑或小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)，殘留在原地的堆積物。它的顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)，殘留在原地的堆積物。它的特征是顆粒表面粗糙、多棱角、粗細(xì)不均、無(wú)層特征是顆粒表面粗糙、多棱角、粗細(xì)不均、無(wú)層理。運(yùn)積土是指風(fēng)化所形成的土顆粒

4、，受自然力理。運(yùn)積土是指風(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)所沉積的堆積物的作用，搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物，其特點(diǎn)是顆粒經(jīng)過(guò)滾動(dòng)和相互摩擦，具有一定，其特點(diǎn)是顆粒經(jīng)過(guò)滾動(dòng)和相互摩擦，具有一定的渾圓度，即顆粒因摩擦作用而變渾圓。在沉積的渾圓度，即顆粒因摩擦作用而變渾圓。在沉積過(guò)程中因受水流等自然力的分選作用而形成顆粒過(guò)程中因受水流等自然力的分選作用而形成顆粒粗細(xì)不同的層次，粗顆粒下沉快，細(xì)顆粒下沉慢粗細(xì)不同的層次，粗顆粒下沉快，細(xì)顆粒下沉慢而形成不同而形成不同粗細(xì)的土層。根據(jù)搬運(yùn)的動(dòng)力不同，粗細(xì)的土層。根據(jù)搬運(yùn)的動(dòng)力不同，運(yùn)積土又可分為如下幾類(lèi)：運(yùn)積土又可分為如下幾

5、類(lèi)： 56（1）坡積土）坡積土殘積土受重力和短期水流（如雨殘積土受重力和短期水流（如雨水和雪水）的作用，被搬運(yùn)到山坡或坡腳處沉積水和雪水）的作用，被搬運(yùn)到山坡或坡腳處沉積起來(lái)的堆積物。此堆積物體內(nèi)土顆粒粗細(xì)不均勻，起來(lái)的堆積物。此堆積物體內(nèi)土顆粒粗細(xì)不均勻，性質(zhì)差異較大（圖性質(zhì)差異較大（圖l2）。）。（2）洪積土洪積土殘積土和坡積土受洪水沖刷，被殘積土和坡積土受洪水沖刷，被搬運(yùn)到山麓處沉積的堆積物。具有一定的分選性搬運(yùn)到山麓處沉積的堆積物。具有一定的分選性。搬運(yùn)距離近的沉積物其沉積顆粒較粗，力學(xué)性。搬運(yùn)距離近的沉積物其沉積顆粒較粗，力學(xué)性質(zhì)較好；而搬運(yùn)距離遠(yuǎn)的沉積物其沉積顆粒較細(xì)質(zhì)較好；而搬運(yùn)

6、距離遠(yuǎn)的沉積物其沉積顆粒較細(xì)，力學(xué)性質(zhì)較差（圖，力學(xué)性質(zhì)較差（圖13）。）。789 (4）湖泊沼澤沉積土）湖泊沼澤沉積土在極為緩慢水流或靜在極為緩慢水流或靜水條件下沉積形成的堆積物。其特點(diǎn)是水條件下沉積形成的堆積物。其特點(diǎn)是這種土除這種土除了含有細(xì)小的顆粒外，常伴有生物化學(xué)作用所形了含有細(xì)小的顆粒外，常伴有生物化學(xué)作用所形成的有機(jī)物的存在，成為具有特成的有機(jī)物的存在，成為具有特殊性質(zhì)的淤泥或殊性質(zhì)的淤泥或淤泥質(zhì)土，其工程性質(zhì)一般較差。淤泥質(zhì)土，其工程性質(zhì)一般較差。 （5）海相沉積土）海相沉積土由水流挾帶到大海沉積起由水流挾帶到大海沉積起來(lái)的堆積物，其顆粒細(xì)，表層土質(zhì)松軟，工程性來(lái)的堆積物，其顆

7、粒細(xì)，表層土質(zhì)松軟，工程性質(zhì)較差質(zhì)較差 （6）冰積土）冰積土由冰川或冰水挾帶搬運(yùn)所形成由冰川或冰水挾帶搬運(yùn)所形成的沉積物，顆粒粗細(xì)變化也較大，土質(zhì)不均勻。的沉積物，顆粒粗細(xì)變化也較大，土質(zhì)不均勻。 （7）風(fēng)積土）風(fēng)積土由風(fēng)力搬運(yùn)形成的堆積物，顆由風(fēng)力搬運(yùn)形成的堆積物，顆粒均勻，往往堆積層很厚而不具層理。我國(guó)西北粒均勻，往往堆積層很厚而不具層理。我國(guó)西北的黃土就是典型的風(fēng)積土。的黃土就是典型的風(fēng)積土。 10二、風(fēng)化作用和土的主要特征二、風(fēng)化作用和土的主要特征 巖石和土在其存在和沉積的各個(gè)過(guò)程中都在巖石和土在其存在和沉積的各個(gè)過(guò)程中都在不斷風(fēng)化。不同的風(fēng)化作用，形成不同性質(zhì)的土不斷風(fēng)化。不同的風(fēng)化

8、作用，形成不同性質(zhì)的土。風(fēng)化作用有三種類(lèi)型：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、。風(fēng)化作用有三種類(lèi)型：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化。生物風(fēng)化。 1土的碎散性土的碎散性 物理風(fēng)化是指巖石和土的粗顆粒受風(fēng)、霜、物理風(fēng)化是指巖石和土的粗顆粒受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，溫度、濕度的變化，不均勻膨脹雨、雪的侵蝕，溫度、濕度的變化，不均勻膨脹和收縮，使巖石產(chǎn)生裂隙，崩解為碎塊。這種風(fēng)和收縮，使巖石產(chǎn)生裂隙，崩解為碎塊。這種風(fēng)化作用只改變顆粒的大小與形狀，不化作用只改變顆粒的大小與形狀，不改變礦物成改變礦物成分。分。 11由物理風(fēng)化生成的多為粗顆粒土，如碎石、卵石、由物理風(fēng)化生成的多為粗顆粒土，如碎石、卵石、礫石、砂土等，呈松

9、散狀態(tài)，統(tǒng)稱無(wú)粘性土。這礫石、砂土等，呈松散狀態(tài)，統(tǒng)稱無(wú)粘性土。這類(lèi)土顆粒的礦物成分仍與原來(lái)的母巖相同，稱為類(lèi)土顆粒的礦物成分仍與原來(lái)的母巖相同，稱為原生礦物。雖然物理風(fēng)化后的土可以當(dāng)成只是顆原生礦物。雖然物理風(fēng)化后的土可以當(dāng)成只是顆粒大小上量的變化，但是這種量變的積累結(jié)果使粒大小上量的變化，但是這種量變的積累結(jié)果使原來(lái)的大塊巖體獲得了新的性質(zhì)，變成了碎散的原來(lái)的大塊巖體獲得了新的性質(zhì)，變成了碎散的顆粒。顆粒之間存在著大量的孔隙，可以透水和顆粒。顆粒之間存在著大量的孔隙，可以透水和過(guò)氣，這就是過(guò)氣，這就是土的第一個(gè)主要特征土的第一個(gè)主要特征碎散性。碎散性。122土的三相體系土的三相體系 化學(xué)風(fēng)

10、化是指巖石碎屑與水、氧氣和二氧化化學(xué)風(fēng)化是指巖石碎屑與水、氧氣和二氧化碳等物質(zhì)接觸而發(fā)生的變化，它改變了原來(lái)的礦碳等物質(zhì)接觸而發(fā)生的變化，它改變了原來(lái)的礦物成分，形成了新的礦物，也稱次生礦物?；瘜W(xué)物成分，形成了新的礦物，也稱次生礦物?；瘜W(xué)風(fēng)化常見(jiàn)的反應(yīng)有：水解作用、水化作用、氧化風(fēng)化常見(jiàn)的反應(yīng)有：水解作用、水化作用、氧化作用、溶解作用、碳酸化作用等?；瘜W(xué)風(fēng)化的結(jié)作用、溶解作用、碳酸化作用等。化學(xué)風(fēng)化的結(jié)果，形成十分細(xì)微的土顆粒果，形成十分細(xì)微的土顆粒以及大量的可溶性鹽以及大量的可溶性鹽類(lèi)。類(lèi)。 13微細(xì)顆粒的表面積很大，具有吸附水分子的能力，微細(xì)顆粒的表面積很大，具有吸附水分子的能力，具有粘聚

11、力，如粘土、粉質(zhì)粘土等。因此，自然具有粘聚力，如粘土、粉質(zhì)粘土等。因此，自然界的土，一般都是由固體顆粒、水和氣體三種成界的土，一般都是由固體顆粒、水和氣體三種成分構(gòu)成，這分構(gòu)成，這是是土的第二個(gè)主要特征土的第二個(gè)主要特征三相體系三相體系。 143土的自然變異性土的自然變異性 在自然界中，土的風(fēng)化作用時(shí)刻都在進(jìn)行，在自然界中，土的風(fēng)化作用時(shí)刻都在進(jìn)行，而且各種風(fēng)化作用相互加強(qiáng)。由于形成過(guò)程的自而且各種風(fēng)化作用相互加強(qiáng)。由于形成過(guò)程的自然條件不同，自然界的土也就多種多樣。同一場(chǎng)然條件不同，自然界的土也就多種多樣。同一場(chǎng)地，不同深度處土的性質(zhì)也不一樣，即使同一位地，不同深度處土的性質(zhì)也不一樣，即使同

12、一位置的土，其性質(zhì)也往往隨方向而異。例如沉積土置的土，其性質(zhì)也往往隨方向而異。例如沉積土往往豎直方向的透水性小，水平方向的透水性大往往豎直方向的透水性小，水平方向的透水性大。因此，土是自然界漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代內(nèi)所形成的。因此，土是自然界漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代內(nèi)所形成的性質(zhì)復(fù)雜、不均勻、各向異性且隨時(shí)間不斷變化性質(zhì)復(fù)雜、不均勻、各向異性且隨時(shí)間不斷變化的材料。這是的材料。這是土的第三個(gè)主要特征土的第三個(gè)主要特征自然變異自然變異性。性。15第二節(jié)第二節(jié) 土的三相組成土的三相組成 土是由固體顆粒、水和氣體三部分組成的三土是由固體顆粒、水和氣體三部分組成的三相體系。固體部分即固體顆粒，一般由礦物質(zhì)所相體系。固體部

13、分即固體顆粒，一般由礦物質(zhì)所組成，有時(shí)含有有機(jī)質(zhì)。這一部分構(gòu)成土的骨架組成，有時(shí)含有有機(jī)質(zhì)。這一部分構(gòu)成土的骨架，稱為土骨架。土骨架間布滿相互貫通的孔隙，稱為土骨架。土骨架間布滿相互貫通的孔隙，這些孔隙有時(shí)完全被水充滿，稱為這些孔隙有時(shí)完全被水充滿，稱為飽和土飽和土；有時(shí)；有時(shí)一部分被水占據(jù)，另一部分被氣體占據(jù)，稱為一部分被水占據(jù)，另一部分被氣體占據(jù)，稱為非非飽和土飽和土；有時(shí)也可能完全充滿氣體，稱為；有時(shí)也可能完全充滿氣體，稱為干土干土。水和溶于水的物質(zhì)構(gòu)成土的液體部分，空氣及其水和溶于水的物質(zhì)構(gòu)成土的液體部分，空氣及其他一些氣體構(gòu)成土的氣體部分。他一些氣體構(gòu)成土的氣體部分。這三部分本身的這

14、三部分本身的性質(zhì)以及它們之間的比例關(guān)系和相互作用決定了性質(zhì)以及它們之間的比例關(guān)系和相互作用決定了土的物理力學(xué)性質(zhì)土的物理力學(xué)性質(zhì)。16土體不是一般土層的組合體，而是與工程建筑的穩(wěn)定、變土體不是一般土層的組合體，而是與工程建筑的穩(wěn)定、變形有關(guān)的土層的組合體。土體是由厚薄不等，性質(zhì)各異的若形有關(guān)的土層的組合體。土體是由厚薄不等，性質(zhì)各異的若干土層，以特定的上、下次序組合在一起的。干土層，以特定的上、下次序組合在一起的。17一、土的固體顆粒（固相）一、土的固體顆粒（固相）（一）土粒的礦物成分（一）土粒的礦物成分 礦物成分對(duì)土的性質(zhì)有著重要影響，其礦物成分對(duì)土的性質(zhì)有著重要影響，其中以細(xì)粒組的礦物成分

15、最為重要。中以細(xì)粒組的礦物成分最為重要。土顆粒的礦物成分土顆粒的礦物成分原生礦物原生礦物次生礦物次生礦物18 原生礦物原生礦物：包括石英、長(zhǎng)石和云母等。：包括石英、長(zhǎng)石和云母等。為巖石物理風(fēng)化的產(chǎn)物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定或較為巖石物理風(fēng)化的產(chǎn)物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定或較為穩(wěn)定。為穩(wěn)定。 次生礦物次生礦物：為原生礦物化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物。：為原生礦物化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物。 次生礦物主要是次生礦物主要是粘土礦物粘土礦物。19硅氧四面體硅氧四面體硅氧晶片硅氧晶片鋁氫氧八面體鋁氫氧八面體鋁氫氧晶片鋁氫氧晶片的基本單元的基本單元粘土礦物結(jié)構(gòu)粘土礦物結(jié)構(gòu)20硅片的結(jié)構(gòu)21鋁片的結(jié)構(gòu)22 由于晶片結(jié)合的情況不同，便形成了具由于晶片結(jié)合

16、的情況不同，便形成了具有不同性質(zhì)的各種粘土礦物，主要有蒙脫石、有不同性質(zhì)的各種粘土礦物，主要有蒙脫石、伊里石和高嶺石。伊里石和高嶺石。蒙脫石：親水性蒙脫石：親水性強(qiáng)強(qiáng)（吸水膨脹、脫水收縮）（吸水膨脹、脫水收縮）伊里石：親水性伊里石：親水性中等中等高嶺石：親水性高嶺石：親水性差差 這種親水性的差別可由其結(jié)構(gòu)示意圖及這種親水性的差別可由其結(jié)構(gòu)示意圖及SEMSEM圖片體現(xiàn)出來(lái)圖片體現(xiàn)出來(lái)23晶格結(jié)構(gòu)示意圖蒙脫石 伊利石 高嶺石電鏡(SEM)微觀圖片蒙 脫 石2424（二）土粒粒組（二）土粒粒組定義定義: : 按土顆粒粒徑（按土顆粒粒徑（d）大小將土顆粒分組，）大小將土顆粒分組，稱為稱為粒組粒組。劃分

17、粒組的分界尺寸稱為。劃分粒組的分界尺寸稱為界限界限粒徑粒徑。巨粒巨粒：60mm粗粒粗粒：0.07560mm細(xì)粒細(xì)粒：0.075mm土的粒組土的粒組25252626（三）土的顆粒級(jí)配（三）土的顆粒級(jí)配基本概念基本概念: : 土顆粒的大小及其組成情況，通常以土中土顆粒的大小及其組成情況，通常以土中土顆粒各個(gè)粒組的相對(duì)含量（各粒組占土粒土顆粒各個(gè)粒組的相對(duì)含量（各粒組占土?？偭康陌俜?jǐn)?shù)）來(lái)表示，稱為總量的百分?jǐn)?shù)）來(lái)表示，稱為土的顆粒級(jí)配土的顆粒級(jí)配。2727 根據(jù)顆粒大小分析試驗(yàn)結(jié)果，可以繪制根據(jù)顆粒大小分析試驗(yàn)結(jié)果，可以繪制顆粒級(jí)配累積曲線顆粒級(jí)配累積曲線（橫坐標(biāo)為（橫坐標(biāo)為粒徑粒徑，用，用對(duì)數(shù)對(duì)

18、數(shù)坐標(biāo)坐標(biāo)表示；縱坐標(biāo)為表示；縱坐標(biāo)為小于某粒徑的土重含量小于某粒徑的土重含量，用用常數(shù)坐標(biāo)常數(shù)坐標(biāo)表示）。表示）。 顆粒級(jí)配曲線的顆粒級(jí)配曲線的坡度坡度可以大致反映土的可以大致反映土的均勻程度均勻程度。 曲線陡，表示粒徑大小相差不多，土顆曲線陡，表示粒徑大小相差不多，土顆粒比較均勻；曲線緩，表示粒徑大小相差懸粒比較均勻；曲線緩，表示粒徑大小相差懸殊，土顆粒不均勻，級(jí)配良好。殊，土顆粒不均勻，級(jí)配良好。2828定義定義: : 幾個(gè)特殊粒徑：幾個(gè)特殊粒徑：d10, , d30 , , d60 小于某粒徑的土顆粒質(zhì)量累積百分?jǐn)?shù)為小于某粒徑的土顆粒質(zhì)量累積百分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，時(shí)，相應(yīng)的粒徑稱為相應(yīng)的粒

19、徑稱為有效粒徑有效粒徑d10。與之類(lèi)似可以得到與之類(lèi)似可以得到d30 （中值中值粒徑粒徑）和和d60（限定粒徑限定粒徑）。）。 土顆粒的級(jí)配指標(biāo)：土顆粒的級(jí)配指標(biāo)： 不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu= d60/ d10 曲率系數(shù)曲率系數(shù)Cc=(d30)2/(d60 d10) 2929 Cu反映大小不同粒組的分布情況反映大小不同粒組的分布情況。 Cu越大，表示土顆粒大小的分布范圍越越大，表示土顆粒大小的分布范圍越大，其級(jí)配良好。大，其級(jí)配良好。 Cc描寫(xiě)累積曲線的分布范圍，反映曲線描寫(xiě)累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。的整體形狀。 對(duì)于級(jí)配連續(xù)的土，在一般情況下對(duì)于級(jí)配連續(xù)的土，在一般情況下,Cu

20、10，級(jí)配良好級(jí)配良好3030Cu5Cc=13級(jí)配良好級(jí)配良好礫類(lèi)土或砂類(lèi)土礫類(lèi)土或砂類(lèi)土 對(duì)于級(jí)配不連續(xù)的土對(duì)于級(jí)配不連續(xù)的土, ,單獨(dú)用單獨(dú)用Cu來(lái)確定土來(lái)確定土的級(jí)配情況是不夠的，需同時(shí)參考的級(jí)配情況是不夠的，需同時(shí)參考Cc。3131顆粒粒徑級(jí)配曲線顆粒粒徑級(jí)配曲線 縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土粒含量百分比縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土粒含量百分比, ,橫坐橫坐標(biāo)表示土粒的粒徑標(biāo)表示土粒的粒徑( (對(duì)數(shù)坐標(biāo)）對(duì)數(shù)坐標(biāo)）32Grading curves0.00010.0010.010.1110100020406080100Particle size (mm)% FinerWWell graded 3

21、3Grading curves0.00010.0010.010.1110100020406080100Particle size (mm)% FinerWWell gradedUUniform34Grading curves0.00010.0010.010.1110100020406080100Particle size (mm)% FinerWWell gradedUUniformPPoorly graded35Grading curves0.00010.0010.010.1110100020406080100Particle size (mm)% FinerWWell gradedUUni

22、formPPoorly gradedCWell graded with some clay36Grading curves0.00010.0010.010.1110100020406080100Particle size (mm)% FinerWWell graded UUniformPPoorly gradedCWell graded with some clayFWell graded with an excess of fines3737篩析法篩析法密度計(jì)法密度計(jì)法d0.075mm顆分試驗(yàn)顆分試驗(yàn)土的顆粒級(jí)配可由土的顆粒大小分土的顆粒級(jí)配可由土的顆粒大小分析試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱顆分試驗(yàn)）測(cè)定。析試

23、驗(yàn)（簡(jiǎn)稱顆分試驗(yàn)）測(cè)定。( (四四) )顆粒分析試驗(yàn)顆粒分析試驗(yàn)3838篩分法篩分法用一套孔徑不同的篩子，按用一套孔徑不同的篩子，按從上至下篩孔逐漸減小放置。從上至下篩孔逐漸減小放置。將事先稱過(guò)質(zhì)量的烘干土樣將事先稱過(guò)質(zhì)量的烘干土樣過(guò)篩，稱出留在各篩上的土過(guò)篩，稱出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)質(zhì)量的百分?jǐn)?shù) 3939比重計(jì)法比重計(jì)法利用不同大小的土粒在水中的利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來(lái)確定小于某粒沉降速度不同來(lái)確定小于某粒徑的土粒含量徑的土粒含量4040二、土中水和氣二、土中水和氣 土中水土中水結(jié)合水結(jié)合水自由水自由水強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)

24、合水弱結(jié)合水重力水重力水毛細(xì)水毛細(xì)水 土的含水量試驗(yàn)所測(cè)定的為土中的土的含水量試驗(yàn)所測(cè)定的為土中的自由自由水水和和弱結(jié)合水弱結(jié)合水。( (一一) )土中水的存在形狀土中水的存在形狀 4141( (二二) )粘土顆粒與水的相互作用粘土顆粒與水的相互作用粘土顆粒表面帶電性結(jié)合水分力定向排列圖 土的顆粒土的顆粒越細(xì)越細(xì)，其分散性，其分散性越大越大，水對(duì)土性質(zhì)的影響，水對(duì)土性質(zhì)的影響也越大。特別是粘土礦物顆粒，在水中一般帶也越大。特別是粘土礦物顆粒，在水中一般帶負(fù)電荷負(fù)電荷，圍繞土粒形成電場(chǎng)。粘土顆粒表面與水具有很強(qiáng)的，圍繞土粒形成電場(chǎng)。粘土顆粒表面與水具有很強(qiáng)的相互作用力，這就是粘土的相互作用力，這

25、就是粘土的親水性親水性。 雙電層結(jié)構(gòu)及電位變化示意圖4242(三三) )毛細(xì)水：毛細(xì)水： 毛細(xì)水在水和空氣的交界面上會(huì)產(chǎn)生表面張力。在表面毛細(xì)水在水和空氣的交界面上會(huì)產(chǎn)生表面張力。在表面張力作用下，水能沿土粒表面上升，超過(guò)自由水面一定的張力作用下，水能沿土粒表面上升，超過(guò)自由水面一定的高度。這種沿土中毛細(xì)孔隙上升的水叫高度。這種沿土中毛細(xì)孔隙上升的水叫毛細(xì)水毛細(xì)水 毛細(xì)壓力示意圖毛細(xì)升高原理圖土中的毛細(xì)升高4343(四)土的凍脹 地表下一定深度的水溫地表下一定深度的水溫, ,隨著大氣溫度而改隨著大氣溫度而改變變, ,土的凍脹現(xiàn)象是在一定條件下形成的土的凍脹現(xiàn)象是在一定條件下形成的: : 土土的

26、因素的因素 水的因素水的因素 溫度的因素溫度的因素 凍脹現(xiàn)象影響因素凍脹現(xiàn)象影響因素4444危害路面翻漿4545(被凍脹破壞的鐵路) 4646( (五五) )土中氣土中氣 土中氣體存在于土孔隙中未被水占滿的部土中氣體存在于土孔隙中未被水占滿的部分。在分。在粗粒土粗粒土中?？梢?jiàn)與大氣相連通的空氣，中常可見(jiàn)與大氣相連通的空氣，在在受力受力時(shí)，氣體能很快從孔隙中逸出，時(shí)，氣體能很快從孔隙中逸出，一般一般不影響土的性質(zhì)不影響土的性質(zhì)。 在在細(xì)粒土細(xì)粒土中，常存在中，常存在與大氣不相連通的封與大氣不相連通的封閉氣泡閉氣泡，在土體受壓時(shí)，氣體體積縮小，卸，在土體受壓時(shí)，氣體體積縮小，卸荷后體積又恢復(fù)，荷后

27、體積又恢復(fù)，這使土的彈性變形增大而這使土的彈性變形增大而透水性減小透水性減小。47471.3 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo) 土的三相比例指標(biāo)定量反映了土的三相土的三相比例指標(biāo)定量反映了土的三相的組成情況，有助于理解土的基本物理性的組成情況，有助于理解土的基本物理性質(zhì)。質(zhì)。土土液相液相（水）（水）氣相氣相（氣）（氣）固相固相（土顆粒）（土顆粒） 土是三相體。土是三相體。土的三相圖土的三相圖 氣氣水水土粒土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量質(zhì)量m體積體積VVv4848一、指標(biāo)的定義一、指標(biāo)的定義 土的物理性質(zhì)指標(biāo)即土的三相比例指標(biāo)可分為土的物理性質(zhì)指標(biāo)即土的三相比例指標(biāo)可分為兩類(lèi)，一類(lèi)可通過(guò)兩類(lèi)，

28、一類(lèi)可通過(guò)試驗(yàn)試驗(yàn)測(cè)定得到，另一類(lèi)可通測(cè)定得到，另一類(lèi)可通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的指標(biāo)換算指標(biāo)換算得到。前者稱為得到。前者稱為實(shí)測(cè)指實(shí)測(cè)指標(biāo)標(biāo)，后者稱為，后者稱為計(jì)算指標(biāo)計(jì)算指標(biāo)。 （一）土粒比重（土粒相對(duì)密度）（一）土粒比重（土粒相對(duì)密度）d ds s（或（或G Gs s） （二）土的密度（二）土的密度 （三）含水量（三）含水量 (%) (%) 實(shí)測(cè)指標(biāo)實(shí)測(cè)指標(biāo)4949計(jì)算指標(biāo)計(jì)算指標(biāo)（一）孔隙比（一）孔隙比e e（二）孔隙率（二）孔隙率n n （三）飽和度（三）飽和度S Sr r （四）土的干密度（四）土的干密度d d（五）土的飽和密度（五）土的飽和密度satsat （六）土的有效密度（六

29、）土的有效密度 5050土粒比重土粒比重Gs：土粒質(zhì)量與同體積的：土粒質(zhì)量與同體積的44時(shí)純水的質(zhì)量之比。時(shí)純水的質(zhì)量之比。在數(shù)值上等于土粒密度，但無(wú)量綱。在試驗(yàn)室用在數(shù)值上等于土粒密度，但無(wú)量綱。在試驗(yàn)室用“比重瓶比重瓶法法”測(cè)定，一般土粒比重的變化幅度不大。測(cè)定，一般土粒比重的變化幅度不大。ssssVmG 土粒比重決定于土粒的礦物成分。一般砂土的平均比重為土粒比重決定于土粒的礦物成分。一般砂土的平均比重為2.652.65，粘土為，粘土為2.752.75。當(dāng)土中含有有機(jī)質(zhì)時(shí)，土粒比重可以降。當(dāng)土中含有有機(jī)質(zhì)時(shí)，土粒比重可以降到到2.4 2.4 實(shí)測(cè)指標(biāo)實(shí)測(cè)指標(biāo):5151 土的含水量土的含水量

30、w：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比。在試驗(yàn)：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比。在試驗(yàn)室一般用室一般用“烘干法烘干法”測(cè)定測(cè)定，是把土放入是把土放入105105110110烘箱內(nèi)烘箱內(nèi)烘至恒重后稱得。一般來(lái)說(shuō)，同一類(lèi)土，當(dāng)含水量增大時(shí)，烘至恒重后稱得。一般來(lái)說(shuō)，同一類(lèi)土，當(dāng)含水量增大時(shí)，其強(qiáng)度就降低。其強(qiáng)度就降低。土的密度土的密度干密度干密度飽和密度飽和密度有效密度有效密度干重度干重度飽和重度飽和重度有效重度有效重度 土的密度土的密度：土單位體積的質(zhì)量。在試驗(yàn)室一般用：土單位體積的質(zhì)量。在試驗(yàn)室一般用“環(huán)環(huán)刀法刀法”測(cè)定測(cè)定, ,土的密度在天然狀態(tài)下變化范圍較大，一般在土的密度在天然狀態(tài)下變化范圍較大，一

31、般在g/cm2.2g/cm3 3之間之間 。%100%100sssmmmmmawswsVVVmmVm5252烘箱烘箱土樣保濕箱5353 土的孔隙比土的孔隙比e：土中孔隙體積與土粒體積之比?？梢杂脕?lái)：土中孔隙體積與土粒體積之比?？梢杂脕?lái)評(píng)價(jià)天然土層的密實(shí)程度。評(píng)價(jià)天然土層的密實(shí)程度。 土的孔隙率土的孔隙率n：土中孔隙體積與土體總體積之比。：土中孔隙體積與土體總體積之比。 土的飽和度土的飽和度Sr：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比之比。干土干土Sr=0, ,飽和土飽和土Sr=100%。砂土砂土根據(jù)飽和度分根據(jù)飽和度分為三種狀態(tài)為三種狀態(tài):

32、 : svVVe%100VVnv%100vrVVSSr50%稍濕；稍濕； 50Sr80%很濕；很濕； Sr80%飽和飽和換算指標(biāo)5454飽和密度飽和密度sat ：土體中孔隙完全被水充滿時(shí)的土的土體中孔隙完全被水充滿時(shí)的土的密度密度 干密度干密度d ：?jiǎn)挝惑w積中固體顆粒部分的質(zhì)量單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量 VVmvssatVmsd浮密度浮密度 ：土單位體積內(nèi)土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)土單位體積內(nèi)土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差量之差 VVmss土的三相比例指標(biāo)中的質(zhì)量密度指標(biāo)共有土的三相比例指標(biāo)中的質(zhì)量密度指標(biāo)共有4個(gè)，土的密度個(gè)，土的密度，飽，飽和密度和密度sat，干密度，干密度d，浮密度，浮密度

33、(kg/m3), ,相應(yīng)的重度指標(biāo)也有相應(yīng)的重度指標(biāo)也有4個(gè)，個(gè)，土的重度土的重度 ，飽和重度，飽和重度 sat，干重度，干重度 d，浮重度，浮重度 (kN/m3)5555上述公式中符號(hào)的意義V土的總體積，V=Vs+Vw+Va；Vs土粒體積；Vv土的孔隙體積，Vv=Vw+Va；Vw土中水的體積；Va土中氣體的體積；m土的總質(zhì)量，m=ms+mw；ms土粒質(zhì)量；mw土中水的質(zhì)量；ma土中氣體的質(zhì)量；W土的總重量，W=Ws+Ww；Ws土粒重量；Ww土中水的重量；Wa土中氣體的重量； 水的密度； 水的重度。5656二、指標(biāo)的換算二、指標(biāo)的換算氣氣水水土粒土粒Gsw Vs11+1+e質(zhì)量質(zhì)量m體積體積V

34、土的三相指標(biāo)中，土的三相指標(biāo)中，土粒比重土粒比重Gs ，含水量含水量和和密度密度是通是通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的，可以根據(jù)三過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的，可以根據(jù)三個(gè)基本指標(biāo)換算出其余各指?jìng)€(gè)基本指標(biāo)換算出其余各指標(biāo)標(biāo)Vv=eGsw Gs（1）w eGVmws1)1 (11eGVmwssd推導(dǎo)：推導(dǎo)：換算關(guān)系式：換算關(guān)系式：1)1 (1wsdwsGGeeeGVVmwswVssat1)(eGwssat1) 1(eeVVnV1eGVmVVSsWVwVwr5757例題分析例題分析 【例1】某土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為某土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為100cm3，濕土質(zhì)量為，濕土質(zhì)量為187g，烘干后，干土質(zhì)量為，烘干后，干土質(zhì)量為167g。若土

35、粒的相對(duì)密度。若土粒的相對(duì)密度Gs為為2.66，求該土樣的含水量，求該土樣的含水量、密度、密度、重度、重度 、干重度、干重度d 、孔隙比、孔隙比e、飽和重度、飽和重度sat和有效重度和有效重度 【解答解答】%98.11167167187%100smm3/87. 1100187cmgVm3/7 .181087. 1mkNg3/7 .1610100167mkNgdd593. 0187. 1)1198. 01 (66. 21)1 (sGe%7 .53593. 066. 21198. 0eGSsr3/4 .2010593. 01593. 066. 21mkNeeGssat3/4 .10104 .20m

36、kNwsat5858【例2】利用三相圖，試推導(dǎo)利用三相圖，試推導(dǎo)=d d(1+(1+ww) ) 【證明】 證畢。由三相圖知5959無(wú)粘性土的密實(shí)度無(wú)粘性土的密實(shí)度 無(wú)粘性土的密實(shí)度與其工程性質(zhì)有著密無(wú)粘性土的密實(shí)度與其工程性質(zhì)有著密切的關(guān)系。呈密實(shí)狀態(tài)時(shí)，為良好地基；切的關(guān)系。呈密實(shí)狀態(tài)時(shí)，為良好地基；呈疏松狀態(tài)時(shí)，為不良地基。呈疏松狀態(tài)時(shí)，為不良地基。土的物理特征土的物理特征6060無(wú)粘性土的最小和最大孔隙比無(wú)粘性土的最小和最大孔隙比 無(wú)粘性土的最小孔隙比無(wú)粘性土的最小孔隙比emin：處于最緊：處于最緊密狀態(tài)的孔隙比。在試驗(yàn)室可用密狀態(tài)的孔隙比。在試驗(yàn)室可用“振擊振擊法法”測(cè)定。測(cè)定。 無(wú)粘

37、性土的最大孔隙比無(wú)粘性土的最大孔隙比emax：處于最疏：處于最疏松狀態(tài)的孔隙比。在試驗(yàn)室可用松狀態(tài)的孔隙比。在試驗(yàn)室可用“漏斗漏斗法法”或或“量筒法量筒法”測(cè)定。測(cè)定。 6161無(wú)粘性土的相對(duì)密實(shí)度無(wú)粘性土的相對(duì)密實(shí)度Dr： 無(wú)粘性土的最大孔隙比與天然孔隙比之差和最大孔無(wú)粘性土的最大孔隙比與天然孔隙比之差和最大孔隙比與最小孔隙比之差的比值。隙比與最小孔隙比之差的比值。Dr=(emax-e)/( emax - emin ) 相對(duì)密實(shí)度的值介于相對(duì)密實(shí)度的值介于01之間，值越大，表示越密實(shí)。之間，值越大，表示越密實(shí)。 當(dāng)當(dāng)Dr=0=0時(shí)，時(shí)， e=emax，表示土處于最疏松狀態(tài)，表示土處于最疏松狀

38、態(tài); ;當(dāng)當(dāng)Dr=1.0時(shí)，時(shí)， e=emin，表示土體處于最密實(shí)狀態(tài)，表示土體處于最密實(shí)狀態(tài)Dr1/3疏松狀態(tài)疏松狀態(tài)1/3Dr2/3中密狀態(tài)中密狀態(tài)2/3Dr1密實(shí)狀態(tài)密實(shí)狀態(tài)6262按動(dòng)力觸探確定無(wú)粘性土的密實(shí)度按動(dòng)力觸探確定無(wú)粘性土的密實(shí)度 天然砂土的密實(shí)度，可按原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)天然砂土的密實(shí)度，可按原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)N進(jìn)行評(píng)定。天然碎石土的密實(shí)度，可按原位重型圓錐動(dòng)進(jìn)行評(píng)定。天然碎石土的密實(shí)度，可按原位重型圓錐動(dòng)力觸探的錘擊數(shù)力觸探的錘擊數(shù)N63.5進(jìn)行評(píng)定進(jìn)行評(píng)定(GB50007-2002) 密實(shí)度密實(shí)度按按N評(píng)定砂石密實(shí)度評(píng)定砂石密實(shí)度 按按N63.5評(píng)定碎石土密實(shí)

39、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)N10N63.5510N155N63.51015N3010N63.520N30N63.52063 雖然相對(duì)密實(shí)度指標(biāo)理論上比較完善，但是要在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)得各種土理論上的emax和emin卻十分困難，并且在具體工程中難以取得原狀土樣，即很難準(zhǔn)確測(cè)定土的天然孔隙比e。因此，利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探等原位測(cè)試方法來(lái)評(píng)價(jià)天然砂土的密實(shí)度得到了工程技術(shù)人員的廣泛采用。砂土根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)N63.5分為松散、稍密、中密及密實(shí)四種密實(shí)度，其劃分標(biāo)準(zhǔn)如下(GB50007-2002) 。 密實(shí)度密實(shí)度按按N評(píng)定砂石密實(shí)度評(píng)定砂石密實(shí)度 按按N63.

40、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)N10N63.5510N155N63.51015N3010N63.520N30N63.5206465666768 碎石土可以根據(jù)野外鑒別方法劃分為密實(shí)、中密、碎石土可以根據(jù)野外鑒別方法劃分為密實(shí)、中密、 稍密三種密實(shí)度狀態(tài)。其劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表稍密三種密實(shí)度狀態(tài)。其劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表6969粘性土的物理特征粘性土的物理特征一、粘性土的界限含水量一、粘性土的界限含水量 同一種粘性土隨著含水量的不同，可分別處于同一種粘性土隨著含水量的不同，可分別處于固態(tài)固態(tài)、半固態(tài)半固態(tài)、可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)和和流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)。粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到。粘性土

41、由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量，稱為另一種狀態(tài)的分界含水量，稱為界限含水量界限含水量。0固態(tài)固態(tài)半固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)縮限縮限ws塑限塑限wp液限液限wlw7070液限儀液限儀錐式液限儀錐式液限儀碟式液限儀碟式液限儀塑限塑限：搓條法搓條法液限液限：碟式液限儀碟式液限儀7171液限液限塑限塑限液塑限液塑限聯(lián)合測(cè)定儀聯(lián)合測(cè)定儀橫坐標(biāo)：土樣含水量橫坐標(biāo)：土樣含水量縱坐標(biāo)：圓錐入土深度縱坐標(biāo)：圓錐入土深度錐式液限儀錐式液限儀圓錐入土深度與含水量關(guān)系圓錐入土深度與含水量關(guān)系 液塑限測(cè)定可根據(jù)液塑限測(cè)定可根據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)程土工試驗(yàn)規(guī)程(SL237-007-1999)規(guī)定，采用液塑

42、限聯(lián)合測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。規(guī)定，采用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。7272液塑限聯(lián)合測(cè)定儀液塑限聯(lián)合測(cè)定儀 下沉深度為下沉深度為17mm所對(duì)應(yīng)的含水量為液限所對(duì)應(yīng)的含水量為液限; ;下沉深度下沉深度為為2mm處所對(duì)應(yīng)的含水量為塑限處所對(duì)應(yīng)的含水量為塑限 7373二二.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)塑性指數(shù)塑性指數(shù)IP是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土處在可塑狀態(tài)的，即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍含水量變化范圍說(shuō)明：說(shuō)明：塑性指數(shù)的大小取決于土顆粒吸附結(jié)合水的能力塑性指數(shù)的大小取決于土顆粒吸附結(jié)合水的能力, ,即與土即與土中粘粒含量有關(guān)。粘粒含量越多中粘粒含

43、量有關(guān)。粘粒含量越多, ,塑性指數(shù)就越高塑性指數(shù)就越高 說(shuō)明：說(shuō)明：液性指數(shù)表征土的天然含水量與界限含水量間的相對(duì)關(guān)液性指數(shù)表征土的天然含水量與界限含水量間的相對(duì)關(guān)系。當(dāng)系。當(dāng)IL0時(shí)時(shí), ,P, ,土處于堅(jiān)硬狀態(tài)土處于堅(jiān)硬狀態(tài); ;當(dāng)當(dāng)IL1時(shí)時(shí), ,L, ,土處于土處于流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)IL值可以直接判定土的軟硬狀態(tài)值可以直接判定土的軟硬狀態(tài) PLpI液性指數(shù)液性指數(shù)IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比是粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比 PPLII狀態(tài)狀態(tài)液性指數(shù)液性指數(shù)堅(jiān)硬堅(jiān)硬硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑流塑流塑IL00IL0.250.25IL0.750.

44、75IL1IL17474三、粘性土的靈敏度和觸變性三、粘性土的靈敏度和觸變性 土的靈敏度土的靈敏度：原狀土的強(qiáng)度與同一土經(jīng)重塑（含水量不變，原狀土的強(qiáng)度與同一土經(jīng)重塑（含水量不變，土的結(jié)構(gòu)被徹底破壞）后的強(qiáng)度之比。土的結(jié)構(gòu)被徹底破壞）后的強(qiáng)度之比。 土的靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低土的靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低就越多。施工中要盡量減少對(duì)土結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。就越多。施工中要盡量減少對(duì)土結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。 根據(jù)靈敏度可將飽和粘性土分為三類(lèi)：根據(jù)靈敏度可將飽和粘性土分為三類(lèi)： 低靈敏度土低靈敏度土 1 1S St2t2 中等靈敏度土中等靈敏度土 2 2S St4t4 高靈敏

45、度土高靈敏度土 S St t4 4 土的觸變性土的觸變性：粘性土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，其強(qiáng)度就會(huì)降低，粘性土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，其強(qiáng)度就會(huì)降低，但隨著時(shí)間發(fā)展土體的強(qiáng)度會(huì)逐漸恢復(fù)，這種膠體化學(xué)性質(zhì)但隨著時(shí)間發(fā)展土體的強(qiáng)度會(huì)逐漸恢復(fù)，這種膠體化學(xué)性質(zhì)稱為土的觸變性稱為土的觸變性7575例題分析例題分析 【例】某砂土試樣某砂土試樣, ,試驗(yàn)測(cè)定土粒相對(duì)密度試驗(yàn)測(cè)定土粒相對(duì)密度Gs=2.7, ,含水量含水量=9.43%, ,天然密度天然密度=1.66/cm3。已知砂樣最密實(shí)狀態(tài)時(shí)稱。已知砂樣最密實(shí)狀態(tài)時(shí)稱得干砂質(zhì)量得干砂質(zhì)量ms1=1.62kg, ,最疏松狀態(tài)時(shí)稱得干砂質(zhì)量最疏松狀態(tài)時(shí)稱得干砂質(zhì)量ms2=1.

46、45kg。求此砂土的相對(duì)密度。求此砂土的相對(duì)密度Dr, ,并判斷砂土所處的密并判斷砂土所處的密實(shí)狀態(tài)實(shí)狀態(tài) 【解答解答】78. 0166. 1)0943. 01 (7 . 21)1 (sGe砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最小孔隙比31max/62. 1cmgVmsd67.01maxmindwsGe砂土最大孔隙比砂土最大孔隙比32min/45. 1cmgVmsd86.01minmaxdwsGe42.0minmaxmaxeeeeDr相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度（1/3,2/31/3,2/3 中密狀態(tài)中密狀態(tài)76761.41.4、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 土的結(jié)構(gòu)是

47、指由土粒單元的大小、形狀、土的結(jié)構(gòu)是指由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系等因素形成的綜合特相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系等因素形成的綜合特征。征。土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)：d=0.0050.075mm（粉粒）（粉粒）單粒結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)：d0.075mm緊密緊密疏松疏松絮狀結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)：d222 750.0750.0750.075粒組占干土全重的百分?jǐn)?shù)（%）9.418.621.036.514.5 【解】 按題表顆粒分析成果分析數(shù)據(jù)。(1)大于2mm粒徑的土粒占全重9.4%，小于25%，故該土樣不是礫砂。(2)大于0.5mm粒徑

48、的土粒占全重的(9.4+18.6)%=28%，未超過(guò)全重50%，故該土樣不是粗砂。(3)大于0.25mm粒徑的土粒占全重的(9.4+18.6+21)%=49%，仍未超過(guò)全重50%，故該土樣也不是中砂。(4)大于0.075mm粒徑的土粒占全重的(9.4+18.6+21+30.5)=79.5%，已超過(guò)85%，故定名為細(xì)砂。881.6 土的壓實(shí)特性一、土的壓實(shí)原理有時(shí)建筑物建筑在填土上，有時(shí)建筑物建筑在填土上，為了提高土的強(qiáng)度，減小壓縮性為了提高土的強(qiáng)度，減小壓縮性和滲透性，增加土的密實(shí)度，和滲透性，增加土的密實(shí)度，經(jīng)常要采用夯打、振動(dòng)或碾壓經(jīng)常要采用夯打、振動(dòng)或碾壓等方法使土得到壓實(shí)，從而保證地基

49、和土工建筑物的穩(wěn)定。等方法使土得到壓實(shí)，從而保證地基和土工建筑物的穩(wěn)定。壓實(shí)壓實(shí)指土體在壓實(shí)能量作用下，土顆?？朔ｉg阻力，指土體在壓實(shí)能量作用下，土顆?？朔ｉg阻力，產(chǎn)生位移，土顆粒重新排列，使土中的孔隙減小，密實(shí)度增產(chǎn)生位移，土顆粒重新排列，使土中的孔隙減小，密實(shí)度增加。加。 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，細(xì)粒土和粗粒土具有不同的壓密性質(zhì)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，細(xì)粒土和粗粒土具有不同的壓密性質(zhì)。壓實(shí)細(xì)粒土宜用夯擊或碾壓機(jī)具，同時(shí)必需控制土的含水量壓實(shí)細(xì)粒土宜用夯擊或碾壓機(jī)具，同時(shí)必需控制土的含水量。壓實(shí)粗粒土宜用振動(dòng)機(jī)具，同時(shí)應(yīng)充分灑水。壓實(shí)粗粒土宜用振動(dòng)機(jī)具，同時(shí)應(yīng)充分灑水。影響壓實(shí)效果的因素：影響壓實(shí)效果的因

50、素：含水量、土的性質(zhì)和能量含水量、土的性質(zhì)和能量。 89二、擊實(shí)曲線及影響因素（1）擊實(shí)試驗(yàn)：土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50123-1999） 試驗(yàn)分為輕型擊實(shí)和重型擊實(shí)。輕型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于5mm的粘性土。 重型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑不大于20mm的土。 采用三層擊實(shí)時(shí)，最大粒徑不大于40mm。 909192細(xì)粒土的壓實(shí)性細(xì)粒土的壓實(shí)性 研究細(xì)粒土的壓實(shí)性可以在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)研究細(xì)粒土的壓實(shí)性可以在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。通過(guò)進(jìn)行土的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得土的含水量和干行。通過(guò)進(jìn)行土的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得土的含水量和干密度，并繪制含水量干密度曲線。密度，并繪制含水量干密度曲線。（一）室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)（一）室內(nèi)擊實(shí)試

51、驗(yàn) 在試驗(yàn)室里對(duì)細(xì)粒土變化不同含水量，以一在試驗(yàn)室里對(duì)細(xì)粒土變化不同含水量，以一定的能量擊實(shí)，得到不同的擊實(shí)效果，壓實(shí)的目定的能量擊實(shí)，得到不同的擊實(shí)效果，壓實(shí)的目的就是減少孔隙比或增大干重度。的就是減少孔隙比或增大干重度。 edwsd1dsswwsVWWWVWW)1 (1繪制含水量干密度曲線。繪制含水量干密度曲線。9394（二）最優(yōu)含水量和最大干密度（二）最優(yōu)含水量和最大干密度 從擊實(shí)曲線上可看出，峰值干密度對(duì)應(yīng)的含從擊實(shí)曲線上可看出，峰值干密度對(duì)應(yīng)的含水量，稱為最優(yōu)含水量，能夠得到最大干密度水量，稱為最優(yōu)含水量，能夠得到最大干密度d dmax。同一種土，干密度愈大，孔隙比愈小，所同一種土，干密度愈大，孔隙比愈小，所以以d dmax相應(yīng)于實(shí)驗(yàn)所達(dá)到的最小孔隙比。在某一相應(yīng)于實(shí)驗(yàn)所達(dá)到的最小孔隙比。在某一含水量下，將土壓到最密，理論上就是將土中所含水量下，將土壓到最密，理論上就是將土中所有的氣體都從土中排出，使土達(dá)到飽和。將不同有的氣體都從土中排出，使土達(dá)到飽和。將不同含水量所對(duì)應(yīng)的土體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的干密度繪含水量所對(duì)應(yīng)的土體達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的干密度繪于圖中，得到理論上的最大壓實(shí)曲線，即于圖中，得到理論上的最大壓實(shí)曲線，即Sr = 100的壓實(shí)曲線，稱為飽和曲線。的壓實(shí)曲線，稱為飽