第3章土的物理性質(zhì)及工程分類

1、761土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院 土中的土粒土粒、水水和氣氣三部分的質(zhì)量質(zhì)量( (或重力或重力) )與體積之間的比例關(guān)系與體積之間的比例關(guān)系，隨著各種條件的變化而改變。 土粒一般由礦物質(zhì)組成，即土的固體部分固體部分, ,它構(gòu)成土的骨架。土骨架間布滿孔隙。這些孔隙有時完全被水充滿，稱為飽和土飽和土；有時一部分孔隙被水占據(jù)，另一部分被氣體占據(jù)，稱為非飽和土非飽和土；孔隙完全充滿氣體時，則稱為干土干土。水和溶解于水的物質(zhì)構(gòu)成土的液體部分液體部分。空氣和其他一些氣體構(gòu)成土的氣體部分氣體部分。 這三種組成部分本身的性質(zhì)以及它們之間的比例關(guān)系和相互作用，決定土的

2、物理力學性質(zhì)。因此，研究土的性質(zhì)，必須研究土的固體、液土的固體、液體和氣體的三相組成體和氣體的三相組成。3.1 概述概述762土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院一、土的三相草圖一、土的三相草圖3.2 土的三相比例指標土的三相比例指標763土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院 在上述變量中ma = 0，獨立的量有 Vs、Vw、 Va、 mw和 ms五個。 1 cm3 水的質(zhì)量通常等于 1g ，故在數(shù)值上 Vw = mw。 當研究這些量的相對比例關(guān)系時，總是取某一定數(shù)量的土體來分析，例如，取 V = 1cm3 ，或 m =1g，

3、或 Vs = 1cm3 等，因此又可以消去一個未知量。這樣，對于一定數(shù)量的三相土體，只要知道其中三個獨立的量三個獨立的量，其他各個量就可從圖中直接換算得到。 三相草圖是土力學中用來計算三相量比例關(guān)系的一種簡單而又很實用的工具。764土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的常用物理指標土的常用物理指標 基本指標基本指標: 天然密度天然密度,相對密度相對密度, 天然含水量天然含水量 換算指標換算指標: 孔隙比，孔隙率，飽和度，干密度，干重度，飽和孔隙比，孔隙率，飽和度，干密度，干重度，飽和密度，飽和重度，密度，飽和重度， 浮密度，浮重度浮密度，浮重度765土質(zhì)學與

4、土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院11/1wswssVmd土粒相對密度（比重）土粒相對密度（比重） 相對密度相對密度: :土粒密度（單位體積土粒的質(zhì)量）與土粒密度（單位體積土粒的質(zhì)量）與44時時純水密度之比。純水密度之比。 w1為為4時純水的密度，時純水的密度， w1=1g/cm3; s為土粒的密度，即單位體積土粒的為土粒的密度，即單位體積土粒的質(zhì)量。故實用上，質(zhì)量。故實用上，。766土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院767土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院 含水量含水量 w 是標志土的濕度的一

5、個重要物理指標。天然土層的含水量變是標志土的濕度的一個重要物理指標。天然土層的含水量變化范圍很大，它與土的種類、埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)?；秶艽?，它與土的種類、埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。一般說來，對同一類土，當其含水量增大時，則其強度就降低。一般說來，對同一類土，當其含水量增大時，則其強度就降低。%100%100ssswmmmmmw土的土的(天然天然)含水量含水量 含水量：含水量：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，用土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，用 w 表示，以百分數(shù)計。表示，以百分數(shù)計。 同一類土，含水量越大，土越軟同一類土，含水量越大，土越軟, ,強度越強度越低低, ,

6、受力后變形越大。受力后變形越大。768土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院：土的含水量一般用土的含水量一般用“烘干法烘干法”測定。先稱小塊原狀土測定。先稱小塊原狀土樣的濕土質(zhì)量樣的濕土質(zhì)量 ，然后置于烘箱內(nèi)維持，然后置于烘箱內(nèi)維持100105烘至恒重，再稱烘至恒重，再稱干土質(zhì)量干土質(zhì)量s，水的質(zhì)量，水的質(zhì)量w為濕土和干土質(zhì)量之差。為濕土和干土質(zhì)量之差。769土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院Vm密度密度：土樣總質(zhì)量與其體積之比：土樣總質(zhì)量與其體積之比,即單位體積土的質(zhì)量。即單位體積土的質(zhì)量。單位單位: Mg/m3, g/cm

7、3粘性土粘性土 =1.82.0g/cm3 砂砂 土土 =1.62.0g/cm3 腐殖土腐殖土 =1.51.7g/cm3 測定方法：測定方法：一般用一般用“環(huán)刀法環(huán)刀法” ，用一個圓環(huán)刀，用一個圓環(huán)刀（刀刃向下）放在削平的原狀土樣面上，慢慢削去（刀刃向下）放在削平的原狀土樣面上，慢慢削去環(huán)刀外圍的土，邊削邊壓，使保持天然狀態(tài)的土樣環(huán)刀外圍的土，邊削邊壓，使保持天然狀態(tài)的土樣壓滿環(huán)刀內(nèi)，稱得環(huán)刀內(nèi)土樣的質(zhì)量，求得它與環(huán)壓滿環(huán)刀內(nèi)，稱得環(huán)刀內(nèi)土樣的質(zhì)量，求得它與環(huán)刀容積之比值即為其密度。刀容積之比值即為其密度。土的天然密度土的天然密度土的重度土的重度：定義為單位體積土的重量，與密度有對應(yīng)關(guān)系gVmg

8、VG:表達式為7610土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院孔隙率 與 孔隙比定義:孔隙率是土的孔隙體積與土體積之比，或單位體積土中孔隙的體積，以百分數(shù)表示 表達式表達式:%100VVnv定義:孔隙比是土中孔隙體積與土粒體積之比表達式表達式:svVVe 氣氣水水土粒土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量質(zhì)量m體積體積V兩者關(guān)系:een1孔隙比e是個重要的物理性指標，可以用來評價天然土層的密實程度。一般e1.0的土是疏松的無壓縮性土。 土的其它常用指標土的其它常用指標7611土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院飽和度飽和度 定義定義:土

9、中孔隙水的體積與孔隙土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分數(shù)表示體積之比，以百分數(shù)表示 表達式表達式:%100vwrvvs氣氣水水土粒土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量質(zhì)量m體積體積V飽和度愈大，表明土中孔隙中充水愈多；干燥時Sr=0?？紫度繛樗涮顣r，Sr=100%。 7612土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院干密度干密度 定義：定義：土的孔隙中完全沒有水時的密度，稱干密度；是指土單位體積中土粒的重量，即固體顆粒的質(zhì)量與土的總體積之比值。 氣氣水水土粒土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量質(zhì)量m體積體積V表達式：表達式：單位：單位： g/cm3 Vmsd干密度反

10、映了土的孔隙性，因而可用于干密度反映了土的孔隙性，因而可用于計算土的孔隙率，它往往通過土的密度計算土的孔隙率，它往往通過土的密度及含水率計算得來，也可以實測。及含水率計算得來，也可以實測。 土的干密度一般常在 1.41.7 g/cm3 7613土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院飽和密度飽和密度 定義定義: :土的孔隙完全被水充滿時的密度稱為飽和密度。即，土的孔隙中全部充滿液態(tài)水時的單位體積質(zhì)量 氣氣水水土粒土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量質(zhì)量m體積體積V表達式表達式:單位單位: g/cm3 VVmwvssat土的飽和密度的常見值為1.82.30 g/cm37

11、614土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院浮密度定義定義:土的浮密度是土單位體積中土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差. dsats氣氣水水土粒土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量質(zhì)量m體積體積VVvmwsss）（/浮重度浮重度：wsatwssVVgm/顯然有下面的關(guān)系顯然有下面的關(guān)系7615土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院孔隙率與孔隙比:孔隙比與比重和干密度 :飽和度與含水量，比重和孔隙比: 干密度與濕密度和含水量 :nne1wd11dwsGeewGewSswsr一些指標的關(guān)系一些指標的關(guān)系7616土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林

12、大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院例題例題31 某原狀土樣，測得天然密度某原狀土樣，測得天然密度 ，含，含水量水量 ，土粒相對密度，土粒相對密度 。試計。試計算算土的孔隙比土的孔隙比e、飽和度、飽和度Sr； 當土中孔隙充滿當土中孔隙充滿水時土的密度和含水量水時土的密度和含水量w。3/91. 1mMg%5 . 9w70. 2sd7617土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院7618土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院7619土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院例題例題32 某土樣，測得其孔隙比某

13、土樣，測得其孔隙比 ， 土粒相對密土粒相對密度度 。試計算。試計算土的干重度土的干重度d、飽和重、飽和重度度sad和浮重度和浮重度/； 當土的飽和度當土的飽和度Sr=75%時，土時，土的重度的重度和含水量和含水量w為多大？為多大？70. 0e72. 2sd7620土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院7621土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院7622土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院例題例題33 略7623土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院3.3 無粘性土

14、的密實度無粘性土的密實度 砂土、碎石土統(tǒng)稱為砂土、碎石土統(tǒng)稱為無粘性土無粘性土，而粉土則視情況定為無或少粘性土。無粘，而粉土則視情況定為無或少粘性土。無粘性土的性土的密度密度對其工程性質(zhì)有重要的影響。對其工程性質(zhì)有重要的影響。 土的密實度通常指單位體積中固體顆粒的含量。土顆粒含量多，土就密實；土的密實度通常指單位體積中固體顆粒的含量。土顆粒含量多，土就密實；土顆粒含量少，土就疏松。土顆粒含量少，土就疏松。反映這類土工程性質(zhì)的主要指標是密實度。反映這類土工程性質(zhì)的主要指標是密實度。都是表示土的密實度的指標。都是表示土的密實度的指標。 但是這種用固體含量或孔隙含量表示密實度的方法有其明顯的缺點明顯

15、的缺點，主要是這種表示方法沒有考慮到粒徑級配沒有考慮到粒徑級配這一重要因素的影響。 7624土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院相對密度相對密度minmaxmaxeeeeDr 工程上為了更好地表明砂土所處的密實狀態(tài)，采用將現(xiàn)場土的孔隙比工程上為了更好地表明砂土所處的密實狀態(tài)，采用將現(xiàn)場土的孔隙比e與該與該種土所能達到最密實時的孔隙比種土所能達到最密實時的孔隙比emin 和最松散時的孔隙比和最松散時的孔隙比emax 相比較的辦法，相比較的辦法，來表示孔隙比來表示孔隙比e時土的密實度。這種度量密實度的指標稱為相對密度時土的密實度。這種度量密實度的指標稱為相對密度

16、Dr，定義定義為為密實度判別標準密實度判別標準 ： Dr1/3 疏松疏松 1/3Dr2/3 中密中密 Dr2/3 密實密實 土的最大孔隙比土的最大孔隙比emax的測定方法是將松散的風干土樣，通過長頸漏斗輕輕地的測定方法是將松散的風干土樣，通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，求得土的最小干密度再經(jīng)換算確定；土的最小孔隙比倒入容器，求得土的最小干密度再經(jīng)換算確定；土的最小孔隙比emin的測定方法的測定方法是將松散的風干土樣分批裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定的方法進行振動或錘擊夯實，是將松散的風干土樣分批裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定的方法進行振動或錘擊夯實，直至密實度不再提高，求得最大干密度再經(jīng)換算確定。直至密實度不再提

17、高，求得最大干密度再經(jīng)換算確定。7625土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院7626土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院粘性土的稠度狀態(tài)粘性土的稠度狀態(tài) 土中含水量很低時，水都被顆粒表面的電荷緊緊吸著于顆粒表面，成為。強結(jié)合水的性質(zhì)接近于固態(tài)。因此，當土粒之間只有強結(jié)合水時，按水膜厚薄不同，土表現(xiàn)為。 當含水量增加，被吸附在顆粒周圍的水膜加厚，土粒周圍除強結(jié)合水外還有，弱結(jié)合水呈粘滯狀態(tài)，不能傳遞靜水壓力，不能自由流動，但受力時可以變形，能從水膜較厚處向鄰近較薄處移動。在這種含水量情況下，土體受外力作用可以被捏成任意形狀而不破

18、裂，外力取消后仍然保持改變后的形狀。這種狀態(tài)稱為。 粘性土最主要的物理狀態(tài)特征是它的稠度，是指土的軟硬程度或土對外力引起變形或破壞的抵抗能力。3.4 粘性土的物理特征粘性土的物理特征7627土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)固態(tài)或固態(tài)或半固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)塑態(tài) 流態(tài)流態(tài) 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w含水量含水量稠度界限稠度界限塑限塑限p液限液限l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)土中水的形態(tài)土中水的形態(tài)7628土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院 區(qū)別粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

19、另一種狀態(tài)的界限區(qū)別粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的界限含水量稱為含水量稱為稠度界限稠度界限或或阿太堡界限阿太堡界限。塑限（Plastic Limit）：是可塑狀態(tài)與半固態(tài)狀態(tài)的界限含水量。 用搓條法或液塑限聯(lián)合測定儀測得。液限（液限（Liquid Limit）：）：又稱流限，是流動狀態(tài)與可塑狀又稱流限，是流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)的界限含水量，也即可塑狀態(tài)的上限含水量。態(tài)的界限含水量，也即可塑狀態(tài)的上限含水量。 可用錐式液限儀或碟式液限儀測得。縮限（縮限（Shrinkage Limit）：是半固體狀態(tài)與固態(tài)的界限）：是半固體狀態(tài)與固態(tài)的界限含水量含水量。 7629土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林

20、大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院塑性指數(shù)（塑性指數(shù)（Plasticity index）PLPIww反映粘性土可塑性的大小。 綜合反映粘性土的特性以及各類重要因素的影響，綜合反映粘性土的特性以及各類重要因素的影響，因此可用于土的分類及其性質(zhì)的評估。因此可用于土的分類及其性質(zhì)的評估。液性指數(shù)（液性指數(shù)（Liquidity index）PLLPwwIwwL0I L01IL0I 固態(tài)或半固態(tài)固態(tài)或半固態(tài)可塑態(tài)可塑態(tài)液液 態(tài)態(tài)反映粘性土軟硬程度（稠度，潮濕程度反映粘性土軟硬程度（稠度，潮濕程度）。7630土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院液性指數(shù)液性指數(shù)Ip 狀態(tài)

21、狀態(tài) Ip0 0Ip0.25 0.25Ip0.75 0.75Ip1.0 Ip1.0堅硬堅硬 硬塑硬塑 可塑可塑 軟塑軟塑 流塑流塑粘性土的狀態(tài)分類粘性土的狀態(tài)分類7631土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院例題例題34 7632土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院粘性土脹縮性定義00hhhwep3.5 粘性土的脹縮性粘性土的脹縮性粘性土中含水量變化會引起土的稠度和體積的變化。粘性土中含水量變化會引起土的稠度和體積的變化。由于含水量增加使由于含水量增加使體積增大體積增大的性能稱為的性能稱為膨脹性膨脹性；由于含水量減少使由于含水量

22、減少使體積減小體積減小的性能稱為的性能稱為收縮性收縮性。粘性土膨脹性指標1 1 膨脹率：膨脹率：原狀土在一定壓力和有側(cè)限條件下浸水膨脹穩(wěn)定后的高度原狀土在一定壓力和有側(cè)限條件下浸水膨脹穩(wěn)定后的高度 增加量與原高度之比，稱為膨脹率，表示為增加量與原高度之比，稱為膨脹率，表示為其中其中 為土樣原始高度，為土樣原始高度， 為為土樣浸水膨脹穩(wěn)定后的高度土樣浸水膨脹穩(wěn)定后的高度0hwh7633土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院%10000VVVwef3 3 膨脹力：膨脹力：原狀土經(jīng)充分吸水膨脹時產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力稱為膨脹力原狀土經(jīng)充分吸水膨脹時產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力稱為膨脹力

23、其中其中 為土樣原始體積，為土樣原始體積， 為為土樣浸水膨脹穩(wěn)定后的體積土樣浸水膨脹穩(wěn)定后的體積0VwV2 2 自由脹縮率：自由脹縮率：將一定體積的擾動土經(jīng)充分吸水膨脹穩(wěn)定后測得的體將一定體積的擾動土經(jīng)充分吸水膨脹穩(wěn)定后測得的體積增加量與原體積之比，稱為自由膨脹率，表示為積增加量與原體積之比，稱為自由膨脹率，表示為4 4 膨脹含水量：膨脹含水量：土經(jīng)充分吸水膨脹后的含水量土經(jīng)充分吸水膨脹后的含水量%100sslslmmw 為土樣膨脹穩(wěn)定后土中水的質(zhì)量為土樣膨脹穩(wěn)定后土中水的質(zhì)量 為干土樣的質(zhì)量為干土樣的質(zhì)量slmsm其中其中7634土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)

24、工程學院土的收縮性及其指標土的收縮曲線圖土的收縮曲線圖縮性指數(shù)：縮性指數(shù)：SLswwI膨脹力與膨脹力與 wL、wS 關(guān)系曲線關(guān)系曲線表征土收縮性的指標：表征土收縮性的指標： 體縮率體縮率V V：土樣失水收縮減少的土樣失水收縮減少的體積與原體積之比，以百分率表示體積與原體積之比，以百分率表示%10000VVVdV式中式中 為土樣收縮前的體積為土樣收縮前的體積 為土樣收縮后的體積為土樣收縮后的體積0VdV橫軸橫軸含水量含水量縱軸縱軸體積體積橫軸橫軸含水量含水量縱軸縱軸膨脹力膨脹力1wL與膨脹力與膨脹力關(guān)系關(guān)系2收縮限與膨收縮限與膨脹力關(guān)系脹力關(guān)系7635土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工

25、程學院吉林大學建設(shè)工程學院線縮率線縮率sisi：土樣失水收縮減少的高度與原高度之比，以百分率表示土樣失水收縮減少的高度與原高度之比，以百分率表示%10000hhhisi式中式中 為土樣收縮前的高度為土樣收縮前的高度 為土樣收縮后的體積為土樣收縮后的體積0hih收縮系數(shù)收縮系數(shù)s s：在直線階段的豎向線縮率在直線階段的豎向線縮率%100wss表征土收縮性的指標：表征土收縮性的指標：7636土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院線縮率與含水量關(guān)系曲線線縮率與含水量關(guān)系曲線7637土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院影響粘性土脹縮性的

26、因素粘性土粘粒含量越多，親水粘土礦物越多，膨脹性和收粘性土粘粒含量越多，親水粘土礦物越多，膨脹性和收縮性越強。縮性越強。土的密實程度和連接強度也著影響著土的脹縮性土的密實程度和連接強度也著影響著土的脹縮性土的天然含水量決定土的天然含水量決定著土的脹縮程度著土的脹縮程度天然含水量高天然含水量高 膨脹性弱，收縮性強膨脹性弱，收縮性強天然含水量低天然含水量低 膨脹性強，收縮性弱膨脹性強，收縮性弱7638土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下土樣的膨脹率和體縮率不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下土樣的膨脹率和體縮率序序號號膨脹率（膨脹率（%）體縮率（體縮率（%）原狀土樣原狀土

27、樣擾動土樣擾動土樣原狀土樣原狀土樣擾動土樣擾動土樣10.41.5 2 15.917. 231.03.623.825.57639土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院3.6 土的工程分類土的工程分類國外土分類體系：國外土分類體系：1. 1. 粗粒土按粒度成分分，細粒土粗粒土按粒度成分分，細粒土按阿太保界限分按阿太保界限分前蘇聯(lián)的土分類法前蘇聯(lián)的土分類法美國美國ASTM的統(tǒng)的統(tǒng)一分類法一分類法2. 2. 粗粒土按相對多的的粒組來粗粒土按相對多的的粒組來定名，細粒土按塑性圖分。定名，細粒土按塑性圖分。7640土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建

28、設(shè)工程學院3.6 土的工程分類土的工程分類 前蘇聯(lián)大塊碎石類土的分類前蘇聯(lián)大塊碎石類土的分類第一種分類體系：第一種分類體系： 2. 2. 砂土：砂土：粒徑大于粒徑大于2 mm2 mm的的顆粒含量不超過全重的顆粒含量不超過全重的50%50%，且塑，且塑性指數(shù)不大于性指數(shù)不大于1 1的土。再按級配和的土。再按級配和形狀分為形狀分為5 5個亞類個亞類 1. 1.大塊碎石類土：大塊碎石類土：粒徑大粒徑大于于2 mm2 mm顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重的50%50%，再按級配和形狀分為再按級配和形狀分為3 3個亞類個亞類土的名稱土的名稱顆粒級配顆粒級配漂石（塊石）漂石（塊石）200mm顆粒超過全重

29、顆粒超過全重50%卵石（礫石）卵石（礫石） 20mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%圓礫（角礫）圓礫（角礫） 2mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%前蘇聯(lián)砂土的分類前蘇聯(lián)砂土的分類土的名稱土的名稱顆粒級配顆粒級配礫砂礫砂2mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%粗砂粗砂0.5mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%中砂中砂 0.25mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%細砂細砂 0.1mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%粉砂粉砂 0.1mm顆粒超過全重顆粒超過全重50%7641土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院3.6 土的工程分類土的工程分類 前蘇聯(lián)粘性土的分類前蘇聯(lián)粘性土的分類

30、前蘇聯(lián)土分類法的優(yōu)點前蘇聯(lián)土分類法的優(yōu)點 簡單明了，能充分反映沖、洪積成因土的主要特征。簡單明了，能充分反映沖、洪積成因土的主要特征。第一種分類體系：第一種分類體系： 3. 3.粘性土：粘性土：塑性指大于塑性指大于1 1的的土。按土。按Ip 大小分為大小分為3 3個亞類。個亞類。土的名稱土的名稱塑性指數(shù)塑性指數(shù)Ip粘土粘土Ip 17亞粘土亞粘土17Ip 10亞砂土亞砂土10Ip 1前蘇聯(lián)土分類法的缺點前蘇聯(lián)土分類法的缺點 對于坡積、殘積成因土只反映主要粒組的影響；特別是對作對于坡積、殘積成因土只反映主要粒組的影響；特別是對作為材料的土，級配特征描述不詳。為材料的土，級配特征描述不詳。7642土

31、質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院3.6 土的工程分類土的工程分類 第二種分類體系第二種分類體系-ASTM統(tǒng)一分類法：統(tǒng)一分類法：優(yōu)點：優(yōu)點： 邏輯性強，從粗到細逐步分類。邏輯性強，從粗到細逐步分類。 比較全面地考慮粒徑級配情況和次比較全面地考慮粒徑級配情況和次要粒組的影響；要粒組的影響； 適合對于材料土的評價和殘、坡積適合對于材料土的評價和殘、坡積土的分類土的分類ASTM ASTM 塑性圖塑性圖缺點：缺點： 對粗粒土的劃分過于簡單，無法區(qū)對粗粒土的劃分過于簡單，無法區(qū)別顆粒的對土性質(zhì)的影響。別顆粒的對土性質(zhì)的影響。7643土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大

32、學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院表表 ASTMASTM粗粒土（過粗粒土（過200200號篩余量大于號篩余量大于50%50%）分類）分類7644土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院表表 ASTMASTM細粒土（過細粒土（過200200號篩余量小于號篩余量小于50%50%）分類）分類7645土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院我國土的分類體系：我國土的分類體系：巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）三個標準三個標準土的分類標準土的分類標準（GBJ14590）公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05191

33、）7646土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的分類標準土的分類標準（GBJ14590）中的分類法）中的分類法首先判別土屬有首先判別土屬有機土還是無機土機土還是無機土若屬無機土，則若屬無機土，則根據(jù)土內(nèi)各粒組根據(jù)土內(nèi)各粒組的相對含量分為的相對含量分為巨粒土、含巨粒巨粒土、含巨粒土、粗粒土和細土、粗粒土和細粒土四大類。粒土四大類。7647土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的分類標準土的分類標準（GBJ14590）中的分類法）中的分類法巨粒土和含巨粒土的分類巨粒土和含巨粒土的分類7648土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學

34、建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的分類標準土的分類標準（GBJ14590）中的分類法）中的分類法中礫類土的分類中礫類土的分類7649土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的分類標準土的分類標準（GBJ14590）中的分類法）中的分類法中砂類土的分類中砂類土的分類7650土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的分類標準土的分類標準（GBJ14590）中的分類法）中的分類法細粒土的分類細粒土的分類（10mm 液限液限）7651土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院土的分類標準土的分類標準（GBJ1

35、4590）中的分類法）中的分類法塑性圖塑性圖7652土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）中的分類法）中的分類法該方法接近于前蘇聯(lián)地基規(guī)范的分類法，加入了我國的一些特點。該方法接近于前蘇聯(lián)地基規(guī)范的分類法，加入了我國的一些特點。按顆粒級配或塑性指數(shù)先將土分為按顆粒級配或塑性指數(shù)先將土分為碎石土、砂碎石土、砂土、粉土土、粉土和和粘性土粘性土四大類，再結(jié)合沉積年代、四大類，再結(jié)合沉積年代、成因和某些特殊性質(zhì)成因和某些特殊性質(zhì)綜合定名綜合定名。堆積年代和地質(zhì)成因天然結(jié)構(gòu)，聯(lián)結(jié)的性質(zhì)和強度特殊形成條件綜合定名綜合

36、定名7653土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）中的分類法）中的分類法老沉積土老沉積土新近沉積土新近沉積土按沉積年代劃分為根據(jù)地質(zhì)成因分類殘積土、坡積土、洪積殘積土、坡積土、洪積土、淤積土、冰積土、土、淤積土、冰積土、風積土和海積土等。風積土和海積土等。根據(jù)有機質(zhì)含量分類無機土、有機質(zhì)土、泥無機土、有機質(zhì)土、泥炭質(zhì)土、泥炭炭質(zhì)土、泥炭按顆粒級配和塑性按顆粒級配和塑性指數(shù)分類指數(shù)分類碎石土、砂土、粉土、碎石土、砂土、粉土、粘性土粘性土7654土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工

37、程學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）中的分類法）中的分類法碎石土分類碎石土分類粒徑大于粒徑大于2mm2mm顆粒含量超過顆粒含量超過總質(zhì)量總質(zhì)量50%50%7655土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）中的分類法）中的分類法砂土分類砂土分類粒徑大于粒徑大于2mm2mm顆粒含量不超過總質(zhì)量顆粒含量不超過總質(zhì)量50%50%，且，且粒徑大于粒徑大于0.075mm0.075mm的顆粒含量超過總量的的顆粒含量超過總量的50%50%7656土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉

38、林大學建設(shè)工程學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）中的分類法）中的分類法粘性土分類粘性土分類塑性指數(shù)塑性指數(shù)I Ip p1010的土，又進的土，又進一步細分為粘土和粉質(zhì)粘土一步細分為粘土和粉質(zhì)粘土粉土分類粉土分類 粒徑大于粒徑大于0.075mm0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%50%，且塑性指，且塑性指數(shù)數(shù)I Ip p1010的土。的土。 粉土的工程性質(zhì)介于砂土和粘性土之間，既不具備砂土的大粉土的工程性質(zhì)介于砂土和粘性土之間，既不具備砂土的大的透水性，也不具備粘性土防水性能好的特點。的透水性，也不具備粘性土防水性能好的特點。7657土

39、質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法土土巨粒土巨粒土粗粒粗粒土土細粒土細粒土特殊土特殊土漂漂石石土土卵卵石石土土礫礫類類土土砂砂類類土土粉粉質(zhì)質(zhì)土土粘粘質(zhì)質(zhì)土土有有機機質(zhì)質(zhì)土土黃黃土土膨膨脹脹土土紅紅粘粘土土鹽鹽漬漬土土JTJ05193土分類總體系土分類總體系7658土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法粗粒組劃分圖粗粒組劃分圖7659土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院

40、吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法土土分分類類總總體體系系粗粒土：試樣中粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%的土巨粒土：試樣中巨粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%的土礫類土：粗粒土中礫粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%的土細粒土：細粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50%的土砂類土：粗粒土中礫粒組質(zhì)量少于或等于總質(zhì)量50%的土細粒土可按塑性圖繼續(xù)細分細粒土可按塑性圖繼續(xù)細分7660土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法巨粒土分類及符號巨粒土分類及符號7661土質(zhì)學與土力學土質(zhì)

41、學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法礫類土分類及符號礫類土分類及符號7662土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法砂類土分類及符號砂類土分類及符號7663土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程（JTJ05193）中的分類法）中的分類法細細粒粒土土分分類類及及符符號號7664土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程

42、學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范 與與土的分類標準土的分類標準之比較之比較相同點相同點不同點不同點 考慮的基本原則相同，即綜合考慮粒度和塑性的影響 具體定名則各有側(cè)重7665土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范 與與土的分類標準土的分類標準之比較之比較兩兩種種土土質(zhì)質(zhì)命命名名對對照照表表7666土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院【例題例題35】 已知已知A、B土的顆粒級配曲線如圖土的顆粒級配曲線如圖315所示，其中所示，其中B土的土的10mm液限液限wL=46%，塑限，塑限wP=25%，試，試用上述兩種分類法進行土的分類。用上述兩種分類法進行土的分類。A和B土的顆粒級配曲線7667土質(zhì)學與土力學土質(zhì)學與土力學 吉林大學建設(shè)工程學院吉林大學建設(shè)工程學院解：解：一、一、土的分類標準土的分類標準的分類法的分類法7668土質(zhì)學與土力學土