土力學(xué)與地基基礎(chǔ)惠淵峰主編版無粘性土的相對密實度和粘性土的稠度及土的壓實性

1、2022-6-301l對無粘性土來說，土體的松密程度對土的工程性質(zhì)影響很大。 l土的密實程度越高，壓縮性越小，其工程特性越好； l土的密實程度越低，壓縮性越大，其工程特性越差。l描述土的松緊程度的指標(biāo)有干密度和孔隙比，密實度在一定程度上可用其孔隙比來反映 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 2l無粘性土的孔隙比的范圍受土粒的大小、形狀和級配的影響很大。因此即便兩種無粘性土具有同樣的孔隙比也未必表明他們處于同樣的狀態(tài)。l在工程上一般用相對密實度Dr來衡量無粘性土的松緊程度。它是用無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態(tài)作為判別的基準(zhǔn)。 2022-6-303l定義（理論表達式）minmax0maxeee

2、eDrl定義（實用表達式）ddddddrDminmaxmaxminemax無粘性土處于最松狀態(tài)時的孔隙比，可由其最小干密度換算 emin無粘性土處于最密狀態(tài)時的孔隙比，可由其最大干密度換算 e0無粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比 dmax無粘性土的最大干密度 dmin無粘性土的最小干密度 d無粘性土的天然干密度或填筑干密度 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 41rDminee 無粘性土處于最密實的狀態(tài) 0rDmaxee 無粘性土處于最緊密的狀態(tài) 在工程上，用相對密實度劃分無粘性土狀態(tài)如下： 310rD3231rD132rD疏松中密密實l標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗設(shè)備主要由貫入器、貫入探桿和穿心錘三部分組成。

3、l 1.貫入器:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貫入器是由兩個半圓管合成的圓筒型探頭。l 2.穿心錘:重63.5kg的鑄鋼件，中間有一直徑45mm的穿心孔，此孔為放導(dǎo)向桿用。l 3.觸探桿:國際上多用直徑為40-50mm的無縫鋼管，我國則常用直徑為42mm的工程地質(zhì)鉆桿。2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 8l定義： 指粘性土在某一含水率下對外界引起的變形或破壞的抵抗能力，是粘性土最主要的物理狀態(tài)指標(biāo)。2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 92022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 10流動狀態(tài)可塑狀態(tài)固體狀態(tài) 半固體狀態(tài) 剛沉積的粘土，本身不能保持其形態(tài)，極易流動 外力作用可改變其形狀，而不改變其體積，并在外力卸除后仍能

4、保持已獲得的形狀 水分蒸發(fā)，上覆沉積層厚度增加，含水率減小，體積收縮 含水率減小,喪失可塑性，在外力作用下，易于發(fā)生破裂 體積不再收縮，空氣進入土體，土的顏色變淡 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 11l粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)，可用某一界限含水率來區(qū)分，稠度界限（阿太堡）Atterberg界限定義：2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 12液限 流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)的界限含水率，可塑狀態(tài)的 上限含水率 塑限 可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水率，可塑狀態(tài)的 下限含水率 縮限 半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)的界限含水率，即粘性土隨 著含水率的減小而體積開始不變的含水率。 LwPwsw2022-6-30土

5、力學(xué)與地基基礎(chǔ) 13l粘性土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖环N狀態(tài)是逐漸過渡的，并無明確的界限。目前工程上只是根據(jù)某些通用的試驗方法測定這些界限含水率。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 14l搓滾法和液塑限聯(lián)合測定法2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 15搓滾法：調(diào)制均勻的濕圖樣，在毛玻璃上搓滾成3毫米直徑的土條，若這個時刻恰好出現(xiàn)裂縫，就把土條的含水率定為塑限液塑限聯(lián)合測定法：取代表性試樣，加入不同數(shù)量的純水，調(diào)制成三種不同稠度的試樣，用電磁落錐測定圓錐在自重作用下經(jīng)5秒后沉入試樣的深度。以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐入土深度為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)紙上繪制關(guān)系曲線。入土深度2毫米所對應(yīng)的含水率為塑限。17mm

6、液限測定演示：17mm 17mm液限測定演示： 液限測定演示：2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 19l把土料的含水率調(diào)制到大于土的液限，然后將試樣分層填入收縮皿中，刮平表面，烘干，測出干土樣的體積并稱量至0.1克，按下式計算 10021wssmVVww2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 20l液限和塑限之差的百分數(shù)值（去掉百分號）成為塑性指數(shù)pI塑性指數(shù)表示處于可塑狀態(tài)時土的含水率可變化幅度。塑性指數(shù)越大，可塑狀態(tài)含水率變化范圍也大。塑性指數(shù)是反映粘性土性質(zhì)的一個綜合性指標(biāo)。一般地，塑性指數(shù)越高，土的粘粒含量越高，所以常常用作粘性土地分類指標(biāo) 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 21PPPL

7、PLIwwwwwwI粘性土即使具有相同的含水率，也未必處于同樣的狀態(tài)，與無粘性土的相對密實度相似，粘性土的狀態(tài)用液性指數(shù)來判別。液性指數(shù)表征了土的天然含水率與界限含水率之間的相對關(guān)系，表達了天然土所處的狀態(tài)。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 22Pww 0LI土處于堅硬狀態(tài) LPwww0 . 10LI土處于可塑狀態(tài) wwL0 . 1LI土處于流動狀態(tài) 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 23l由于液限和塑限目前都是用擾動土測定的，土的結(jié)構(gòu)已徹底破壞，而天然土一般在自重作用已有很長的歷史，它獲得了一定的結(jié)構(gòu)強度，以至于土的天然含水率大于它的液限也未必一定會發(fā)生流動。含水率大于液限只是意味著：

8、若土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，它將轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿酀{。2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 24l人們很早就用土作為建筑材料，而且知道要把松土擊實。公元前200多年，我國秦朝修筑馳實（行車大道），就有用“鐵錐筑土堅實”的記載，說明那時人們已經(jīng)認識到土的密度和土的工程特性有關(guān)。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 25l土的壓實性指在一定的含水率下，以人工或機械的方法，使土體能夠壓實到某種密實程度的性質(zhì)。l土工建筑物，如土壩、土堤及道路填方是用土作為建筑材料填筑而成，為了保證填土有足夠的強度，較小的壓縮性和透水性。在施工中常常需要壓密填料，以提高土的密實度和均勻性。填土的密實度常以其干密度來表示。l在實驗室內(nèi)研

9、究土的密實性是通過擊實試驗進行的。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 26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2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 272022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 28l含水率的影響l對同一種土料，分別在不同的含水率下，用同一擊數(shù)將他們分層擊實，測定土樣的含水率和密度，然后以含水率為橫坐標(biāo)，干密度為縱坐標(biāo)，繪制擊實曲線。l從圖中可以看出，當(dāng)含水率較小時，土的干密度隨著含水率的增加而增大，而當(dāng)干密度增加到某一值后，含水率繼續(xù)增加反而使

10、干密度減小。干密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度，此時對應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 29l擊實功能的影響 l實驗室中的擊實功能是用擊數(shù)來反映的，對同一種土，壓實功能小，則能達到的最大干密度也小，最優(yōu)含水率大；壓實功能大，則能達到的最大干密度也大，最優(yōu)含水率小1.用同一種土料在不同含水率下分別用不同的擊數(shù)進行擊實試驗，就能得到一組隨擊數(shù)而異的含水率與干密度關(guān)系曲線。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 30 1、土料的最大干密度和最優(yōu)含水率不是常數(shù)。最大干密度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大，最優(yōu)含水率則逐漸減小。但是這種增大或減小的速率是遞減的，因而光靠增加擊實

11、功能來提高土的干密度是有一定限度的。 2、含水率較低時擊數(shù)的影響顯著。當(dāng)含水率較高時，含水率與干密度的關(guān)系曲線趨近于飽和線，也就是說，這時提高擊實功能是無效的。填料的含水率過高和過低都是不利的，過高惡化土體的力學(xué)性質(zhì)，過低則填土遇水后容易引起濕陷。 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 31l土類和級配的影響 l同樣的含水率情況下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指數(shù)越大，越難于壓實l對于無粘性土，含水率對壓實性的影響沒有像粘性土那么敏感，其擊實曲線與粘性土是不同的，在含水率較大時得到較高的干密度。因此在無粘性土的實際填筑中，同時需要不斷灑水使其在較高含水率下壓實。無粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)，通常是用相對密實

12、度來控制的，一般不進行擊實試驗l級配良好的土易于壓實，反之則不易壓實 2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 32l粗粒含量的影響 l由于擊實儀尺寸的限制，實際試驗中可能剔除超出粒徑的部分，然后進行試驗。這樣測得的最大干密度和最有含水率與實際土料在相同擊實功能下的最大干密度和最有含水率不同。對于輕型擊實試驗，可按下式修正 55max5max11swddGPP551PwPwwabopop2022-6-30土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 33 按最新規(guī)范，地基土可分為按最新規(guī)范，地基土可分為六大類六大類：巖石、碎石土、巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土砂土、粉土、粘性土、人工填土。一、巖石一、巖石二、碎石土

13、二、碎石土 5 5、碎石土野外描述：顆粒級配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風(fēng)、碎石土野外描述：顆粒級配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風(fēng)化程度、密實度、充填物的性質(zhì)和充填程度等。化程度、密實度、充填物的性質(zhì)和充填程度等。 5 5、砂土野外描述：顏色、礦物組成、顆粒級配、顆粒形狀、粘粒含、砂土野外描述：顏色、礦物組成、顆粒級配、顆粒形狀、粘粒含量、密實度（密實、中密、稍密、松散量、密實度（密實、中密、稍密、松散4 4級）、濕度（稍濕、很濕、飽和級）、濕度（稍濕、很濕、飽和3 3級）等。級）等。四、粉土四、粉土 5 5、粉土野外描述：顏色、包含物、濕度（分稍濕、中濕、很濕、飽和、粉土野外描述：顏

14、色、包含物、濕度（分稍濕、中濕、很濕、飽和等等4 4級）、密實度、搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、干強度、韌性等。級）、密實度、搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、干強度、韌性等。 5 5、粘性土野外描述：顏色、狀態(tài)、包含物（如鈣質(zhì)結(jié)核、鐵錳結(jié)核、粘性土野外描述：顏色、狀態(tài)、包含物（如鈣質(zhì)結(jié)核、鐵錳結(jié)核、植物根、貝殼等）、搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、干強度、韌性、土層結(jié)構(gòu)。、植物根、貝殼等）、搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、干強度、韌性、土層結(jié)構(gòu)。1 1、淤泥的定義、淤泥的定義 淤泥類土淤泥類土是在靜水或水流緩慢的環(huán)境中沉積，是在靜水或水流緩慢的環(huán)境中沉積，有微生物參與作用的條件下形成的，含較多有機有微生物參與作用的條件下形成的，含較多有機

15、質(zhì)，其中孔隙比質(zhì)，其中孔隙比e e大于大于1.51.5，含水率大于液限的土，含水率大于液限的土，稱為淤泥，稱為淤泥， 若若1e1.51e1.5，則稱為淤泥質(zhì)土。，則稱為淤泥質(zhì)土。 1 1、黃土的定義、黃土的定義 黃土黃土是在干旱、半干旱氣候條件下形成的第是在干旱、半干旱氣候條件下形成的第四紀(jì)的一種松散的特殊土。四紀(jì)的一種松散的特殊土。黃土高原的自然景象黃土高原的自然景象膨脹土膨脹土是一種粘性土，含有較多的是一種粘性土，含有較多的親水性粘土礦物，吸水膨脹，遇水崩解或軟親水性粘土礦物，吸水膨脹，遇水崩解或軟化，失水收縮，抗沖刷性能差，這種具有較化，失水收縮，抗沖刷性能差，這種具有較明顯的脹縮性的土

16、稱為明顯的脹縮性的土稱為膨脹土膨脹土。1、膨脹土的特、膨脹土的特征征（1 1）顏色顏色有灰白、棕、紅、黃、褐、及黑色；有灰白、棕、紅、黃、褐、及黑色；（2 2）粒度成分中）粒度成分中以粘土顆粒為主以粘土顆粒為主，一般在，一般在50%50%以上，以上，最低也要大于最低也要大于30%30%，粉粒次之，砂粒最少；，粉粒次之，砂粒最少；（3 3）礦物成分中）礦物成分中粘土礦物占優(yōu)勢粘土礦物占優(yōu)勢，多為伊利石、蒙，多為伊利石、蒙脫石，高嶺石含量很少；脫石，高嶺石含量很少；（4 4）脹縮強烈脹縮強烈，膨脹時產(chǎn)生膨脹壓力，收縮時形成，膨脹時產(chǎn)生膨脹壓力，收縮時形成收縮裂隙。長期反復(fù)脹縮使土體強度產(chǎn)生衰減；收縮裂隙。長期反復(fù)脹縮使土體強度產(chǎn)生衰減；（5 5）各種成因的大?。└鞣N成因的大小裂隙發(fā)育裂隙發(fā)育；（6 6）早期生成的膨脹土具有）早期生成的膨脹土具有超固結(jié)性超固結(jié)性。2、膨脹土的分、膨脹土的分布布膨脹土分布很廣，全世界都有分布，在我膨脹土分布很廣，全世界都有分布，在我國的分布也很廣。國的分布也很廣。外界條件的改變外界條件的改變土中水份的變化土中水份的變化地基產(chǎn)生體積變形地基產(chǎn)生體積變形基礎(chǔ)破壞，建筑物、地坪開裂基礎(chǔ)破壞，建筑物、地坪開裂強親水性強親水性多裂隙性多裂隙性強脹縮性強脹縮性強度衰減性強度衰減性快速崩解性快速崩