1.土的物理性質(zhì)及工程分類

1、第一節(jié)土的組成與土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造【基本內(nèi)容】土=土粒（固相）+水（液相）+空氣（氣相）一、土的固體顆粒土粒的大小、形狀、礦物成分和級配對土的物理性質(zhì)有明顯影響。土的顆粒級配粒組的概念：各粒組的界限粒徑：200mm,20mm,2mm,0.075mm,0.005mm確定各粒組相對含量的方法顆粒八析試驗f篩分法d0.075mm顆粒刀析試驗比重計法d0.075mm1試驗成果顆粒級配曲線課堂討論】為什么土的級配曲線用半對數(shù)坐標？級配曲線的特點：f縱坐標小于某粒徑的土質(zhì)量含量（）橫坐標一對數(shù)坐標一士粒粒徑（mm）半對數(shù)坐標判別土體級配好壞的指標不均勻系數(shù)C=d60ud10d2曲率系數(shù)C二厶cdd60102當同

2、時滿足C5,C=13時，土的級配良好，否則，級配不良。ucf原生礦物次生礦物土粒的礦物成分二、土中水自由水f強結(jié)合水弱結(jié)合水對土性質(zhì)影響大f毛細水受重力和表面張力作用重力水受重力作用自由流動三、土中氣體f非封閉氣體封閉氣體對土的性質(zhì)影響大單粒結(jié)構(gòu)常見于砂土、碎石土四、土的結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)以粉粒為主的土絮狀結(jié)構(gòu)是粘性土的主要結(jié)構(gòu)形式五、土的構(gòu)造f層理構(gòu)造裂隙構(gòu)造標。第二節(jié)土的物理性質(zhì)指標【基本內(nèi)容】反映著土的物理狀態(tài),如干濕軟硬松密等。表示土的三相組成比例關(guān)系的指標,統(tǒng)稱為土的三相比例指、土的三相圖質(zhì)量加體積V1氣p水pjC土的三相圖【注意】土的三相圖只是理想化地把土體中的三相分開，并不表示實際土體

3、三相所占的比例。二、物理性質(zhì)指標1基本指標土的物理性質(zhì)指標中有三個基本指標可直接通過土工試驗測定,亦稱直接測定指標。m土的密度P或土的天然重度Y:P=V，（kg/m3）Y=Pg,（kN/m3）。試驗測定方法：環(huán)刀法土粒相對密度（土粒比重）G：土粒相對密度定義為土粒的質(zhì)量與同體積4oC純水的質(zhì)量之比。SmGs=，無量綱。sVPS&試驗測定方法：比重瓶法2【課堂討論】相對密度（比重）與天然密度（重度）的區(qū)別注意：從公式可以看出，對于同一種土，在不同的狀態(tài)（重度、含水量）下，其比重不變；土的含水量一土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分數(shù)表示：w=mx100%ms試驗測定方法：烘干法【討論】含水量能否超

4、過100？從公式可以看出，含水量可以超出100。2間接指標（導(dǎo)出指標）測出上述三個基本試驗指標后，就可根據(jù)圖1-9所示的三相圖，計算出三相組成各自的體積上和質(zhì)量上的含量，并由此確定其它的物理性質(zhì)指標，即導(dǎo)出指標。V孔隙比一一孔隙比為土中孔隙何種與土粒體積之比，用小數(shù)表示：e=vvs孔隙比是評價土的密實程度的重要物理性質(zhì)指標。V孔隙率土中孔隙體積與土的總體積之比：n=VV100%孔隙率亦可用來表示同一種土的松、密程度。飽和度土中所含水分的體積與孔隙體積之比,飽和度可描述土體中孔隙被水充滿的程度：S=Vx100%rVv顯然,干土的飽和度Sr=0,當土被完全飽和狀態(tài)時Sr=100%。砂土根據(jù)飽和度可

5、劃分為下列三種濕潤狀態(tài)：S50%稍濕，50%S80%飽和。rrr【討論】孔隙比、孔隙率、飽和度能否超過1或100%？飽和密度和飽和重度m+Vp飽和密度Psat為土體中隙完全被水充滿時的土的密度：Psat=S/,(kg/m3)。飽和重度：Ysat=psatg,(kN/m3)。干密度和干重度m干密度單位體積中土粒的質(zhì)量：pd=，(kg/m3)。干重度單位體積中土粒的重量：Yd=Pdg，(kN/m3)。,mg-VY有效重度(浮重度)Y二sV匚型,(kN/m3)。同樣條件下，上述幾種重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：YsatYYdYsaP+Y3指標間的相互換算已知：P(Y),G,oe,n,S,p(Y),p(y)

6、,丫等的表達式。srsatsatdd推導(dǎo)間接指標的關(guān)鍵在于：熟悉各個指標的定義及其表達式,能熟練利用土的三相簡圖。推導(dǎo)公式主要步驟：利用VS作為未知數(shù)，將土的三相圖中的各相物質(zhì)的質(zhì)量用p(Y),Gs,o和VS表示出來，填在圖中;先將孔隙比e的表達式求出來，然后將其它指標用P(Y)，Gs,o和e來表達。m依上圖，將m=(1+o)GVp和V=(1+e)V代入p=中可得:ssoseP(1+o)GspoGP=匚Pd1+G+eY=sy，*sati+e*w注意：此時e已是“已知”的指標。根據(jù)各間接指標的定義，利用三相簡圖可求得Ppd=d1+w(G+e)P=sPsat1+ew,G-1Y=/eni+en11+

7、eSr第三節(jié)土的物理狀態(tài)指標基本內(nèi)容】一、無粘性土的密實度土的密實度單位土體中固體顆粒的含量。無粘性土的密實度與其工程性質(zhì)有著密切關(guān)系。描述砂土密實狀態(tài)的指標有：1孔隙比孔隙比愈大，則土愈松散。缺陷：取原狀砂樣和測定孔隙比存在實際困難，故在實用上也存在問題。沒有考慮到顆粒級配這一重要因素對砂土密實狀態(tài)的影響。2相對密度Dy將現(xiàn)場土的天然孔隙比e與該種土所能達到最密實時的孔隙比e口和和最疏松時的孔隙比emaX相對比的方法，來表示孔隙比為e時土的密實度。maxD=e-emaxre-emaxm.n【討論】相對密度是否會出現(xiàn)D1.0和D0的情況？rr當e=e時，表示土處于最疏松狀態(tài)，此時D=0。當e=

8、e.時，表示土處于最密實狀態(tài)，此時D=1.0。maxrminr用相對密度D判定砂土密實度的標準如下：r1DW疏松r3412TD1.0和IL0的情況？【例題先自習后講解】【例13】某砂土試樣,通過試驗測定土粒相對密度G=2.7，含水量o=9.43%，天然天然密度pl.66/Scm3已知砂樣牌最密實狀態(tài)時稱得干砂質(zhì)量m1.62kg,牌最疏松狀態(tài)時稱得干砂質(zhì)量m2=1.45kg。試求12此砂土的相對密度Dr,并判斷砂土所處的密實狀態(tài)。r第四節(jié)土（巖）的工程分類【基本內(nèi)容】一、土工試驗規(guī)程中土的分類1一般程序2巨粒土和含巨粒土的分類和命名3粒土的分類和命名4細粒土分類和命名5特殊土分類6土的簡易鑒別、

9、分類和描述注意：各類土的定義；利用塑性圖對細粒土進行分類的方法。二、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50072002）中地基土的分類作為建筑地基的土（巖）,可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。注意：各類土的定義；對碎石土、砂土進行分類時，應(yīng)根據(jù)粒組含量由大到小以最先符合者確定；依塑性指數(shù)對粉土、粘性土進行分類：粉土指粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量的50%、塑性指數(shù)IpW10的土。粉質(zhì)粘土：10Y/10的土。粘性土IP粘土：IP17第五節(jié)土的壓實性【基本內(nèi)容】一、擊實試驗一一土的擊實機理（粘性土）二、影響土（粘性土）的壓實性的因素1含水量的影響：只有在某一含水量（最優(yōu)含水量）下才能獲得最佳的擊實效果。注意：在填土工程中注意控制土的含水量，在土較干或較濕時都不容易將土擊實到最密實狀態(tài)。含水量過高或過低對填土工程都是不利的。2擊實功能的影響：由擊實試驗可知：土粒的最大干密度和最優(yōu)含水量不是常數(shù)。最大干密度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大，最優(yōu)含水量則逐漸減少。但是這種增大或減少是遞減的，因此，光靠增加擊實功能來提高土的最大干密度是有一定限度的。當含水量較低時擊數(shù)的影響較顯著。當含水量較高時，含水量與干密度關(guān)系曲線趨近于飽和線，也就是說，