碎石土砂土課件

1

土的物理性能及工程分類

第一節(jié)

土的三相組成第二節(jié)土的結構與構造第三節(jié)土的物理性質指標第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標第五節(jié)地基巖、土的工程分類1土的物理性能及工程分類

第一節(jié)土的三相組成1固體礦物顆粒（固相）土中氣體（氣相）土中水（液相）第一節(jié)

土的組成固體礦物顆粒（固相）土中氣體土中水第一節(jié)土2一、

土的固體顆粒

土的固體顆粒是土的三相組成中的主體，是決定土的工程性質的主要成分。

1.土粒的礦物成分（1）原生礦物:石英、長石、云母—礫石和砂（2）次生礦物：蒙脫石、伊利石和高嶺石--粘性土（3）有機質一、土的固體顆粒土的固體顆粒是土的三相組成中的3次生礦物蒙脫石伊利石高嶺石蒙脫石次生礦物蒙脫石伊利石高嶺石蒙脫石42.土顆粒的大小與形狀基本概念粒組：工程上將各種不同的土顆粒按性質相近的原則劃分為若干組，稱為粒組。粘粉砂礫卵漂0.0050.075220200巨粒粗粒細粒透水性大小粘性小大2.土顆粒的大小與形狀基本概念粘粉砂礫卵漂0.0050.075土中粒度對土工程性質的影響土中粒度對土工程性質的影響6土的顆粒級配（1）定義自然界的土由多個粒組組成,常用土中各粒組的相對含量（各粒組占土粒總質量的百分數(shù)）來表示土粒的大小及組成，稱為土的顆粒級配。（2）粒徑分析方法：顆粒分析試驗篩分法（d>0.075mm的土）密度計法（d<0.075mm的土）土的顆粒級配（1）定義7篩分法（d>0.075mm的土）篩分法（d>0.075mm的土）8密度計法（d<0.075mm的土）密度計法（d<0.075mm的土）9（3）顆粒級配的表示方法表示方法：表格法、顆粒累計級配曲線法10-22-0.0750.075-0.005<0.005A09910B066304C445600（3）顆粒級配的表示方法表示方法：表格法、顆粒累計級配曲線法10不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：11不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：12土的顆粒級配指標：不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況，其值越大，表示粒徑分布越不均勻，土級配越好。曲率系數(shù)反映曲線的整體形狀，其值太大或太小，表示可能缺失中間粒徑，級配不連續(xù)，級配差。工程實踐表明，如果只用一個指標評定土的顆粒級配情況是不夠的，應該把兩項指標結合起來才比較完善。當時稱為級配良好的土，若不能同時滿足上述兩個條件，稱為級配不良的土。不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：土的顆粒級配指標：不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況，其值13二、

土中水（1）結合水強結合水、弱結合水（可塑性）（2）自由水重力水（浮力）、毛細水（沼澤、鹽漬）（3）氣態(tài)水（4）固態(tài)水（凍脹和融陷）二、土中水（1）結合水14雙電層結合水概念強結合水、弱結合水雙電層概念雙電層15

1.1.3

土中氣體

土中的氣體存在于土孔隙中未被水所占據(jù)的部位。（1）自由氣體：（2）封閉氣體：增大土的彈性和壓縮性，降低透水性。1.1.3土中氣體土中的氣體161.1.4

土的結構單粒結構

蜂窩結構

絮狀結構土的結構是指土顆粒的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結關系的綜合特征。

砂土以上粉土粘性土1.1.4土的結構單粒結構17a)疏松狀態(tài)的單粒結構b)緊密狀態(tài)的單粒結構

a)疏松狀態(tài)的單粒結構b)緊密狀態(tài)的181.1.5

土的構造層狀構造分散構造裂隙構造1.1.5土的構造層狀構造19課堂小結土的組成及結構構造對土的工程性質有什么影響？思考題1、3課堂小結土的組成及結構構造對土的工程性質有什么影響？201.2.1

土的三相比例指標概述土的物理性質直接反映土的松密、軟硬等物理狀態(tài)，也間接反映土的工程性質。土的松密和軟硬程度主要取決于土的三相各自在數(shù)量上所占的比例。三相指標的定義1.2

土的物理性質指標固相液相氣相土顆粒土中水土中氣1.2.1土的三相比例指標概述1.2土的物理性質指標固相21土顆粒水氣體氣體土顆粒水氣體氣體22三相指標－三個基本試驗指標土的天然密度或天然重度

公式：（t/m3、g/cm3)

(KN/m3)測定：環(huán)刀法、蠟封法、灌砂法、灌水法等氣水土粒mamwmsmVaVwVvVVS三相指標－三個基本試驗指標土的天然密度或天然重度氣水土粒ma23碎石土砂土課件24三相指標－三個基本試驗指標土的含水率（%）

公式：(%)

測定：烘干法、酒精燃燒法微波爐法氣水土粒mamwmsmVaVwVvVVS三相指標－三個基本試驗指標土的含水率（%）氣水土粒mamwm25碎石土砂土課件26三相指標－三個基本試驗指標土粒相對密度ds（土粒比重Gs）

公式：（無量綱）測定：比重瓶法氣水土粒mamwmsmVaVwVvVVS三相指標－三個基本試驗指標土粒相對密度ds（土粒比重Gs）氣27三個基本試驗指標土的天然密度和天然重度公式：

測定：環(huán)刀法、蠟封法、灌砂法、灌水法等土的含水率（%）公式：測定：烘干法、酒精燃燒法土粒相對密度（土粒比重）公式：

測定：比重瓶法

三個基本試驗指標土的天然密度和天然重度281.2.3

其它指標1、土的干密度

和干重度

（g/cm3或t/m3）

(kN/m3)2、土的飽和密度和飽和重度3、土的有效重度(或浮重度)1.2.3其它指標1、土的干密度和干重度2291.2.3

其它指標4、土的孔隙率n5、土的孔隙比e6、土的飽和度Sr

1.2.3其它指標4、土的孔隙率n5、土的孔隙比e6、土的30

指標的換算

土的密度、含水量、土粒比重是通過試驗測定，其他指標可由這三個指標換算得到。指標的換算土的密度、含水量、土粒比重是通過試驗31在進行土的三相指標計算時，可利用表中公式直接計算，也可利用土的各指標的三相比例表達式計算：在三相圖上假定Vs=1(或V=1)，根據(jù)已知條件得到各部分的體積和重力，就可求得其他指標。在進行土的三相指標計算時，可利用表中公式直接計算，也可利用土32例1-1

某原狀土樣經(jīng)試驗測得土的天然重度γ=18.3kN/m3，ds=2.70，ω=20%，求解1：直接利用表中公式計算。例1-1某原狀土樣經(jīng)試驗測得土的天然重度γ=18.3kN/33解2：設V=1，則土的重力W=V=18.3kN例1-1

某原狀土樣經(jīng)試驗測得土的天然重度γ=18.3kN/m3，ds=2.70，ω=20%，求則

解得

則

解得求得三相物質的重力和體積后，就可根據(jù)定義表達式計算其他指標。解2：設V=1，則土的重力W=V=18.3kN例1-1某原34課堂小結掌握土的基本物理狀態(tài)指標及測定會進行土的其他指標的計算思考題4作業(yè)1課堂小結掌握土的基本物理狀態(tài)指標及測定35無粘性土——密實度粘性土的物理特征——界限含水率

第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標無粘性土——密實度第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標36一、

無粘性土的密實度無粘性土顆粒較粗，土粒間無粘結力而呈散粒狀態(tài)，其密實度對它的工程性質有十分重要的影響。a)疏松狀態(tài)的單粒結構b)緊密狀態(tài)的單粒結構

一、無粘性土的密實度無粘性土顆粒較粗，土粒間無粘結力而呈散37一、

無粘性土的密實度（1）天然孔隙比e優(yōu)點：簡單方便缺點：無法反映土的顆粒級配因素0.60.750.85松散中密密實稍密1、砂土的密實度一、無粘性土的密實度（1）天然孔隙比e0.60.750.838（2）相對密實度Dr定義：優(yōu)點：計入土的級配因素，理論上比較完善。缺點：天然孔隙比難以獲取，且emax,emin

的測定受人為的影響較大。（2）相對密實度Dr39用相對密度判斷土的密實狀態(tài)密實狀態(tài)密實中密松散相對密實度Dr1～0.670.67～0.330.33～0用相對密度判斷土的密實狀態(tài)密實狀態(tài)密實中密松散相對密實40（3）標準貫入試驗301510松散中密密實稍密標準貫入試驗錘擊數(shù)N密實度標準貫入試驗錘擊數(shù)N密實度N≤10松散15＜N≤30中密10＜N≤15稍密N＞30密實（3）標準貫入試驗301510松散中密密實稍密標準貫入試驗密412、碎石土的密實度

《建筑地基基礎設計規(guī)范》用重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5來劃分碎石土的密實度。重型圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)N63.5密實度重型圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)N63.5密實度N63.5≤5松散10＜N63.5≤20中密5＜N63.5≤10稍密N63.5＞20密實對于平均粒徑大于50mm或最大粒徑大于100mm的碎石土，根據(jù)《規(guī)范》要求對于這類土可在現(xiàn)場進行觀察，根據(jù)骨架顆粒的含量和排列、可挖性和可鉆性來鑒別。2、碎石土的密實度《建筑地基基礎設計規(guī)范》用重型圓錐動力觸42二、

粘性土的特征指標液限、塑限、縮限塑性指數(shù)液性指數(shù)靈敏度二、粘性土的特征指標液限、塑限、縮限431、界限含水率：液限、塑限、縮限

一、定義液限WL、塑限Wp、縮限Ws二、測定方法塑限是用搓條法測定液限我國采用平衡錐式液限儀測定液塑限聯(lián)合測定法WSWpWL液態(tài)固態(tài)塑態(tài)半固態(tài)01、界限含水率：液限、塑限、縮限一、定義WSWpWL液態(tài)固44液塑限聯(lián)合測定儀液45測試結果整理將試樣調成不同含水率的土樣：3-4mm,7-9mm,15-17mm測定圓錐儀在5s時的下沉深度h及相應的含水率。

h=2mm—塑限ωPh=10mm—10mm液限ωLh=17mm—17mm液限ωL測試結果整理將試樣調成不同含水率的土樣：h=2mm—塑限ωP463、粘性土的可塑性指標塑性指數(shù)IP液性指數(shù)ILIL>1.0

0.75<IL≤1

0.25<IL≤0.75

0<IL≤0.25

IL<0

液性指數(shù)

流塑

軟塑

可塑

硬塑

堅硬

狀態(tài)

3、粘性土的可塑性指標IL>1.00.75<IL≤10.47例題1-2已知某粘性土樣的天然含水率ω=40.3%，塑限ωP=25.2%，液限ωL=47.7%，判斷它所處的狀態(tài)。解該土樣的塑性指數(shù)為IP=ωL-ωP=47.7-25.2=22.5

該土樣的液性指數(shù)為

由于0.25＜IL≤0.75所以該土樣處于可塑狀態(tài)。例題1-248小結掌握砂土和碎石土密實度的判別了解相對密度的概念及測定熟悉液、塑限的測定掌握塑性指數(shù)和液性指數(shù)的計算，會準確判斷粘性土的狀態(tài)小結掌握砂土和碎石土密實度的判別49《建筑地基基礎設計規(guī)范》將土分為巖石碎石土砂土粉土粘土人工填土特殊土1.5

地基巖土的工程分類《建筑地基基礎設計規(guī)范》將土分為1.5地基巖土的工程分類50一、巖石巖石（基巖）是指顆粒間牢固聯(lián)結，形成整體或具有節(jié)理、裂隙的巖體。

巖石堅硬程度的劃分巖體完整程度的劃分巖石風化程度的劃分未風化、微風化完整的硬質巖石是最優(yōu)良的地基，強風化和全風化破碎的軟質巖石工程性質較差。一、巖石巖石（基巖）是指顆粒間牢固聯(lián)結，形成整體或51

巖石堅硬程度的劃分堅硬程度類別堅硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖飽和單軸抗壓強度標準值?rk（Mpa）?rk＞6060≥?rk＞3030≥?rk＞1515≥?rk＞5?rk≤5巖體完整程度的劃分完整程度等級完整較完整較破碎破碎極破碎完整性指數(shù)＞0.750.75～0.550.55～0.350.35～0.15＜0.15巖石堅硬程度的劃分堅硬程度堅硬巖較硬巖52巖石風化程度特征表

風化程度特征未風化結構構造未變，巖質新鮮微風化結構構造、礦物色澤基本未變，部分裂隙面有鐵錳質渲染中風化結構和構造較清晰，巖體被節(jié)理、裂隙分割成塊狀，裂隙中填充少量風化物。錘擊聲脆，且不易擊碎；用鎬難掘，用巖心鉆方可鉆進。強風化結構和構造不甚清晰，礦物成分已顯著變化；巖體被節(jié)理、裂隙分割成碎石狀，碎石用手可以折斷；用鎬可以挖掘，手搖鉆不易鉆進全風化結構和構造完全破壞，礦物成分以次生礦物為主，松散易碎；手搖鉆易鉆進巖石風化程度特征表風化程度特53二、碎石土碎石土是指粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質量的50％的土，按粒徑和顆粒形狀可進一步劃分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。碎石土的密實度可分為松散、稍密、中密和密實。碎石土的強度大，壓縮性小、滲透性大，為良好的地基。二、碎石土碎石土的密實度可分為松散、稍密、中密和密實。54

碎石土分類

土的名稱顆粒形狀粒組含量漂石塊石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于200mm的顆粒含量超過全重的50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于20mm的顆粒含量超過全重的50%圓礫角礫圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50%注：分類時應根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。碎石土分類土的名稱顆粒形狀粒組含量漂石圓形55三、砂土砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的50％、粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重50％的土。砂土按粒組含量可分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂。三、砂土砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的5056

砂土的分類

土名粒組含量礫砂粒徑大于2mm的顆粒含量占全重的25%-50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒含量超過全重的50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒含量超過全重的50%細砂粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的50%注：分類時應根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。砂土的分類土名粒組含量礫砂粒徑大于2mm的57砂土砂土按其密實度分為密實、中密、稍密和松散。砂土的潮濕程度可按飽和度分為飽和、很濕和稍濕三種狀態(tài)。常見的礫砂、粗砂、中砂為良好地基，粉、細砂要具體分析，如為飽和疏松狀態(tài)則為不良地基。砂土砂土按其密實度分為密實、中密、稍密和松散。58四、粉土塑性指數(shù)Ip≤10，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50％的土稱為粉土，其性質介于砂土與粘性土之間。粉土的密實度根據(jù)孔隙比劃分為密實、中密和稍密。粉土的濕度根據(jù)含水量劃分為稍濕、濕和很濕。密實狀態(tài)的粉土性質好，強度高，是良好的地基；飽和稍密的粉土地震時易產(chǎn)生液化，為不良地基。四、粉土塑性指數(shù)Ip≤10，且粒徑大于0.075mm59

粉土密實度分類

孔隙比e密實度e＜0.750.75≤e≤0.90e＞0.9密實中密稍密粉土密實度分類孔隙比e密實度e＜0.75密實60

粉土濕度分類

含水量ω濕度ω＜2020≤ω≤30ω＞30稍濕濕很濕粉土濕度分類含水量ω濕度ω＜20稍濕61

五、粘性土粘性土為塑性指數(shù)Ip>10的土，可按塑性指數(shù)Ip分為粘土和粉質粘土。粘性土的狀態(tài)按液性指數(shù)分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑五種狀態(tài)。密實硬塑狀態(tài)的粘性土為良好地基，疏松流塑狀態(tài)的粘性土為軟弱地基。

土的名稱塑性指數(shù)Ip粘土粉質粘土Ip＞1710＜Ip≤17五、粘性土粘性土為塑性指數(shù)Ip>10的土，可按塑性指數(shù)Ip62六、人工填土人工填土是由于人類活動堆積而成的土。按其成因及堆積物質成分不同可分為以下幾種：素填土：主要由碎石、砂土、粉土、粘性土等組成的填土，經(jīng)分層碾壓或夯實的填土統(tǒng)稱為壓實填土。雜填土：主要為建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物的填土。沖填土：用水力沖填法將水底泥砂等沉積物堆積而成的。人工填土具有不均勻性、低密度性、高壓縮性和低強度，有時具有濕陷性的特點。六、人工填土人工填土是由于人類活動堆積而成的土。按其成因及堆63七、特殊土軟土：是天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0的飽和粘性土。分為淤泥和淤泥質土。軟土地基承載力低、變形大、不均勻變形也大，且變形穩(wěn)定歷時較長。膨脹土：是一種吸水膨脹和失水收縮、具有較大脹縮變形性能，且變形往復的高塑性粘土。建造在膨脹土地基上的建筑物如果不進行地基處理，常會對建筑物造成危害。濕陷性黃土：黃土的浸水濕陷而使建筑物產(chǎn)生不均勻沉陷是造成黃土地區(qū)事故的主要原因。

七、特殊土軟土：是天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1.0的64例題：

已知某土樣，顆粒分析結果如表所示，標貫擊數(shù)N=25，飽和度Sr=50%，確定該土樣的名稱及所處的狀態(tài)。粒徑范圍/mm＞22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.05＜0.05粒組含量(%)3.51215.526.52616.5例題：已知某土樣，顆粒分析結果如表所示，標貫擊數(shù)N=25，65解：（1）確定土樣名稱大于2mm的顆粒占全重的3.5%大于0.5mm的顆粒占全重的15.5%大于0.25mm的顆粒占全重的31%大于0.075mm的顆粒占全重的57.5%由此確定該土為粉砂。（2）確定土的狀態(tài)飽和度Sr=50%，土的濕度狀態(tài)為稍濕。標貫擊數(shù)N=25，15＜N=25≤30，土的密實狀態(tài)為中密。粒徑范圍＞22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.05＜0.05粒組含量3.51215.526.52616.5解：（1）確定土樣名稱粒徑范圍＞22～0.50.5～0.2566本章小結1、土的三相組成、結構構造是影響土的工程性質的主要因素。土的固體顆粒以原生礦物為主，粒徑越粗，棱角越明顯，級配越好，土的工程性質就越好；土的固體顆粒以次生礦物和有機質為主，則土中含粘土礦物越多，土的粘性、塑性和膨脹性也越大，土的工程性質就越差。具有單粒結構的較粗顆粒的土，在其排列密實時，土的強度大，工程性質好；具有蜂窩結構和絮狀結構的粉粒和粘粒土，孔隙大、結構不穩(wěn)定，壓縮性大，工程性質差。本章小結1、土的三相組成、結構構造是影響土的工程性質的67本章小結2、土中水對土的工程性質的影響也很大。特別是對粘性土，土的含水率不同，粘性土的物理狀態(tài)就不同，隨著含水率的增加，粘性土可分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)。處于固態(tài)、半固態(tài)的粘性土工程性質較好，為優(yōu)良地基；處于可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)的粘性土工程性質差，為軟弱地基。本章小結2、土中水對土的工程性質的影響也很大。特別是對68本章小結3、土的基本物理性質指標（又稱試驗指標）為土的含水率、土的密度或土的重度、土粒密度或土粒相對密度（土粒比重）；土的其它物理性質指標有土的干密度和干重度、土的飽和密度和飽和重度、土的有效重度(或浮重度)、土的孔隙率n、土的孔隙比e、土的飽和度Sr。土的基本物理性質指標通過試驗直接測得，土的其它物理性質指標是通過三個試驗指標經(jīng)換算得到的。本章小結3、土的基本物理性質指標（又稱試驗指標）為土的69本章小結4、土的物理狀態(tài)指標為無粘性土的密實度、濕度，粘性土的稠度。它們是定量分析和評價土的工程性質好壞的具體指標。對細顆粒土來說還是進行土的工程分類的主要依據(jù)。本章小結4、土的物理狀態(tài)指標為無粘性土的密實度、濕度，70本章小結5、《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—2002)將作為建筑地基的巖土分成：巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土和特殊土。

本章小結5、《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—71作業(yè)1、3、4作業(yè)1、3、4721

土的物理性能及工程分類

第一節(jié)

土的三相組成第二節(jié)土的結構與構造第三節(jié)土的物理性質指標第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標第五節(jié)地基巖、土的工程分類1土的物理性能及工程分類

第一節(jié)土的三相組成73固體礦物顆粒（固相）土中氣體（氣相）土中水（液相）第一節(jié)

土的組成固體礦物顆粒（固相）土中氣體土中水第一節(jié)土74一、

土的固體顆粒

土的固體顆粒是土的三相組成中的主體，是決定土的工程性質的主要成分。

1.土粒的礦物成分（1）原生礦物:石英、長石、云母—礫石和砂（2）次生礦物：蒙脫石、伊利石和高嶺石--粘性土（3）有機質一、土的固體顆粒土的固體顆粒是土的三相組成中的75次生礦物蒙脫石伊利石高嶺石蒙脫石次生礦物蒙脫石伊利石高嶺石蒙脫石762.土顆粒的大小與形狀基本概念粒組：工程上將各種不同的土顆粒按性質相近的原則劃分為若干組，稱為粒組。粘粉砂礫卵漂0.0050.075220200巨粒粗粒細粒透水性大小粘性小大2.土顆粒的大小與形狀基本概念粘粉砂礫卵漂0.0050.0777土中粒度對土工程性質的影響土中粒度對土工程性質的影響78土的顆粒級配（1）定義自然界的土由多個粒組組成,常用土中各粒組的相對含量（各粒組占土?？傎|量的百分數(shù)）來表示土粒的大小及組成，稱為土的顆粒級配。（2）粒徑分析方法：顆粒分析試驗篩分法（d>0.075mm的土）密度計法（d<0.075mm的土）土的顆粒級配（1）定義79篩分法（d>0.075mm的土）篩分法（d>0.075mm的土）80密度計法（d<0.075mm的土）密度計法（d<0.075mm的土）81（3）顆粒級配的表示方法表示方法：表格法、顆粒累計級配曲線法10-22-0.0750.075-0.005<0.005A09910B066304C445600（3）顆粒級配的表示方法表示方法：表格法、顆粒累計級配曲線法82不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：83不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：84土的顆粒級配指標：不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況，其值越大，表示粒徑分布越不均勻，土級配越好。曲率系數(shù)反映曲線的整體形狀，其值太大或太小，表示可能缺失中間粒徑，級配不連續(xù)，級配差。工程實踐表明，如果只用一個指標評定土的顆粒級配情況是不夠的，應該把兩項指標結合起來才比較完善。當時稱為級配良好的土，若不能同時滿足上述兩個條件，稱為級配不良的土。不均勻系數(shù):曲率系數(shù)：土的顆粒級配指標：不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況，其值85二、

土中水（1）結合水強結合水、弱結合水（可塑性）（2）自由水重力水（浮力）、毛細水（沼澤、鹽漬）（3）氣態(tài)水（4）固態(tài)水（凍脹和融陷）二、土中水（1）結合水86雙電層結合水概念強結合水、弱結合水雙電層概念雙電層87

1.1.3

土中氣體

土中的氣體存在于土孔隙中未被水所占據(jù)的部位。（1）自由氣體：（2）封閉氣體：增大土的彈性和壓縮性，降低透水性。1.1.3土中氣體土中的氣體881.1.4

土的結構單粒結構

蜂窩結構

絮狀結構土的結構是指土顆粒的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結關系的綜合特征。

砂土以上粉土粘性土1.1.4土的結構單粒結構89a)疏松狀態(tài)的單粒結構b)緊密狀態(tài)的單粒結構

a)疏松狀態(tài)的單粒結構b)緊密狀態(tài)的901.1.5

土的構造層狀構造分散構造裂隙構造1.1.5土的構造層狀構造91課堂小結土的組成及結構構造對土的工程性質有什么影響？思考題1、3課堂小結土的組成及結構構造對土的工程性質有什么影響？921.2.1

土的三相比例指標概述土的物理性質直接反映土的松密、軟硬等物理狀態(tài)，也間接反映土的工程性質。土的松密和軟硬程度主要取決于土的三相各自在數(shù)量上所占的比例。三相指標的定義1.2

土的物理性質指標固相液相氣相土顆粒土中水土中氣1.2.1土的三相比例指標概述1.2土的物理性質指標固相93土顆粒水氣體氣體土顆粒水氣體氣體94三相指標－三個基本試驗指標土的天然密度或天然重度

公式：（t/m3、g/cm3)

(KN/m3)測定：環(huán)刀法、蠟封法、灌砂法、灌水法等氣水土粒mamwmsmVaVwVvVVS三相指標－三個基本試驗指標土的天然密度或天然重度氣水土粒ma95碎石土砂土課件96三相指標－三個基本試驗指標土的含水率（%）

公式：(%)

測定：烘干法、酒精燃燒法微波爐法氣水土粒mamwmsmVaVwVvVVS三相指標－三個基本試驗指標土的含水率（%）氣水土粒mamwm97碎石土砂土課件98三相指標－三個基本試驗指標土粒相對密度ds（土粒比重Gs）

公式：（無量綱）測定：比重瓶法氣水土粒mamwmsmVaVwVvVVS三相指標－三個基本試驗指標土粒相對密度ds（土粒比重Gs）氣99三個基本試驗指標土的天然密度和天然重度公式：

測定：環(huán)刀法、蠟封法、灌砂法、灌水法等土的含水率（%）公式：測定：烘干法、酒精燃燒法土粒相對密度（土粒比重）公式：

測定：比重瓶法

三個基本試驗指標土的天然密度和天然重度1001.2.3

其它指標1、土的干密度

和干重度

（g/cm3或t/m3）

(kN/m3)2、土的飽和密度和飽和重度3、土的有效重度(或浮重度)1.2.3其它指標1、土的干密度和干重度21011.2.3

其它指標4、土的孔隙率n5、土的孔隙比e6、土的飽和度Sr

1.2.3其它指標4、土的孔隙率n5、土的孔隙比e6、土的102

指標的換算

土的密度、含水量、土粒比重是通過試驗測定，其他指標可由這三個指標換算得到。指標的換算土的密度、含水量、土粒比重是通過試驗103在進行土的三相指標計算時，可利用表中公式直接計算，也可利用土的各指標的三相比例表達式計算：在三相圖上假定Vs=1(或V=1)，根據(jù)已知條件得到各部分的體積和重力，就可求得其他指標。在進行土的三相指標計算時，可利用表中公式直接計算，也可利用土104例1-1

某原狀土樣經(jīng)試驗測得土的天然重度γ=18.3kN/m3，ds=2.70，ω=20%，求解1：直接利用表中公式計算。例1-1某原狀土樣經(jīng)試驗測得土的天然重度γ=18.3kN/105解2：設V=1，則土的重力W=V=18.3kN例1-1

某原狀土樣經(jīng)試驗測得土的天然重度γ=18.3kN/m3，ds=2.70，ω=20%，求則

解得

則

解得求得三相物質的重力和體積后，就可根據(jù)定義表達式計算其他指標。解2：設V=1，則土的重力W=V=18.3kN例1-1某原106課堂小結掌握土的基本物理狀態(tài)指標及測定會進行土的其他指標的計算思考題4作業(yè)1課堂小結掌握土的基本物理狀態(tài)指標及測定107無粘性土——密實度粘性土的物理特征——界限含水率

第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標無粘性土——密實度第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標108一、

無粘性土的密實度無粘性土顆粒較粗，土粒間無粘結力而呈散粒狀態(tài)，其密實度對它的工程性質有十分重要的影響。a)疏松狀態(tài)的單粒結構b)緊密狀態(tài)的單粒結構

一、無粘性土的密實度無粘性土顆粒較粗，土粒間無粘結力而呈散109一、

無粘性土的密實度（1）天然孔隙比e優(yōu)點：簡單方便缺點：無法反映土的顆粒級配因素0.60.750.85松散中密密實稍密1、砂土的密實度一、無粘性土的密實度（1）天然孔隙比e0.60.750.8110（2）相對密實度Dr定義：優(yōu)點：計入土的級配因素，理論上比較完善。缺點：天然孔隙比難以獲取，且emax,emin

的測定受人為的影響較大。（2）相對密實度Dr111用相對密度判斷土的密實狀態(tài)密實狀態(tài)密實中密松散相對密實度Dr1～0.670.67～0.330.33～0用相對密度判斷土的密實狀態(tài)密實狀態(tài)密實中密松散相對密實112（3）標準貫入試驗301510松散中密密實稍密標準貫入試驗錘擊數(shù)N密實度標準貫入試驗錘擊數(shù)N密實度N≤10松散15＜N≤30中密10＜N≤15稍密N＞30密實（3）標準貫入試驗301510松散中密密實稍密標準貫入試驗密1132、碎石土的密實度

《建筑地基基礎設計規(guī)范》用重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5來劃分碎石土的密實度。重型圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)N63.5密實度重型圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)N63.5密實度N63.5≤5松散10＜N63.5≤20中密5＜N63.5≤10稍密N63.5＞20密實對于平均粒徑大于50mm或最大粒徑大于100mm的碎石土，根據(jù)《規(guī)范》要求對于這類土可在現(xiàn)場進行觀察，根據(jù)骨架顆粒的含量和排列、可挖性和可鉆性來鑒別。2、碎石土的密實度《建筑地基基礎設計規(guī)范》用重型圓錐動力觸114二、

粘性土的特征指標液限、塑限、縮限塑性指數(shù)液性指數(shù)靈敏度二、粘性土的特征指標液限、塑限、縮限1151、界限含水率：液限、塑限、縮限

一、定義液限WL、塑限Wp、縮限Ws二、測定方法塑限是用搓條法測定液限我國采用平衡錐式液限儀測定液塑限聯(lián)合測定法WSWpWL液態(tài)固態(tài)塑態(tài)半固態(tài)01、界限含水率：液限、塑限、縮限一、定義WSWpWL液態(tài)固116液塑限聯(lián)合測定儀液117測試結果整理將試樣調成不同含水率的土樣：3-4mm,7-9mm,15-17mm測定圓錐儀在5s時的下沉深度h及相應的含水率。

h=2mm—塑限ωPh=10mm—10mm液限ωLh=17mm—17mm液限ωL測試結果整理將試樣調成不同含水率的土樣：h=2mm—塑限ωP1183、粘性土的可塑性指標塑性指數(shù)IP液性指數(shù)ILIL>1.0

0.75<IL≤1

0.25<IL≤0.75

0<IL≤0.25

IL<0

液性指數(shù)

流塑

軟塑

可塑

硬塑

堅硬

狀態(tài)

3、粘性土的可塑性指標IL>1.00.75<IL≤10.119例題1-2已知某粘性土樣的天然含水率ω=40.3%，塑限ωP=25.2%，液限ωL=47.7%，判斷它所處的狀態(tài)。解該土樣的塑性指數(shù)為IP=ωL-ωP=47.7-25.2=22.5

該土樣的液性指數(shù)為

由于0.25＜IL≤0.75所以該土樣處于可塑狀態(tài)。例題1-2120小結掌握砂土和碎石土密實度的判別了解相對密度的概念及測定熟悉液、塑限的測定掌握塑性指數(shù)和液性指數(shù)的計算，會準確判斷粘性土的狀態(tài)小結掌握砂土和碎石土密實度的判別121《建筑地基基礎設計規(guī)范》將土分為巖石碎石土砂土粉土粘土人工填土特殊土1.5

地基巖土的工程分類《建筑地基基礎設計規(guī)范》將土分為1.5地基巖土的工程分類122一、巖石巖石（基巖）是指顆粒間牢固聯(lián)結，形成整體或具有節(jié)理、裂隙的巖體。

巖石堅硬程度的劃分巖體完整程度的劃分巖石風化程度的劃分未風化、微風化完整的硬質巖石是最優(yōu)良的地基，強風化和全風化破碎的軟質巖石工程性質較差。一、巖石巖石（基巖）是指顆粒間牢固聯(lián)結，形成整體或123

巖石堅硬程度的劃分堅硬程度類別堅硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖飽和單軸抗壓強度標準值?rk（Mpa）?rk＞6060≥?rk＞3030≥?rk＞1515≥?rk＞5?rk≤5巖體完整程度的劃分完整程度等級完整較完整較破碎破碎極破碎完整性指數(shù)＞0.750.75～0.550.55～0.350.35～0.15＜0.15巖石堅硬程度的劃分堅硬程度堅硬巖較硬巖124巖石風化程度特征表

風化程度特征未風化結構構造未變，巖質新鮮微風化結構構造、礦物色澤基本未變，部分裂隙面有鐵錳質渲染中風化結構和構造較清晰，巖體被節(jié)理、裂隙分割成塊狀，裂隙中填充少量風化物。錘擊聲脆，且不易擊碎；用鎬難掘，用巖心鉆方可鉆進。強風化結構和構造不甚清晰，礦物成分已顯著變化；巖體被節(jié)理、裂隙分割成碎石狀，碎石用手可以折斷；用鎬可以挖掘，手搖鉆不易鉆進全風化結構和構造完全破壞，礦物成分以次生礦物為主，松散易碎；手搖鉆易鉆進巖石風化程度特征表風化程度特125二、碎石土碎石土是指粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質量的50％的土，按粒徑和顆粒形狀可進一步劃分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。碎石土的密實度可分為松散、稍密、中密和密實。碎石土的強度大，壓縮性小、滲透性大，為良好的地基。二、碎石土碎石土的密實度可分為松散、稍密、中密和密實。126

碎石土分類

土的名稱顆粒形狀粒組含量漂石塊石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于200mm的顆粒含量超過全重的50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于20mm的顆粒含量超過全重的50%圓礫角礫圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50%注：分類時應根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。碎石土分類土的名稱顆粒形狀粒組含量漂石圓形127三、砂土砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的50％、粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重50％的土。砂土按粒組含量可分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂。三、砂土砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的50128

砂土的分類

土名粒組含量礫砂粒徑大于2mm的顆粒含量占全重的25%-50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒含量超過全重的50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒含量超過全重的50%細砂粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的50%注：分類時應根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。砂土的分類土名粒組含量礫砂粒徑大于2mm的129砂土砂土按其密實度分為密實、中密、稍密和松散。砂土的潮濕程度可按飽和度分為飽和、很濕和稍濕三種狀態(tài)。常見的礫砂、粗砂、中砂為良好地基，粉、細砂要具體分析，如為飽和疏松狀態(tài)則為不良地基。砂土砂土按其密實度分為密實、中密、稍密和松散。130四、粉土塑性指數(shù)Ip≤10，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50％的土稱為粉土，其性質介于砂土與粘性土之間。粉土的密實度根據(jù)孔隙比劃分為密實、中密和稍密。粉土的濕度根據(jù)含水量劃分為稍濕、濕和很濕。密實狀態(tài)的粉土性質好，強度高，是良好的地基；飽和稍密的粉土地震時易產(chǎn)生液化，為不良地基。四、粉土塑性指數(shù)Ip≤10，且粒徑大于0.075mm131

粉土密實度分類

孔隙比e密實度e＜0.750.75≤e≤0.90e＞0.9密實中密稍密粉土密實度分類孔隙比e密實度e＜0.75密實132

粉土濕度分類

含水量ω濕度ω＜2020≤ω≤30ω＞30稍濕濕很濕粉土濕度分類含水量ω濕度ω＜20稍濕133

五、粘性土粘性土為塑性指數(shù)Ip>10的土，可按塑性指數(shù)Ip分為粘土和粉質粘土。粘性土的狀態(tài)按液性指數(shù)分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑五種狀態(tài)。密實硬塑狀態(tài)的粘性土為良好地基，疏松流塑狀