第一章 土的物理性質(zhì)及工程分類

土的物理性質(zhì)及工程分類第一章對(duì)土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述本章特點(diǎn):看起來零散學(xué)習(xí)要點(diǎn):

理清各節(jié)間聯(lián)系各節(jié)內(nèi)層次

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類土的形成滲透特性變形特性強(qiáng)度特性土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的工程分類決定影響便于研究和應(yīng)用§1-1土的三相組成§1-2土的三相比例指標(biāo)§1-3黏性土的界限含水率§1-4砂土的密實(shí)度§1-5土的工程分類

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用§1-1土的三相組成成土過程§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類土是巖石經(jīng)過風(fēng)化后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物

剝蝕、搬運(yùn)、沉積形成過程形成條件物理力學(xué)性質(zhì)風(fēng)化巖石地球土地球影響§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物在自然界，土的形成過程是十分復(fù)雜的，地殼表層的巖石在陽(yáng)光、大氣、水和生物等因素影響下發(fā)生風(fēng)化作用，使巖石崩解、破碎，經(jīng)流水、風(fēng)、冰川等動(dòng)力搬運(yùn)作用，在各種自然環(huán)境下沉積，形成土體，因此通常說土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。風(fēng)化過程包括物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化，他們經(jīng)常是同時(shí)進(jìn)行而且是互相加劇發(fā)展的進(jìn)程?！?-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類土的形成與風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物活動(dòng)巖石和土的粗顆粒受各種氣候等物理因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運(yùn)動(dòng)過程中因碰撞和摩擦而破碎是顆粒大小發(fā)生量的變化礦物成分與母巖相同，稱

原生礦物產(chǎn)生無黏性土

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物顆粒成分發(fā)生質(zhì)的變化礦物成分與母巖不同，稱

次生礦物形成十分細(xì)微的土顆粒，最主要為黏性顆粒及可溶鹽類土的形成與風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物活動(dòng)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成包括植物、動(dòng)物和土壤微生物的作用可加劇物理和化學(xué)風(fēng)化構(gòu)成土中有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物循環(huán)導(dǎo)致腐殖質(zhì)的形成，改變土壤的結(jié)構(gòu)土的形成與風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物活動(dòng)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成殘積土

無搬運(yùn)運(yùn)積土

有搬運(yùn)搬運(yùn)與沉積母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)殘留在原地的堆積物殘積土強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化微風(fēng)化母巖體顆粒表面粗糙多棱角粗細(xì)不均無明顯層理

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成搬運(yùn)與沉積殘積土

無搬運(yùn)運(yùn)積土

有搬運(yùn)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)所沉積的堆積物坡積土：土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均洪積土：有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)沖積土：渾圓度分選性明顯，土層交迭湖泊沼澤沉積土：含有機(jī)物淤泥，土性差海相沉積物：顆粒細(xì)，表層松軟，土性差冰積土：土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻風(fēng)積土：顆粒均勻，層厚而不具層理

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成土的三相組成碎散:多孔：多相：三相組成又稱三相系。固相—土粒，含有機(jī)質(zhì)；液相—土中水；

氣相—土中氣；二相系飽和土：土中空隙全部為水（固、液兩相）烘干土：土中空隙全部為氣體（固、氣兩相）三相系濕土：（固、液、氣）土的基本特點(diǎn):§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類(一)土的固體顆粒物理狀態(tài)力學(xué)特性顆粒級(jí)配礦物成分顆粒形狀粗粒：塊狀、粒狀細(xì)粒：片狀、針狀§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類1.土的顆粒級(jí)配（粒度成分）顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例狹義的顆粒級(jí)配影響土性的主因用途：給土體定名、分類；選用建筑材料。§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類顆粒大小粒組

按粗細(xì)進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑dmm卵石礫石砂粒粉粒黏粒膠粒6020.050.0050.0020.250.5520粗

中

細(xì)粗

中

細(xì)

極細(xì)0.075粗粒土細(xì)粒土200塊石§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類顆粒級(jí)配（粒度成分）確定方法

篩分法：適用于粗粒土(>0.075mm)

沉降分析法：適用于細(xì)粒土(<0.075mm)——各粒組的相對(duì)含量，用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示表述方法

顆粒級(jí)配累積曲線不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類沉降分析法（常用比重計(jì)法）：

適用于粒徑小于0.075mm的土

比重計(jì)法是利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來確定小于某粒徑的土粒含量。將一定質(zhì)量土浸入水中攪拌成懸液，攪拌停止后，土粒便開始下沉，懸液的濃度隨之發(fā)生變化。利用特制的比重計(jì)，在不同時(shí)刻測(cè)懸液濃度的變化。即可換算出相應(yīng)的粒徑及小于該粒徑的土粒質(zhì)量，繪出級(jí)配曲線。顆粒分析的先進(jìn)方法－激光顆分105.02.01.00.50.250.075200g101618242238721009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）105.01.00.50.0750.050.010.0050.001粒徑(mm)P%958778665536土的顆粒級(jí)配累積曲線沉降分析法粒徑(mm)0.050.010.005百分?jǐn)?shù)P(%)2613.510§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的顆粒級(jí)配累積曲線d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒徑:

d50:平均粒徑d60:控制粒徑d10:有效粒徑d30

:中值粒徑不均勻程度：Cu=d60/d10連續(xù)程度:Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系數(shù)—不均勻系數(shù)Cu

≥5,級(jí)配不均勻粗細(xì)程度：用d50

表示

§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級(jí)配累積曲線d60d10d30曲線d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率:

某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量

陡—相應(yīng)粒組質(zhì)量集中

緩--相應(yīng)粒組含量少

平臺(tái)--相應(yīng)粒組缺乏連續(xù)程度:Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系數(shù)較大顆粒缺少Cc

減小較小顆粒缺少Cc

增大Cc=1~3,級(jí)配連續(xù)性好礫類土砂類土Cc

=1~3級(jí)配良好Cu≥5§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類顆粒級(jí)配曲線橫坐標(biāo)（對(duì)數(shù)坐標(biāo)）表示粒徑，縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土粒占土總重的百分比，由顆粒級(jí)配曲線可求得各粒組的相對(duì)含量。優(yōu)點(diǎn)：這種橫坐標(biāo)可以將粒徑相差上千倍的粗、細(xì)粒含量都表示出來，尤其能把占總重量小，但對(duì)土的性質(zhì)可能有重要影響的微小土粒部分清楚地表達(dá)出來?！?-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配曲線及指標(biāo)的用途：1）粒組含量用于土的分類定名；2）不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：Cu≥5,不均勻土；Cu<5,均勻土3）曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度：Cc

=1~

3,級(jí)配連續(xù)土；Cc>3或Cc<1,級(jí)配不連續(xù)土4）不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc用于判定土的級(jí)配優(yōu)劣：

如果Cu≥5且

Cc

=1~3，級(jí)配良好的土；如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,級(jí)配不良的土§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類顆粒級(jí)配曲線級(jí)配良好：粒徑分布曲線形狀平緩，土粒大小分布范圍廣，土粒大小不均勻。級(jí)配不良：粒徑分布曲線形狀較陡，土粒大小分布范圍窄，土粒均勻不連續(xù)級(jí)配：土中缺乏某些粒徑的土粒，曲線出現(xiàn)水平段。正常級(jí)配：土的顆粒大小分布是連續(xù)的，曲線坡度是漸變的。圖1-4粒徑累計(jì)曲線對(duì)比圖2.礦物成分黏土礦物:由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組合而成§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類硅片的結(jié)構(gòu)§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類鋁片的結(jié)構(gòu)§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類黏土礦物的晶格構(gòu)造高嶺石蒙脫石伊利石粒徑比表面積脹縮性滲透性強(qiáng)度壓縮性大10-20m2/g小大大小中80-100m2/g中中中中小800m2/g大小小大比表面積：?jiǎn)挝毁|(zhì)量土顆粒所擁有的總表面積9克蒙脫土的總表面積大約與一個(gè)足球場(chǎng)一樣大§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類黏土礦物的帶電性質(zhì)研究表明：黏土顆粒的表面電荷，凈電荷通常為負(fù)電荷§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類3.顆粒形狀原生礦物

圓狀、渾圓狀、棱角狀次生礦物

針狀、片狀、扁平狀§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水

結(jié)合水吸附在土顆粒表面的水自由水電場(chǎng)引力作用范圍之外的水土中冰由自由水凍成，凍脹融陷(二)土中水（液相）§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類結(jié)合水排列致密、定向性強(qiáng)密度>1g/cm3冰點(diǎn)處于零下幾十度具有固體的的特性溫度高于100°C時(shí)可蒸發(fā)強(qiáng)結(jié)合水（吸著水）

位于強(qiáng)結(jié)合水之外，電場(chǎng)引力作用范圍之內(nèi)外力作用下可以移動(dòng)不因重力而移動(dòng)，有黏滯性弱結(jié)合水（薄膜水）

§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下可在土中自由流動(dòng)存在于固氣之間在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動(dòng)毛細(xì)上升水：與地下水連通，形成毛細(xì)飽和帶。

毛細(xì)懸掛水：不與地下水連通，存在于粒間孔隙角落。

§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類土中毛細(xì)現(xiàn)象上升高度:πr2hcγw=2πrTcosα毛細(xì)水分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成許多形狀不一、直徑互異、彼此連通的毛細(xì)管毛細(xì)升高與孔徑成反比黏土粉土砂土礫石分析對(duì)象:

水柱§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類對(duì)砂土強(qiáng)度的影響:毛細(xì)邊角水,假凝聚力假定α=0,毛細(xì)壓力2πrTcosα+ucπr2=0毛細(xì)壓力分析對(duì)象:水膜§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類(三)土中氣體自由氣體：與大氣連通，對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：增加土的彈性；阻塞滲流通道§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類五.土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造（一）土的結(jié)構(gòu)

系土粒（集合體）大小、形狀、排列、聯(lián)結(jié)的綜合特征。1、單粒結(jié)構(gòu)

2、蜂窩結(jié)構(gòu)

§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類粗大土粒（緊密和疏松）粉?；蚣?xì)砂粒3、絮狀結(jié)構(gòu)

（二）土的構(gòu)造（土體的宏觀結(jié)構(gòu)）1.層理構(gòu)造：即成層性；2.裂隙性：大大降低土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3.分散構(gòu)造：土層中土粒分布均勻，性質(zhì)相近，如砂與卵石層為分散構(gòu)造。4.結(jié)核狀構(gòu)造：細(xì)粒土中混有粗顆?；虬?，如結(jié)核體、腐殖物、貝殼等。系物質(zhì)成分、顆粒大小相近各部分相互關(guān)系的特征，即同一土層中不同結(jié)構(gòu)部分的相互排列?！?-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類細(xì)小的黏?；蚰z粒

土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相

小結(jié)1.固體顆粒2.土中水3.土中氣體顆粒級(jí)配礦物成分顆粒形狀結(jié)合水(強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水)自由水(重力水、毛細(xì)水)自由氣體封閉氣體§1-1土的三相組成

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成§1-2土的三相比例指標(biāo)§1-3黏性土的界限含水率§1-4砂土的密實(shí)度§1-5土的工程分類

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-2土的三相比例指標(biāo)土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度黏性土的軟硬狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)(三相間的比例關(guān)系)力學(xué)特性影響表示

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類物理性質(zhì)指標(biāo)土的三個(gè)組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系§1-2土的三相比例指標(biāo)密實(shí)程度干濕程度……特點(diǎn):指標(biāo)概念簡(jiǎn)單，數(shù)量很多要點(diǎn)：名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別定義基本方法:三相草圖法

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類三相草圖WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類三相草圖WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積已知關(guān)系五個(gè):共有九個(gè)參數(shù):

VVvVsVaVω

/msmωmam剩下三個(gè)獨(dú)立變量三相草圖法物性指標(biāo)是比例關(guān)系:可假設(shè)任一參數(shù)為1對(duì)于飽和土,Va=0剩下兩個(gè)獨(dú)立變量實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其它指標(biāo)是一種簡(jiǎn)單而實(shí)用的方法§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類基本物理性質(zhì)試驗(yàn)為了確定三相草圖諸量中的三個(gè)量，通常進(jìn)行三個(gè)基本的物理性質(zhì)試驗(yàn)：土的密度試驗(yàn)土粒比重試驗(yàn)土的含水率試驗(yàn)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-2土的三相比例指標(biāo)一.室內(nèi)測(cè)定的三個(gè)物理性質(zhì)指標(biāo)（基本指標(biāo)）WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積----土的密度、土粒的比重、土的含水率土的密度density

土的重度unitweight

γ=ρg工程上更常用,用于計(jì)算土的自重應(yīng)力單位:kg/m3

或g/cm3單位:kN/m3

一般范圍:1.60—2.20

g/cm3定義:單位體積土的質(zhì)量有時(shí)也稱土的天然密度表達(dá)式:相關(guān)指標(biāo):三相草圖有助于直觀理解物性指標(biāo)的概念§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類測(cè)定方法：環(huán)刀法基本試驗(yàn)指標(biāo)-土的密度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積土粒比重（土粒相對(duì)密度）s:

土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量單位:無量綱4?C時(shí)純蒸餾水的密度=1.0g/cm3土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度定義:土粒的密度與4?C時(shí)純蒸餾水的密度的比值表達(dá)式:specificdensityofsolidparticles

§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類基本試驗(yàn)指標(biāo)-土粒比重

測(cè)定方法：比重瓶法，事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量m1。然后把烘干土若干克(ms)裝入空比重瓶?jī)?nèi)，再加純水至滿，稱瓶加水加土的質(zhì)量m2，按下式計(jì)算土粒比重土的名稱砂土粉土黏性土土粒比重2.65－2.692.70－2.712.72－2.76WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積土的含水率watercontent

定義:土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比,

用百分?jǐn)?shù)表示注意:

其實(shí)是含水比,可達(dá)到或超過100％表達(dá)式:§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類基本試驗(yàn)指標(biāo)-含水率測(cè)定方法：烘干法。先稱出天然濕土的質(zhì)量，然后放在烘箱里，在100～105℃下烘干，稱干土的質(zhì)量。

表示土中孔隙含量的指標(biāo)孔隙比voidratio

孔隙率porosity二.導(dǎo)出指標(biāo)關(guān)系:在某種程度上反映土的松密砂類土：28-35%黏性土：30-50%有的可達(dá)60-70%定義:土中孔隙體積與固體顆粒體積之比,無量綱表達(dá)式:WaterAirSoilVaVwVsVvV體積定義:土中孔隙體積與總體積之比,用百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式:Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSoil體積三相草圖可用于確定物性指標(biāo)之間的關(guān)系§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類表示土中含水程度的指標(biāo)含水率飽和度degreeofsaturation

WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積表達(dá)式:定義:土中水的體積與孔隙體積的比值飽和度表示孔隙中充滿水的程度Sr=0:

干土Sr=1:

飽和土§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類表示土中密度和容重的指標(biāo)天然密度干密度飽和密度天然重度干重度有效重度飽和重度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積單位:kg/m3

或g/cm3單位:kN/m3

定義:

土被完全烘干時(shí)的密度,等于單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量表達(dá)式:§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類各種密度重度之間的大小關(guān)系：天然密度干密度飽和密度天然重度干重度有效重度飽和重度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類常用的物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算關(guān)系教科書P14表1-5要點(diǎn)從物理意義上理解指標(biāo)間的關(guān)系不鼓勵(lì)死記硬背必要時(shí)利用三相草圖推導(dǎo)§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類小結(jié)物理性質(zhì)指標(biāo)土的三個(gè)組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系密實(shí)程度干濕程度……特點(diǎn):指標(biāo)概念簡(jiǎn)單，數(shù)量很多要點(diǎn)：名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別定義基本方法:三相草圖法室內(nèi)測(cè)定的三個(gè)物理性質(zhì)指標(biāo)（基本指標(biāo)）土的密度、土粒的比重、土的含水率三相草圖有助于直觀理解物性指標(biāo)的概念其它常用的物理性質(zhì)指標(biāo)表示土中孔隙含量的指標(biāo)表示土中含水程度的指標(biāo)表示土中密度和重度的指標(biāo)三相草圖可用于確定物性指標(biāo)之間的關(guān)系三相草圖法是求取物理性質(zhì)指標(biāo)的簡(jiǎn)單而有效的方法§1-2土的三相比例指標(biāo)

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類例題1.1某工程地基勘探中，取原狀50cm3，重95.15g，烘干后重75.05g，土粒比重為2.67。求：繪制三相比例圖質(zhì)量（g)體積(cm3)m=95.15gV=50cm3ms=75.05gVv

=50－28.11=21.89cm3Va=21.89－20.1=1.79cm3mw

=95.15－75.05=20.1g2、計(jì)算三相比例指標(biāo)=19.39-10=9.39kN/m3質(zhì)量（g)95.1575.0520.120.128.1121.891.79體積(cm3)2、Foragivensoil,theinsituvoidratiois0.72andds=2.61calculatetheporosity,dryunitweight,andthesaturatedunitweight.Whatwouldthemoistunitweightbesoilis60%.Solution:

§1-1土的三相組成§1-2土的三相比例指標(biāo)§1-3黏性土的界限含水率§1-4砂土的密實(shí)度§1-5土的工程分類

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類黏性土的軟硬狀態(tài)也稱稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)與含水率有關(guān)黏性土含水率較硬變軟流動(dòng)一、稠度狀態(tài)與界限含水率§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類塑限ωp液限ωl稠度界限黏性土的稠度反映土中水的形態(tài)固態(tài)或半固態(tài)塑態(tài)

流態(tài)

強(qiáng)結(jié)合水膜最大出現(xiàn)自由水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水稠度狀態(tài)含水率土中水的形態(tài)w§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類縮限測(cè)定方法

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(cè)出干土樣的體積并稱量至0.1克，按下式計(jì)算

收縮皿法塑限測(cè)定方法

即用雙手將天然濕度的土樣搓成小圓球（球徑小于10mm），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滾成小土條，若土條搓到直徑為3mm時(shí)恰好開始斷裂，這時(shí)斷裂土條的含水率就是塑限。（1）搓條法

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(cè)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(duì)數(shù)紙上繪制關(guān)系曲線。入土深度2毫米所對(duì)應(yīng)的含水率為塑限。（二）液塑限聯(lián)合測(cè)定法塑限測(cè)定方法含水率（%）

液限測(cè)定方法

76g圓錐體經(jīng)15秒鐘恰好沉入10mm深度，這時(shí)杯內(nèi)土樣的含水率就是液限WL值。有些研究認(rèn)為沉入17mm深度與碟式結(jié)果同,《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE40-2007）采用100g圓錐體沉入20mm深度。

將碟子抬高10mm，使碟下落，連續(xù)下落25次后，如土槽合攏長(zhǎng)度為13mm，這時(shí)試樣的含水率就是液限。

——吸附結(jié)合水的能力；黏性大??；大致反映黏土顆粒含量

1、塑性指數(shù)常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù)二、稠度指標(biāo)§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類相對(duì)稠度對(duì)于不同的黏土，含水率相同，稠度可能不同液性指數(shù)不同的黏土，ωp、ωl

大小不同定義：2、液性指數(shù)§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類三、稠度狀態(tài)的工程分類IL<0IL=0–1IL>1堅(jiān)硬狀態(tài)可塑狀態(tài)流態(tài)0.00–0.250.25-0.750.75–1.00硬塑可塑軟塑wpwwl黏性土在某含水率范圍內(nèi)，用外力塑成任何形狀而不發(fā)生裂紋，外力移去后仍能保持既得形狀。----可塑性問題：僅適用于重塑土§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類四、反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo)相同含水率、密度1.

黏性土的靈敏度—

St

=原狀土結(jié)構(gòu)性相同含水率密度粉碎重塑重塑土強(qiáng)度降低St11-22-44-88-16>16黏性土不靈敏低靈敏中等靈敏靈敏很靈敏流動(dòng)原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類含水率不變，密度不變，因重塑而強(qiáng)度降低，又因靜置而逐漸強(qiáng)化，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，稱為觸變性。土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的宏觀表現(xiàn)。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標(biāo)。2.黏性土的觸變性

打樁§1-3黏性土的界限含水率

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類emax與emin：最大與最小孔隙比砂土密實(shí)度如何衡量?單位體積中固體顆粒含量的多少優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便缺點(diǎn)：不能反映級(jí)配的影響只能用于同一種土對(duì)策相對(duì)密實(shí)度孔隙比e或孔隙率nemax

=0.35emin

=0.20§1-4無黏性土的密實(shí)度

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類emax:最大孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣通過長(zhǎng)頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動(dòng)和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比emax與emin：最大與最小孔隙比注意：室內(nèi)測(cè)得理論上的最大與最小孔隙比有時(shí)很困難§1-4砂土的密實(shí)度

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類2.砂土的松密標(biāo)準(zhǔn)

判別標(biāo)準(zhǔn)：Dr

=1,最密狀態(tài)

Dr

=0,最松狀態(tài)

Dr≤0.33

,疏松狀態(tài)

0.33<

Dr≤0.67,中密狀態(tài)

Dr>0.67,密實(shí)狀態(tài)相對(duì)密實(shí)度根據(jù)相對(duì)密實(shí)度劃分§1-4砂土的密實(shí)度

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)劃分落距為76cm，重為63.5kg的重錘通過鉆桿把標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中，每打入土中30cm所需的錘擊數(shù)記為N`，進(jìn)行劃分

式中：觸探桿長(zhǎng)度校正系數(shù)

10（5）松散稍密中密密實(shí)§1-4砂土的密實(shí)度

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類

注:括號(hào)內(nèi)數(shù)值為碎石土的判定標(biāo)準(zhǔn)。1、Ifagranularsoiliscompactedtoamoistunitweightof20.45kN/m2atamoistcontentof18%,whatistherelativedensityofthecompactedsoil.Givenemax=0.85,emin=0.42andds=2.65Solution:

compacted粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo):相對(duì)密度Dr

小結(jié)細(xì)粒土的稠度狀態(tài)指標(biāo):液性指數(shù)IL引入定義判別標(biāo)準(zhǔn)稠度界限稠度狀態(tài)含水率土中水的形態(tài)塑性指數(shù)液性指數(shù)引入定義判別標(biāo)準(zhǔn)§1-4砂土的密實(shí)度

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1-1土的三相組成§1-2土的三相比例指標(biāo)§1-3黏性土的界限含水率§1-4砂土的密實(shí)