第一章土的物理性質(zhì)與工程分類

第一章土的物理性質(zhì)與工程分類土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類第一章土的物理性質(zhì)與工程分類1.2土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)1.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)1.4土的物理狀態(tài)1.5土的工程分類1.1土的形成土的物理性質(zhì)與工程分類土力學(xué)與地基基礎(chǔ)1.1土的形成

土是巖石經(jīng)過風(fēng)化后在不同條件下形成的自然產(chǎn)物。巖石地殼運(yùn)動(dòng)、風(fēng)化、剝蝕搬運(yùn)或就地沉積土土的物理性質(zhì)與工程分類土的形成土力學(xué)與地基基礎(chǔ)成巖作用一.風(fēng)化生物風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變粗顆粒原生礦物質(zhì)變細(xì)顆粒次生礦物有機(jī)質(zhì)巖石和土的粗顆粒受各種因素的影響產(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母巖表面和碎散的顆粒受各種因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物各種顆粒立方體扁平狀動(dòng)植物的活動(dòng)、腐爛引起巖石破碎、變質(zhì)土的物理性質(zhì)與工程分類土的形成土力學(xué)與地基基礎(chǔ)二.搬運(yùn)與沉積殘積土顆粒表面粗糙多棱角粗細(xì)不均無層理

母巖經(jīng)風(fēng)化破碎成巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運(yùn)殘留在原地形成的土由上到下依次為：強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化微風(fēng)化母巖體土的物理性質(zhì)與工程分類土的形成土力學(xué)與地基基礎(chǔ)風(fēng)：風(fēng)積土重力:坡積土

流水:洪積土沖積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物冰川:冰積土土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)渾圓度分選性明顯，土層交迭土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻顆粒均勻，層厚而不具層理運(yùn)積土

風(fēng)化形成的土顆粒，受自然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)后沉積的堆積物土的物理性質(zhì)與工程分類土的形成土力學(xué)與地基基礎(chǔ)1.2土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)固體顆粒（固相）土中氣體（氣相）

土中水（液相）構(gòu)成土骨架，對(duì)土起決定作用重要影響次要影響土三相組成圖（平面）土的物理性質(zhì)與工程分類土的三相組成與結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)石英長(zhǎng)石方解石晶體結(jié)構(gòu)一、固體顆粒（固相）土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)高嶺石蒙脫石伊利石蒙脫石和石英石顆粒大小礦物成分/性質(zhì)顆粒形狀原生礦物大石英、長(zhǎng)石、云母等圓狀、渾圓狀、棱角狀次生礦物小主要是黏土礦物針狀、片狀、扁平狀土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)顆粒的礦物成分顆粒性質(zhì)土的物理狀態(tài)和力學(xué)特性顆粒形狀

土顆粒的大小與礦物成分、顆粒性質(zhì)、顆粒形狀之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

因此，要了解土的性質(zhì)，首先應(yīng)掌握土中包含顆粒的大小及其搭配。土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（1）土粒粒組

土粒粒組：工程上通常把大小相近、性質(zhì)相似的土粒劃分為一組。分界粒徑：劃分粒組的分界尺寸。黏粒粉粒砂粒礫粒碎石塊石0.0050.075260200巨粒粗粒細(xì)粒d(mm)土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（2）顆粒分析試驗(yàn)

為了確定各粒組的相對(duì)含量，必須通過試驗(yàn)方法（顆分試驗(yàn)）將各粒組區(qū)分開來，最常用的顆分試驗(yàn)方法有篩分法和密度計(jì)法兩種。土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

適用于粒徑大于0.075mm的土顆粒篩分法

原理：利用一套孔徑由大到小的篩子，將事先稱過質(zhì)量的干試樣放入最上的篩中，經(jīng)過充分震搖后，分別稱量留在各級(jí)篩上的顆粒，算出小于某粒徑的顆粒含量，用以確定土中各粒組的顆粒含量。土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

適用于粒徑不大于0.075mm的土粒密度計(jì)法

原理：密度計(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。主要儀器：密度計(jì)土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

將一定質(zhì)量土粒浸入水中攪拌成懸液，攪拌停止后，土粒開始下沉。利用密度計(jì)，測(cè)不同時(shí)刻懸液的濃度。算出相應(yīng)的粒徑及小于該粒徑的顆粒質(zhì)量。土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（3）顆粒級(jí)配

顆粒級(jí)配：土中各粒組顆粒質(zhì)量占土?？傎|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

顆粒級(jí)配用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中的曲線表示。稱為顆粒級(jí)配曲線。土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)100806040200小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)顆粒級(jí)配曲線土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)特征粒徑:d50:平均粒徑d60:控制粒徑d10:有效粒徑d30

①反映土中包含的顆粒粒組及其百分含量土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)100806040200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)顆粒級(jí)配曲線d60d50d10d30②反映土中顆粒分布情況a.反映土中顆粒大小的不均勻程度用不均勻系數(shù)Cu表示Cu≥5，顆粒大小不均勻Cu大不均勻，有細(xì)粒填空，壓實(shí)密度大Cu小均勻，無細(xì)粒填空，壓實(shí)密度小100806040200105.01.00.50.100.050.010.0050.001d60d10土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)b.反映土中顆粒分布的連續(xù)程度用曲率系數(shù)Cc

表示土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)100806040200105.01.00.50.100.050.010.0050.001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)粒組缺失土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)Cc=1~3Cc小Cc大臺(tái)階分布在d30與d60之間臺(tái)階分布在d10與d30之間100806040200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)d60d10d30顆粒連續(xù)性好土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

顆粒大小不均勻、分布連續(xù)，土的密度較大、工程性質(zhì)較好。規(guī)范規(guī)定：

同時(shí)滿足，級(jí)配良好Cu≥5，顆粒大小不均勻Cc=1~3，顆粒分布連續(xù)Cu

≥5Cc=1~3土的物理性質(zhì)與工程分類土的固相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)0-1土在工程建設(shè)中的作用包括哪三個(gè)方面？0-2與土相關(guān)的三大工程問題是什么？0-3土力學(xué)的形成以什么為標(biāo)志？緒論

知識(shí)點(diǎn)回顧土力學(xué)與地基礎(chǔ)0-1土是怎樣形成的？0-2由巖石僅經(jīng)過物理風(fēng)化會(huì)形成什么土類？0-3由巖石經(jīng)過物理和化學(xué)風(fēng)化會(huì)形成什么土類？

知識(shí)點(diǎn)回顧土力學(xué)與地基礎(chǔ)第一章土的物理性質(zhì)與工程分類0-4土粒分為哪六個(gè)粒組？0-5顆粒級(jí)配試驗(yàn)對(duì)于大于0.075mm粒徑的采用什么方法？0-7顆粒級(jí)配曲線橫坐標(biāo)是什么？縱坐標(biāo)是什么？采用什么坐標(biāo)系？

知識(shí)點(diǎn)回顧土力學(xué)與地基礎(chǔ)0-6顆粒級(jí)配試驗(yàn)對(duì)于小于0.075mm粒徑的采用什么方法？0-8反映顆粒大小不均勻程度用什么指標(biāo)來表示？0-9反映顆粒級(jí)配連續(xù)性程度用什么指標(biāo)來表示？二、土中水（液相）

土的液相是水及各離子的溶液，其含量和性質(zhì)明顯影響土（尤其是黏性土）的工程性質(zhì)。如加水，土的狀態(tài)可由硬變軟，甚至流動(dòng)。土中水重力水毛細(xì)水結(jié)晶水自由水弱結(jié)合水結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)(1)結(jié)晶水結(jié)晶水：土粒礦物結(jié)晶體內(nèi)部的水。

存在礦物結(jié)晶體中的水，只有在高溫（大于105℃）下，才能從礦物中析出，故可將它視作礦物本身的一部分。土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)(2)結(jié)合水

結(jié)合水：受顆粒表面電場(chǎng)作用力吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動(dòng)的水。土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)105oO-2H+H++—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特性溫度100°C時(shí)不蒸發(fā)強(qiáng)結(jié)合水位于強(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o吸力p距離r強(qiáng)弱結(jié)合水自由水土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)水分子和陽(yáng)離子土粒間表現(xiàn)一定的聯(lián)接強(qiáng)度—黏聚力土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)結(jié)合水與土的物理力學(xué)性質(zhì)

弱結(jié)合水越薄，土粒間距越小，引力越高，這時(shí)聯(lián)接性就越強(qiáng)，土粒就越不易發(fā)生移動(dòng)。弱結(jié)合水運(yùn)動(dòng)，引起弱結(jié)合水厚度變化，導(dǎo)致土的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。弱結(jié)合水的運(yùn)動(dòng)同一土粒周圍的運(yùn)動(dòng)不同土粒間的運(yùn)動(dòng)土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)(3)自由水

自由水指土粒表面引力作用范圍以外的水，與普通水一樣，受重力支配，能傳遞靜水壓力并具有溶解作用。自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下在土中自由流動(dòng)存在于固氣之間在重力與表面張力作用下在土粒間孔隙中自由移動(dòng)土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)管hchc：毛細(xì)水上升高度分布在土中相互貫通的孔隙可以看成許多形狀不一、直徑各異、彼此連通的毛細(xì)管土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)張力TTuc水2rTT2πrTcosα+ucπr2=0hcuc=-hcw水壓+-毛細(xì)管中的負(fù)靜水壓力毛細(xì)水壓力2πrTcosα=πr2hc

γw土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)毛細(xì)水對(duì)土性質(zhì)的影響

含水率減小，空氣進(jìn)入土孔隙中，水多集中于顆粒間的縫隙處。空氣水固體顆粒

由于表面張力的作用，會(huì)形成如圖所示的彎液面。彎液面

這是稍濕的砂土顆粒間存在作用力的原因，這種作用力稱為假凝聚力TTTT土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

重力水：在重力作用下能在土中流動(dòng)的自由水。它是土中其它類型水的來源。重力水具有溶解能力，能傳遞靜水和動(dòng)水壓力，并對(duì)土粒起浮力作用。自由水—重力水土的物理性質(zhì)與工程分類土的液相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)與大氣相通易擠出，無影響與大氣不相通（空氣、水氣、天然氣）壓力作用下可壓縮或溶解三、土中氣（氣相）

導(dǎo)致滲透性減小，彈性增大，延長(zhǎng)土壓縮和膨脹變形的時(shí)間。土的物理性質(zhì)與工程分類土的氣相土力學(xué)與地基基礎(chǔ)四、土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)：指土粒的相互排列及粒間聯(lián)結(jié)能力。

土的結(jié)構(gòu)是在成土過程中逐漸形成的，它與顆粒的礦物成份、形狀、沉積條件密切相關(guān)。土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)絮狀結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

單粒結(jié)構(gòu)：由粒徑大于0.075mm的粗大顆粒在水或空氣中下沉形成。

根據(jù)形成條件不同，單粒結(jié)構(gòu)分為疏松狀態(tài)和密實(shí)狀態(tài)。

單粒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：土粒間以點(diǎn)與點(diǎn)的形式接觸。單粒結(jié)構(gòu)—砂土和碎石的主要結(jié)構(gòu)形式土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)疏松狀態(tài)單粒結(jié)構(gòu)—靜水條件下形成的

在荷載作用下，特別是在震動(dòng)荷載作用下，土粒會(huì)向更穩(wěn)定的位置移動(dòng)，使土逐漸密實(shí)，同時(shí)產(chǎn)生較大的變形。

疏松狀態(tài)單粒結(jié)構(gòu)的土，顆粒間距較大，土的密實(shí)性差。土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)密實(shí)狀態(tài)單粒結(jié)構(gòu)—流水條件下形成的密實(shí)狀態(tài)單粒結(jié)構(gòu)的土比較穩(wěn)定，力學(xué)性質(zhì)好。如砂土、礫石等土類的結(jié)構(gòu)特征。土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)蜂窩結(jié)構(gòu)—以粉粒為主的土具有的結(jié)構(gòu)形式

土粒下沉過程中，遇到其他顆粒。因顆粒接觸點(diǎn)引力大于下沉土粒重量，形成鏈環(huán)狀單元，很多這樣的鏈環(huán)狀單元聯(lián)接起來，便形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，蜂窩狀結(jié)構(gòu)常在粉土、黏土類中遇到。蜂窩結(jié)構(gòu)：由粒徑為0.005mm~0.075mm的顆粒形成的結(jié)構(gòu)。土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)絮狀結(jié)構(gòu)—黏土的主要結(jié)構(gòu)形式

微小的黏粒，重量極輕，靠其自重不能在水中下沉或極為緩慢。土粒表面常帶同號(hào)電荷，因而懸浮在水中作布朗運(yùn)動(dòng)，不能相互碰撞結(jié)成顆粒團(tuán)下沉。絮狀結(jié)構(gòu)：由粒徑小于0.005mm的顆粒形成的結(jié)構(gòu)。土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

孔隙大，強(qiáng)度低、壓縮性高、對(duì)擾動(dòng)比較敏感，土粒間的聯(lián)接強(qiáng)度會(huì)由于壓密和膠結(jié)作用而逐漸得到加強(qiáng)。

在懸液介質(zhì)的電解質(zhì)濃度發(fā)生變化時(shí)，土表面的弱結(jié)合水厚度減薄，運(yùn)動(dòng)著的黏粒相互聚合，以面對(duì)邊或者面對(duì)角的形式接觸，并凝結(jié)成絮狀物下沉。土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類土的結(jié)構(gòu)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)1.3土的物理性質(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)系作用反映土的松密、干濕、輕重程度。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。定義要點(diǎn)土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)空氣

Air水

Water固體

Solidma≈0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積一、指標(biāo)的定義三相草圖物理量關(guān)系:土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土粒相對(duì)密度（土粒比重）ds定義：土粒質(zhì)量與同體積純水在4℃時(shí)的質(zhì)量之比。單位：無表達(dá)式：黏粒2.72~2.76砂粒2.65~2.69粉粒2.70~2.71常見值：ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的含水率w定義：土中水質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)計(jì)

。砂土0~40%黏土類3~100%，甚至更大單位：無常見值：表達(dá)式：ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的密度ρ（重度γ）定義：?jiǎn)挝惑w積土的質(zhì)量。砂土1.6~2.0g/cm3黏性土1.8~2.0g/cm3單位：kg/m3或g/cm3kN/m3或N/cm3常見值：表達(dá)式：ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的孔隙比e砂土0.3~0.9單位：無常見值：表達(dá)式：定義：土孔隙體積與土粒體積之比，以小數(shù)表示。黏性土0.4~1.2ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的孔隙率n砂土28~35%單位：無常見值：表達(dá)式：定義：土孔隙體積與土總體積之比。黏性土28~70%ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的飽和度Sr干土0單位：無常見值：表達(dá)式：定義：土中含水的體積與孔隙體積之比。飽和土100%ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的干密度ρd（重度γd）

單位：g/cm3

kN/m3常見值：表達(dá)式：定義：?jiǎn)挝煌馏w積內(nèi)土粒的質(zhì)量。1.3~1.8g/cm3ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的飽和密度ρsat（重度γsat）

常見值：表達(dá)式：1.8~2.3g/cm3定義：土孔隙完全被水充滿時(shí)單位體積的質(zhì)量。單位：g/cm3

kN/m3ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的有效密度ρ′（重度γ′）表達(dá)式：定義：在自由水面下土單位體積內(nèi)的有效質(zhì)量。單位：g/cm3

kN/m3常見值：0.8~1.3g/cm3ms固體Solid水Water空氣Airmwmma=0VsVwVaVvV土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（定義）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)二、指標(biāo)的確定

一類是必須通過試驗(yàn)測(cè)定的：有含水率、密度和土粒比重，稱為基本指標(biāo)；

一類是根據(jù)直接指標(biāo)換算的：有孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為換算指標(biāo)。

土的物理性質(zhì)指標(biāo)分為兩類：土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)基本指標(biāo)—土的含水率w

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。損失的即為水的質(zhì)量。土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)基本指標(biāo)—土的密度ρ

環(huán)刀法：環(huán)刀容積一定，稱出環(huán)刀中土的質(zhì)量。土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)基本指標(biāo)—土粒相對(duì)密度ds試驗(yàn)方法：比重瓶法主要設(shè)備土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量m1，測(cè)量液體溫度；然后把烘干土若干克(ms)裝入空比重瓶?jī)?nèi)，再加滿純水，稱瓶加水加土的質(zhì)量m2，測(cè)量液體溫度；m1=m瓶+mw1m2=m瓶+mw2+ms前后2次液體溫度應(yīng)絕對(duì)相等土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)Vw=mw1-mw2=Vsρwt計(jì)算土粒的相對(duì)密度m1+ms-m2=mw1-mw2ds=ms·ρwtm1+ms-m2ρw4℃ds=msVs×ρw4℃土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)換算指標(biāo)—指標(biāo)間的換算土粒水氣土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)依據(jù)各指標(biāo)的定義可得到其計(jì)算式土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)也可以推導(dǎo)各指標(biāo)間的其他關(guān)系：土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)（確定）土力學(xué)與地基基礎(chǔ)【例】一體積為150cm3的土樣，濕土質(zhì)量270g，烘干后質(zhì)量為204g，土粒相對(duì)密度ds=2.67，求該試樣的密度、含水率、孔隙比和飽和度。【解】由題意知：土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)則該試樣的密度：含水率：孔隙比：飽和度：土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)1.4土的物理狀態(tài)土的存在形式土的物理狀態(tài)影響力學(xué)特性砂土的松密程度黏性土的干濕/軟硬程度分別對(duì)黏性土、砂土進(jìn)行研究土的物理性質(zhì)與工程分類土的物理狀態(tài)指標(biāo)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)一、黏性土的稠度

指黏性土在某一含水率下對(duì)外界引起的變形或破壞的抵抗能力，是黏性土最主要的物理狀態(tài)。定義：黏性土：以細(xì)粒組顆粒為主形成的土。土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)自由水（1）黏性土的稠度狀態(tài)弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水土粒水將土粒分開土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土顆粒自由水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水稠度狀態(tài)流態(tài)含水率大小弱結(jié)合水可塑態(tài)強(qiáng)結(jié)合水半固態(tài)強(qiáng)結(jié)合水

固態(tài)體積不再收縮，空氣進(jìn)入土體黏性土的稠度反映土中水的形態(tài)wv弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水土中水的形態(tài)自由水土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)界限含水率稠度狀態(tài)流態(tài)可塑態(tài)半固態(tài)

固態(tài)含水率大小縮限ws液限wL弱結(jié)合水上限塑限wp強(qiáng)結(jié)合水上限（2）黏性土的界限含水率土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（3）黏性土界限含水率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定液塑限聯(lián)合測(cè)定法。測(cè)定方法：測(cè)定儀器：土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

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，分別測(cè)定圓錐在自重作用下經(jīng)5秒沉入試樣的深度。實(shí)驗(yàn)測(cè)定：

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)坐標(biāo)上繪制關(guān)系曲線。圓錐入土深度（mm）土的含水率土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

入土深度17mm所對(duì)應(yīng)的含水率為液限wL。

入土深度2mm所對(duì)應(yīng)的含水率為塑限wP；在關(guān)系曲線查找圓錐入土深度（mm）土的含水率土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)吸附弱結(jié)合水的能力塑性指數(shù)(4)黏性土的可塑性

外力作用可改變其形狀，而不改變其體積，但外力卸除后仍能保持既得形狀的性質(zhì)。定義：反映指標(biāo)：省去%土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

塑性指數(shù)：表示處于可塑狀態(tài)時(shí)土的含水率變化幅度。

塑性指數(shù)是反映黏性土性質(zhì)的一個(gè)綜合性指標(biāo)。一般地，塑性指數(shù)越大，土的黏粒含量越高，所以常用作黏性土分類的依據(jù)。土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)(5)黏性土的堅(jiān)硬狀態(tài)即使含水率相同，堅(jiān)硬狀態(tài)可能不同對(duì)不同的黏性土，wp、wL大小不同含水率可反映黏性土的堅(jiān)硬狀態(tài)問題：液性指數(shù)狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑液性指數(shù)IlIl≤00＜Il≤0.250.25＜Il≤0.750.75＜Il≤1.0Il＞1.0土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

由于液限和塑限都是用擾動(dòng)土測(cè)定的，土的結(jié)構(gòu)已徹底破壞，而天然土一般在自重作用下存在了很長(zhǎng)時(shí)間，獲得一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以至土的天然含水率大于它的液限也未必發(fā)生流動(dòng)。含水率大于液限只意味著：若土的結(jié)構(gòu)破壞，它將轉(zhuǎn)變?yōu)轲酀{。注意：液性指數(shù)僅適用于判斷重塑土的狀態(tài)土的物理性質(zhì)與工程分類黏性土的稠度狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)二、無黏性土的密實(shí)度

無黏性土的松密程度對(duì)其工程性質(zhì)影響很大。

土的密實(shí)程度越高，壓縮性越小，其工程特性越好；

孔隙比在一定程度上可反映無黏性土的密實(shí)度。土的物理性質(zhì)與工程分類無黏性土的密室狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)emin

=0.35emin

=0.20但孔隙比不能反映顆粒級(jí)配對(duì)土密實(shí)程度的影響。相對(duì)密度Dremax最大孔隙比（最疏松狀態(tài)的孔隙比）。emin最小孔隙比（最緊密狀態(tài)的孔隙比）。土的物理性質(zhì)與工程分類無黏性土的密室狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)密實(shí)的砂土的密實(shí)度狀態(tài)劃分為下列三種：中密的松散的注意：室內(nèi)測(cè)得理論上的最大與最小孔隙比有時(shí)很困難。土的物理性質(zhì)與工程分類無黏性土的密室狀態(tài)土力學(xué)與地基基礎(chǔ)1.5土的工程分類目的：依據(jù)：便于研究、交流及應(yīng)用反映土物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)定義：是將工程性質(zhì)相近的土歸為一類粗顆粒形成的土主要按顆粒組成進(jìn)行分類細(xì)顆粒形成的土按塑性指數(shù)進(jìn)行分類土的物理性質(zhì)與工程分類土的工程分類土力學(xué)與地基基礎(chǔ)

我國(guó)的分類方法至今尚未統(tǒng)一，不同的部門根據(jù)各自行業(yè)特點(diǎn)規(guī)定了各自的分類標(biāo)準(zhǔn)?！锻恋墓こ谭诸悩?biāo)準(zhǔn)》（GB/T50145-2007）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）土的物理性質(zhì)與工程分類土的工程分類土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（GB/T50145-2007）標(biāo)準(zhǔn)分類法分類依據(jù)有機(jī)質(zhì)、顆粒組成、IP、wLB—漂石；Cb—卵石；G—礫；S—砂；M—粉土；C—黏土；F—細(xì)粒土（C與M的合稱）；SI—混合土（粗、細(xì)粒土合稱）；O—有機(jī)質(zhì)土。H—高液限；L—低液限；W—級(jí)配良好；P—級(jí)配不良好。分類符號(hào)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土名表示：1個(gè)符號(hào)：直接表示土的名稱；2個(gè)符號(hào)：第1個(gè)表示土的主成分，第2個(gè)表示土的特性或次成分；3個(gè)符號(hào)：第1個(gè)表示土的主成分，第2個(gè)表示土的特性，第3個(gè)表示土的次要成分。土名名稱：將表示土名的符號(hào)按從后到前的順序依次讀出。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法分類方法—無機(jī)土（工程用土）的分類依據(jù)顆分試驗(yàn)測(cè)土中各粒組的百分含量；1.依據(jù)粒組含量劃分土的大類；

若＞

60mm巨粒粒組含量＞

15%，該土為巨粒類土；若土中有機(jī)質(zhì)含量不小于5%，該土為有機(jī)土。土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法

若＞60mm的巨粒粒組含量≤15%，將＞60mm的顆?？鄢?。

以≤60mm的顆粒為整體，若＞0.075mm的顆粒含量＞50%，該土為粗粒類土；

以≤60mm的顆粒為整體，若＞0.075mm的顆粒含量≤50%，該土為細(xì)粒類土；土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法2.巨粒類土的分類；巨粒土和含巨粒土的分類土類粒組含量土代號(hào)土名稱巨粒土巨粒含量75%~100%漂石含量大于卵石含量漂石含量不大于卵石含量BCb漂石（塊石）卵石（碎石）混合巨粒土50%＜巨粒含量≤75%漂石含量大于卵石含量漂石含量不大于卵石含量BSICbSI混合土漂石混合土卵石巨?；旌贤?5%＜巨粒含量≤50%漂石含量大于卵石含量漂石含量不大于卵石含量SIBSICb漂石混合土卵石混合土土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法3.粗粒類土的分類；

在粗粒類土中，若礫粒含量大于砂粒含量，該土為礫類土，按下表分類；土類粒組含量土代號(hào)土名稱礫細(xì)粒含量＜5%級(jí)配：Cu≥5、Cc=1~3GW級(jí)配良好礫級(jí)配：不能同時(shí)滿足上述要求GP級(jí)配不良礫含細(xì)粒土礫5%≤細(xì)粒含量＜15%GF含細(xì)粒土礫細(xì)粒土質(zhì)礫15%≤細(xì)粒含量＜50%細(xì)粒為黏粒GC黏土質(zhì)礫細(xì)粒為粉粒GM粉土質(zhì)礫土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法

在粗粒類土中，若礫粒含量不大于砂粒含量，該土為砂類土，按下表分類；土類粒組含量土代號(hào)土名稱砂細(xì)粒含量＜5%級(jí)配：Cu≥5、Cc=1~3SW級(jí)配良好砂級(jí)配：不能同時(shí)滿足上述要求SP級(jí)配不良砂含細(xì)粒土砂5%≤細(xì)粒含量＜15%SF含細(xì)粒土砂細(xì)粒土質(zhì)砂15%≤細(xì)粒含量＜50%細(xì)粒為黏粒SC黏土質(zhì)砂細(xì)粒為粉粒SM粉土質(zhì)砂土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的物理性質(zhì)與工程分類GB/T50145-2007分類法4.細(xì)粒類土的分類；細(xì)粒類土按塑性圖進(jìn)行分類；501004530150液限含水率wL(%)塑性指數(shù)IP60B線：wL=50%BCCHHLLMM塑性圖A線：IP=0.73(wL-20)AIP=7土力學(xué)與地基