第1章 土的工程性質(zhì)及工程分類

第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1.1土的形成、組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造§1.2土的三相比例指標(biāo)§1.3土的水理性質(zhì)§1.4土的擊實(shí)性§1.5土的工程分類和特殊土的工程地質(zhì)特征目錄§1.1土的形成、組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的形成影響從而決定土的滲透特性；變形特性及強(qiáng)度特性土——地殼中原來(lái)地球外殼整體堅(jiān)硬的巖石，經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積，形成固體礦物、水和氣體的集合體稱為土。土體——土經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期搬運(yùn)、沉積等地質(zhì)作用后，形成不同地史時(shí)期的土層。土是巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化的產(chǎn)物形成過(guò)程形成條件物理力學(xué)性質(zhì)影響§1.1.1土的形成一、風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化無(wú)粘性土原生礦物粘性土次生礦物生物風(fēng)化礦物成分沒有發(fā)生變化§1.1.1土的形成根據(jù)土的形成條件：殘積土坡積土洪積土沖積土湖積土海積土風(fēng)積土冰積土§1.1.1土的形成運(yùn)積土有搬運(yùn)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，土層交迭含有機(jī)物淤泥，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻顆粒均勻，層厚而不具層理§1.1.1土的形成搬運(yùn)、沉積條件：通常流水搬運(yùn)沉積的土優(yōu)于風(fēng)力搬運(yùn)沉積的土。沉積年代：通常土的沉積年代越長(zhǎng)，土的工程性質(zhì)越好。沉積的自然地理環(huán)境：自然地理環(huán)境不同，所生成的土的工程特性也會(huì)有較大差異。土的生成與工程特性的關(guān)系氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用土的組成§1.1.2土的組成1、顆粒大小—粒組劃分粒組土粒按其大小分為若干粒經(jīng)范圍每一區(qū)段范圍為一組，稱為粒組§1.1.2.1土中固體顆粒2、土粒粒度分析---顆粒級(jí)配顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例1.2.1土粒的粒度成分粒組與粒組之間的分界尺寸稱為界限粒徑。顆粒級(jí)配

——各粒組的相對(duì)含量，用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示確定方法

篩分法：適用于粗粒土(>0.075

mm)

沉降分析法：適用于細(xì)粒土(<0.075

mm)表述方法

顆粒級(jí)配累積曲線1.2.1土粒的粒度成分篩分法（d>0.075mm的土）105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%9587786655361009080706050403020100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)土的粒徑級(jí)配累積曲線試驗(yàn)結(jié)果可繪制在半對(duì)數(shù)紙上縱坐標(biāo)：小于某粒徑的土粒含量；橫坐標(biāo)：使用對(duì)數(shù)尺度表示土的粒徑，可以把粒徑相差上千倍的粗粒都表示出來(lái)，尤其能把占總重量少，但對(duì)土的性質(zhì)可能有重要影響的顆粒部分清楚地表達(dá)出來(lái)。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d60d50d10d30特征粒徑:

d50:平均粒徑d60:限定粒徑/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,Cu

>10,級(jí)配良好Cu≤5,均粒土，屬級(jí)配不良。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)Cc=1~3,級(jí)配連續(xù)性好，否則級(jí)配不良。粒徑級(jí)配判定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)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。5）顆粒級(jí)配曲線較平緩,土粒粒徑范圍廣,粒徑大小相差懸殊;曲線較陡,土粒粒徑范圍窄,粒徑較均勻。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。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。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，土粒均勻定義：?jiǎn)挝惑w積或單位質(zhì)量固體顆粒表面積的總和。土粒的比表面積與粒徑d成反比，土粒愈小比表面積大。土體表面積增大，表面能加強(qiáng)，土粒與周圍介質(zhì)（液體、氣體）之間的作用（物理、化學(xué)）增強(qiáng)，從而使得土的性質(zhì)變化很大。1.2.2土粒的礦物成分次生礦物：是原生礦物在一定氣候條件下巖屑經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，使其進(jìn)一步分解而形成一些顆粒更細(xì)小的新礦物，其成分與母巖不同。主要是粘土礦物，包括三種類型：高嶺石、伊利石、蒙脫石……有機(jī)質(zhì)：是土中動(dòng)植物殘骸在微生物作用下分解形成的產(chǎn)物。原生礦物：由巖石經(jīng)物理風(fēng)化破碎而成，其成分沒有發(fā)生變化，與母巖相同。石英、長(zhǎng)石、云母……

蒙脫石

伊利石

高嶺石蒙脫石顆粒形狀及吸水性次生礦物

針狀、片狀、扁平狀，性質(zhì)活潑，有

較強(qiáng)的吸附水能力（尤其是由蒙脫石

組成的顆粒），具塑性。原生礦物

圓狀、渾圓狀、棱角狀，吸附水的能

力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無(wú)塑性。物理風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生量的變化巖石物理分化化學(xué)分化土化學(xué)風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化粘土顆粒性質(zhì)土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí)，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物，它的成分成分與母巖的完全不同。顆粒極細(xì)，性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的吸附水能力，具塑性。顆粒通常是由一種或幾種原生礦物所組成，它的成分成分與母巖的相同，顆粒一般較粗，吸附水的能力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無(wú)塑性。原生礦物次生礦物土粒的大小及其組成結(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1.1.2.2土中水結(jié)合水強(qiáng)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特性溫度高于100°C時(shí)可蒸發(fā)沒有溶解鹽類的能力有極大的粘滯性、彈性和抗剪強(qiáng)度不能傳遞靜水壓力弱結(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)不能自由流動(dòng)，外力作用下可以移動(dòng)不因重力而移動(dòng)，有粘滯性結(jié)合水自由水重力水毛細(xì)水存在于透水土層中的地下水，在重力或壓力差作用下運(yùn)動(dòng)的自由水。受到水與空氣交界面處表面張力作用，位于地下水位以上，保持在土的毛細(xì)孔隙中的水，受毛細(xì)作用而上升。主要存在于粉細(xì)砂與粉土中。自由水固態(tài)水特點(diǎn):

1.水結(jié)冰后體積膨脹，同時(shí)由于水分遷移和補(bǔ)給，在土層中會(huì)形成冰層或透鏡體。

2.固態(tài)水在土中起著暫時(shí)的膠結(jié)作用，提高土的力學(xué)強(qiáng)度，降低透水性。

3.溫度升高后，冰層解凍為液態(tài)水，使土的強(qiáng)度急劇降低，壓縮性增大，土的性質(zhì)顯著惡化，如處于地下水以上的某些公路路面在開春后的翻漿現(xiàn)象就是一例。1.1.2.3土中氣成因：除來(lái)自空氣外，也可由生物化學(xué)作用和化學(xué)反應(yīng)所生成。分類吸附氣體：土粒分子引力作用能吸附氣體。溶解氣體：CO2、O2、H2O、H2、Cl2、CH4。自由氣體：與大氣連通，通常在土層壓縮時(shí)即逸出，常見于粗粒土中。封閉氣體：土中氣體與大氣隔絕而形成的封閉氣泡。增加了土的彈性。土顆?；蛄F(tuán)的空間排列和相互聯(lián)結(jié)1.1.3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造力學(xué)特性土的結(jié)構(gòu)重塑土的強(qiáng)度原狀土的強(qiáng)度<土的構(gòu)造+同一土層中物質(zhì)成分、顆粒大小相近的各部分之間的相互關(guān)系的特征影響1、土粒間的作用力

重力毛細(xì)力膠結(jié)力顆粒表面力

——土顆粒的自重形成的方向向下的力——

砂土——土中毛細(xì)作用形成的力——

細(xì)砂、粉土——土粒間的膠體物質(zhì)產(chǎn)成的作用力——

粘土——

粘土——庫(kù)侖力：——范德華力：顆粒表面的靜電引力或斥力顆粒接觸點(diǎn)處的分子間引力---粗粒土的結(jié)構(gòu)粒間作用力排列形式礦物成分單粒結(jié)構(gòu)示意圖重力，毛細(xì)力點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與面原生礦物2、土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：土粒間存在點(diǎn)與點(diǎn)的接觸，隨著它的形成條件的不同，可形成密實(shí)的或者疏松的狀態(tài)。

疏松狀態(tài)：在荷載作用下，特別是在震動(dòng)荷載作用下會(huì)使土粒移向更穩(wěn)定的位置而更加密實(shí)，同時(shí)產(chǎn)生較大的變形密實(shí)狀態(tài)：比較穩(wěn)定，力學(xué)性質(zhì)好，粗砂土如砂土、礫石等土類的結(jié)構(gòu)特征單粒結(jié)構(gòu)---細(xì)砂、粉粒土的結(jié)構(gòu)粒間作用力排列形式礦物成分蜂窩結(jié)構(gòu)重力，表面力蜂窩狀主要是原生礦物土粒下沉過(guò)程中，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(lái)，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、粘土類中遇到絮狀結(jié)構(gòu)

微小的粘粒，重量極輕，靠其自重在水中下沉，極為緩慢，土粒表面常帶有同號(hào)電荷，因而懸浮在水中作分子熱運(yùn)動(dòng)，不能相互碰撞結(jié)成粒團(tuán)下沉。在懸液介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，土表面的弱吸著水厚度減薄，運(yùn)動(dòng)著的粘粒相互聚合，以面對(duì)邊或者面對(duì)角的接觸，并凝結(jié)成絮狀物下沉?？紫逗艽?，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)。---細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)粒間作用力形成環(huán)境排列形式礦物成分表面力、膠結(jié)力（斥力減小引力增加）

示意圖表面力、膠結(jié)力（粒間斥力占優(yōu)勢(shì)）

淡水中沉積海水中沉積次生礦物次生礦物天然條件下，可能是多種組合，或者由一種結(jié)構(gòu)過(guò)渡向另一種結(jié)構(gòu)。面與面邊、角與面邊、角與邊絮狀結(jié)構(gòu)3、土的構(gòu)造類型層狀構(gòu)造分散構(gòu)造裂隙狀構(gòu)造結(jié)核狀構(gòu)造1.2土的三相比例指標(biāo)

概念所謂土的物理性質(zhì)就是表示土中三相比例關(guān)系的一些物理量。土的物理性質(zhì)指標(biāo)不僅可以描述土的物理性質(zhì)和它所處的狀態(tài)，而且在一定程度上反映了土的力學(xué)性質(zhì)。

土的物理性質(zhì)指標(biāo)的分類一類是必須通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的，如含水量（率）、土的天然密度和土粒相對(duì)密度（比重），稱為直接指標(biāo)；一類是根據(jù)直接指標(biāo)換算的，如孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為間接指標(biāo)

土的干密度公式：ρ

d=Ms/V飽和密度公式：ρsat＝(ms+Vv×ρw)/V土的浮密度（有效密度）

公式：ρ’=ρsat-ρw土的孔隙比公式：e=Vv/Vs土的孔隙率公式：N=Vv/V×100％土的飽和度公式：Sr=Vw/Vv×100％土的三相圖為便于說(shuō)明這些物理性質(zhì)指標(biāo)的定義和它們的換算關(guān)系，常用三相圖表示土體內(nèi)三相的相對(duì)含量。土顆粒水氣體氣體試驗(yàn)直接測(cè)定的物理性質(zhì)指標(biāo)

～土的密度ρ和容重γ密度單位體積土的質(zhì)量，用ρ表示定義：?jiǎn)挝唬篗g/m3或g/cm3表達(dá)式：容重定義：?jiǎn)挝惑w積土的重量，用γ表示單位：KN/m3表達(dá)式：土的密度ρ和容重γ測(cè)定方法：環(huán)刀法土粒的比重（相對(duì)密度）Gs定義：土的質(zhì)量（或重量）與同體積標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下[一個(gè)大氣壓，4℃]

純水的質(zhì)量（或重量）之比（無(wú)因次）表達(dá)式：s:

土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量土的比重Gs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)算土粒比重土的比重Gs土的含水率（含水量）

含水率：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示

表達(dá)式：

注意:其實(shí)是含水比,可達(dá)到或超過(guò)100％土的含水率測(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。

間接換算的物理性質(zhì)指標(biāo)

~土的孔隙比e定義：土中孔隙的體積與土粒的體積之比，以小數(shù)表示表達(dá)式：

土中孔隙率n定義：土中的孔隙的體積與土的總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式：

無(wú)粘性土的相對(duì)密實(shí)度對(duì)無(wú)粘性土來(lái)說(shuō)，土體的松密程度對(duì)土的工程性質(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；土的密實(shí)程度越低，壓縮性越大，其工程特性越差。描述土的松緊程度的指標(biāo)有干密度和孔隙比，密實(shí)度在一定程度上可用其孔隙比來(lái)反映無(wú)粘性土的相對(duì)密實(shí)度無(wú)粘性土的孔隙比的范圍受土粒的大小、形狀和級(jí)配的影響很大。因此即便兩種無(wú)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)。在工程上一般用相對(duì)密實(shí)度Dr來(lái)衡量無(wú)粘性土的松密程度。它是用無(wú)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)。相對(duì)密實(shí)度Dr定義（理論表達(dá)式）定義（實(shí)用表達(dá)式）emax無(wú)粘性土處于最松狀態(tài)時(shí)的孔隙比，可由其最小干密度換算

emin無(wú)粘性土處于最密狀態(tài)時(shí)的孔隙比，可由其最大干密度換算e無(wú)粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比ρdmax無(wú)粘性土的最大干密度ρdmin無(wú)粘性土的最小干密度

ρd無(wú)粘性土的天然干密度或填筑干密度相對(duì)密實(shí)度Dr無(wú)粘性土處于最密實(shí)的狀態(tài)

無(wú)粘性土處于最疏松的狀態(tài)

在工程上，用相對(duì)密實(shí)度劃分無(wú)粘性土狀態(tài)如下：

疏松中密密實(shí)土的飽和度Sr定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式：

飽和度表示孔隙中充滿水的程度Sr=0:干土Sr=1:飽和土干密度ρd干容重γd

定義：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒的質(zhì)量或重量表達(dá)式：

干密度ρd干容重γd土烘干，體積要減小，因而土的干密度不等于烘干土的密度。土的干密度或干容重是評(píng)價(jià)土密實(shí)程度的指標(biāo)，干密度或干容重越大表明土越密實(shí)，反之越疏松。常用它來(lái)控制填土工程的施工質(zhì)量。飽和密度ρsat與飽和容重γsat

定義：土中孔隙完全被水充滿，土處于飽和狀態(tài)時(shí)單位體積土的質(zhì)量或重量表達(dá)式：

浮密度

與浮容重

定義：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差表達(dá)式：

各種密度之間的比較（一）孔隙比與孔隙率的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則由e=Vv/V可知，孔隙的體積Vv為e，土體的體積V為（1＋e），于是有：常用物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算（二）干密度與濕密度和含水率的關(guān)系設(shè)土體的體積V為1，則ρd=ms/V，土體內(nèi)土粒的質(zhì)量ms為ρd，由w=mw/ms，水的質(zhì)量mw為wρd。于是，按定義可得：

（三）孔隙比與比重和干密度的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=Vv/V，孔隙的體積Vv為e；由ρs

＝ms/Vs，得土粒的質(zhì)量ms為ρs。于是，按ρd的定義可得：整理得：

（四）飽和度與含水率、比重和孔隙比的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=Vv/V，得體積Vv=e；由ρs＝ms/Vs，得土粒的質(zhì)量ms=ρs。按w=mw/ms

，水得質(zhì)量mw=wρs，則水得體積Vw=mw/ρw=wρs/ρw。于是，Sr定義可得：

當(dāng)土飽和時(shí)，即Sr為100％，則：式中：wsat——飽和含水率。（五）有效密度與比重和孔隙比的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒體積為1，則按e=Vv/V

，孔隙的體積Vv為e；由ρs

＝ms/Vs得土粒的質(zhì)量ms為ρs。于是，則可得：粘性土的物理特征1、固態(tài)或半固態(tài)------土中含水量很低時(shí)，水都被顆粒表面的電荷緊緊吸著于顆粒表面，成為強(qiáng)結(jié)合水。強(qiáng)結(jié)合水的性質(zhì)接近于固態(tài)，土表現(xiàn)為固態(tài)或半固態(tài)。2、可塑狀態(tài)--------含水量增加，被吸附在顆粒周圍的水膜加厚，土粒周圍除強(qiáng)結(jié)合水外還有弱結(jié)合水，弱結(jié)合水不能傳遞靜水壓力，不能自由流動(dòng)，但受力時(shí)可以變形，土體受外力作用可以被捏成任意形狀而不破裂，外力取消后仍然保持改變后的形狀。這種狀態(tài)稱為可塑狀態(tài)。3、流動(dòng)狀態(tài)-------當(dāng)含水量繼續(xù)增加，土中除結(jié)合水外，已有相當(dāng)數(shù)量的水處于電場(chǎng)引力影響范圍以外，成為自由水。這時(shí)土粒之間被自由水所隔開，土體不能原受任何剪應(yīng)力，而呈流動(dòng)狀態(tài)。一、粘性土的三種狀態(tài)可見，從物理概念分析，土的稠度實(shí)際上是反應(yīng)土中水的形態(tài)。土的界限含水量（稠度界限（阿太堡）Atterberg界限）土從某種狀態(tài)進(jìn)入另外一種狀態(tài)的界限含水量。塑限(WP)------土從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時(shí)的含水量。液限(WL)-----土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時(shí)的含水量?？s限（Ws）------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。流態(tài)

V

w

0

可塑態(tài)

半固態(tài)

固態(tài)

膨脹

收縮

wLwPwS液塑限聯(lián)合測(cè)定儀《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-1999）規(guī)定入土深度恰好為17毫米所對(duì)應(yīng)的含水率為17毫米液限，入土深度恰好為10毫米所對(duì)應(yīng)的含水率為10毫米液限。塑性指數(shù)：液限和塑限的差值，即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。（省去百分號(hào)），反映可塑性的強(qiáng)弱。液性指數(shù)：粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比。又稱相對(duì)稠度。塑性指數(shù)的大小反映了土含結(jié)合水的能力。塑性指數(shù)數(shù)值越大，表明土吸附結(jié)合水越多，土的塑性越強(qiáng)，土中弱結(jié)合水膜厚度越大，粘粒含量越多，親水性的礦物成分越多。注意：塑性指數(shù)指可塑狀態(tài)的變化范圍，其大小反映了土含結(jié)合水的能力。液性指數(shù)指土的軟硬狀態(tài)。1.3.1.5粘性土的結(jié)構(gòu)性、靈敏度和觸變性1.粘性土的結(jié)構(gòu)性概念原狀土具有結(jié)構(gòu)性，具有相同的含水量和密度，經(jīng)過(guò)重塑后，變?yōu)橹厮芡?，?qiáng)度降低，壓縮性增高，即體現(xiàn)出土的結(jié)構(gòu)性。用靈敏度反映粘性土結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱。粘性土的靈敏度St

=原狀土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度重塑土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度▼含水量不變，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)。粘性土的觸變性

判定土處于堅(jiān)硬狀態(tài)

土處于可塑狀態(tài)

土處于流動(dòng)狀態(tài)

注意由于液限和塑限目前都是用擾動(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已有很長(zhǎng)的歷史，它獲得了一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以至于土的天然含水率大于它的液限也未必一定會(huì)發(fā)生流動(dòng)。含水率大于液限只是意味著：若土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，它將轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿酀{。1.3.2粘性土的脹縮性及崩解性膨脹性—粘粒的水化作用、粘性表面雙電層的形成、擴(kuò)散層增厚等引起土體膨脹。收縮性—由于水分蒸發(fā)引起的土體收縮。崩解性—由于土的浸水水化，使顆粒間連接減弱及部分膠結(jié)物溶解而引起的崩解散體。膨脹率—原狀土樣膨脹后體積的增量與原體積之比。

膨脹力——土樣膨脹時(shí)產(chǎn)生的最大壓力值線膨脹率體縮率—試樣收縮減小的體積與收縮前體積的比值。線縮率——試樣收縮后的高度減小量與原高度之比。1.4土的擊實(shí)性人們很早就用土作為建筑材料，而且知道要把松土擊實(shí)。公元前200多年，我國(guó)秦朝修筑馳實(shí)（行車大道），就有用“鐵錐筑土堅(jiān)實(shí)”的記載，說(shuō)明那時(shí)人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到土的密度和土的工程特性有關(guān)。土的擊實(shí)性土的擊實(shí)性指在一定的含水率下，以人工或機(jī)械的方法，使土體能夠壓實(shí)到某種密實(shí)程度的性質(zhì)。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(qiáng)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(shí)度和均勻性。填土的密實(shí)度常以其干密度來(lái)表示。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究土的密實(shí)性是通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)進(jìn)行的擊實(shí)試驗(yàn)

輕型：粒徑小于5毫米重型：粒徑小于40毫米25下，分三層擊實(shí)56下，分5層擊實(shí)影響土的壓實(shí)性的因素含水率的影響對(duì)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(shí)，測(cè)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(shí)曲線。從圖中可以看出，當(dāng)含水率較小時(shí)，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(shí)對(duì)應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率。影響土的壓實(shí)性的因素?fù)魧?shí)功能的影響實(shí)驗(yàn)室中的擊實(shí)功能是用擊數(shù)來(lái)反映的，對(duì)同一種土，壓實(shí)功能小，則能達(dá)到的最大干密度也小，最優(yōu)含水率大；壓實(shí)功能大，則能達(dá)到的最大干密度也大，最優(yōu)含水率小用同一種土料在不同含水率下分別用不同的擊數(shù)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，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。影響土的壓實(shí)性的因素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(shí)功能來(lái)提高土的干密度是有一定限度的。2、含水率較低時(shí)擊數(shù)的影響顯著。當(dāng)含水率較高時(shí)，含水率與干密度的關(guān)系曲線趨近于飽和線，也就是說(shuō)，這時(shí)提高擊實(shí)功能是無(wú)效的。填料的含水率過(guò)高和過(guò)低都是不利的，過(guò)高惡化土體的力學(xué)性質(zhì)，過(guò)低則填土遇水后容易引起濕陷。影響土的壓實(shí)性的因素土類和級(jí)配的影響

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(shí)對(duì)于無(wú)粘性土，含水率對(duì)壓實(shí)性的影響沒有像粘性土那么敏感，其擊實(shí)曲線與粘性土是不同的，在含水率較大時(shí)得到較高的干密度。因此在無(wú)粘性土的實(shí)際填筑中，同時(shí)需要不斷灑水使其在較高含水率下壓實(shí)。無(wú)粘性土的填筑標(biāo)準(zhǔn)，通常是用相對(duì)密實(shí)度來(lái)控制的，一般不進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)級(jí)配良好的土易于壓實(shí)，反之則不易壓實(shí)粗粒含量的影響由于擊實(shí)儀尺寸的限制，實(shí)際試驗(yàn)中可能剔除超出粒徑的部分，然后進(jìn)行試驗(yàn)。這樣測(cè)得的最大干密度和最有含水率與實(shí)際土料在相同擊實(shí)功能下的最大干密度和最有含水率不同。現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)翻曬粉碎碾壓對(duì)天然形成的土來(lái)說(shuō)其成份、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)千變?nèi)f化，其工程性質(zhì)也千差萬(wàn)別。為了能大致判別土的工程特性和評(píng)價(jià)土作為地基或建筑材料的適宜性，有必要對(duì)土進(jìn)行科學(xué)的分類。分類體系的建立是將工程性質(zhì)相近的土歸為一類，以便對(duì)土作出合理的評(píng)價(jià)和選擇恰當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)土的特性進(jìn)行研究。為了能通用，這種分類體系應(yīng)當(dāng)是簡(jiǎn)明的，而且盡可能直接與土的工程性質(zhì)相聯(lián)系?！?.5土的工程分類和特殊土的工程性質(zhì)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)建立了各自的分類標(biāo)準(zhǔn)。一般對(duì)粗粒土主要按顆粒組成進(jìn)行分類，粘性土則按塑性指數(shù)分類。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用于對(duì)土進(jìn)行分類的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程（規(guī)范）主要有以下幾種：（1）建設(shè)部《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ145-90）（2）建設(shè)部《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（

GB50007-2011）（3）交通部《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（

JTGE40—2007）（4）水利部《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50145-2007）目的：依據(jù)：便于研究及應(yīng)用能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)－土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范-GB50007-2011分類法地基土巖石碎石土砂土粉土粘性土人工填土巖石分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石（抗壓強(qiáng)度30MPa）人工填土分為雜填土、沖填土、素填土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的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主圓礫角礫粒徑大于20mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%粒徑大于2mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%碎石土砂土土的名稱粒組含量礫砂粒徑大于2mm的顆粒占全質(zhì)量25--50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%細(xì)砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過(guò)全質(zhì)量50%10<Ip≤17的土Ip>17的土粘土粉質(zhì)粘土粉土粘性土粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于全質(zhì)量50%而塑性指數(shù)Ip≤10的土塑性指數(shù)Ip>10的土粗粒土按顆粒組成進(jìn)行分類；細(xì)粒土按塑性圖分類。水利部《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50145-2007