土的性質及工程分類課件

2土的物理性質及分類

概述土的三相比例指標黏性土的物理特征無黏性土的密實度粉土的密實度和濕度土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土的分類主要內容12.1概述土的三相組成三相比例大小土的物理性質土的化學性質2土的三相圖

Threephaseskeletal質量m體積V一、反映土輕重程度的指標

1.土的天然密度ρ：單位體積土的質量(g/cm3)

氣水土粒msmwmVsVwVVaVv一般ρ＝1.6～2.2g／cm3

環(huán)刀法蠟封法灌砂法土的密度測定方法ma=02.2土的物理性質指標2.2.1-2.2.2土三相比例關系及指標定義32.土粒相對密度ｄs（土粒比重）：無量綱單位體積土顆粒質量與4℃純水單位體積的質量之比

粘性土：ｄs＝2.7～2.75砂性土：ｄs＝2.65土中有機質含量增加，土粒相對密度減小比重瓶法

土的相對密度測定方法ρs—土粒密度，即土顆粒單位體積的質量(g/cm3)

氣水土粒msmwmVsVwVVVama=05二、反映土的松密程度的指標1．孔隙比voidratio

e=vv/vs2．孔隙率porosity

n=vv/v×100%

三、反映土中含水程度的指標——ω，Sr1、土的含水率(含水量)

watercontent

用烘干法測定

2．土的飽和度

degreeofsaturation

Sr

=vw/vv

×100%Sr=100%完全飽和Sr>80%飽和Sr=0完全干燥氣水土粒msmwmVsVwVVVama=06注：（1）實驗直接測定的指標為：ρ，ω，ds(或ρs）

（2）各指標間關系可用三相草圖法換算,不必死記這些換算公式

土的三相比例指標換算公式（表2-2）2.2.3指標間的換算2.2.3指標的換算72.3黏性土的物理特性2.3.1黏性土的可塑性及界限含水率界限含水率：粘性土從一種狀態(tài)變化到另一種狀態(tài)的含水率

1．液限WL——土由塑性狀態(tài)變到流態(tài)的分界含水量。如WL=28表示土的液限含水量為28%測定：用錐式液限儀，通常用聯(lián)合測定法2．塑限WP——土由半固態(tài)到塑態(tài)的分界含水量。如WP=12，表示土的塑限含水量為12%。測定：搓條法或聯(lián)合測定法。3．縮限WS0固態(tài)或半固態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)ω塑限ωP液限ωL92.3.2黏性土的物理狀態(tài)指標1．塑性指數(shù)Ip

plasticityindex

Ip=WL－Wp討論：

①塑性指數(shù)表示粘土處在可塑狀態(tài)時含水量的變化范圍.

②Ip取決于：

顆粒細↑，土能吸附水量↑，IP↑；

礦物成分，吸水能力↑，IP↑，故蒙脫含量↑，則IP↑；

水中離子成分和濃度,價高陽離子數(shù)↑，IP↓。

③粘性土的分類常用于IP

2．液性指數(shù)ILliquidityindex討論：

①IL表示土的軟硬程度,用IL劃分土的軟硬狀態(tài)，IL↑，土軟↑,IL<0堅硬，IL>=1流動狀態(tài)。

②沒考慮土的結構影響，在含水量相同時，原狀土比重塑土硬，故用IL判斷重塑土合適，但對原狀土偏于保守。103．天然稠度(naturalconsistency)測定：烘干法路基的干濕狀態(tài)《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTJD60-2006）干燥中濕潮濕過濕11132.3.3黏性土的活動度、靈敏度和觸變性活動度：反映黏性土中所含礦物的活動性A<0.750.75<A<1.25A>1.25不活動正?；顒?42.3.3黏性土的靈敏度靈敏度：低靈敏度中靈敏度高靈敏度152.4

無粘性土的密實度Thecompactnessofnone-cohesivesoil

無粘性土主要包括砂類土和碎石土，而影響無粘性土工程性質的主要因素是密實度

1.孔隙比e（老規(guī)范）:沒考慮級配因素對于同一種土，當孔隙比小于某一限度時，處于密實狀態(tài)。孔隙比愈大，土愈松散。

172.由相對密實度Dr判斷（公路規(guī)范用）relativedensity砂土在天然狀態(tài)下孔隙比砂土在最密實狀態(tài)時的孔隙比砂土在最松散狀態(tài)時的孔隙比當Dr=0時，e=emin，表示土處于最疏松狀態(tài);當Dr=1.0時，e=emax，表示土體處于最密實狀態(tài)Dr≤1/3疏松狀態(tài)1/3＜Dr≤2/3中密狀態(tài)2/3＜Dr≤1密實狀態(tài)優(yōu)缺點？18三、例題分析【例】某砂土試樣,試驗測定土粒相對密度ds=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂樣最密實狀態(tài)時稱得干砂質量ms1=1.62kg,最疏松狀態(tài)時稱得干砂質量ms2=1.45kg。求此砂土的相對密度Dr,并判斷砂土所處的密實狀態(tài)【解答】砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最大孔隙比相對密實度∈（1/3,2/3]中密狀態(tài)192.5

粉土的密實度和濕度2.5.1粉土的概念粉土：塑性指數(shù)IP≤10，且粒徑>0.075mm的顆粒含量不超過全重的50%的土212.5.2粉土的密實度和濕度密實度密實中密稍密e<0.750.75≤e≤0.90e>0.90濕度稍濕濕很濕w<2020≤w≤30W>30222.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性脹縮性：吸水膨脹和失水收縮的特性2.6.1土的脹縮性自由膨脹率膨脹土①裂隙發(fā)育、常有光滑面和擦痕②多出露于階地、山前…③常見淺層滑坡、地裂、坍塌④裂隙隨其氣候張閉23濕陷系數(shù)非濕陷性濕陷性2.6.2土的濕陷性25凍脹性：土的凍脹和凍融給建筑物或土工建筑物帶來危害的變形特性2.6.3土的凍脹性?級不凍脹Ⅱ級弱凍脹Ⅲ級凍脹Ⅳ級強凍脹Ⅴ級特強凍脹262、根據(jù)土粒大小、粒組的土粒含量或土的塑性指數(shù)把地基土（巖）分為巖石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五大類。（與書上P54稍有差異）（1）巖石顆粒間牢固粘結,呈整體或具有節(jié)理隙的巖體稱為巖石，堅硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強度frk分類。堅硬程度類別飽和單軸抗壓強度frk(Mpa)堅硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖30＜frk≤60frk＞6015＜frk≤305＜frk≤15frk≤52.7.2建筑地基土的分類29（2）碎石土——土中>2mm顆粒含量>全重50%，且顆粒間未經膠結的粗粒土（3）砂土——土中>2mm顆?！?0%全部土重，且粒徑>0.075mm的顆粒>50%全部土重。又可進一步分。（4）粉土——粒徑>0.075mm顆粒含量≤50%全土重，且IP≤10的土。e<0.6良好天然地基，e>1.0為軟弱地基。（5）粘性土——塑性指數(shù)IP＞10的土稱為粘性土，粘性土根據(jù)塑性指數(shù)細分。土的名稱粘土粉質粘土塑性指數(shù)IP＞1710＜IP≤17303。其他

①軟土：（e≥1，ω≥ωL)壓縮性高、強度低和具有靈敏性、結構性。其包括淤泥、淤泥質粘性土、淤泥質粉土。②紅粘土（云貴，廣西）③黃土（西北、華北）④膨脹土：自由膨脹率>40%,十幾個?、荻嗄陜鐾立摞}漬土⑦污染土31碎石土、砂土、粉土的分類與《建筑地基基礎設計規(guī)范》完全相同。粘性土的定義稍有差異，除要滿足塑性指數(shù)大于10之外，還要求粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過總質量50%的土，另外按沉積年代劃分黏土。3公路路基土的分類

《公路土工試驗規(guī)程》(JTGE40-2007)參照《土的分類標準〉將土分為巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土

a.巨粒土分類若土中巨粒組含量多于15%,屬于巨粒土b.粗粒土的