土性質(zhì)與工程分類(2013年)

土性質(zhì)與工程分類(2013年)第一頁，共98頁。

§1.1概述

“土”一詞在不同的學(xué)科領(lǐng)域有其不同的涵義。就土木工程領(lǐng)域而言，土是指覆蓋在地表的沒有膠結(jié)和弱膠結(jié)的顆粒堆積物。土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒間膠結(jié)的強(qiáng)弱。

第二頁，共98頁。土的三相組成固相：包括多種礦物成分組成土的骨架，骨架間的空隙為液相和氣相填滿，這些空隙是相互連通的，形成多孔介質(zhì)。液相：主要是水(溶解有少量的可溶鹽類)。氣相：主要是空氣、水蒸氣，有時還有沼氣等第三頁，共98頁?！?.2土的組成第四頁，共98頁。1.2.1土的固體顆粒

土的固體顆粒:

是由大小不等、形狀不同的礦物顆?；驇r石碎屑按照各種不同的排列方式組合在一起，構(gòu)成土的骨架。這些固體相的物質(zhì)稱為“土?！?，是土中最穩(wěn)定、變化最小的成分。

土的顆粒組成:

土中不同大小顆粒的組合，也就是各種不同粒徑的顆粒在土中的相對含量，稱土的顆粒組成；

土的礦物組成:

組成土中各種土粒的礦物種類及其相對含量稱土的礦物組成。

土的顆粒組成與礦物組成是決定土的物理力學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第五頁，共98頁。土的骨架顆粒掃描電鏡照片土的骨架土的孔隙第六頁，共98頁。內(nèi)動力地質(zhì)作用

內(nèi)動力地質(zhì)作用一般認(rèn)為是由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能和放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能等，引起地殼物質(zhì)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及地表形態(tài)發(fā)生變化的作用和過程，如巖漿侵入與火山噴發(fā)，地殼運(yùn)動導(dǎo)致的褶皺、斷裂、地震等。第七頁，共98頁。地殼運(yùn)動褶皺構(gòu)造第八頁，共98頁。地殼運(yùn)動

斷層構(gòu)造第九頁，共98頁。地震作用第十頁，共98頁。1999年臺灣地震第十一頁，共98頁。外動力地質(zhì)作用

外動力地質(zhì)作用是指地殼的表層在氣溫變化、雨雪、山洪、河流、冰川、風(fēng)、生物、人類活動等的作用下，不斷地被風(fēng)化、剝蝕，將高處物質(zhì)搬運(yùn)到低洼處沉積下來的過程。第十二頁，共98頁。金沙江第十三頁，共98頁。石林第十四頁，共98頁。

賀蘭山西麓泥石流堆積層中的疊瓦構(gòu)造（流向自右向左）第十五頁，共98頁。

天山石流坡第十六頁，共98頁。海蝕地貌第十七頁，共98頁。

東昆侖北坡1號冰川第十八頁，共98頁。風(fēng)的作用第十九頁，共98頁。風(fēng)化作用物理風(fēng)化：指由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖擊、地震等引起的物理力使巖體崩解、碎裂成巖塊、巖屑的過程。物理風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生量的變化?；瘜W(xué)風(fēng)化：指巖體(或巖塊、巖屑)與空氣、水和各種水溶液相接觸，經(jīng)氧化、碳化和水化作用分解為極細(xì)顆粒的過程，生物的活動也可助長風(fēng)化的進(jìn)程。而化學(xué)風(fēng)化卻使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化。第二十頁，共98頁。

土的礦物成分

礦物是地質(zhì)作用形成的單質(zhì)或化合物，各種礦物具有特定的晶體結(jié)構(gòu)，是組成地殼的基本物質(zhì)。原生礦物次生礦物礦物第二十一頁，共98頁。原生礦物

巖石經(jīng)物理風(fēng)化后，破碎成土粒，風(fēng)化破碎前母巖中的礦物成分仍然保留著，這種礦物稱為原生礦物，如石英、長石、云母等。原生礦物的抗風(fēng)化能力強(qiáng)，性質(zhì)比較穩(wěn)定，粗的卵礫組與砂粒組土粒一般都是原生礦物或礦物組合。

第二十二頁，共98頁。次生礦物

原生礦物在一定的氣候條件下，經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用后，使其顆粒變小，呈膠?；驕?zhǔn)膠粒，同時礦物的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，化學(xué)成分也發(fā)生遷移或重新組合，形成新的礦物，這種礦物稱為次生礦物。粘粒組的礦物成分主要有粘土礦物、氧化物、氫氧化物和各種難溶巖類，它們都是次生礦物。

第二十三頁，共98頁。粘土礦物

粘土礦物如蒙脫石、伊利石、高嶺石等，是一組復(fù)合的層狀硅酸鹽礦物，主要由原生硅酸鹽礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而形成。它們具有高分散性、高親水性、較強(qiáng)的吸附性及離子置換性能。第二十四頁，共98頁。第二十五頁，共98頁。粘土礦物的晶格構(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：單位質(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足球場一樣大第二十六頁，共98頁。粘土礦物

組成粘土礦物的顆粒極細(xì)，多呈片狀，比表面積很大，與水作用具有活躍的物理－化學(xué)特性。當(dāng)土中含有粘土礦物時，其工程地質(zhì)性質(zhì)對水的敏感性明顯增強(qiáng)，如親水性、透水性、可塑性、膨脹性等都有較大變化。因此，礦物組成，尤其是粘土礦物，對土的工程地質(zhì)性質(zhì)有很大的影響。

蒙脫石第二十七頁，共98頁。1.2.2土粒粒度分析方法

自然界中的土粒，大小懸殊、性質(zhì)各異，直徑變化幅度很大，從數(shù)米的漂石到萬分之幾毫米的膠粒，為了研究土中各種大小土粒的相對含量及其與土的工程地質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系，就有必要將工程地質(zhì)性質(zhì)相似的土粒歸并成組，按其粒徑的大小分為若干組別，這種組別稱粒組。工程上常以土中各個粒組的相對含量即各粒組占土?？傊氐陌俜?jǐn)?shù)表示土中顆粒的組成情況，這種相對含量稱為顆粒級配。

第二十八頁，共98頁。土粒粒組的劃分粒組名稱粒徑范圍一般特征漂石或塊石顆粒＞200透水性很大，無粘性，無毛細(xì)水

卵石戎碎石顆粒200～60圓礫或角礫顆粒粗中細(xì)60～2020～55～2透水性很大，無粘性，毛細(xì)水上升高度不超過粒徑大小砂粒粗中細(xì)2～0.50.5～0.250.25～0.075易透水，當(dāng)混入云母等雜質(zhì)時透水性減小，而壓縮性增加；無粘性，遇水不膨脹，干燥時松散，毛細(xì)水上升高度不大，隨粒徑變小而增大

粉粒0.075～0.005透水性小，濕時稍有粘性，遇水膨脹小，干時稍有收縮，毛細(xì)水上升高度較大較快，極易出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象粘粒

＜0.005透水性很小，濕時有粘性、可塑性，遇水膨脹大，干時收縮顯著，毛細(xì)水上升高度大，但速度較慢第二十九頁，共98頁。土的顆粒級配

土是由大小不同的土粒組成的。土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。例如土的性質(zhì)隨著粒徑的變細(xì)可由無粘性變化到有粘性。

界限粒徑——劃分粒組的分界尺寸。

土的顆粒級配——土中各個粒組的相對含量(各粒組占土?？傊氐陌俜?jǐn)?shù))。第三十頁，共98頁。顆粒級配累積曲線

顆粒級配累積曲線——顆粒大小分析試驗(yàn)成果，由其橫坐標(biāo)（對數(shù)坐標(biāo)）表示粒徑。縱坐標(biāo)則表示用小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計百分含量)。

第三十一頁，共98頁。顆粒級配累積曲線

土粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為10％時，相應(yīng)的粒徑稱為有效粒徑d10。小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為30％時的粒徑用d３0表示。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為60％時，該粒徑稱為限定粒徑d６0。不均勻系數(shù)曲率系數(shù)CU越大表示土粒大小的分布范圍越大、其級配越良好，作為填方工程的土料時，則比較容易獲得較大的密實(shí)度。曲率系數(shù)Cc描寫累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。

CU>5及Cc=1-3土級配良好第三十二頁，共98頁。顆粒分析實(shí)驗(yàn)

1、篩分法用于粒徑>0.075mm的粗粒土

2、沉降分析法：用于粒徑<0.075mm的細(xì)粒土第三十三頁，共98頁。1.2.3土中水和氣

土中水的存在狀態(tài)

土中水處于不同位置和溫度條件下，可具有不同的物理狀態(tài)——固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。

液態(tài)水是土中孔隙水的主要存在狀態(tài)，因其受土粒表面雙電層影響程度的不同可分為結(jié)合水、毛細(xì)水、重力水。后兩者也稱為非結(jié)合水（自由水）。1.土中水第三十四頁，共98頁。2.土中氣土中的氣體主要是空氣和水氣，土中氣體按其所處的狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分以下幾種類型：吸附于土顆粒表面的氣體，溶解于水中的氣體，四周為顆粒和水所封閉的氣體以及自由氣體。通常認(rèn)為自由氣體與大氣連通，對土的性質(zhì)無大影響。密閉氣體的體積與壓力有關(guān)，壓力增加，則體積縮小，壓力減小，則體積脹大。因此，密閉氣體的存在增加了土的彈性，同時還可阻塞土中的滲流通道，減小土的滲透性。第三十五頁，共98頁。1.2.4粘土顆粒與水的相互作用土粒表面通常是帶負(fù)電荷的，在土粒周圍就產(chǎn)生一個電場。水溶液中的陽離子一方面受土粒表面的靜電引力作用，一方面又受到布朗運(yùn)動(熱運(yùn)動)的擴(kuò)散力作用，這兩個相反趨向作用的結(jié)果，使土粒周圍的陽離子呈不均勻分布，其分布與地球周圍的大氣層分布相仿。在土粒表面所吸附的陽離子是水化陽離子，土粒表面除水化陽離子外，還有一些水分子也為土粒所吸附，吸附力極強(qiáng)。土粒表面被強(qiáng)烈吸附的水化陽離子和水分子構(gòu)成了吸附水層(也稱為強(qiáng)結(jié)合水)。第三十六頁，共98頁。雙電層的概念

在土粒表面．陽離子濃度最大，隨著離土粒表面距離的加大，陽離子濃度逐漸降低，直至達(dá)到孔隙中水溶液的正常濃度為止。從土粒表面直至陽離子濃度正常為止，這個范圍稱為擴(kuò)散層。當(dāng)然，在擴(kuò)散層內(nèi)陰離子則為土粒表面的負(fù)電荷所排斥，隨著離土粒表面距離的加大，陰離子濃度逐漸增高，最后陰離子也達(dá)水溶液中的正常濃度。土粒表面的負(fù)電荷和擴(kuò)散層合起來稱為雙電層。土粒表面的負(fù)電荷為雙電層的內(nèi)層，擴(kuò)散層為雙電層的外層。擴(kuò)散層是由水分子、水化陽離子和陰離子所組成，形成土粒表面的弱結(jié)合水(也稱為薄膜水)。第三十七頁，共98頁。強(qiáng)結(jié)合水

強(qiáng)結(jié)合水緊靠土粒表面，厚度只有幾個水分子厚，小于0.003μm(1μm＝0.001mm)，受到約1MPa(1萬個大氣壓)的靜電引力，使水分子緊密而整齊地排列在土粒表面不能自由移動。強(qiáng)結(jié)合水的性質(zhì)與普通水不同，其性質(zhì)接近固體，不傳遞靜水壓力，100℃不蒸發(fā)，-78℃低溫才凍結(jié)成冰，密度ρw＝(1.2—2.4)g／cm3，平均為2.0g／cm3，具有很大的粘滯性、彈性和抗剪強(qiáng)度。當(dāng)粘土只含強(qiáng)結(jié)合水時呈固體堅硬狀態(tài),砂土含強(qiáng)結(jié)合水時呈散粒狀態(tài)。第三十八頁，共98頁。弱結(jié)合水

弱結(jié)合水在強(qiáng)結(jié)合水外側(cè)，呈薄膜狀，也是由粘土表面的電分子力吸引的水分子，水分子排列也較緊密，密度密度ρw＝(1.2—2.4)g／cm3，大于普通液態(tài)水。弱結(jié)合水也不傳遞靜水壓力，呈粘滯體狀態(tài)，也具有較高的粘滯性和抗剪強(qiáng)度，冰點(diǎn)在-20—-30℃。其厚度變化較大，水分子有從厚膜處向較薄處緩促移功的能力，在其員外圍有成為普通液態(tài)水的趨勢。此部分水對粘性土的影響最大。第三十九頁，共98頁。

非結(jié)合水

在雙電層影響以外的水為自由液態(tài)水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，這部分水稱為非結(jié)合水，它包括毛細(xì)水和重力水。第四十頁，共98頁。毛細(xì)水

毛細(xì)水是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。毛管現(xiàn)象是毛細(xì)管壁對水的吸力和水的表面張力共同作用的結(jié)果。毛細(xì)水按其與地下水面是否聯(lián)系可分為毛細(xì)懸掛水(與地下水無直接聯(lián)系)和毛細(xì)水上升水（與地下水相連）兩種。

第四十一頁，共98頁。重力水

重力水是存在于地下水位以下的適水土層中的地下水。它是在重力或壓力差作用下運(yùn)動的自由水，對土粒有浮力作用。重力水只受重力控制，不受土粒表面吸引力的影響。第四十二頁，共98頁。1.2.5土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造一、土的結(jié)構(gòu)(微觀特征)是指土粒的原位集合體特征，由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其連接關(guān)系等因素形成的綜合特征。二、土的構(gòu)造(宏觀特征)是指在同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部分之間的相互關(guān)系的特征。第四十三頁，共98頁。土的結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)：d<0.005mm（粘粒在海水中）蜂窩結(jié)構(gòu)：d=0.005~0.075mm（粒）單粒結(jié)構(gòu)：d>0.075mm分散結(jié)構(gòu)：d<0.005mm（粘粒在淡水中）緊密疏松單粒結(jié)構(gòu)：第四十四頁，共98頁。蜂窩結(jié)構(gòu)：第四十五頁，共98頁。土的構(gòu)造1.層理構(gòu)造（水平層理、交錯層理、斜層理等）2.裂隙構(gòu)造層狀構(gòu)造透鏡體尖滅第四十六頁，共98頁。1.3土的物理性質(zhì)指標(biāo)ms-土粒質(zhì)量mω-土中水質(zhì)量m-土的總質(zhì)量m=ms+mω

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVvVs-土粒體積Vω-土中水體積Va-土中氣體積VV-土中空隙體積VV=Vω+Va

V-土的總體積VV=Vs+Vω+Va第四十七頁，共98頁。土粒比重

式中ρs－土粒密度（g/cm3）；

ρw1－純水在4℃時的密度（單位體積的質(zhì)量），等于

1g/cm3或者1t/m3。

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv

土粒質(zhì)量與同體積的4℃時純水的質(zhì)量之比，一般用ds表示，無量綱。即：

數(shù)值:一般:2.6－2.8有機(jī)質(zhì)土:2.4－2.5泥炭土:1.5-1.8第四十八頁，共98頁。土的含水量

土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，一般用w表示，以百分?jǐn)?shù)計，即：

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv一般粗砂:接近于0飽和砂土:40%堅硬粘性土:<30%飽和軟粘土:60%以上第四十九頁，共98頁。土的密度一般分為：天然密度，干密度，飽和密度和有效密度。

天然密度ρ：天然狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量，單位為g/cm3或t/m3，即：

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv數(shù)值:粘性土:ρ=1.8－2.0g/cm3；砂土ρ=1.6－2.0g/cm3；腐殖土ρ=1.5－1.7g/cm3第五十頁，共98頁。土的干密度

土的干密度ρd：土單位體積中固體顆粒部分質(zhì)量，即：

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv

在工程上常把干密度作為評定土體密實(shí)程度的指標(biāo)，以控制填土工程的施工質(zhì)量。第五十一頁，共98頁。土的飽和密度

土的飽和密度ρsat：土孔隙中充滿水時，單位體積質(zhì)量，即：

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv第五十二頁，共98頁。土的有效密度(浮密度)

土的有效密度ρˊ：土體中土粒的質(zhì)量扣除浮力后，即為單位體積中土粒的有效質(zhì)量，即：

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv第五十三頁，共98頁。土的重度

在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常采用土的重度，即土的重力密度,其數(shù)值上等于相應(yīng)土密度與重力加速度的乘積。一般分為：天然重度γ、干重度γd、飽和重度γsat、有效重度γˊ分別按下列公式計算：（式中g(shù)為重力加速度，各指標(biāo)的單位kN/m3）第五十四頁，共98頁。土的孔隙比和孔隙率ds-土粒比重，

ρd－土的干密度

ρ－土的天然密度，ｗ－土的含水量；

ρｗ－水的密度

土的孔隙比e：是土中孔隙體積與土粒體積之比，孔隙比用小數(shù)表示。即：土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVve<0.6密實(shí)的低壓縮性土e>1.0疏松的高壓縮性土第五十五頁，共98頁?？紫堵?/p>

土的孔隙率n：土中孔隙所占體積與總體積之比，空隙率用百分?jǐn)?shù)表示。即：

土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv

粘性土的孔隙率為30～60%

無粘性土為25～45%。第五十六頁，共98頁。土的飽和度

土的飽和度Sr:土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比，，以百分率計，即：

ρd－土的干密度；

ρｗ－水的密度，近似等于１ｇ／ｃｍ３；ｗ－含水量；ｎ－孔隙率；ｅ－孔隙比。土粒水氣體mmsmwVaVVSVwVv第五十七頁，共98頁。土的三相物理指標(biāo)換算圖土粒水氣體Vv=e1+eVS=1dsρwwdsρwds(1+w)ρw第五十八頁，共98頁。土的三相物理指標(biāo)換算圖土粒水氣體Vv=e1+eVS=1dsρwwdsρwds(1+w)ρw第五十九頁，共98頁。土的三相物理指標(biāo)換算圖土粒水氣體Vv=e1+eVS=1dsρwwdsρwds(1+w)ρw第六十頁，共98頁。例題第六十一頁，共98頁。土粒水例題62.334.797體積0.341.981.64重力第六十二頁，共98頁。1.4無粘性土的密實(shí)度

無粘性土的密實(shí)度指的是碎石土和砂土的疏密程度。

密實(shí)的無粘性土由于壓縮性小，抗剪強(qiáng)度高，承載力大，可作為建筑物的良好地基。但如處于疏松狀態(tài)，尤其是細(xì)砂和粉砂，其承載力就有可能很低，因?yàn)槭杷傻膯瘟＝Y(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，在外力作用下很容易產(chǎn)生變形，且強(qiáng)度也低，很難作天然地基。第六十三頁，共98頁。密實(shí)度的評價方法

三種：

1、室內(nèi)測試孔隙比確定相對密實(shí)度的方法

2、利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位測試方法

3、野外觀測方法

第六十四頁，共98頁。相對密實(shí)度

相對密實(shí)度：最大孔隙比emax與天然孔隙比e之差和最大孔隙比emax與最小孔隙比emin之差的比值，以Dr表示。即：

eminemaxee

最小孔隙比是最緊密狀態(tài)的孔隙比，用符號emin表示；用"振擊法"測定。最大孔隙比是土處于最疏松狀態(tài)時的孔隙比，用符號emax表示；用"松砂器法"測定。

第六十五頁，共98頁。砂土的密實(shí)度狀態(tài)劃分

根據(jù)Dr值可把砂土的密實(shí)度狀態(tài)劃分為下列三種：

1≥Dr>0.67密實(shí)的

0.67≥Dr>0.33中密的

0.33≥Dr>0松散的

相對密實(shí)度試驗(yàn)適用于透水性良好的無粘性土，如純砂、純礫等。一般情況很難保證砂土的原狀結(jié)構(gòu)，因此很難測得天然孔隙比e，工程中常用標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N確定砂土的密實(shí)度。第六十六頁，共98頁。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)是動力觸探的一種，它利用一定的錘擊動能（錘重63.5±0.5kg，落距76±2cm），貫入阻抗用貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N表示，N也稱為標(biāo)貫擊數(shù)第六十七頁，共98頁。第六十八頁，共98頁。1.5粘性土的物理特性

所謂粘性土，就是指具有可塑狀態(tài)性質(zhì)的土，它們在外力的作用下，可塑成任何形狀而不發(fā)裂，當(dāng)外力去掉后，仍可保持原形狀不變。第六十九頁，共98頁。1.5.1粘性土的界限含水量

固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)縮限塑限液限含水量w第七十頁，共98頁。塑限、液限

土由半固態(tài)到可塑狀態(tài)的界限含水量稱為塑限，用wp表示。采用搓條法試驗(yàn)測定

土由可塑狀態(tài)到流動狀態(tài)的界限含水量稱為液限，用wL表示，我國采用錐式液限儀來測定。第七十一頁，共98頁。第七十二頁，共98頁。1.5.2粘性土的塑性指數(shù)

和液性指數(shù)

塑性指數(shù)是指液限和塑限的差值（省去%號），即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍，用IP表示。

Ip=wL-wp

顯然，塑性指數(shù)愈大，土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍也愈大。塑性指數(shù)的大小與土中結(jié)合水的可能含量有關(guān)，土中結(jié)合水的含量與土的顆粒組成、礦物組成以及土中水的離子成分和濃度等因素有關(guān)。

由于塑性指數(shù)在一定程度上綜合反映了影響粘性土特征的各種重要因素，因此，在工程上常按塑性指數(shù)對粘性土進(jìn)行分類。

第七十三頁，共98頁。液性指數(shù)

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。用IL表示。即：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定粘性土按液性指數(shù)值劃分為：第七十四頁，共98頁。1.5.3粘性土的靈敏度

靈敏度表示土的結(jié)構(gòu)對強(qiáng)度的影響。qu--原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（kPa）

qu’--重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（kPa）

低靈敏1<St<2

中靈敏2<St<4

高靈敏St>4

土的靈敏度愈高，結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng)，受擾動后土的強(qiáng)度降低就多，所以在基坑施工時應(yīng)注意保護(hù)基槽，盡量減少土結(jié)構(gòu)的擾動。第七十五頁，共98頁。

土的觸變性

粘性土的結(jié)構(gòu)受到擾動時，土的強(qiáng)度就降低。但靜置一段時間，土顆粒和水分子及離子會重新排列組合，形成新的組合排列，形成新的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度又得到一定程度的恢復(fù)。這種含水量和密度不變，土因重塑而軟化，又因靜置而逐漸硬化，強(qiáng)度有所恢復(fù)的性質(zhì)，稱為土的觸變性。第七十六頁，共98頁。1.6土的擊實(shí)原理

在工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)的問題，例如修筑道路，堤壩，飛機(jī)廠，運(yùn)動場，擋土墻，埋設(shè)管道，建筑物地基的回填等。為了提高填土的強(qiáng)度，增加土的密實(shí)度，降低其透水性和壓縮性，通常用分層壓實(shí)的辦法來處理地基。土的擊實(shí)性是指土在反復(fù)沖擊荷載作用下能被壓密的特性。擊實(shí)土是最簡單易行的土質(zhì)改良方法，常用于填土壓實(shí)。通過研究土的最優(yōu)含水量和最大干密度，來提高擊實(shí)效果。最優(yōu)含水量和最大干密度采用現(xiàn)場或室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)測定。第七十七頁，共98頁。

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對過濕的土進(jìn)行夯實(shí)或碾壓時就會出現(xiàn)軟彈現(xiàn)象（俗稱"橡皮士"），此時土的密度是不會增大的。對很干的土進(jìn)行夯實(shí)或碾壓，顯然也不能把土充分壓實(shí)。所以，要使土的壓實(shí)效果最好，其含水量一定要適當(dāng)。在一定的壓實(shí)能量下使土最容易壓實(shí)，并能達(dá)到最大干密度時的含水量，稱為土的最優(yōu)含水量（或稱最佳含水量），用wop表示。相對應(yīng)的干密度叫做最大干密度，以ρdmax

表示。

第七十八頁，共98頁。

第七十九頁，共98頁。

土的最優(yōu)含水量可在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)測得。試驗(yàn)時將同一種土，配制成若干份不同含水量的試樣，用同樣的壓實(shí)能量分別對每一份試樣進(jìn)行擊實(shí)后，測定各試樣擊實(shí)后的含水量w和干密度ρd，從而繪制含水量與干密度關(guān)系曲線，稱為壓實(shí)曲線。

第八十頁，共98頁。1.7地基土（巖）的工程分類

地基土的分類是根據(jù)不同的原則將其劃分為一定的類別，同一類別的土在工程地質(zhì)性質(zhì)上應(yīng)比較接近。土的合理分類具有很大的實(shí)際意義，例如根據(jù)分類名稱可以大致判斷土的工程特性、評價土作為建筑材料的適宜性及結(jié)合其他指標(biāo)來確定地基的承載力等。

第八十一頁，共98頁。分類原則

作為建筑場地和地基的土的分類一般可按下列原則進(jìn)行：

1、根據(jù)地質(zhì)成因可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、風(fēng)積土等。

2、根據(jù)顆粒級配或塑性指數(shù)可分為碎石土、砂土、粉土和粘性土。

3、根據(jù)土的工程特性的特殊性質(zhì)可分為一般土和特殊土。

第八十二頁，共98頁。1.7.1巖石

1、按堅固性劃分：

硬質(zhì)巖石軟質(zhì)巖石

2、按風(fēng)化程度劃分：

微風(fēng)化巖石中等風(fēng)化巖石強(qiáng)風(fēng)化巖石第八十三頁，共98頁。1.7.2碎石土

碎石土是粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50%的土。

第八十四頁，共98頁。1.7.3砂土

砂土是指粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%、粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重50%的土。砂土按粒組含量分類如下表。第八十五頁，共98頁。1.7.4粉土

粉土介于無粘性土與粘性土之間，是指粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%，塑性指數(shù)Ip小于或等于10的土。又可根據(jù)顆粒級配分為

砂質(zhì)粉土：粒徑小于0.005mm的顆粒含量不超過全重10%

粘質(zhì)粉土：粒徑小于0.005mm的顆粒含量超過全重10%

第八十六頁，共98頁。粉土

粉土的顆粒級配中0.05-0.1mm和0.005-0.05mm的粒組占絕大多數(shù)，而水與土粒之間的作用是明顯不同于粘性土和砂土，這主要表現(xiàn)"粉粒"的特性。其工程性質(zhì)介于粘性土和砂土之間。若用含水量接近飽和的粉土，團(tuán)成小球，放在掌上左右反復(fù)搖幌，并以另一手震擊，則土中水迅速滲出，并呈現(xiàn)光澤，這是野外鑒別時常用方法之一。

第八十七頁，共98頁。1.7.5粘性土

粘性土是指塑性指數(shù)Ip大于10的土。粘性土類的工程性質(zhì)與土的成因、生成年代的關(guān)系很密切，不同成因和年代的粘性土，盡管其某些物理性質(zhì)指標(biāo)值可能很接近，但其工程性質(zhì)可能相差很懸殊。

第八十八頁，共98頁。粘性土分類

老粘性土：第四紀(jì)晚更新紀(jì)（Q3）及其以前沉積的粘性土，它是一種沉積年代久，工程性質(zhì)較好的粘性土。一般具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性。

一般粘性土：第四紀(jì)全新世（Q4）、（文化期以前）沉積的粘性土，其分布面積最廣，遇到的也最多，工程性質(zhì)變化很大。

新近沉積的粘性土：指文化期（５千年）以來新近沉積的粘性土，強(qiáng)度較低。

第八十九頁，共98頁。1.7.6人工填土

人工填土是指由人類活動而堆填的土。其物質(zhì)成分較雜，均勻性較差。根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式，填土可分為素填土、雜填土。各類填土應(yīng)根據(jù)下列特征予以區(qū)別：

1、素填土是由碎石、砂或粉土、粘性土等一種或幾種材料組成的填土，其中不含雜質(zhì)或含雜質(zhì)很少。按主要組成物質(zhì)分為