注巖土力學(xué)講義土的物理性質(zhì)和工程分類2

四、黏性土的物理狀態(tài)指標(biāo)（一）黏性土的狀態(tài)與界限含水率1．界限含水率黏性土由某一狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一狀態(tài)時(shí)的分界含水率，稱為土的界限含水率。2．液限和塑限在國(guó)際上稱為阿太堡界限(AtterbergLimit)，它們是黏性土的重要物理特性指標(biāo)。液限：土由流動(dòng)狀態(tài)變成可塑狀態(tài)的界限含水率稱為液限，以符號(hào)ωL表示。塑限：土由可塑狀態(tài)變化到半固體狀態(tài)的界限含水率稱為塑限，以符號(hào)ωp表示?？s限：由半固體狀態(tài)變化到固體狀態(tài)的界限含水率稱為縮限，以符號(hào)ωs表示，不常用。（二）塑性指數(shù)IpIp=ωL-ωp(18-12)液限與塑限之差值（省去%）反映在可塑狀態(tài)下的含水率范圍。此值可作為黏性土分類的指標(biāo)。（三）液性指數(shù)IL(18-13)即天然含水率和塑限之差與塑性指數(shù)之比值。反映土在天然條件下所處的狀態(tài)。黏性土中水的含量對(duì)其性質(zhì)、狀態(tài)的影響見圖18-4。土中多含自由水時(shí)，處流動(dòng)狀態(tài)，土中多呈弱結(jié)合水時(shí)，處于可塑狀態(tài)，弱結(jié)合水減少，水膜變薄，土向半固態(tài)轉(zhuǎn)化，土中為強(qiáng)結(jié)合水時(shí)處于固態(tài)?！纠?8-1】某土樣液限ωL=25.8%，塑限ωP=16.1%，含水率（含水量）ω=13.9%，可尺以得到其液性如指強(qiáng)數(shù)狠I共L鍬為：損A販．趟I咽L器=0.097剝而B斷．本I四L聞=1-23房C薯．抱I羅L閃=0.23扔D缺．踐I釋L瀉L=-0.2貼3解。答案：D抗【像例攪18-唯2侵】某土樣液續(xù)限潮ω旬L盼=24.3輕%覽，塑蹤限襯ω怖P趣=15.4透%絲，含水稿量焦ω乘=20.7杠%喪，可以得到其槐塑性指神數(shù)扮I礎(chǔ)p墻為：惜A.I它p四=0.089跳B哈．瀉I丑p青=8.9震C三．碎I搞p崖=0.053抹D.I臣p寒=5.3拆絲爛解陽(yáng)I筆p禁=雨ω包L珍-拌ω昆P賽=24.3-炮15.4=8喬.9.答案：B學(xué)曉五、無(wú)黏性土馬的密實(shí)度爸砂土的密實(shí)度叮對(duì)地基土的工歉程性質(zhì)有很大寸影響。如密實(shí)傻的天然砂層是層良好的天然地秀基。搬疏松的砂，尤敞其是飽和的粉拴細(xì)砂，在動(dòng)力愉作用下結(jié)構(gòu)常莖處于不穩(wěn)定狀盒態(tài)，對(duì)土建工呢程很不利。傻（一）相對(duì)密縫實(shí)度罪土的孔隙比一濃般可以用來(lái)描安述土的密實(shí)程床度，但砂土的勸密實(shí)程度并不謀單獨(dú)取決于孔含隙比，臟而在很大程度熱上取決于土的腹級(jí)配情況。粒伶徑級(jí)配不同的健砂土即使具有功相同的孔隙比墨，但由于墳顆粒大小不同蕉，排列不同，召所處的密實(shí)狀盞態(tài)也會(huì)不同。眠為了同時(shí)考慮初孔隙比和級(jí)配袋的影響，引入司砂土相對(duì)密實(shí)亮度的概念。乎當(dāng)砂土處于最棕密實(shí)狀態(tài)時(shí)，秒其孔隙比稱為艇最小孔隙武比熔e膀min建；而砂土處于售最疏松狀態(tài)時(shí)聲的孔隙比則稱者為最大孔隙鎮(zhèn)比捕e瑞max旁試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定快了一定的方法續(xù)測(cè)定砂土的最世小孔隙比和最源大孔隙比，然住后可按下式計(jì)半算砂土的相對(duì)哭密實(shí)顫度柔D挪r貸（腳18-1夠4堡）橫從須式捆(18-14危)洽可以看出，當(dāng)汽砂土的天然孔胖隙比接近于最運(yùn)小孔隙比時(shí)，打相對(duì)密實(shí)頌度嫌D么r米接近曲于罩1可，表明砂土接府近于最密實(shí)的肉狀態(tài)；而當(dāng)天蕉然孔隙比接近朝于最大孔隙比竭則表明砂土處晃于最松散的狀皇態(tài)，其相對(duì)密險(xiǎn)實(shí)度接近企于梯0惹。根據(jù)砂土的旗相對(duì)密實(shí)度可異以按偏表稱18-活2抽將砂土劃分為揉密實(shí)、中密和事松散三種密實(shí)利度。奮砂土密實(shí)度劃中分標(biāo)準(zhǔn)洪表輸18-2拒密實(shí)度店密實(shí)慶中密誼松散往相對(duì)密實(shí)度候1丸～存0.67福0.6婆7郵～遞0.33手0.3資3推～你0攝【醬例拐18-綿3超】計(jì)算砂土相極對(duì)密實(shí)瓶度惠D區(qū)r暈的公式是：A．B．C.D．答案：A零（二）標(biāo)準(zhǔn)貫環(huán)入試驗(yàn)?zāi)菧y(cè)定砂土密實(shí)固度，目前常用負(fù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)雞，它是將帶有當(dāng)刃口的厚壁管圍狀的標(biāo)準(zhǔn)貫入醋器，在規(guī)定的泉錘叢重仍(63.5k晶g銳)慕和落員距未(76cm浙)壤的條件下?lián)羧敫馔林?，測(cè)定貫躁入量?jī)r(jià)為看30c限m蹈所需要的錘擊潤(rùn)數(shù)蹈N翁，稱為標(biāo)準(zhǔn)貫勁入錘擊數(shù)。以翅此確定砂土層迅的密實(shí)度。見依表陜18-苦3挽。機(jī)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)吊判定砂土密實(shí)謝度靠表視18-3因密實(shí)度呀松散械稍密獨(dú)中密會(huì)密實(shí)壁錘擊辮數(shù)顏N粗≤患10舉1埋0怒≤縮N嚇≤鎮(zhèn)15遭15<裙N權(quán)≤訊30裳>30油六扭、冷1謎土的壓實(shí)性呈有時(shí)建筑物建垃筑在填土上，椅為了提高填土搜的強(qiáng)度，增加左土的密實(shí)度，遷降低其透水性忠和壓縮性，通幣常用分層壓實(shí)撐的辦法來(lái)處理固地基。丟實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明歡，對(duì)過(guò)濕的土可進(jìn)行夯實(shí)或碾材壓時(shí)就會(huì)出現(xiàn)頌軟彈現(xiàn)象（俗咱稱理“炭橡皮勸土疾”械），此時(shí)土的冶密實(shí)度是不會(huì)采增大的。對(duì)很染干的土進(jìn)行夯博實(shí)或碾壓，顯瞎然也不能把土擊充分壓實(shí)。所廚以，要使款土的壓實(shí)效果驅(qū)最好，其含水安率一定要適當(dāng)面。在一定的壓權(quán)實(shí)能量下使土捆最容易壓實(shí)，膏并能達(dá)到最大繳密實(shí)度時(shí)的含巖水率，稱為土星的最優(yōu)含水率錯(cuò)（或稱最佳含壟水率），用盜叫三ω騙op革表示。相對(duì)應(yīng)盆的干重度叫做五最大干重度，棕用塑γ碌dmax濕表示。耐土的最優(yōu)含水堵率可在試驗(yàn)室鍬內(nèi)通過(guò)擊實(shí)試份驗(yàn)測(cè)得。試驗(yàn)部時(shí)將同一種土予，配制成若干絮份不虧同含水率的試壟樣，用同樣的柏壓實(shí)能量分別橫對(duì)每一份試樣值進(jìn)行擊輸實(shí)只[亞試驗(yàn)的儀器和寶方法見現(xiàn)行憶《土工試驗(yàn)方晝法標(biāo)準(zhǔn)桶》托(GB/T哥50123-婚1999)轉(zhuǎn)]誘，然后測(cè)定各采試樣擊實(shí)后的接含水抽率挪ω長(zhǎng)和干重度狠γ型d錘從而繪制含水煮率與干重度關(guān)勤系嗌線（見貴圖扎18-鳴5蔑），稱為壓實(shí)擦曲線。從圖中喉可以知道，當(dāng)撿含水率較低時(shí)籌，隨著含水率犁的增大，土的尿干重度也逐漸爸增大，表明壓躬實(shí)效果逐步提鑒高；當(dāng)含水率子超過(guò)某一限代值捎ω樣op叛時(shí)，干重度則怖隨著含水率增藍(lán)大而減小，即久壓實(shí)效果下降你。這說(shuō)明土的鈴壓實(shí)效果隨含校水率的變化而膚變化，并在擊喜實(shí)曲線上出現(xiàn)株一個(gè)干重度峰賴值（即最大干尖重渡度鄉(xiāng)γ去dmax隔），相應(yīng)于這么個(gè)峰值的含水鉆率就是最優(yōu)含蘭水率。者試驗(yàn)還證明，拐最優(yōu)含稅率與肉壓實(shí)能量有關(guān)暮。對(duì)同一種土鏟，用人力夯實(shí)平時(shí)，因能量小失，要求土粒之澆間有較多的水四分使其更為潤(rùn)先滑，因此，最惑優(yōu)含水率較大株而得到的最大報(bào)干重度卻較小省，如逼圖森18-懷6何所示的曲吉線偏3控。當(dāng)用機(jī)械夯塊實(shí)時(shí)，壓實(shí)能師量較大，得出礎(chǔ)的曲線如廣圖炭18-膝6肌所示的曲唯線獵1情和叫2慢。所以當(dāng)填土踐壓實(shí)程度不足局時(shí)，可以改用陡大的壓實(shí)能量酬補(bǔ)夯，以達(dá)到色所要求的密實(shí)蓬度。橡在同類土中，筑土的顆粒級(jí)配仔對(duì)土的壓實(shí)效隔果影響很大，灰顆粒級(jí)配不均脂勻的容易壓實(shí)詠，均勻的則不校易壓實(shí)。做必須指出：室盡內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)與誘現(xiàn)場(chǎng)夯實(shí)或碾籠壓的最優(yōu)含水鼠率是不一樣的丸。所謂最優(yōu)含路水率，腰是針對(duì)某一種史土，在一定的亦壓實(shí)機(jī)械、壓競(jìng)實(shí)能量和填土較分層厚度等條尾件下測(cè)得的。國(guó)如果這些條件捉改變，就會(huì)得曾出不同的最優(yōu)款含水率。因此田，要指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)催施工，還應(yīng)該晃進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)狐。括在老圖香18-鳴6市中還給出了理慎論飽和曲線，釋它表示土處在持飽和狀態(tài)下的冬干重度拍與含擱水率硼廉的關(guān)系。實(shí)踐挪中，土不可能聚被壓實(shí)到完全匯飽和的程度。予試驗(yàn)證明，黏獵性土在最優(yōu)含慕水率時(shí)，壓實(shí)纖到最大干重突度抬γ丈dmax廣，其飽和度一牲般賀為古80太%遼左右。此時(shí)，教因?yàn)橥量紫吨屑训臍怏w越來(lái)越松難于和大氣相宣通，壓實(shí)時(shí)不項(xiàng)能將其完全排濫出去，因此壓埋實(shí)曲線只能趨軟于理論飽和曲疤線的左下方，蹄而不可能與它蘿相交。乎七、地基土的瓶分類扭地基土的工程紙分類目的是為紫判別土的工程飽特拴’虹性和評(píng)價(jià)土作源為建筑場(chǎng)地的明可用程度。偽作為建筑基地昆的這一部分土丘（包括巖石）澤分為六大類，返即巖石、碎石稈土、砂土、粉可土、黏性土和宴人工填土（不馳包括呈區(qū)域性銀特性的土，這裕部分內(nèi)容以后立另行介紹），喬每個(gè)大類又細(xì)鄭分為若干亞類棚。（一）巖石悅巖石應(yīng)為顆粒曠間牢固聯(lián)結(jié)，柱呈整體或具有呆節(jié)理裂隙的巖惹體。巖石的堅(jiān)來(lái)硬程度應(yīng)根據(jù)晉巖杏塊的飽和單軸愛抗壓強(qiáng)歸度褲f拴rk塘按規(guī)范分為堅(jiān)衛(wèi)硬巖、較硬巖厲、較軟巖、軟蘭巖和極軟巖。腫巖石的風(fēng)化程貌度可分為未風(fēng)抗化、微風(fēng)化、暫中風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)衣化和全風(fēng)化?？顜r體完整程度繡應(yīng)根據(jù)完整性橋指數(shù)（為巖體漿縱波波速與巖惑塊縱波波速之義比的平方）劃縣分為完整、較煎完整、較破碎神、破碎和極破茶碎。庸（二）碎石虧土丈該碎石土為粒徑爽大曬于巡2m犧m橫的顆粒含量超耳過(guò)全凝重搏50誘%借的土。碎石土級(jí)可根據(jù)顆粒形煤狀和粒組杜含量按規(guī)范表鬼分為漂石、塊萍石、卵石、碎鋼石、圓礫和角支礫。瞇碎石土的密實(shí)列度，可根據(jù)重迅型圓錐動(dòng)力觸麗探錘擊數(shù)分為頁(yè)松散、稍密、層中密和密實(shí)。（三）砂土披砂土為粒徑大扮于允2m徑m旋的顆粒含量不烏超過(guò)全么重還50請(qǐng)%愿、粒徑大版于堡0.075m幅m喚的顆粒超過(guò)全芬重珍50坦%冒的土。砂土可慈根據(jù)粒組含量惹按規(guī)范表分為凝礫砂、粗砂、用中砂、細(xì)砂和筐粉砂。碌砂土的密實(shí)度啦，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)干貫入試驗(yàn)錘擊揚(yáng)數(shù)按規(guī)范表分脹為松散、稍密果、中密和密實(shí)襯。（四）黏性土堅(jiān)黏性土為塑性視指估數(shù)仁I鉤p群大判于逢1訓(xùn)0沉的土，刮當(dāng)接I鳴p客>1菜7恐時(shí)為黏土，綱當(dāng)沖10<I吩p抽≤摔1扒7常時(shí)為粉質(zhì)黏土促。螺黏性土的狀態(tài)磚，可根據(jù)液性念指數(shù)按規(guī)范表全分為堅(jiān)硬、硬璃塑、可塑、軟克塑和流塑。（五）粉土尚粉土為介于砂叫土與黏性土之卷間，塑性指惑數(shù)高I舊p源≤因1驢0岡且粒徑大姥于蟲0.075m測(cè)m容的顆粒含量不暑超郵過(guò)全機(jī)重扒50餓%皮的土。（六）淤泥牽淤泥為在靜或貼緩慢的流水環(huán)慣境沉積，并經(jīng)奉生物化學(xué)作用擔(dān)形成，其天然責(zé)含水率大于液珠限、天然孔隙醉比大于或等杠于壩1.利5務(wù)的黏性土。當(dāng)系天然含水率大對(duì)于液限而天然像孔隙比小茄于攤1.告5塌但大于或等就于肢1.哪0晶的黏性土或粉針土為淤泥質(zhì)土傅。含有大量未覺分解的腐殖質(zhì)童，有機(jī)質(zhì)含量鍵大滿于夏60嫂%賞的土為泥炭，田有機(jī)質(zhì)含量大波于等推于就10灶%步且小于等童于扮60匆%裕的土為泥炭質(zhì)逮土。（七）紅黏土別紅黏土為碳酸斥鹽巖系的巖石沃經(jīng)紅土化作用是形成的高塑性忙黏土。其液限筐一般大演于裙50瓣%鑰。飄紅黏土經(jīng)再搬貪運(yùn)后仍保留其捐基本特征，其販液限大腸于柄45狂%茶的土為次生紅跳黏土。盞（八）人工填寨土定人工填土根據(jù)嚇其組成和成因介，可分為素填表土、壓實(shí)填土凡、雜填土、沖港填土。素填土源為由碎石土、飛砂土、粉土、駁黏性土等組成俊的填土。經(jīng)過(guò)追壓實(shí)或夯實(shí)的抖素填土為壓實(shí)怨填土。雜填土抹為含有建筑垃趟圾、工業(yè)廢料忠、生活垃圾等留雜物的填土。濃沖填土為由水戴力沖填泥砂形匠成的填土。（九）膨脹土倆膨脹土為土中黎粘粒成分主要替由親水性礦物舍組成，同時(shí)具登有顯著的吸水闖膨脹和失水收糞縮特誤性，其自由膨蜓脹率大于或等疑于液40櫻%啟的黏性土。妨丸腎（十）濕陷性濾土師濕陷性土為在例一定壓力下浸惕水后產(chǎn)生附加睡沉降，其濕陷期系數(shù)大予或等竹