土力學(xué)第二章

關(guān)于土力學(xué)第二章第1頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

土的生成和演變

第2頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土的形成：地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，是地球表面的整體巖石在大氣中經(jīng)受自然力和自然環(huán)境的長(zhǎng)期風(fēng)化作用形成。反向過程：土經(jīng)過很長(zhǎng)的地質(zhì)年代，發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，逐漸壓密、巖化，最終又可形成巖石。循環(huán)演變：巖石土巖石土……。重復(fù)進(jìn)行。第3頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月風(fēng)化作用（1）物理風(fēng)化

地質(zhì)構(gòu)造力；溫度變化；冰凍作用；碰撞作用。顆粒大小發(fā)生改變，化學(xué)成分保持不變。生成原生礦物。第4頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）化學(xué)風(fēng)化

水解作用；水化作用；氧化作用；溶解作用

礦物化學(xué)成分變化，形成次生礦物。正長(zhǎng)石

高磷石(水解)（3）生物風(fēng)化

植物根分泌有機(jī)酸；遺體腐爛；微生物作用動(dòng)植物或人類活動(dòng)的影響。第5頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：

（1）物理風(fēng)化（2）化學(xué)風(fēng)化（3）生物風(fēng)化需要注意：

a、上述風(fēng)化作用常常是同時(shí)存在的。

b、不同地區(qū)，自然條件不同，風(fēng)化作用有主次。

c、風(fēng)化作用由地表向下逐漸減弱第6頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)土的組成一、土的三相組成第7頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土的三個(gè)基本特征

1、土的碎散性

2、三相性

3、自然變異性第8頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）土的礦物成分與粒組關(guān)系（見下表1）二、土的固相有機(jī)質(zhì)含量超過3%~5%的土應(yīng)注明，不宜作為填筑材料。第9頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表1土的礦物成分與粒組的關(guān)系第10頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）粒組的劃分和顆粒級(jí)配曲線（1）幾個(gè)基本概念粒度:土粒的大小稱為粒度。粒度成分：不同粒徑顆粒的相對(duì)含量（顆粒級(jí)配）。粒組：性質(zhì)相近的土粒合并為組。a、粒組間的分界線是人為劃定的;b、劃分時(shí)應(yīng)使粒組界限與粒組性質(zhì)的變化相適應(yīng);c、按一定的比例遞減關(guān)系劃分粒組的界限值。d、表2給出國(guó)內(nèi)常用的粒組劃分方法。第11頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表2粒組的劃分（《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTJ051-93第12頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）粒度成分測(cè)定方法

我們知道，土體常常是由多種不同粒組的混合物。往往以礫石和砂粒為主要成分的土稱為粗粒土，也稱為無(wú)粘性土。以粉粒、粘粒和膠粒為主的土，稱為細(xì)粒土，也稱為粘性土。顯然，土的性質(zhì)取決于不同粒組的相對(duì)含量。為了確定各粒組的相對(duì)含量，需用試驗(yàn)的方法將粒組區(qū)分開來，這種試驗(yàn)方法統(tǒng)稱為顆粒分析試驗(yàn)。其試驗(yàn)方法有篩分法和沉降法兩種。分界粒徑為0.075.第13頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.篩分法：適用于粒徑大于0.075mm的粗顆粒土。圖1擺篩圖第14頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

用一套孔徑不同的篩子，按從上至下篩孔逐漸減小放置。將事先稱過質(zhì)量的烘干土樣過篩，稱出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。第15頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b.沉降分析法：適用于粒徑小于0.075mm的細(xì)顆粒土。

斯托克斯(stokes)定理：顆粒下沉速度與顆粒直徑的平方成正比。c.綜合分析

篩分法和沉降分析法結(jié)合第16頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）粒度成分及其表示方法表格法顆粒級(jí)配曲線法（見圖1-1）三角坐標(biāo)法第18頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表格法例：從干砂樣中稱取質(zhì)量1000g的式樣，放入標(biāo)準(zhǔn)篩中，經(jīng)充分振搖后，稱得各級(jí)篩上留存的土粒質(zhì)量，見下表中的第二行，試求土內(nèi)各粒組的土粒質(zhì)量。篩孔徑（mm）2.01.00.50.250.150.075底盤各級(jí)篩上的土粒質(zhì)量（g）10010025030010050100小于各級(jí)篩孔徑的土粒含量（%）908055251510第19頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

顆粒級(jí)配曲線第20頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

顆粒級(jí)配曲線用半對(duì)數(shù)制表示顆粒級(jí)配曲線橫坐標(biāo)(按對(duì)數(shù)比例尺)：表示某一粒徑（d）；縱坐標(biāo)：表示小于某一粒徑的土粒百分含量（%）。由顆粒級(jí)配曲線可知道某一粒徑范圍的百分含量！問題：如何判斷級(jí)配的好壞？第21頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

兩個(gè)指標(biāo)表示大小、均勻程度及其級(jí)配情況

不均勻系數(shù)：

d60（限定粒徑）—小于該粒徑的含量占總量的60%d10（有效粒徑）—小于該粒徑的含量占總量的10%該指標(biāo)考慮了大顆粒和小顆粒含量的差異；Cu愈大，顆粒愈不均勻；第22頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月d30（連續(xù)粒徑）—小于該粒徑的含量占總量的30%

曲率系數(shù)：

該指標(biāo)考慮了中間粒徑的影響；Cc大于3，曲率變化快，土均勻；Cc小于1，曲率變化平緩，中間顆粒少；第23頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a、級(jí)配良好土：曲線光滑連續(xù)，不存在平臺(tái)段，坡度平緩

滿足Cu>5及Cc=1-3兩個(gè)條件土級(jí)配優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)圖2土的顆粒級(jí)配曲線（圖2的B土曲線）第24頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b、級(jí)配不良土：級(jí)配曲線坡度陡峭，粗細(xì)顆粒均勻；級(jí)配曲線存在平臺(tái)段，即存在不連續(xù)粒徑。

不能同時(shí)滿足Cu>5及Cc=1-3兩個(gè)條件

圖2土的顆粒級(jí)配曲線（圖2的C土和A土曲線）第25頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

顆粒級(jí)配曲線第26頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、土的液相

在自然界中，土中總是含有水的，土的液相就是指水以及各種離子的液體。土中水的狀態(tài)可以為液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)。土中細(xì)粒愈多，土的分散愈大，水對(duì)土性質(zhì)的影響也愈大。研究土中的水，必須考慮水在土中存在的狀態(tài)及其與土的相互作用。

第27頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)合水示意圖第28頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第29頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）結(jié)晶水

它是存在于礦物的晶體格架內(nèi)部或參與到礦物構(gòu)造中的水。只有在溫度比較高（80°~680°）的情況下才能化為氣態(tài)水而與土粒分離?？梢园呀Y(jié)晶水當(dāng)作礦物顆粒的一部分。（2）結(jié)合水

結(jié)合水是由土顆粒表面水分子吸附在土粒表面的一層水，分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。第30頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水存在于最靠近土顆粒表面處，水分子和水化離子排列的非常緊密，一般其密度大于1，并有過冷現(xiàn)象。這種水牢固的結(jié)合在土粒表面，其性質(zhì)接近于固體，所以具有極大的粘滯性、彈性及抗剪強(qiáng)度。弱結(jié)合水

在距土粒表面較遠(yuǎn)處的結(jié)合水稱為弱結(jié)合水，也稱為薄膜水。由于其引力降低，弱結(jié)合水的水分子排列就不如強(qiáng)結(jié)合水緊密，這層水不能傳遞靜水壓力。由于這種水的存在，使土具有可塑性。第31頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）自由水自由水存在于土粒電場(chǎng)影響范圍之外，其性質(zhì)與普通水相同，服從重力定律，傳遞靜水壓力。自由水按其移動(dòng)所受作用力的不同，分為毛細(xì)水和重力水。重力水重力水位于地下水位以下，在重力或壓力差作用下能產(chǎn)生滲流，對(duì)土顆粒和結(jié)構(gòu)物都具有浮力作用，在土力學(xué)計(jì)算中應(yīng)考慮這種滲流及浮力的作用。第32頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月毛細(xì)水

毛細(xì)水是受水與空氣交界面的張力作用而存在于細(xì)小孔隙中的自由水，一般存在于地下水位以上的透水層中。毛細(xì)水在重力和表面張力作用下，能沿著土的細(xì)孔隙從潛水面上升一定的高度。其上升的高度和孔隙的大小有關(guān)。在工程中需研究毛細(xì)水的上升高度和速度，因?yàn)槊?xì)水的上升會(huì)使地基潮濕，強(qiáng)度降低，變形增大。四、土的氣相第33頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)性：指土的物質(zhì)組成(主要指土粒或團(tuán)粒，也包括孔隙)的空間相互排列，以及土粒間的聯(lián)結(jié)特征的綜合。土結(jié)構(gòu)的影響：對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有重要的影響。土結(jié)構(gòu)的變化和意義：土的結(jié)構(gòu)在形成過程中及形成之后，當(dāng)外界條件變化時(shí)都會(huì)使土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。粒間的結(jié)合力第34頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）粗粒土（無(wú)粘性土）的結(jié)構(gòu)

粗粒土的比表面積小，在粒間的作用力中，重力起決定性作用。粗顆粒在重力作用下下沉?xí)r，一旦與已經(jīng)穩(wěn)定的顆粒相接觸，找到自己的平衡位置，穩(wěn)定下來，就形成了單粒結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是顆粒之間是點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。在下沉過程中如果沒有遇到很高的壓力，特別是沒有受到動(dòng)力作用時(shí)，就形成了松散的單粒結(jié)構(gòu)。反之，就形成了密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)。見下圖第35頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖A砂土結(jié)構(gòu)第36頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）粗粒土（無(wú)粘性土）的結(jié)構(gòu)呈松散單粒結(jié)構(gòu)的土。其骨架是不穩(wěn)定的，當(dāng)受到震動(dòng)或其他外力作用時(shí)，土粒易于發(fā)生移動(dòng)，土中孔隙劇烈減少，會(huì)引起土的極大變形，因此，這種土如未經(jīng)處理一般不宜作為建筑物的地基。呈密實(shí)狀結(jié)構(gòu)的單粒土。由于其土粒排列緊密，在動(dòng)、靜荷載作用下都不會(huì)產(chǎn)生較大的變形和沉降，所以其強(qiáng)度大、壓縮性小，是較為良好的天然地基。

第37頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月密實(shí)狀態(tài)疏松狀態(tài)第38頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)粒間粘結(jié)力

在沉降過程中，重力不起重要的作用。在結(jié)構(gòu)形成中，其他的粒間力起主導(dǎo)作用，包括：（1）范德華力（2）庫(kù)倫力（3）膠結(jié)作用力（4）毛細(xì)壓力第39頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)細(xì)粒土結(jié)構(gòu)細(xì)粒土的天然結(jié)構(gòu)就是在其沉降過程中由以上這些力共同作用而形成的。（1）蜂窩結(jié)構(gòu)（主要是粉粒0.075~0.005）（2）絮狀結(jié)構(gòu)（主要由粘粒，小于0.005）（3）片堆結(jié)構(gòu)和片架結(jié)構(gòu)第40頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月蜂窩結(jié)構(gòu)：顆粒間點(diǎn)與點(diǎn)接觸，由于彼此之間引力大于重力，接觸后，不再繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位,很多鏈環(huán)聯(lián)結(jié)起來，形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)：細(xì)微粘粒大都呈針狀或片狀，質(zhì)量極輕，在水中處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)懸液介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，土粒表面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘?；ハ嘟咏鄢尚鯛钗锵鲁?，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)。絮狀結(jié)構(gòu)第41頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a單粒非絮凝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)b粒組的非絮凝結(jié)構(gòu)d單粒的角-角凝絮結(jié)構(gòu)e粒組的角-面絮凝結(jié)構(gòu)f粒組的角-角絮凝結(jié)構(gòu)c單粒的角-面絮凝結(jié)構(gòu)g粒組的角-面絮凝結(jié)構(gòu)與角-角絮凝結(jié)構(gòu)第42頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)土的物理性質(zhì)指標(biāo)

土是三相混合而成，而三相組成部分的性質(zhì)與數(shù)量以及它們之間的相互作用，決定著土的物理力學(xué)性質(zhì)。土力學(xué)中使用各相之間在體積上和質(zhì)量上的比例關(guān)系，作為反映土的物理性質(zhì)的指標(biāo)。這類指標(biāo)統(tǒng)稱為土的三相比例指標(biāo)，也稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)。三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕，疏松與緊密，是評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)。也是工程勘察報(bào)告中不可缺少的內(nèi)容。第43頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物理模型假定模型第44頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總質(zhì)量：m=ms+mw總體積：V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw

符號(hào)：s—soilv—voida—airw—water土的三相圖土的三相草圖

可用三相草圖來描述土的三相組成定義土的物理性質(zhì)指標(biāo)第45頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三相草圖的意義：土的三相物質(zhì)在體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系稱為三相比例指標(biāo)；三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕、疏松與緊密；評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)；工程地質(zhì)勘察報(bào)告中不可缺少的基本內(nèi)容。

第46頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1三個(gè)實(shí)測(cè)物理性質(zhì)指標(biāo)

直接測(cè)定指標(biāo)（可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接測(cè)定）：土的密度、土粒比重Gs（土粒密度s）、含水量換算指標(biāo)：其它指標(biāo)均為換算指標(biāo)（孔隙比、飽和度等）。

第47頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、土粒比重（土粒相對(duì)密度）

Gs—固體顆粒質(zhì)量與同體積水(在4℃時(shí))質(zhì)量之比第48頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、含水量第49頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、土的密度和重度第51頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2換算的物理性質(zhì)指標(biāo)（1）孔隙比于是可得兩者關(guān)系：（2）孔隙率

第52頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）飽和度

一般0Sr1飽和土：Sr=1干土：Sr=0砂土根據(jù)飽和度可劃分為三種濕潤(rùn)狀態(tài)。第53頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）干密度（5）飽和密度（6）有效密度（浮密度）第54頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土的飽和重度γsat土的密度與重度的關(guān)系：

土的有效重度（浮重度）

土的干重度第55頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.3

幾種常用指標(biāo)之間的換算關(guān)系土的三相比例指標(biāo)之間可以互相換算：方法1：由三相圖及其定義計(jì)算，見教材例1-1、1-2。假定V=1,或者假定Vs=1方法2：由三相圖導(dǎo)出的計(jì)算公式（見表1-2）。第56頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第57頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4.1粘性土的稠度（界限含水率）塑性Plasticity：可塑成任何形狀而不發(fā)生裂縫，并在外力解除以后能保持已有的形狀而不恢復(fù)原狀的性質(zhì)。在陶瓷工業(yè)、農(nóng)業(yè)科學(xué)和土木工程中有廣泛應(yīng)用。

第58頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土體體積隨含水量的變化：

含水量與體積的關(guān)系

第59頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土的界限含水量（Atterberglimits）（瑞典土壤學(xué)家）縮限：半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)間的分界含水量。當(dāng)含水量小于該值時(shí)，體積不發(fā)生變化。Shrinkagelimit,wS。塑限：可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)間的分界含水量。Plasticlimit,wP。液限：流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的分界含水量。Liquidlimit,wL。第60頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月“界限含水量是土的一種固有的性質(zhì)，與含水量無(wú)關(guān)”問題：縮限、塑限、液限是否與土樣的含水量有關(guān)？注意：塑限和液限是土力學(xué)中常用的。第61頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液限的測(cè)定：錐式液限儀（中國(guó)）；碟式液限儀（歐美，詳見ASTM試驗(yàn)規(guī)程）。碟式液限儀平衡錐式液限儀

第62頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月17mm液限測(cè)定演示：第63頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月17mm液限測(cè)定演示：第64頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月液限測(cè)定演示：第65頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第66頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塑限的測(cè)定：

搓條法測(cè)定；3mm土條?？s限的測(cè)定：

收縮皿法測(cè)定。第67頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注意：液限和塑限也可用光電式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定；試驗(yàn)的具體程序和步驟詳見《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；界限含水量由重塑土測(cè)定，而現(xiàn)場(chǎng)原狀土有一定結(jié)構(gòu)性；所以，有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)土含水量比液限大但地基未流動(dòng)。第68頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光電式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀第69頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第70頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）塑性指數(shù)IP概念:塑性狀態(tài)時(shí)含水量變化范圍，IP（Plasticityindex）。

常省略%；變化范圍很大（如大于200）；是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征；反映了土與水之間物理化學(xué)作用的強(qiáng)弱；可用土的分類和評(píng)價(jià)。第71頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物理意義：思考：第72頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一個(gè)問題：結(jié)論：不能。第73頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例說明：土類液限wL塑限wP含水量土樣132%12%20%土樣242%24%20%結(jié)果：土樣1：可塑態(tài)；土樣2：半固態(tài)；問題：判斷土樣物理狀態(tài)？必須建立含水量與界限含水量之間相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)，即液性指數(shù)。第74頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）液性指數(shù)IL

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2009）

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）天然狀態(tài)含水量和界限含水量相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)（Liquidityindex）。第75頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在0到1之間。越大，表示土越軟；大于1，處于流動(dòng)狀態(tài)；小于0，處于固體狀態(tài)或半固體狀態(tài)。關(guān)于IL結(jié)論：第76頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月[例]某粘性土的天然含水量w=19.3%，液限wL=28.3%，塑限wP=16.7%。求塑性指數(shù)IP和液性指數(shù)IL，確定該土狀態(tài)。查表可知該土的狀態(tài)為硬塑狀態(tài)。IL===0.224[解]：IP=wL-wP=28.3-16.7=11.6第77頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)1.4.2無(wú)黏性土的密實(shí)度（單位體積中固體顆粒的含量）（1）孔隙比用孔隙比e可評(píng)價(jià)砂土的密實(shí)度；優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用方便、簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：不能考慮顆粒大小、級(jí)配和形狀的影響所以：應(yīng)與最大孔隙比與最小孔隙比比較；建立相對(duì)密度的概念，同時(shí)考慮孔隙比和顆粒級(jí)配的影響。第78頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按孔隙比劃分砂土密實(shí)度

密實(shí)度土的名稱密實(shí)中密稍密疏松礫砂、粗砂、中砂e<0.600.60≦e≦0.750.75<e≦0.85e>0.85細(xì)砂、粉砂e<0.700.70≦e≦0.850.85<e≦0.95e>0.95第79頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最小孔隙比：砂土處于最密實(shí)狀態(tài)時(shí)的孔隙比，emin

用“振擊法”測(cè)定。最大孔隙比：砂土處于最疏松狀態(tài)時(shí)的孔隙比，emax

用“松散器法”測(cè)定。相對(duì)密度：

最大孔隙比、最小孔隙比的概念：（2）相對(duì)密實(shí)度第80頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

用Dr表示砂土密實(shí)度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，砂土的松密標(biāo)準(zhǔn)如下：第81頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月舉例說明建立相對(duì)密度概念的意義：結(jié)論：土樣1：密實(shí)；土樣2：不密實(shí)土類最大孔隙比emax最小孔隙比emin實(shí)際孔隙比e土樣10.80.50.55土樣20.60.30.55問題：哪個(gè)土樣密實(shí)？第82頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)e=emax時(shí)，Dr=0，最松狀態(tài)；當(dāng)e＝emin時(shí)，Dr=1.0，最密狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：可以把土的級(jí)配考慮進(jìn)去，理論上較為完善缺點(diǎn)：emax和emin難以準(zhǔn)確測(cè)定，給Dr的確定帶來困難。所以，天然砂土的密實(shí)度只能用在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法進(jìn)行確定。第83頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）原位試驗(yàn)

方法：63.5kg錘，升到76cm高，自由落下標(biāo)準(zhǔn)貫入器入土深度30cm，所需錘數(shù)為N63.5顯然：第84頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月規(guī)范：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）見表1-4

例題1-3,1-4第85頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)土的壓實(shí)性第86頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

地基路堤第87頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土堤土壩第88頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第89頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

概述壓實(shí)的意義：提高填土的密實(shí)度，從而提高土的強(qiáng)度，減小壓縮性和滲透性保證建筑物地基、道路及鐵路路基有足夠強(qiáng)度壓實(shí)的影響因素：

內(nèi)因：土質(zhì)類型、含水量等

外因：壓實(shí)能量、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法等第90頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)魧?shí)筒護(hù)筒擊錘導(dǎo)筒

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)性。擊實(shí)試驗(yàn)有輕型和重型兩種。1.5.1擊實(shí)試驗(yàn)和擊實(shí)曲線第91頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5.1擊實(shí)試驗(yàn)和擊實(shí)曲線（a）小擊實(shí)筒（b）大擊實(shí)筒美國(guó)工程師Proctor(1933)提出Proctor試驗(yàn)擊實(shí)儀第92頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月配制成若干份不同含水量的試樣用同樣的擊實(shí)能量分別對(duì)每一份試樣試驗(yàn)測(cè)定擊實(shí)后的含水量和密度試驗(yàn)方法：計(jì)算公式干重度第93頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月繪制含水量與干密度關(guān)系曲線試驗(yàn)方法：擊實(shí)曲線第94頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果分析：含水量較小時(shí)，干密度隨含水量增加而增加；干密度達(dá)最大值時(shí)，含水量再增大，干密度反而會(huì)降低。典型試驗(yàn)第95頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)果分析：

含水量較小時(shí)，含水量增加使土粒間的摩阻力減小含水量較大時(shí)，過多的水不利于土的壓實(shí)所以，在施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)含水情況，可以進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺幚怼５?6頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

最大干密度：在一定擊實(shí)條件下得到的干密度，pdmax

最優(yōu)含水量：與之相對(duì)應(yīng)的含水量，wop

最優(yōu)含水量與該種土的塑限wp接近結(jié)果分析：第97頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

飽和曲線在擊實(shí)曲線的上方，不會(huì)與擊實(shí)曲線相交，因?yàn)橥馏w不可能被擊實(shí)到完全飽和！

飽和曲線：飽和狀態(tài)時(shí)的dw關(guān)系。飽和曲線方程：第98頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5.2擊實(shí)功能的影響說明：填料的含水率過高或過低都是不利的。含水率過低，填土遇水后容易引起濕陷；過高又將惡化填土的其他力學(xué)性質(zhì)。因此，在實(shí)際施工中填土的含水率控制得當(dāng)與否，不僅涉及到經(jīng)濟(jì)效益，而且影響到工程質(zhì)量ω0ρd擊數(shù)403020飽和線1.土料的最大干密度和最優(yōu)含水量不是常數(shù)。最大干密度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大,最優(yōu)含水量逐漸減小。然而，這種變化速率是遞減的。所以，光憑增加擊實(shí)功能來提高土的最大干密度是有限的。

2.當(dāng)含水量較低時(shí)擊數(shù)的影響較顯著。當(dāng)含水量較高時(shí)，含水量與干密度關(guān)系曲線趨近于飽和線，這時(shí)提高擊實(shí)功能是無(wú)效的。第99頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.5.3土類和級(jí)配的影響

擊實(shí)試驗(yàn)表明，在相同擊實(shí)功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指數(shù)愈大，壓實(shí)愈困難，最大干密度愈小，最優(yōu)含水量愈大無(wú)粘性土的擊實(shí)曲線和粘性土擊實(shí)曲線不同，在含水量較大時(shí)得到較高的干密度，因此在無(wú)粘性土實(shí)際填筑中，通常要不斷灑水使其在較高的含水量下壓實(shí)ωρd0無(wú)粘性土的擊實(shí)曲線說明：土的級(jí)配對(duì)土的壓實(shí)性影響很大。級(jí)配良好的土，易于壓實(shí)，級(jí)配不良的土，不易壓實(shí)，因?yàn)榧?jí)配良好的土有足夠的細(xì)粒去充填較粗粒形成的孔隙，因而能獲得較高的干密度

第100頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各類土的壓實(shí)曲線特征：第101頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多種多樣的壓實(shí)曲線：第102頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)土的工程分類

土的工程分類就是根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，把工程性能相近的土劃分為一類給定名稱，使人們可以大致判斷其工程性質(zhì)。但不同的工程將巖土用于不同的目的，不同的應(yīng)用目的，對(duì)巖土的評(píng)價(jià)的側(cè)重點(diǎn)也有所不同，如用做地基的碎石土主要評(píng)價(jià)其天然密度，用做材料時(shí)其級(jí)配是一個(gè)重要的指標(biāo)。這就形成了不同行業(yè)的不同分類習(xí)慣和不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。第103頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

“土的工程分類是勘察、設(shè)計(jì)的首要內(nèi)容”

分類存在不同體系，主要有：

(1)建設(shè)部《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJl4590)；

(2)建設(shè)部《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500072011)；

(3)水利部《土工試驗(yàn)規(guī)程》(SL2371999)中的12884分類法；

(4)交通部《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ05193)。第104頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、分類的目的和原則

土的分類體系就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分成一定的類別，目的在于通過通用的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，便于在不同土類間作有價(jià)值的比較、評(píng)價(jià)、積累以及學(xué)術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的交流。分類原則：1.分類要簡(jiǎn)明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要測(cè)定方法簡(jiǎn)單，使用方便2.土的分類體系所采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不同類工程用土的不同特性第105頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、分類體系與方法

分類體系：1.建筑工程系統(tǒng)分類體系2.工程材料系統(tǒng)分類體系側(cè)重把土作為建筑地基和環(huán)境，研究對(duì)象為原狀土，例如：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)地基土分類方法側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基工程。研究對(duì)象為擾動(dòng)土，例如：《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145-90)工程用土的分類和《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051-93)土的工程分類第106頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分類方法：1.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007－2011)

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、粘性土和特殊土六大類a.巖石的分類

顆粒間牢固粘結(jié),呈整體或具有節(jié)理隙的巖體稱為巖石，堅(jiān)硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)rk分類堅(jiān)硬程度類別飽和單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)rk(Mpa)堅(jiān)硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖30＜frk≤60frk＞6015＜frk≤305＜frk≤15frk≤5

第107頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月c.砂土的分類

粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%的土，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土稱為砂土b.碎石土的分類粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土稱為碎石土d.粉土的分類

粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%，塑性指數(shù)IP≤10的土稱為粉土e.粘性土的分類第108頁(yè)，課件共117頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月f.人工填土的分類

由于人類活動(dòng)而形成的堆積物稱為人工填土。物質(zhì)成分較雜亂,均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和成因,可分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土和沖填土2.《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ145－90)

根據(jù)各粒組的相對(duì)含量把土分為巨粒土、含巨粒土、粗粒土和細(xì)粒土四