第一章土的物理性質(zhì)及工程分類

13三月2024第一章土的物理性質(zhì)及工程分類

1.1土的概念與基本特征土的概念:土是巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積等地質(zhì)作用形成松散的堆積物或沉淀物。土是各種礦物顆粒的集合體。不同的土其礦物成分和顆粒大小存在著很大差異,顆粒、水和氣體的相對(duì)比例也不相同。基本特征:土的物理性質(zhì),如輕重、軟硬、干濕、松密等。影響土的物理性質(zhì)的因素:土的三相組成物質(zhì)的性質(zhì)、相對(duì)含量及土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造等---內(nèi)因。外部環(huán)境---外因。必須掌握這些物理性質(zhì)、測(cè)定方法及指標(biāo)與指標(biāo)的換算。外圈層：大氣圈、水圈、生物圈；內(nèi)圈層：地殼、地幔、地核。構(gòu)成天然地基的物質(zhì)是地殼內(nèi)的巖石和土。地殼的一般厚度為30一80km。2地質(zhì)作用--導(dǎo)致地殼成分變化和構(gòu)造變化的作用。根據(jù)地質(zhì)作用的能量來(lái)源的不同，可分為內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用(1)內(nèi)力地質(zhì)作用: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)部構(gòu)造以及地表形態(tài)發(fā)生變化的地質(zhì)作用。如巖漿作用、地殼運(yùn)動(dòng)(構(gòu)造運(yùn)動(dòng))和變質(zhì)作用。1)巖漿作用--存在于地殼以下深處高溫、高壓的復(fù)雜硅酸鹽熔融體(巖漿)，沿著地殼薄弱地帶上升侵入地殼或噴出地表且冷凝后生成為巖漿巖的地質(zhì)作用。地質(zhì)作用的概念:1地球的圈層構(gòu)造：一.地質(zhì)作用1.2土的生成

2)地殼運(yùn)動(dòng)--地殼的升降運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)。升降運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為地殼的上拱和下拗，形成大型的構(gòu)造隆起和拗陷：水平運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為地殼巖層的水平移動(dòng)，使巖層產(chǎn)生各種形態(tài)的褶皺和斷裂．地殼運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，形成了各種類型的地質(zhì)構(gòu)造和地球表面的基本形態(tài)。3)變質(zhì)作用--在巖漿活動(dòng)和地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，原巖(原來(lái)生成的各種巖石)在高溫、高壓下及揮發(fā)性物質(zhì)的滲入下，發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化的地質(zhì)作用,生成變質(zhì)巖。(2)外力地質(zhì)作用：由于太陽(yáng)輻射能和地球重力位能所引起的地質(zhì)作用。它包括氣溫變化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、風(fēng)、生物等的作用。1)風(fēng)化作用--外力(包括大氣、水、生物)對(duì)原巖發(fā)生機(jī)械破碎和化學(xué)變化的作用。2）風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)及沉積--外力地質(zhì)作用過(guò)程中的風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)及沉積，是彼此密切聯(lián)系的。風(fēng)化作用為剝蝕作用創(chuàng)造了條件，而風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)又為沉積作用提供了物質(zhì)的來(lái)源。剝蝕作用與沉積作用在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，以某一方面的作用為主導(dǎo)，例如，河流上游地區(qū)以剝蝕為主，下游地區(qū)以沉積為主，山地以剝蝕占優(yōu)勢(shì)，平原以沉積占優(yōu)勢(shì)．沉積巖和土的生成--原巖風(fēng)化產(chǎn)物（碎屑物質(zhì)），在雨雪水流、山洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或風(fēng)等外力作用下，被剝蝕，搬運(yùn)到大陸低洼處或海洋底部沉積下來(lái)，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，沉積的物質(zhì)逐漸加厚，在覆蓋壓力和含有碳酸鈣、二氧化硅、氧化鐵等膠結(jié)物的作用下，使起初沉積的松軟碎屑物質(zhì)逐漸壓密、脫水、膠結(jié)、硬化生成新的巖石，稱為沉積巖。未經(jīng)成巖作用所生成的所謂沉積物，也就是通常所說(shuō)的“土”。二.礦物與巖石的概念:

巖石--一種或多種礦物的集合體。

礦物--地殼中天然生成的自然元素或化合物，它具有一定的物理性質(zhì)、化學(xué)成份和形態(tài)．目前已發(fā)現(xiàn)的礦物有三千多種，但常見(jiàn)的造巖礦物僅三十多種。

造巖礦物---組成巖石的礦物稱為造巖礦物。礦物按生成條件可分為原生礦物和次生礦物兩大類。巖石的性質(zhì)（1）強(qiáng)度大；（2）壓縮性低；（3）透水性差。是良好的天然地基。

巖石按生成原因分為巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖三大類。

巖漿巖是由地殼下面的巖漿沿地殼薄弱地帶上升侵入地殼或噴出地面冷凝而成的。

變質(zhì)巖則是地殼的先成巖石在高溫高壓下和化學(xué)性活潑的物質(zhì)作用下，改變了原來(lái)巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而形成的一種新的次生巖石。

沉積巖則是由巖石碎屑、溶液析出物或有機(jī)物于常溫、常壓下在陸地或海洋中堆積形成的次生巖石（如砂巖、頁(yè)巖、礫巖等）。石的生成及其分類沉積巖變質(zhì)巖巖漿巖三、風(fēng)化作用：

風(fēng)化作用是一種使巖石產(chǎn)生物理和化學(xué)變化的破壞作用。風(fēng)化作用按其性質(zhì)及影響因素不同，可分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化。1.物理風(fēng)化作用：是指巖石由于溫度、水、波浪沖擊等產(chǎn)生物理因素引起的機(jī)械破壞作用。溫度是物理風(fēng)化的主要因素。物理風(fēng)化產(chǎn)物為原生礦物,如石英、長(zhǎng)石和云母等。砂、礫石和其他粗顆粒土即無(wú)粘性土就是物理風(fēng)化的產(chǎn)物。2.化學(xué)風(fēng)化：是指巖石在水及各種水溶液的作用下，經(jīng)氧化、炭化和水化作用，以及在生物活動(dòng)作用下所引起的破壞作用?；瘜W(xué)風(fēng)化產(chǎn)物為次生礦物,如蒙脫石，伊利石和高嶺石等,通常稱為粘性土。風(fēng)化作用1．物理風(fēng)化：由于地表巖石溫度變化產(chǎn)生溫度應(yīng)力和裂隙水的凍脹以及鹽類結(jié)晶膨脹而使巖石被碎崩解為碎塊或巖屑，其化學(xué)成份尚未發(fā)生變化，這種過(guò)程稱為物理風(fēng)化作用。當(dāng)氣溫升高時(shí)，巖石膨脹產(chǎn)生壓應(yīng)力，當(dāng)氣溫降低時(shí)，巖石收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，二者頻繁交替，使巖石表層產(chǎn)生眾多裂隙最終崩解。另一方面水凍脹時(shí)產(chǎn)生體積膨脹或鹽類結(jié)晶膨脹加速了巖石崩解過(guò)程。土中的碎石，礫石、砂等粗顆粒便是巖石物理風(fēng)化的產(chǎn)物。

2．化學(xué)風(fēng)化作用：在水、大氣以及有機(jī)體的化學(xué)作用或生物化學(xué)作用下而使巖石的化學(xué)成份發(fā)生水化、氧化、還原、碳酸化溶解等過(guò)程，稱為化學(xué)風(fēng)化?；瘜W(xué)風(fēng)化作用不僅破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，而且使化學(xué)成份改變，形成新的礦物。粘土顆粒便是巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后的產(chǎn)物。3．生物風(fēng)化作用：是指生物活動(dòng)過(guò)程中對(duì)巖石產(chǎn)生的破壞作用。如樹根生長(zhǎng)時(shí)施加周圍巖石的壓力可超過(guò)巖石的強(qiáng)度，使巖石產(chǎn)生裂紋而破壞。活動(dòng)在地表淺層的動(dòng)物如老鼠、蚯蚓等也可使巖石被碎成土。開山、挖隧道等作用產(chǎn)生的土等。剝蝕風(fēng)化后的巖石產(chǎn)物在冰川、風(fēng)、水和重力作用下，從母巖分離的現(xiàn)象稱為剝蝕。搬運(yùn)巖石碎塊或巖屑從母巖分離后到達(dá)新的平衡位置，稱為搬運(yùn)。1．搬運(yùn)方式（1）風(fēng)；（2）流水；（3）冰川；（4）雪崩；（5）自然起伏地形形成高差，在自重作用下由高處向低處；（6）人工填運(yùn)。伴隨現(xiàn)象（1）磨園；（2）進(jìn)一步的破碎或開裂，這是由于相互碰撞、磨擦或冰凍作用的結(jié)果；（3）分選現(xiàn)象：在搬運(yùn)過(guò)程中，存在著分選現(xiàn)象，同一粒組范圍的顆粒集聚在同一地區(qū)，大顆粒的巖石碎塊搬運(yùn)距離一般較近，而細(xì)小的碎?？杀话徇\(yùn)到較遠(yuǎn)的地方沉積下來(lái)。沉積巖石碎塊和巖屑經(jīng)，經(jīng)搬運(yùn)后在某地帶堆積下來(lái)，稱為沉積。1、殘積土：原巖經(jīng)風(fēng)化作用而殘留在原地的碎屑物稱為殘積土。殘積物中殘留礦物成分在很大程度上與下臥基巖一致，這是區(qū)別于其它的主要特征。2、坡積土：高處巖石的風(fēng)化物在雨、雪水流和本身自重作用下搬運(yùn)而成的山坡堆積物。3.洪積土：由山洪急流沖刷地表夾帶大量巖塊、土粒堆積于山谷沖溝出口或山前傾斜平原而形成沉積物。4.沖積土：是河流流水將兩岸的基巖上部覆蓋物質(zhì)剝蝕后，經(jīng)搬運(yùn)沉積在河流坡降平緩地帶形成的沉積物。其特點(diǎn)是呈現(xiàn)明顯的層理構(gòu)造。5.其他沉積土四、幾種主要類型的土1．殘積土殘積物是殘留在原地未被搬運(yùn)的那一部分原巖風(fēng)化剝蝕后的產(chǎn)物，而另一部分則被風(fēng)和降水所帶走。2．坡積土坡積土是雨雪水流的地質(zhì)作用將高處巖石風(fēng)化產(chǎn)物緩慢地洗刷剝蝕、順著斜坡向下逐漸移動(dòng)、沉積在較平緩的山坡上而形成的沉積物。1．殘積土殘積物是殘留在原地未被搬運(yùn)的那一部分原巖風(fēng)化剝蝕后的產(chǎn)物，而另一部分則被風(fēng)和降水所帶走。2．坡積土坡積土是雨雪水流的地質(zhì)作用將高處巖石風(fēng)化產(chǎn)物緩慢地洗刷剝蝕、順著斜坡向下逐漸移動(dòng)、沉積在較平緩的山坡上而形成的沉積物。3．洪積土·由暴雨或大量融雪驟然集聚而成的暫時(shí)性山洪急流，具有很大的剝蝕和搬運(yùn)能力。它沖刷地表，挾帶著大量碎屑物質(zhì)堆積于山谷沖溝出口或山前傾斜平原而形成洪積物(圖1—4)。由相鄰溝谷口的洪積扇組成洪積扇群<圖l—5)。如果逐漸擴(kuò)大以至連接起來(lái)，則形成洪積沖積平原的地貌單元。洪積物常呈現(xiàn)不規(guī)則交錯(cuò)的層理構(gòu)造，如具有夾層、尖滅或透鏡體等產(chǎn)狀(圖1—6)。

4.沖積土沖積土是河流流水的地質(zhì)作用將兩岸基巖及其上部覆蓋的坡積、洪積物質(zhì)剝蝕后搬運(yùn)、沉積在河流坡降平緩地帶形成的沉積物。1平原河谷沖積物平原河谷除河床外，大多數(shù)都有河漫灘及階地等地貌單元(圖1—7)。2．山區(qū)河谷沖積層在山區(qū)，河谷兩岸陡削，大多僅有河谷階地(圖1-8)。

5.其它沉積土除了上述四種成囚類型的沉積物外，還有海洋沉積土、湖泊沉積土、冰川沉積土及風(fēng)積土等，它們是分別由海洋，湖泊、冰川及風(fēng)等的地質(zhì)作用形成的．

次生礦物蒙脫石伊利石高嶺石蒙脫石第四紀(jì)沉積物（土）：地表巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)，沉積下來(lái)的年代不長(zhǎng)，未經(jīng)壓緊，并呈松散狀態(tài)的沉積物。建筑場(chǎng)地一般涉及的都是第四紀(jì)沉積物。第四紀(jì)沉積物分以下幾種類型：一、殘積物：巖石風(fēng)化剝蝕后的產(chǎn)物仍殘留在原地未被搬運(yùn)，這種沉積物稱為殘積物，如下圖所示。在殘積物和基巖之間，通常存在一個(gè)風(fēng)化帶。殘積物與強(qiáng)風(fēng)化帶之間并無(wú)明顯區(qū)別，二者的界線實(shí)際上很難區(qū)分。殘積物與風(fēng)化層的主要區(qū)別在于：殘積物是經(jīng)風(fēng)化剝蝕和水流將細(xì)小的顆粒帶走后殘留下來(lái)的較粗顆粒的堆積物。而風(fēng)化帶雖經(jīng)風(fēng)化，但未經(jīng)剝蝕和搬運(yùn)。殘積物特征：（1）顆粒不可能磨圓或分選，多為棱角狀粗顆粒土;（2）沒(méi)有層里構(gòu)造（因沒(méi)有經(jīng)過(guò)搬運(yùn)和沉積）；（3）其礦物成份與下臥基巖一致，這是鑒定殘積物的主要依據(jù)。（4）孔隙度大，均質(zhì)性差，作為建筑物地基易發(fā)生不均勻沉降。坡積物：高處風(fēng)化、剝蝕后的巖石產(chǎn)物，在自重、風(fēng)或流水作用下，順山坡向下移動(dòng)，最后沉積在較平緩的山坡上而形成的沉積物。坡積物特征：（1）一般分布在坡腰或坡角下；（2）有不同程度的磨圓或分選現(xiàn)象；（3）土質(zhì)不均勻，厚度變化大，在斜坡上厚度較薄，而在山坡下部較厚；（4）由于一般堆積在傾斜的山坡上，常易發(fā)生滑動(dòng)；在這類地基上修建建筑物易產(chǎn)生滑坡。洪積物：由于暴雨或融雪形成的臨時(shí)性洪水，具有極強(qiáng)的搬運(yùn)能力，將攜帶大量泥砂和石塊，最后堆積在山谷的出口或山前平原而形成的沉積物。洪積物的堆積面積大小不一，從幾平方米到數(shù)十平方公里，在許多大山與平原交界處，各條溝的洪積物不斷發(fā)展，相連成片可形成洪積平原。洪積物特征：（1）具有磨圓分選現(xiàn)象，離山越遠(yuǎn)，顆粒越細(xì)；（2）分布范圍多為扇形，如下圖所示；（3）由于山洪是周期性發(fā)生的，每次大小不盡相同，堆積下來(lái)的物質(zhì)也不一樣。因此，洪積物常呈不規(guī)則的交替層理構(gòu)造，并且有夾層，尖夾等產(chǎn)狀。（4）作為建筑物的地基，一般認(rèn)為是較理想的。尤其離山前較近的洪積物，具有較高的強(qiáng)度，是良好的天然地基。離山較遠(yuǎn)的地區(qū)，洪積物顆粒較細(xì)，成分均勻，地下水位較深，也屬于良好的地基。但有時(shí)在上述兩地段的中間地帶，常因地下水溢出地表而形成沼澤地，作為地基時(shí)應(yīng)慎重。沖擊物：是河流流水將兩岸巖石及上部覆蓋物剝蝕后，搬運(yùn)沉積在河流坡降平緩地帶形成的沉積物。沖擊物在地表分布很廣，主要類型有：1、平原河谷沖擊物（見(jiàn)下圖）（1）河床沉積物；（2）河慢灘沉積物；（3）河流階地沉積物；（4）古河道沉積物。2、山區(qū)河谷沖擊物：山區(qū)河流速度大，多為漂石、卵石與圓礫，厚度一般10～15m3、山前平原沖擊物：山前平原沖擊物具有分帶性，近山一帶為粗粒物質(zhì)組成，向平原低地逐漸變?yōu)樯巴梁驼惩痢?、三角洲沉積物：在河流入海或入湖口處，所搬運(yùn)的大量細(xì)小顆粒土沉積下來(lái)，形成面積寬廣，厚度較大（百米以上）的三角洲沉積物，一般以砂、粉質(zhì)粘土和粉土為主。這些物質(zhì)經(jīng)過(guò)河流的長(zhǎng)途搬運(yùn)后，一般具有良好的分選性和顆粒磨圓度，斜層理也較發(fā)育。在三角洲地帶，地下水位很高，水系密布，該區(qū)域內(nèi)沉積物形成飽和砂土及軟粘土，承載能力很低，壓縮性很高，作為建筑物地基應(yīng)特別慎重。海相沉積物海洋按海水深度不同劃分為四個(gè)區(qū)域，濱海地區(qū)是指漲潮時(shí)淹沒(méi)、落潮時(shí)落出的地帶；淺海地區(qū)稱為大陸架，水深0～200m，寬度100～200km；陸坡地區(qū)水深200～1000m，寬度200～300km；當(dāng)水深超過(guò)1000m時(shí)，為深海地區(qū)。不同地區(qū)的沉積物不同。（1）濱海沉積物：主要由卵石、圓礫和砂等組成，具有基本水平或緩傾斜的層理構(gòu)造，其強(qiáng)度較高，在砂層中常有波浪作用留下的痕跡。（2）淺海沉積物：主要由細(xì)顆粒砂土，粘性土和淤泥組成，具有層理構(gòu)造，含水量大，強(qiáng)度低，壓縮性大。（3）陸坡和深海沉積物：主要是有機(jī)淤泥。湖泊沉積物1、湖相沉積物湖浪沖蝕湖岸而形成的碎屑物質(zhì)在湖內(nèi)或湖心沉積下來(lái)而形成湖相沉積物。在靠近湖岸地段沉積下來(lái)的多是粗顆粒的卵石、圓礫和砂土。遠(yuǎn)岸或湖心沉積下來(lái)的則是細(xì)砂或粘土，因此，近岸地區(qū)土的強(qiáng)度較高，而湖心最差。2、沼澤沉積物湖泊逐漸淤塞和陸地沼澤化，將演變成沼澤而形成沼澤沉積物（沼澤土），主要由半腐爛的植物殘?bào)w（活炭）組成，含水量極高，可達(dá)百分之百，壓縮性很大，承載力極低，不宜作為建筑物的天然地基。七、冰川沉積物八、風(fēng)積物土體中由土的顆粒形成骨架，骨架之間存在孔隙，孔隙中存在著液態(tài)水和空氣。不同地區(qū)的土體，其三相構(gòu)成的比例是不同的，即便同一地點(diǎn)的土體，其三相組成也隨環(huán)境的變化而變化。如天氣的晴雨、季節(jié)的變化、溫度的高低、地下水位的升降等，都會(huì)引起土體三相比例的變化。若土中孔隙全部被水充滿時(shí)為飽和土；孔隙全部被氣體充滿時(shí)稱為干土；土中孔隙同時(shí)有水和氣體存在時(shí)為非飽和土。土體的三相比例不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也不相同。如：如干粘土堅(jiān)硬、強(qiáng)度大，濕粘土顯可塑性、強(qiáng)度低。由此可見(jiàn)，土的三相對(duì)其物理力學(xué)性質(zhì)有重大影響，所以首先應(yīng)研究土的三相組成。土是由巖石風(fēng)化生成的松散沉積物。通常土是三項(xiàng)系物質(zhì)。即由固體的礦物顆粒（固相）和水（液相）和氣體（氣相）組成。1.3土的組成

固體礦物顆粒（固相）土中氣體（氣相）

土中水（液相）土的生成土是由巖石經(jīng)風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積等過(guò)程后的產(chǎn)物，土的來(lái)源是巖石。地球表面30～80km范圍是地殼，地殼原來(lái)是堅(jiān)硬的巖石。*完整巖石風(fēng)化和剝蝕不同粒度的固體顆粒搬運(yùn)和沉積土（第四紀(jì)沉積物）成巖作用巖石。所以，在地殼變動(dòng)的億萬(wàn)年歷史長(zhǎng)河中，巖石和土可能交替地反復(fù)形成，周期性的破碎和集合。二、土的特性在土力學(xué)中，將土作為一種工程材料來(lái)研究。與其它材料相比，土有如下特性：1．散體性（壓縮性大、強(qiáng)度低、透水性大）：顆粒之間無(wú)粘結(jié)或弱粘結(jié)，存在大量孔隙，可以透水、透氣。2．多相性：土往往是由固體顆粒、水和氣體組成的三相體系，三相之間質(zhì)和量的變化直接影響它的工程性質(zhì)。3．成層性：土粒在沉積過(guò)程中，不同階段沉積物成分、顆粒大小及顏色等不同，而使豎向呈現(xiàn)成層的特征。4.變異性：土是在自然界漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期演化形成的多礦物組合體，性質(zhì)復(fù)雜，不均勻，且隨時(shí)間還在不斷變化。一．土的固體顆粒（固相）1.土粒的礦物組成：土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。因此，土的礦物成分主要取決于原巖及風(fēng)化作用。不同的礦物成分對(duì)土的性質(zhì)有不同的影響。其中細(xì)粒土的礦物成分尤為重要。

原生礦物,如石英、長(zhǎng)石和云母等。次生礦物,如蒙脫石，伊利石和高嶺石等,通常稱為粘性土。有機(jī)物質(zhì)。常見(jiàn)的粘土礦物有：蒙脫石，伊利石和高嶺石。它們的聯(lián)結(jié)力是由弱到強(qiáng)，但與水反應(yīng)的能力則由強(qiáng)到弱，即蒙脫石與水反應(yīng)最強(qiáng)（最親水）。

巖石經(jīng)風(fēng)化作用形成大小不同的固體顆粒。它的礦物成分，顆粒大小，形狀與級(jí)配是影響土的物理性質(zhì)的主要因素。土粒的礦物組成：原生礦物：由巖石經(jīng)物理風(fēng)化生成的，顆粒成分與母巖的相同，常見(jiàn)的有石英、長(zhǎng)石和云母，顆粒較粗，多呈渾圓形狀，吸附水的能力弱，無(wú)塑性。次生礦物由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物，它的成分與母巖的完全不同，有高嶺石、伊利石和蒙脫石粘土礦物，顆粒極細(xì)，且多呈片狀，性質(zhì)活潑，吸附水能力強(qiáng)，具塑性。

水溶鹽：可溶性次生礦物。常見(jiàn)的有巖鹽、鉀鹽、石膏、方解石，硫酸鹽類還對(duì)金屬和混凝土有一定的腐蝕作用。

有機(jī)質(zhì)：動(dòng)植物分解后的殘骸，稱為腐殖質(zhì)。其顆粒極細(xì)，粒徑小于0.1m，呈凝膠狀，帶有電荷，具極強(qiáng)的吸附性。2.土的顆粒級(jí)配

在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒組成的。土粒的大小稱為粒度。在工程上常把大小相近的土粒合并為一組，稱為粒組。顆粒間的分界線是人為確的定。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，例如土的性質(zhì)隨著粒徑的變細(xì)可由無(wú)粘性變化到有粘性。將土中各種不同粒徑的土粒，按適當(dāng)?shù)牧椒秶?，分為若干粒組，各個(gè)粒組隨著分界尺寸的不同而呈現(xiàn)出一定質(zhì)的變化。劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。

表l-1提供的是一種常用的土粒粒組的劃分方法。表中根據(jù)界限粒徑200mm、20mm、2mm、0.075和0.005mm把土粒分為六大粒組：漂石(塊石)顆粒、卵石(碎石)顆粒、圓礫(角礫)顆粒、砂粒、粉粒及粘粒。土顆粒的大小與形狀---粒組基本概念粒度、粒組粘粒粉粒砂粒圓粒碎石塊石0.0050.075260200巨粒粗粒細(xì)粒土的顆粒級(jí)配：定義:工程中常用土中各粒組的相對(duì)含量，占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，稱為土的粒徑級(jí)配。粒徑分析方法:篩分法（d>0.075mm的土）密度計(jì)法(比重計(jì)法)（d<0.075mm的土）根據(jù)顆粒大小分析試驗(yàn)成果，可以繪制如圖1—10所示的顆粒級(jí)配累積曲線由曲線的坡度可判斷土的均勻程度;有效粒徑；限定粒徑。篩分法拿一套孔徑不同的標(biāo)準(zhǔn)篩，其孔徑分別為200、20、2、0.5、0.25、0.075mm，按孔徑大小自上而下迭放著，并放上底盤。篩分前，首先將土樣烘干，使之松散，稱取土樣總重量。然后將土樣倒入最上面的一只篩中，經(jīng)過(guò)振動(dòng)，各個(gè)篩及底盤中均留有或多或少的土樣，稱取留在各個(gè)篩孔上的土重，除以土樣總重，可得各粒組土粒的相對(duì)含量。篩分法（d>0.075mm的土）密度計(jì)法（d<0.075mm的土）顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果，繪制圖的粒徑級(jí)配曲線。用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)繪制?？v坐標(biāo)表示小于某粒徑的土重占總土重的百分?jǐn)?shù)，橫坐標(biāo)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示土的粒徑。

不均勻系數(shù)：

不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況，越大表示土粒大小的分布范圍越大，其級(jí)配越良好，作為填方工程的土料時(shí)，則比較容易獲得較大的密實(shí)度．評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)Cu<5時(shí)，稱為均粒土，其級(jí)配不好；當(dāng)Cu>10時(shí)稱為級(jí)配良好的土；當(dāng)Cu＝5～10且Cc=1～3時(shí)，土級(jí)配良好，否則不好。顆粒級(jí)配可在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。定量分析方法:常以不均勻系數(shù)表示顆粒不均勻程度.式中：d60：限定粒徑。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60%時(shí)，相應(yīng)的粒徑稱為限定粒徑。d10：有效粒徑。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，相應(yīng)的粒徑稱為有效粒徑。

式中：d60：限定粒徑。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60%時(shí)，相應(yīng)的粒徑稱為d60。d10：有效粒徑。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，相應(yīng)的粒徑稱為d10。d30：當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為30%時(shí)的粒徑用d30表示。不均勻系數(shù)Cｕ反映大小不同粒組的分布情況。Cｕ越大表示土粒大小的分布范圍越大、其級(jí)配越良好，作為填方工程的土料時(shí)，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。曲線平緩，粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻。顆粒級(jí)配可以在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。對(duì)于級(jí)配良好（Cｕ>10，且Cc=1~3）的土，較粗顆粒間的孔隙被較細(xì)的顆粒所填充，因而土的密實(shí)度較好，相應(yīng)的地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也較好．透水性和壓縮性也較小，可用作堤壩或其它土建工程的填方土料。

1.3.2土中的水在自然條件下，土中總是含水的。

土中水有不同形態(tài)，如固態(tài)的冰、氣態(tài)的水蒸汽、液態(tài)的水，還有礦物顆粒晶格的結(jié)晶水。水蒸汽一般對(duì)土的影響不大（包括在氣體中）。結(jié)晶水是土顆粒的組成部分，不能自由移動(dòng)，只有在高溫下才能脫離晶格，對(duì)土的性質(zhì)影響也不大（包括在土顆粒中）。至于固態(tài)的冰，只有當(dāng)土中的溫度低于00C時(shí)，土中水結(jié)冰成為固態(tài)。當(dāng)土中水結(jié)冰時(shí)，發(fā)生凍脹現(xiàn)象，當(dāng)融化時(shí)又產(chǎn)生融陷現(xiàn)象，使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。在北方寒冷地區(qū)，“凍脹”和“融陷”對(duì)建筑物或多或少地產(chǎn)生影響，但在南方，凍結(jié)深度很小。不會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)土性影響最大的還是液態(tài)水。

土粒與水的相互作用土粒表面一般帶有負(fù)電荷，圍繞土粒形成電場(chǎng)，由于水分子是極性分子，在電場(chǎng)作用下將定向排列，土粒與水分子的吸引力稱為電分子引力（靜電引力），電分子引力隨距土粒距離增加而減小，如圖所示。在靠近土粒表面處，電分子引力最強(qiáng)，把水分子牢固地吸附在顆粒表面而形成吸附層（固定層）。在吸附層外，靜電引力比較小，水分子的活動(dòng)性要比吸附層大一些，形成擴(kuò)散層。在擴(kuò)散層之外，水分子幾乎不受靜電引力作用，因此，其排列是雜亂無(wú)章的。吸附層和擴(kuò)散層與土粒表面負(fù)電荷統(tǒng)稱為雙電層。土中水的分類

存在于土中的液態(tài)水可分為結(jié)合水和自由水兩大類：1．結(jié)合水結(jié)合水是指受電分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。這種電分子吸引力高達(dá)幾千到幾萬(wàn)個(gè)大氣壓，使水分子和土粒表面牢固地粘結(jié)在一起。由于土粒(礦物顆粒)表面一般帶有負(fù)電荷，圍繞土粒形成電場(chǎng)，在土粒電場(chǎng)范圍內(nèi)的水分子和水溶液中的陽(yáng)離子(如Na’、Ca”、A1”等)一起吸附在土粒表面。因?yàn)樗肿邮菢O性分子(氫原子端顯正電荷，氧原子端顯負(fù)電荷)，它被土粒表面電荷或水溶液中離子電荷的吸引而定向排列(圖1—13)。

(1)強(qiáng)結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水（吸著水）：靠近土粒表面吸附層中的水。其特征：a、電分子引力最大，可達(dá)1000個(gè)大氣壓；b、厚度為幾個(gè)水分子厚；c、冰點(diǎn)很低，最低為-78°C，不凍結(jié)；d、不能自由流動(dòng)，在1050C時(shí)才能蒸發(fā)；e、性質(zhì)接近固體，不能傳遞靜水壓力，具有極大的粘滯性、彈性和抗剪強(qiáng)度。

(2)弱結(jié)合水弱結(jié)合水緊靠于強(qiáng)結(jié)合水的外圍形成一層結(jié)合水膜。弱結(jié)合水（薄膜水）：處于擴(kuò)散層中的水。其特征：a、受電分子引力較小，呈粘滯狀態(tài)，厚度稍大些；b、不能自由流動(dòng)，不能傳遞靜水壓力；c、有從厚水膜向薄水膜移動(dòng)的特性。隨著與土粒表面的距離增大，電分子引力逐漸減少，弱結(jié)合水逐漸過(guò)渡為自由水。

2自由水自由水是存在于土粒表面電場(chǎng)影響范圍以外的水。它的性質(zhì)和普通水一樣，能傳遞靜水壓力，冰點(diǎn)為0℃，有溶解能力。其特征：a、無(wú)抗剪強(qiáng)度，能傳遞靜水壓力；b、在重力作用下在土孔隙中可由高處向低處流動(dòng)；c、具有溶巖能力。自由水可分為重力水和毛細(xì)水。自由水按其移動(dòng)所受作用力的不同，可以分為重力水和毛細(xì)水。

(1)重力水重力水是存在于地下水位以下的透水層中的地下水，它是在重力或壓力差作用下運(yùn)動(dòng)的自由水，對(duì)土粒有浮力作用。(2)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．毛細(xì)水存在于地下水位以上的透水土層中。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(wú)直接聯(lián)系)和毛細(xì)上升水(與地下水相連)兩種。當(dāng)土孔隙中局部存在毛細(xì)水時(shí)，毛細(xì)水的彎液面和土粒接觸處的表面引力反作用于土粒上，使土粒之間由于這種毛細(xì)壓力而擠緊(圖1—14)，土因而具有微弱的粘聚力，稱為毛細(xì)粘聚力。

1.3.3土中氣土中孔隙中沒(méi)有被水占據(jù)的部分都是氣體，可分為：1、自由氣體：是指與大氣連通的土孔隙中的氣體，在土受壓縮時(shí)逸出，對(duì)工程無(wú)影響。這種含氣體的土稱為非飽和土。2、封閉氣泡：指與大氣隔，存在于粘性土層中的氣體。土中氣泡多時(shí)增加了土的壓縮性，但同時(shí)減少了土的滲透性，對(duì)土的工程性質(zhì)影響較大。在受到外力作用時(shí)，隨著壓力的增大，這種氣泡可被壓縮或溶解于水中；壓力減小時(shí)，氣泡可恢復(fù)原狀或重新游離出來(lái)。在泥和泥炭土中，由于微生物的活動(dòng)和分解作用，土中產(chǎn)生一些可燃?xì)怏w(如硫化氫、甲烷等)，使土層不易在自重作用下壓密而形成高壓縮性的軟土層。1.3.4土的結(jié)構(gòu)

土的結(jié)構(gòu)是指由土顆粒的大小、形狀、相互排列及其連結(jié)關(guān)系等因素形成的綜合特征。一般分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)三種基本類型。

單粒結(jié)構(gòu)為砂土和碎石土的主要結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是土粒間存在點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。松的單粒結(jié)構(gòu)骨架不穩(wěn)定，易變形，當(dāng)受到震動(dòng)或其它外力作用時(shí)，土粒易發(fā)生移動(dòng)，土中孔隙減少，引起土的較大變形，未經(jīng)處理不宜作地基。密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)土粒排列緊密結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度較大，壓縮性較小，是良好的天然地基。蜂窩結(jié)構(gòu)主要由粉粒（粒徑為0.05mm~0.005mm）組成的結(jié)構(gòu)形式，在水中因自重作用而下沉，碰到別的正在下沉或已沉積的土粒，由于土粒間的分子引力大于下沉土粒的重力，則下沉土粒被吸引，不再下沉，逐漸形成鏈環(huán)狀單元。很多這樣的鏈環(huán)聯(lián)結(jié)起來(lái)，便形成較大孔隙的蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)又稱絮凝結(jié)構(gòu)，細(xì)微的粘粒（粒徑小于0.005mm）大都呈針狀或片狀，形成絮狀結(jié)構(gòu)（見(jiàn)P14圖1-10）。蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)的土，其土粒間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度會(huì)由于壓密和膠結(jié)作用而逐漸得到加強(qiáng)，這種強(qiáng)度稱為結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。1.3.5土的構(gòu)造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)系的特征稱為土的構(gòu)造，土的構(gòu)造最主要特征就是成層性即層理構(gòu)造。土的構(gòu)造的另一特征是土的裂隙性。

1．層狀構(gòu)造土層由不同的顏色或不同的粒徑的土組成層理，一層層互相平行，反映不同年代不同搬運(yùn)條件形成的土層。2．分散構(gòu)造是指顆粒在其搬運(yùn)和沉積過(guò)程中，經(jīng)過(guò)分選的卵石、礫石、砂等因沉積厚度較大而不顯層理的一種構(gòu)造。3．裂隙構(gòu)造裂隙構(gòu)造是因土體被各種成因形成的不連續(xù)的小裂隙切割而形成的，在裂隙中常充填有各種鹽類的沉淀物。不少堅(jiān)硬和硬塑狀態(tài)的粘性土具有此種構(gòu)造。1.4土的三相比例指標(biāo)及其換算

土的三相比例指標(biāo)：土的三相成分在體積和質(zhì)量間的比例關(guān)系的一些物理量稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)，即土的三相比例指標(biāo)。圖中：ma------土中氣體的質(zhì)量（可忽略，即ma=0）

mw------土中水的質(zhì)量

ms-------土中固體顆粒的質(zhì)量

m-------土的總質(zhì)量Va-------土中氣體所占體積Vw-------土中水所占體積Vs-------土中固體顆粒所占體積Vv-------土中孔隙部分體積，Vv=Vw+VaV-----土的總體積，V=Vv+Vs=Va+Vw+Vs1.4.2由試驗(yàn)直接測(cè)定的指標(biāo)1、土的密度與重度土在天然狀態(tài)下，單位土體積的(濕土)質(zhì)量稱為土的濕密度，或天然密度或簡(jiǎn)稱密度,記為ρ則：ρ=m/v(t/m3、g/cm3)單位體積土受到的重力稱為土的天然重度，或濕重度，簡(jiǎn)稱為重度。又稱為重力密度，記為γ，則：

γ

=ρ.g(kN/m3)2、土粒的相對(duì)密度ds:單位土粒的密度ρs與同體積40C水的密度ρW的比值稱為土粒相對(duì)密度，也就是土的固體顆粒質(zhì)量與同體積4oc時(shí)純水的質(zhì)量之比。即：ds=ρs/ρw=ms/（vs.ρw）測(cè)定方法：土的密度用“環(huán)刀法”測(cè)定，將環(huán)刀放在原狀土樣上面，邊壓邊削去環(huán)刀外圍的土，直至土樣壓滿環(huán)刀容積為止，稱得環(huán)刀內(nèi)土樣質(zhì)量，與環(huán)刀容積之比既為土的密度。比重瓶法比重試驗(yàn)一、本試驗(yàn)方法適用于粒徑小于5mm的土。二、比重瓶法比重試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：1.比重瓶：容積100m1和50ml，分長(zhǎng)頸和短頸兩種。

2.恒溫水槽：精度應(yīng)為±1oC。

3.砂?。簯?yīng)能調(diào)節(jié)溫度。

4.天平：稱量200g，感量0.001g。

5.溫度計(jì)：刻度為0～50oC，分度值為0.5oC。三、比重瓶的校正，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行；1.將比重瓶洗凈、烘干。稱比重瓶質(zhì)量，精確至0.001g。

2.將煮沸經(jīng)冷卻的純水注入比重瓶。對(duì)長(zhǎng)頸比重瓶注水至刻度處，對(duì)短頸比重瓶應(yīng)注滿純水，塞緊瓶塞，多余水分自瓶塞毛細(xì)管中溢出。將比重瓶放入恒溫水槽直至瓶?jī)?nèi)水溫穩(wěn)定。取出比重瓶，擦干外壁，稱瓶、水總質(zhì)量，精確至0.001g。并測(cè)定恒溫水槽內(nèi)水溫，精確至0.5oC。

3.調(diào)節(jié)數(shù)個(gè)恒溫水槽內(nèi)的溫度，溫度差宜為5oC，，測(cè)定不同溫度下的比重瓶、水總質(zhì)量。每個(gè)溫度時(shí)均應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定。兩次測(cè)定的差值不得大于0.002g，取兩次測(cè)值的平均值。繪制溫度與瓶、水總質(zhì)量關(guān)系曲線。

四、比重瓶法比重試驗(yàn)，按下列步驟進(jìn)行：1.將比重瓶烘干。稱烘干試樣15g（當(dāng)用50ml的比重瓶時(shí)稱烘干試樣10g）裝入比重瓶，稱瓶和試樣總質(zhì)量，精確至0.001g。

2.向比重瓶?jī)?nèi)注入半瓶純水或中性液體，搖動(dòng)比重瓶，并放在砂浴上煮沸。懸液煮沸時(shí)間為：砂性土不應(yīng)少于30min；粘性土不應(yīng)少于1h。沸騰后應(yīng)調(diào)節(jié)砂浴溫度，比重瓶?jī)?nèi)懸液不得溢出。對(duì)砂性土宜用真空抽氣法；對(duì)含有可溶鹽、有機(jī)質(zhì)和親水性膠體的土用中性液體代替純水時(shí)，應(yīng)用真空抽氣法排氣。真空壓力表讀數(shù)宜為100kPa，抽氣時(shí)間不宜小于lh。

3.將煮沸經(jīng)冷卻的純水或中性液體注入裝有試樣的比重瓶。當(dāng)用長(zhǎng)頸瓶時(shí)注純水至刻度處；當(dāng)用短頸瓶時(shí)應(yīng)將純水注滿，塞緊瓶塞，多余水分可自瓶塞毛細(xì)管中溢出。將比重瓶置于恒溫水槽內(nèi)至溫度穩(wěn)定，且瓶?jī)?nèi)上部懸液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，稱比重瓶、水、試樣總質(zhì)量，精確至0.001g；并應(yīng)測(cè)定瓶?jī)?nèi)水的溫度，精確至0.5oC。

4.從溫度與瓶、水總質(zhì)量關(guān)系曲線中查得各試驗(yàn)溫度下的比重瓶、水總質(zhì)量。

五、土粒的比重，應(yīng)按下式計(jì)算：

式中mbw為比重瓶、水總質(zhì)量，g；mbws為比重瓶、水、土總質(zhì)量，g；GIt為ToC時(shí)純水或中性液體的比重。水的比重可查物理手冊(cè)；中性液體的比重應(yīng)實(shí)測(cè)，稱量應(yīng)精確至0.001g。六、比重瓶法比重試驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的差值不得大于0.02，取兩次測(cè)值的平均值。七、比重瓶法比重試驗(yàn)的記錄，包括工程編號(hào)、試樣編號(hào)、比重瓶編號(hào)、干土質(zhì)量、瓶、水總質(zhì)量，瓶、水、試樣總質(zhì)量和懸液溫度。

3、土的含水量w：在天然狀態(tài)下土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)稱為土的含水量。即：w=mw/ms×100%以上三個(gè)指標(biāo)ρ、ds、w可直接用試驗(yàn)方法測(cè)定，稱為基本指標(biāo)。其他指標(biāo)可據(jù)此導(dǎo)出，故又稱下面的指標(biāo)為導(dǎo)出指標(biāo)測(cè)定方法：一般采用“烘干法”測(cè)定，取一小塊原狀土（濕土），稱取其質(zhì)量，記為m1。然后置于烘箱內(nèi)，烘箱內(nèi)溫度一般控制100～1050C，烘至恒重，再稱土樣質(zhì)量，記為m2（干土的重量）。則，土的含水量為：W=×100%式中：m1---原狀土樣的濕土質(zhì)量；

m2-----烘干后土樣的干土質(zhì)量（即為土顆粒質(zhì)量ms）?？焖贉y(cè)定W的方法：酒精燃烘法，紅外線法，鐵鍋炒干法。1．土的孔隙比土中孔隙的體積vv與土顆粒的體積vs之比稱為孔隙比。用小數(shù)表示：

e=vv/vs

2.孔隙率把土中孔隙體積與土的總體積的百分比稱為孔隙率，記為：n=vv/v×100%3.土的飽和度sr:土中水的體積與孔隙的體積之比稱為飽和度。用小數(shù)表示：即：Sr=vw/

vv。飽和度說(shuō)明土中的孔隙被水充填的程度。Sr=0表示土中無(wú)水為干土；Sr=1.0表示土的孔隙充滿了水，為飽和土。1.4.3換算指標(biāo)(2)土的干密度與干重度。（ρd

or

γ

d）單位土體積中固體顆粒的質(zhì)量稱為土的干密度，即：ρd=ms/v

(t/m3org/cm3)單位體積中固體顆粒受到的重力稱為土的干重度。即：γ

d=ρd.g(kN/m3)(1)土粒密度ρS單位顆粒體積內(nèi)顆粒的質(zhì)量稱為土粒密度，即：ρd=ms/vs(t/m3

org/cm3)4.不同情況下土的密度與重度(3)土的飽和密度與飽和重度（ρsat

or

γ

sat）土中孔隙完全充滿水的土稱為飽和土。土體空隙被水充滿時(shí),單位體積飽和土的質(zhì)量稱為土的飽和密度即：ρsat=(ms+vv.ρw)/v(t/m3org/cm3)單位體積飽和土所受到的重力稱為土的飽和重度．γ

sat=ρsatg=(ms+vv.pw)g/v（kN/m3）(4)土的有效(浮)密度與有效(浮)重度：處在水面(地下水位)以下的土，其土粒受浮力作用時(shí),單位體積中土粒質(zhì)量(與同體積水的質(zhì)量之差)即為單位土體積中土粒的有效質(zhì)量，稱為土的有效密度（也稱浮密度）。即：ρ′=（ms-vsρw）/v(t/m3org/cm3)處在水面(地下水位)以下的土，土粒受水的浮力作用時(shí)。把土粒受到的重力扣除水的浮力后的重度稱為土的有效重度。γ′=ρ′g=(ms-vsρw)g/v=γ

sat-

γ

w（kN/m3）7．土的孔隙比土中孔隙的體積vv與土顆粒的體積vs之比稱為孔隙比。用小數(shù)表示：e=vv/vs

8.孔隙率把土中孔隙體積與土的總體積的百分比稱為孔隙率，記為：n=vv/v×100%9.土的飽和度sr:土中水的體積與孔隙的體積之比稱為飽和度。即：Sr=vw/

vv。飽和度說(shuō)明土中的孔隙被水充填的程度。Sr=0表示土中無(wú)水為干土；Sr=1.0表示土的孔隙充滿了水，為飽和土。三．指標(biāo)的換算：九個(gè)指標(biāo)的定義式如下：γ=(KN/m3)rd=(KN/m3)γ′=ρs×g=（ms-Vsρw）g/V=rsat-rW(KN/m3)rsat=ρsat×g=(ms+Vvρw)g/V(KN/m3)ds=(ρs/ρw)

═

(無(wú)名數(shù))e=(無(wú)名數(shù))W=(百分?jǐn)?shù))n=(百分?jǐn)?shù))Sr=(百分?jǐn)?shù))以上九個(gè)定義式必須掌握，同時(shí)請(qǐng)記憶以下六個(gè)常用換算公式

V=Vv+Vs=Va+Vw+Vsm=ms+mw設(shè)Vs=1，則：ms=dsw=，即wds=m-dm=(1+w)ds(或w=mw/ms

mw=w×ms=wds即：m=(1+w)ds)由e=VV/VS得：VV=e即：V=1+er=rd

=rsat=r’=n=Sr=

還可以推出很多關(guān)系，比如：

r=（1+w）rd=…

（1+w)dsdswds1+e

體積三相簡(jiǎn)圖質(zhì)量

例題1-1.已知：某原狀土樣，測(cè)得土的天然密度ρ=1.7t/m3,含水量w=22.2%,土顆粒相對(duì)密度ds=2.72。試求:土的孔隙比e、孔隙率n、飽和度sr、干重度Υd、飽和重度Υsat、有效重度Υ’。

解：（法一填圖法）設(shè)Vs=1,則ms=ds=2.72,mw=wms=wds=0.604n=VV/V=49%,rsat=(ms+VVρ)g/V=18.78KN/m30.6142.723.3241.960.961.00m=ms+mw=3.324ρ=m/V則V=m/ρ=1.96VV=V-VS=0.96如圖示。e=VV/VS=0.96Sr==62.9%rd=mS×g/V=13.88KN/m3,

r’=rsat-rW=8.78KN/m3

解法二：由相應(yīng)的公式計(jì)算:r=ρg=17KN/m3,r=

則e=-1=0.96=49%=62.9%=13.88KN/m3=18.72KN/m3n=rd=rsat=r’=Sr==8.78KN/m3例題1-2.已知：ds=2.68ρ=1.91t/m3w=29%求：rd、e、n、Sr解：r=e=-1=0.81rd==14.8KNn==45%Sr==96%

例題1-3.已知某原狀土樣，V=0.0125m3,在w=21%時(shí)，m=0.025t,ds=2.65

求：重度、干重度、有效重度、飽和重度、孔隙比、孔隙率及飽和度。解：r==20KN/m3=0.603=37.6%=16.53KN/m3=10.29KN/m3=20.29KN/m3=92.3%n=r’=Sr=e=rd=rsat=例題1-4.已知某土樣ds=2.67,Sr=37%,e=0.95,欲使Sr達(dá)90%，問(wèn)在1m3的土中應(yīng)加多少水？解：ρ=

Sr=ρ=

Δρ=ρ2-ρ1==0.258t例題1-5.某干砂試樣，密度為1.69t/m3,土粒相對(duì)密度ds=2.7,若使砂樣體積不變,飽和度增加到40%,求此時(shí)砂土的重度及含水量。

解：ρd=1.69t/m3,

rd=ρd×g=16.9KN/m3

rd=則e==0.598Sr=

w==8.86%

r=(1+w)rd=18.4KN/m3例題1-6.已知：從固結(jié)儀中取出飽和土樣總質(zhì)量1525克，烘干后質(zhì)量為1053克，土粒相對(duì)密度ds=2.7,試計(jì)算土樣的含水量、孔隙比、重度、孔隙率、有效重度及干重度。解：w=

=

=45%

即：e=wds=0.45×2.7=1.22

r=

=17.64KN/m3

r’=

=7.66KN/m3

rd=

=12.2KN/m3

n=

=54.95%

例題1-7.已知：某飽和土樣切滿于環(huán)刀，測(cè)得總質(zhì)量為72.49克,烘干后質(zhì)量為61.28克,已知環(huán)刀質(zhì)量32.54克,該土樣顆粒相對(duì)密度ds=2.74,試求:土的天然含水量、孔隙比、重度、干重度及有效重度。

解：（法一）即：e=wds=1.07

例題1-8.已知：某原狀土樣，測(cè)得體積V=100cm3，濕土質(zhì)量為186克，烘干后土的質(zhì)量為147克，土粒相對(duì)密度ds=2.7,求：該土樣的含水量w、重度r、干重度rd、及孔隙比e。

解：

例題1-9.某完全飽和土樣,測(cè)得w=27%,r=20KN/m3,試求:e、ds各為多少？

解：

則：ds=2.74

e=wds=0.74例題1-10.某土樣的含水量為8%，密度為1.65克/cm3,相對(duì)密度ds=2.75,若孔隙比不變,土樣完全飽和,問(wèn)在100cm3的土樣中應(yīng)加多少水？解:△ρ=ρsat-ρ=1.97-1.65=0.32即：100cm3的土中需加32克水。例題1-11.已知某土樣,顆粒體積等于孔隙體積,求孔隙比為多少？若土粒相對(duì)密度為ds=2.7,求其干重度是多少？若孔隙中為水所充滿,求其飽和重度和含水量？解:指標(biāo)的換算

土的密度、含水量、土粒比重是通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定，其他指標(biāo)可由這三個(gè)指標(biāo)換算得到。土的物理狀態(tài)指標(biāo)

1.5無(wú)粘性土的密實(shí)度：用孔隙比評(píng)價(jià)土的密實(shí)度：用孔隙比e作為劃分密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，e值越小，土越密實(shí)。用孔隙比確定砂土的密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)如下：砂土的密實(shí)度密實(shí)度土名密實(shí)中密稍密松散礫砂、粗、中砂e＜0.60.6≤e＜0.750.75≤e＜0.85e≥0.85細(xì)砂、粉砂e＜0.70.7≤e＜0.850.85≤e＜0.95e≥0.95對(duì)于砂、卵石、礫石等無(wú)粘性土，屬單粒結(jié)構(gòu)，最主要的物理特性指標(biāo)就是密實(shí)度。表明密實(shí)度的方法有三種：（1）孔隙比e優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便缺點(diǎn)：無(wú)法反映土的級(jí)配因素0.60.750.95松散中密密實(shí)稍密2、用相對(duì)密度Dr評(píng)價(jià)土的密實(shí)度：0<Dr≤0.33松散狀態(tài)；0.33<Dr≤0.67中密狀態(tài)；0.67<Dr≤1密實(shí)狀態(tài)。式中：e——天然孔隙比；emax——最疏松狀態(tài)下的孔隙比，即最大孔隙比；emin——最密實(shí)狀態(tài)下的孔隙比，即最小孔隙比。Dr＝0～1。Dr值越大，土越密實(shí)。則：優(yōu)點(diǎn)：計(jì)入土的級(jí)配因素，理論上比較完善。缺點(diǎn)：天然孔隙比難以獲取，且emax,emin的測(cè)定受人為的影響較大。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)評(píng)價(jià)砂土的密實(shí)度：砂土根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘數(shù)N分為：松散、稍密、中密、密實(shí)四種即：N≤1010＜N≤1515＜N≤30N＞30松散稍密中密密實(shí)301510松散中密密實(shí)稍密用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)捶擊數(shù)N63.5作為劃分砂土密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是一種現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試方法，是將標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中一定距離（30cm）所需落錘次數(shù)（標(biāo)貫擊數(shù)），記為N63.5，該值反映了土的密實(shí)度的大小。該值越大，土越密實(shí)

1.5.2碎石土的密實(shí)度(評(píng)價(jià)方法)

根據(jù)《規(guī)范》要求,用重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)來(lái)劃分碎石土的密實(shí)度為松散、稍密、中密、密實(shí)四種(表1-4)N≤55＜N≤1010＜N≤20N＞20松散稍密中密密實(shí)對(duì)于漂石、塊石及粒徑大于200mm的顆粒含量較多的碎石土,可根據(jù)《規(guī)范》要求,按野外鑒別方法劃分為松散、稍密、中密、密實(shí)四種(表1-5)1.6粘性土的稠度(物理特征)粘性土的物理特征：液限、塑限、縮限塑性指數(shù)液性指數(shù)靈敏度粘性土：是指具有可塑狀態(tài)性質(zhì)的土，它們?cè)谕饬Φ淖饔孟?，可塑成任何形狀而不開裂，當(dāng)外力去掉后，仍可保持原形狀不變，土的這種性質(zhì)稱為可塑性。粘性土的稠度:是指粘性土在某一含水量下對(duì)外力引起的變形或破壞所具有的抵抗能力叫作粘性土的稠度。1.6.1粘性的界限含水量含水量的大小對(duì)粘性土的工程性質(zhì)要產(chǎn)生極大的影響，隨著含水量的增加，粘性土的強(qiáng)度要降低，壓縮性要提高。粘性土隨著含水量的增加，將由固態(tài)→半固態(tài)→可塑狀態(tài)→流動(dòng)狀態(tài)，如下圖所示。含強(qiáng)結(jié)合水含強(qiáng)結(jié)合水及部分弱結(jié)合水含結(jié)合水及少部分自由水含大量自由水流動(dòng)狀態(tài)：當(dāng)粘土中水較多、土粒完全被水隔開時(shí)，土成泥漿狀，可流動(dòng)。這時(shí)土的抗剪強(qiáng)度極低?？伤軤顟B(tài)：在外力作用下可塑成任何形狀而不發(fā)生裂縫，當(dāng)外力移去后能保持既得形狀，不回彈也不坍塌，粘性土的這種特性稱為可塑性，相應(yīng)的狀態(tài)為可塑狀態(tài)。此時(shí)土有很小的抗剪強(qiáng)度。半固態(tài)：當(dāng)含水量繼續(xù)減少時(shí)，土體因水份減少而發(fā)生體積收縮，稱為半固態(tài)。固態(tài)：當(dāng)含水量進(jìn)一步減少，但其體積不再收縮時(shí)，粘土處于固態(tài)。處于半固態(tài)和固態(tài)的粘性土，具有較大的抗剪強(qiáng)度，在外力作用下不再有可塑性，而是呈脆性。處于固態(tài)的土，基本上只含強(qiáng)結(jié)合水；處于半固態(tài)的土，含強(qiáng)結(jié)合水及部分弱結(jié)合水；處于塑性狀態(tài)的粘性土含有結(jié)合水和少部分自由水；處于流動(dòng)狀態(tài)的粘性土含有大量的自由水。土由流動(dòng)狀態(tài)變成可塑狀態(tài)的界限含水量稱為液(流)限含水量,簡(jiǎn)稱液限，用WL表示；土由可塑狀態(tài)變化到半固態(tài)的界限含稱為塑限，用WP表示；土由半固態(tài)到固態(tài)的界限含水量稱為縮限，用WS表示。塑限WP和液限WL在國(guó)際上稱為阿太堡界限，來(lái)源于土壤學(xué)，后來(lái)應(yīng)用于土木工程。界限含水量:粘性土體由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)的分界含水量稱為界限含水量。界限含水量分為:縮限含水量、塑限含水量、液(流)限含水量、粘限含水量、浮限含水量五種。界限含水量的測(cè)定方法1.塑限WP的測(cè)定用“搓條法”測(cè)定，將調(diào)配好的試樣，用手先搓成直徑小于10mm的小園球，然后用手撐放在毛玻璃板上搓成小土條，若土條搓至直徑為3mm時(shí)正好斷裂或出現(xiàn)較多裂縫，這時(shí)土樣的含水量就是塑限。若土條搓至直徑3mm時(shí)仍未斷裂，說(shuō)明試樣含水量高于塑限；如土條過(guò)早斷裂，說(shuō)明土樣含水量低于塑限。在這種情況下，都需重新調(diào)配試樣直到合格為止。然后，將合格的試樣稱取15g，用”烘干法”測(cè)定含水量，即得塑限WP。2．液限WL的測(cè)定我國(guó)用錐式液限儀來(lái)測(cè)定，如圖所示。

將調(diào)成濃糊狀的試樣裝滿盛土杯，刮平杯口面，手握手柄將76g園錐體輕放于試樣之上，使其在自重作用下緩慢下沉。如經(jīng)過(guò)5s圓錐沉入深度恰好為10mm時(shí)，該試祥的含水量即為液限wL值。若錐體入土深度大于10mm，說(shuō)明土樣的含水量高于液限；若錐體入土深度小于10mm，說(shuō)明土樣的含水量低于液限。需重新調(diào)配試樣，直到合格為止。對(duì)于合格的試樣，利用烘干法測(cè)定其含水量，即為液限wL。在歐美等國(guó)家多采用碟式液限儀。76g300，高25mm3．液、塑限聯(lián)合測(cè)定法（公路系統(tǒng)）用錐式液限儀進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，圓錐的入土深度與土樣的含水量有關(guān)。試驗(yàn)表明，二者在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上為直線關(guān)系，如下圖所示。試驗(yàn)時(shí)，調(diào)配成三種含水量不同的試樣，分別用錐式液限儀來(lái)測(cè)定入土深度，這樣便在雙對(duì)數(shù)座標(biāo)上得到三個(gè)點(diǎn)，通過(guò)這三點(diǎn)，畫一條直線。相應(yīng)于入土深度10mm時(shí)的含水量為液限WL，相應(yīng)于入土深度為2mm時(shí)的含水量為塑限WP。Ip＞17為粘土;10＜Ip≤17為粉質(zhì)粘土;Ip≤10為粉土1.6.2粘性土的塑性指數(shù)塑性指數(shù)：液限WL與塑限WP的差值，即IP=WL－WP習(xí)慣用不帶％的數(shù)值表示。塑性指數(shù)的大小，反映了土處于可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。IP值越大，土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍也越大。而土處于可塑狀態(tài)時(shí)，土中水是結(jié)合水和小部分自由水。因此，IP的大小與土中結(jié)合水的含量有明顯的關(guān)系，也就是與土顆粒大小有關(guān)，土粒越細(xì)，粘粒越多，其比表面積越大，結(jié)合水含量越高，IP值也就越大。此外，塑性指數(shù)的大小也與礦物成份和土中水的化學(xué)成份有關(guān)，可看成是土的一個(gè)綜合性指標(biāo)。對(duì)于塑性指數(shù)相似的粘性土，一般均表現(xiàn)出相似的物理力學(xué)性質(zhì)。因此，常用塑性指數(shù)作為粘性土分類的標(biāo)準(zhǔn)。2.液性指數(shù)IL:它是粘性土的天然含水量和塑限之差與塑性指數(shù)的比值，記為IL則：1.6.2粘性土的液性指數(shù)（稠度）式中：W----土的天然含水量。由上式可見(jiàn)：當(dāng)W<WP時(shí)，IL<0，土處于固態(tài)和半固態(tài)。當(dāng)WP≤W≤WL時(shí)，0≤IL≤1，土處于可塑狀態(tài)。當(dāng)W>WL時(shí)，IL>1，土處于流動(dòng)狀態(tài)。由此可見(jiàn)，液性指數(shù)IL的大小反映了粘性土的軟硬程度。IL越大，土越軟。規(guī)范根據(jù)液性指數(shù)將粘性土劃分為下列狀態(tài):IL≤00＜IL≤0.250.25＜IL≤0.750.75＜IL≤1IL＞1堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑根據(jù)液性指數(shù)IL的大小，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》將粘性土劃分為五種軟硬狀態(tài)，劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表。IL>1.0

0.75<IL≤1

0.25<IL≤0.75

0<IL≤0.25

IL≤0

液性指數(shù)

流塑

軟塑

可塑

硬塑

堅(jiān)硬

狀態(tài)

1.6.4粘性土的靈敏度天然狀態(tài)下的粘性土，由于地質(zhì)歷史作用常具有一定的結(jié)構(gòu)性。當(dāng)土體受到外力擾動(dòng)作用，其結(jié)構(gòu)遭受破壞時(shí)，土的強(qiáng)度降低，壓縮性增高。工程上常用靈敏度St來(lái)衡量粘性土結(jié)構(gòu)性對(duì)強(qiáng)度的影響。靈敏度式中：qu——原狀土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPa；qu′——重塑土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPa。根據(jù)靈敏度的大小，粘性土分為土的靈敏度愈高，其結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng)，受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低就愈明顯。因此，在基礎(chǔ)工程施工中必須注意保護(hù)基槽，盡量減少對(duì)土結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。1.7土的壓實(shí)原理修建公路，有一半以上的路段為填方路段，人工填土作為路基必須處理，一般采用壓路機(jī)碾壓法。對(duì)于建筑工程，當(dāng)人工填土作為建筑物地基時(shí)，也必須處理，一般利用人工夯實(shí)的方法進(jìn)行分層夯實(shí)，以提高填土的強(qiáng)度，增加密實(shí)度和降低透水性，降低壓縮量。對(duì)于過(guò)干的土進(jìn)行夯打時(shí)，由于土中水主要是強(qiáng)結(jié)合水，土粒周圍的水膜很薄，顆粒間具有很大的分子吸引力，阻止顆粒間的移動(dòng)，擊實(shí)比較困難。當(dāng)含水量繼續(xù)增加時(shí)，土中含強(qiáng)結(jié)合水及弱結(jié)合水，水膜變厚，土粒間聯(lián)結(jié)力減弱而使土粒便于移動(dòng)，擊實(shí)效果較好；當(dāng)水含量繼續(xù)增大時(shí)，土中出現(xiàn)了自由水，擊實(shí)時(shí)，孔隙中過(guò)多的水分不易立即排出，勢(shì)必阻止土粒間的靠擾，產(chǎn)生軟彈現(xiàn)象（俗稱橡皮土），擊實(shí)效果反而下降。所以，要使土的擊實(shí)效果最好，含水量必定有一個(gè)最佳值，即最優(yōu)含水量。1.7.1粘性土的擊實(shí)特性最優(yōu)含水量：在一定夯擊或壓實(shí)能量下，填土達(dá)到最大干密度時(shí)，相應(yīng)的含水量為最優(yōu)含水量,用WOP表示。相應(yīng)的干密度為最大干密度用ρdmax表示。最優(yōu)含水量W0P的測(cè)定(室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn))用擊實(shí)儀測(cè)定，如下圖所示。圖中擊錘重24.5N，錘底直徑50mm，落距460mm，擊實(shí)筒的容積為1000cm3，內(nèi)裝土樣。導(dǎo)筒起導(dǎo)向作用，將土樣放于擊實(shí)筒內(nèi)，用手拿起擊錘，松手后擊錘在自重作用下下落，可將土樣擊實(shí)。試驗(yàn)時(shí)，對(duì)同一種土，配成若干份含水量不同的試樣，對(duì)每一份先取1/3倒入擊實(shí)筒內(nèi)，進(jìn)行擊實(shí)。對(duì)于砂土一般20擊，粘土30擊。然后再取1/3倒入擊實(shí)筒，再進(jìn)行擊實(shí)，最后將另外1/3倒入擊實(shí)筒，進(jìn)行擊實(shí)，也就是分三層夯實(shí)，達(dá)到規(guī)定擊數(shù)后，測(cè)定土樣的含水量和干密度。含水量一般用烘干法測(cè)定，而土樣的干密度可按下式計(jì)算，即式中：m------擊實(shí)筒的土樣質(zhì)量，g；

A0-----擊實(shí)筒內(nèi)面積，cm2；

h------擊實(shí)后試樣高度，cm；

W-----含水量，用烘干法測(cè)定。根據(jù)對(duì)不同含水量試樣進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果，繪制擊實(shí)曲線，即含水量與干密度關(guān)系的曲線，如圖所示，曲線處于峰值的含水量就是最優(yōu)含水量W0P，相應(yīng)的干密度為ρdmax.從擊實(shí)曲線可以看出，當(dāng)填土中的含水量低于最優(yōu)含水量時(shí)，隨著含水量的增加，干密度也隨之加大，表明擊實(shí)效果逐步提高。當(dāng)含水量高于最優(yōu)含水量后，隨著含水量的增加，擊實(shí)效果反而下降。因此，用人工填土作為地基時(shí)，首先應(yīng)調(diào)整其含水量為最優(yōu)含水量，然后再夯實(shí)或碾壓，才能獲得最高的密實(shí)度。1.7.1無(wú)粘性土的擊實(shí)特性最優(yōu)含水量經(jīng)驗(yàn)值:有時(shí)，在缺少擊實(shí)儀條件下，可根據(jù)測(cè)得的塑限估計(jì)最優(yōu)含水量。

作為建筑物地基的土(巖)可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土六大類。1.8.1巖石的工程分類巖石是指顆粒間牢固粘結(jié)，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。（1）按巖石的生成原因分為巖漿巖、沉積巖及變質(zhì)巖三大類。(2）巖石的堅(jiān)固性按巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)rk可分為：堅(jiān)硬巖石、較硬巖石、較軟巖石、軟巖和極軟巖石5種。其劃分標(biāo)準(zhǔn)為：frk＞60MPa

30＜frk≤6015＜frk≤305＜frk≤15frk≤5堅(jiān)硬巖石較硬巖石較軟巖石軟巖極軟巖石（2）按巖石的風(fēng)化程度，分為未風(fēng)化、微風(fēng)化、中風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化。（見(jiàn)P26表1-9）。（3）按巖石的完整程度，分為完整、較完整、較破碎、破碎、極破碎（見(jiàn)P26表1-10）。(4)按巖石的質(zhì)量等級(jí)分,（見(jiàn)P271-12）。1.8地基土(巖)的工程分類土是自然地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，它的成份、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是是千變?nèi)f化的，其工程性質(zhì)也是千差萬(wàn)別的。因此，有必要對(duì)土進(jìn)行科學(xué)的分類，即把工程性質(zhì)近似的土劃分為一類。1.8.2碎石土的工程分類碎石土指粒徑大于2㎜的顆粒超過(guò)總質(zhì)量的50%的土。根據(jù)粒組含量及顆粒形狀可分為漂石或塊石、卵石或碎石、圓礫或角礫（見(jiàn)P27表1-13）。1.8.3砂土的工程分類砂土是指粒徑大于2㎜的顆粒含量不超過(guò)質(zhì)量的50%，而粒徑大于0.075㎜的含量大于50%的土。根據(jù)各粒徑含量砂土可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂五種，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)為：（見(jiàn)P27表1-13）。礫砂：粒徑大于2㎜的顆粒占總質(zhì)量的25%-50%粗砂：粒徑大于0.5㎜的超過(guò)總質(zhì)量的50%中砂：粒徑大于0.25㎜的顆粒含量占總質(zhì)量的50%以上細(xì)砂：粒徑大于0.075㎜的顆粒含量超過(guò)總質(zhì)量的85%粉砂：粒徑大于0.075㎜的顆粒含量超過(guò)總質(zhì)量的50%砂土的密實(shí)度可按標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.5分為：密實(shí)、中密、稍密和松散四種。（見(jiàn)P19表1-3）。即：N≤1010＜N≤1515＜N≤30N＞30松散稍密中密密實(shí)砂土濕度按飽和度劃分為飽和、很濕和稍濕三種，即（見(jiàn)P28表1-15）。Sr＜50%稍濕，50%＜Sr≤80%很濕，Sr＞80%飽和。砂土的密實(shí)度1.8.4粘性土的工程分類粘性土是指塑性指數(shù)Ip大于10的土。根據(jù)塑性指數(shù)Ip可分為粉質(zhì)粘土（10＜Ip≤17）和粘土（Ip＞17）。（見(jiàn)表1-6）。粘性土的軟硬狀態(tài)根據(jù)液性指數(shù)IL分為（見(jiàn)表1-7）。：00.250.751堅(jiān)硬硬塑為可塑軟塑流塑《巖土工程勘察規(guī)范》按土的沉積年代又將粘性土分為：老粘性土、一般粘性土和新近沉積的粘性土。1.8.5粉土的工程分類塑性指數(shù)小于或等于10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過(guò)全重50%的土稱為粉土。其性質(zhì)介于粘性土與砂土之間。其中粘質(zhì)粉土和砂質(zhì)粉土按表白—16劃分。1.人工填土：由人類活動(dòng)堆填形成的各類土稱為人工填土。根據(jù)其物質(zhì)組成和成因,可分為素填土、雜填土、沖填土和壓實(shí)填土。①素填土：由碎石、砂土、粉土、粘性土等組成的填土，不含雜質(zhì)或含雜質(zhì)很少。②雜填土：含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物的填土。③沖填土：由水力沖填泥砂形成的填土。④壓實(shí)填土1.8.6幾種常遇到的特殊土2.軟土1、淤泥及淤泥質(zhì)土：這種土在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物化學(xué)作用生成。天然含水量大于液限，e＞1.5的土稱為淤泥。而w＞wL且1.0＜e≤1.5為淤泥質(zhì)土3.黃土：是一種含大量的碳酸鹽類、且常能以肉眼觀察到大孔隙的黃色粉狀土。這類黃土稱為濕陷性黃土。濕陷性黃土根據(jù)上覆土自重壓力下是否發(fā)生濕陷變形，又分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。濕陷系數(shù)大余0.015的土稱為濕陷性土。（4）膨脹土：是指土中含有大量的親水性粘土礦物成分（如蒙脫石、伊利石等），在環(huán)境溫度及濕度變化影響下，可產(chǎn)生強(qiáng)烈脹縮變形的土。由于膨脹土通常強(qiáng)度較高，壓縮性較低，易被誤認(rèn)為是良好的地基。但遇水后，就呈現(xiàn)出較大的吸水膨脹和失水收縮的能力，往往導(dǎo)致建筑物和地坪開裂、變形而破壞。5、紅粘土和次生紅粘土：在北緯33以南，碳酸鹽巖系出露區(qū)的巖石，經(jīng)紅土化作用，形成棕紅、褐黃等色的高塑性粘土稱為紅粘土或次生紅粘土。紅粘土：液限ωL>50％，裂隙發(fā)育，具有明顯收縮性的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土稱為紅粘土，一般分布于北緯33度以南地區(qū)。次生紅粘土：經(jīng)搬運(yùn)但仍保留紅粘土特征，且液限ωL>45％的土，稱為次生紅粘土。此外，還有多年凍土及鹽漬土等。例題1-12.某土層的天然含水量w=47%,液限wL=41,塑限wp=18%，試確定土的名稱并判斷土的狀態(tài)。解：IP=WL-WP=41-18=23,IP=23>17,該土為粘土，IL=1.26>1.0該土處于流塑狀態(tài)即：該土為流塑狀態(tài)的粘土。例題1-13.某砂土,取烘干土樣質(zhì)量500g,篩分結(jié)果如下表所示。測(cè)得土的天然密度ρ=1.72t/m3,ds=2.67,w=14.2%,試確定砂土的名稱及其物理狀態(tài)。

篩分試驗(yàn)結(jié)果d(mm)2020.50.250.075底盤總計(jì)每層篩上的質(zhì)量0407015019050500大余某粒徑含量%08225290100解:由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn):粒徑大于0.25mm的顆粒占全部質(zhì)量的52%,大于50%,按表1-19由上至下首先滿足的為中砂,因此該土樣為中砂。在0.75—0.85之間,固該砂為稍密的。處于稍濕狀態(tài)。即：該土為稍濕、稍密的中砂。例題1-14.某原狀土樣，體積為50cm3，濕土的質(zhì)量92克，烘干后質(zhì)量為70克，ds=2.7液限wl=32.5%,塑限wp=17.2%。試求:土的名稱及物理狀態(tài)。若使土的干密度達(dá)到1.65t/m3，其孔隙比減少多少？該土為軟塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土。ρd=

壓密后孔隙比減少了e1-e2=0.29解：IP=wl-wp=32.5-17.2=15.3，該土為粉質(zhì)粘土例題1-15.從某地基中取兩個(gè)飽和土樣，其物理性質(zhì)指標(biāo)如下：土樣wds塑限Wp液限WlA27%2.7120%35%B35%2.7521%39%試判斷下面結(jié)論是否正確：①A的天然重度大于B，②A比B軟，③A的孔隙比大于B。解：

則

可見(jiàn)：eA＜eB，即：結(jié)論③不正確。

ΥA=19.9KN/m3,ΥB=18.9KN/m3結(jié)論①正確IL=（w-wp）/(wl-wp)ILA=0.47,ILB=0.78ILA<ILB,即:A比B硬,所以,結(jié)論②不正確。