第一章-土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)

第一章土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)第一節(jié) 土的三相組成一、土的固相二、土的液相三、土的氣相一、土的固相（一）土的礦物成分（二）土的粒度成分和粒組劃分（一）土的礦物成分1．原生礦物2．次生礦物1．原生礦物2．次生礦物2．次生礦物（二）土的粒度成分和粒組劃分二、土的液相（一）結(jié)合水

（二）自由水圖1-1-1結(jié)合水分子定向排列簡(jiǎn)圖

（一）結(jié)合水1．強(qiáng)結(jié)合水2．弱結(jié)合水1．強(qiáng)結(jié)合水2．弱結(jié)合水（二）自由水1．重力水2．毛細(xì)水1．重力水2．毛細(xì)水圖1-1-2毛細(xì)水壓力示意圖

2．毛細(xì)水2．毛細(xì)水三、土的氣相第二節(jié)土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造一、土的結(jié)構(gòu)二、土的構(gòu)造一、土的結(jié)構(gòu)（一）單粒結(jié)構(gòu)（二）蜂窩結(jié)構(gòu)（三）絮狀結(jié)構(gòu)（一）單粒結(jié)構(gòu)（二）蜂窩結(jié)構(gòu)圖1-2-1土的結(jié)構(gòu)

（三）絮狀結(jié)構(gòu)二、土的構(gòu)造圖1-2-2土的層理構(gòu)造1、表土層；2、淤泥夾粘土透鏡體；3、粘土尖滅層；4、砂土夾粘土層；5、礫石層；6、石灰?guī)r層第三節(jié)土的物理性質(zhì)指標(biāo)一、土的直接指標(biāo)二、土的間接指標(biāo)三、土的指標(biāo)的換算圖1-3-1土的三相簡(jiǎn)圖

m＝mw＋ms；Vv＝Va＋Vw；Vv=Va+＋Vw；V＿＿土的總體積；Va＿＿土中氣體所占的體積；Vw＿＿土中水所占的體積；Vs＿＿土中顆粒所占的體積；Vv＿＿土中孔隙所占的體積；m＿＿土的總質(zhì)量；mw＿＿土中水的質(zhì)量；ms＿＿土中顆粒的質(zhì)量；一、土的直接指標(biāo)1、土的含水率2、土的密度和重度3、土粒的相對(duì)密度1、土的含水率2、土的密度和重度3、土粒的相對(duì)密度土名砂土砂質(zhì)粉土粘質(zhì)粉土粉質(zhì)粘土粘土相對(duì)密度2.65～2.692.702.712.72～2.732.74～2.76表1-3-1土粒相對(duì)密度的一般數(shù)值

二、土的間接指標(biāo)1、干密度和干重度2、飽和密度和飽和重度3、浮密度

和浮重度4、孔隙比e和孔隙率n5、飽和度Sr

1、干密度和干重度2、飽和密度和飽和重度3、浮密度和浮重度4、孔隙比e和孔隙率n5、飽和度Sr圖1-3-2土的物理性質(zhì)指標(biāo)換算關(guān)系

三、土的指標(biāo)的換算第四節(jié) 土的物理狀態(tài)指標(biāo)一、無(wú)黏性土的密實(shí)狀態(tài)二、黏性土的狀態(tài)及指標(biāo)三、黏性土的膨脹性、收縮性及

崩解性四、黏性土的靈敏度及觸變性一、無(wú)黏性土的密實(shí)狀態(tài)(一)、砂土的密實(shí)度(二)、碎石土的密實(shí)度(一)、砂土的密實(shí)度1、以孔隙比評(píng)定密實(shí)度2、以相對(duì)密實(shí)度Dr評(píng)定密實(shí)度3、以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)評(píng)定密實(shí)度1、以孔隙比評(píng)定密實(shí)度2、以相對(duì)密實(shí)度Dr評(píng)定密實(shí)度密實(shí)狀態(tài)松散中密密實(shí)相對(duì)密實(shí)度Dr0～0.330.33～0.671～0.67表1-4-1砂土密實(shí)度劃分標(biāo)準(zhǔn)

2、以相對(duì)密實(shí)度Dr評(píng)定密實(shí)度3、以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)評(píng)定密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)NN＞3030≥N＞1515≥N＞10N≤10表1-4-2砂土的密實(shí)度

(二)、碎石土的密實(shí)度密實(shí)度骨架顆粒含量和排列可挖性可鉆性密實(shí)骨架顆粒含量大于總重的70%，呈交錯(cuò)排列，連續(xù)接觸鍬、鎬挖掘困難，用撬棍方能松動(dòng)；井壁一般較穩(wěn)定鉆進(jìn)極困難；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳動(dòng)劇烈；孔壁較穩(wěn)定中密骨架顆粒含量等于總重的60～70%，呈交錯(cuò)排列，大部分接觸鍬、鎬可挖掘；井壁有掉塊現(xiàn)象，從壁取出大顆粒處，能保持顆粒凹面形狀鉆進(jìn)較困難；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳動(dòng)不劇烈；孔壁有坍塌現(xiàn)象稍密骨架顆粒含量小于總重的60%，排列混亂，大部分不接觸鍬可以挖掘，井壁易坍塌；從井壁取出大顆粒后，填充物砂土立即擊落鉆進(jìn)較容易；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿稍有跳動(dòng)；孔壁易坍塌表1-4-4碎石土密實(shí)度野外鑒別方法

二、粘性土的狀態(tài)及指標(biāo)1、粘性土的狀態(tài)2、粘性土的界限含水率3、液限與塑限的測(cè)定4、液限、塑限的應(yīng)用5、粘性土的塑性指數(shù)與Ip和液性指數(shù)IL

1、粘性土的狀態(tài)2、粘性土的界限含水率圖1-4-1粘性土狀態(tài)與含水率關(guān)系

3、液限與塑限的測(cè)定(1)錐式液限儀測(cè)液限(2)碟式液限儀測(cè)液限(3)搓滾法測(cè)塑限(4)液限塑限聯(lián)合測(cè)定法圖1-4-2錐式液限儀

(1)錐式液限儀測(cè)液限(2)碟式液限儀測(cè)液限(3)搓滾法測(cè)塑限(4)液限塑限聯(lián)合測(cè)定法4、液限、塑限的應(yīng)用5、粘性土的塑性指數(shù)與Ip和液性指數(shù)IL(1)塑性指數(shù)Ip(2)液性指數(shù)IL(1)塑性指數(shù)Ip(2)液性指數(shù)IL液性指數(shù)ILIL≤00＜IL≤0.250.25＜IL≤0.750.75＜IL≤1IL＞1稠度狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑表1-4-5按液性指標(biāo)劃分粘性土稠度狀態(tài)

三、粘性土的膨脹、收縮及崩解性(一)土的膨脹性及其指標(biāo)(二)土的收縮性及其指標(biāo)

(三)影響土膨脹性和收縮性的因素(四)粘性土的崩解性(一)土的膨脹性及其指標(biāo)(一)土的膨脹性及其指標(biāo)(二)土的收縮性及其指標(biāo)圖1-4-3土的收縮曲線(xiàn)

圖1-4-5線(xiàn)縮率與含水量關(guān)系曲線(xiàn)

(三)影響土膨脹性和收縮性的因素狀態(tài)指標(biāo)土樣編號(hào)膨脹率/%體縮率/%

原狀土樣擾動(dòng)土樣原狀土樣擾動(dòng)土樣10.41.5215.917.231.03.623.825.5表1-4-6

不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下土樣的膨脹率和體縮率

(三)影響土膨脹性和收縮性的因素(四)粘性土的崩解性圖1-4-6崩解曲線(xiàn)

圖1-4-7崩解速率與土樣質(zhì)量含水量關(guān)系

(四)粘性土的崩解性四、粘性土的靈敏度及觸變性四、粘性土的靈敏度及觸變性第五節(jié)土的動(dòng)力特性一、土的擊實(shí)性及擊實(shí)試驗(yàn)二、擊實(shí)實(shí)驗(yàn)三、影響土擊實(shí)性的因素

四、填土壓實(shí)的質(zhì)量控制一、土的擊實(shí)性及擊實(shí)試驗(yàn)二、擊實(shí)實(shí)驗(yàn)三、影響土擊實(shí)性的因素1、土的含水率2、擊實(shí)功3、土的類(lèi)型和土粒級(jí)配1、土的含水率1、土的含水率2、擊實(shí)功3、土的類(lèi)型和土粒級(jí)配(1)土的類(lèi)型影響(2)土的級(jí)配影響(1)土的類(lèi)型影響(2)土的級(jí)配影響四、填土壓實(shí)的質(zhì)量控制第六節(jié)土的工程分類(lèi)一、水利部(SL237—1999)分類(lèi)法二、原建設(shè)部《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2002)分類(lèi)法三、原交通部《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ024—85)分類(lèi)法四、《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ013—86)公路路基土的分類(lèi)一、水利部(SL237—1999)分類(lèi)法(一)巨粒類(lèi)土分類(lèi)

(二)粗粒類(lèi)土分類(lèi)(三)細(xì)粒類(lèi)土分類(lèi)(四)特殊土分類(lèi)粒級(jí)統(tǒng)稱(chēng)粒組劃分粒徑(d)的范圍(mm)巨粒組漂石(塊石)組d＞200卵石(碎石)組200≥d＞60粗粒組礫粒(角礫)粗礫60≥d＞20中礫20≥d＞5細(xì)礫5≥d＞2砂粒粗砂2≥d＞0.5中砂0.5≥d＞0.25細(xì)砂0.25≥d＞0.075細(xì)粒組粉粒0.075≥d＞0.005粘粒d≤0.005表1-6-1粒組劃分

(一)巨粒類(lèi)土分類(lèi)土類(lèi)粒組含量土代號(hào)土名稱(chēng)巨粒土巨粒含量為75%～100%漂石粒含量＞50%B漂石漂石粒含量≤50％Cb卵石混合巨粒土巨粒含量為50％～75％漂石粒含量＞50%BSI混合土漂石漂石粒含量≤50％CbSI混合土卵石巨?；旌贤辆蘖：繛?5％～50％漂石粒含量＞卵石含量SIB漂石混合土漂石粒含量≤卵石含量SICb卵石混合土表1-6-2巨粒類(lèi)土的分類(lèi)

(二)粗粒類(lèi)土分類(lèi)土類(lèi)粒組含量土代號(hào)土名稱(chēng)礫細(xì)粒含量小于5%級(jí)配：Cu≥5、Cc＝1～3GW級(jí)配良好礫級(jí)配：不能同時(shí)滿(mǎn)足上述要求GP級(jí)配不良礫含細(xì)粒土礫細(xì)粒含量為5％～15％GF含細(xì)粒土礫細(xì)粒土質(zhì)礫15％＜細(xì)粒含量≤50％細(xì)粒為粘土GC粘土質(zhì)礫細(xì)粒為粉土GM粉土質(zhì)礫表1-6-3礫類(lèi)土分類(lèi)

注表中細(xì)粒土質(zhì)礫土類(lèi)，應(yīng)按細(xì)粒土在塑性圖中的位置定名。土類(lèi)粒組含量土代號(hào)土名稱(chēng)砂細(xì)粒含量小于5%級(jí)配：Cu≥5、Cc＝1～3SW級(jí)配良好砂級(jí)配：不能同時(shí)滿(mǎn)足上述要求SP級(jí)配不良砂含細(xì)粒土砂細(xì)粒含量為5％～15％SF混合土漂石細(xì)粒土質(zhì)砂巨粒含量為15％～50％細(xì)粒為粘土SC粘土質(zhì)砂細(xì)粒為粉土SM粉土質(zhì)砂表1-6-4砂類(lèi)土分類(lèi)

注表中細(xì)粒土質(zhì)砂土類(lèi)，應(yīng)按細(xì)粒土在塑性圖中的位置定名。(三)細(xì)粒類(lèi)土分類(lèi)1、細(xì)粒土2、含粗粒細(xì)粒土3、有機(jī)質(zhì)土1、細(xì)粒土2、含粗粒細(xì)粒土3、有機(jī)質(zhì)土(四)特殊土分類(lèi)二．建設(shè)部《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）分類(lèi)法(一)巖石的工程分類(lèi)(二)碎石土分類(lèi)(三)砂土(四)粉土(五)粘性土(六)特殊土(一)巖石的工程分類(lèi)1、巖石按堅(jiān)硬程度分類(lèi)2、巖體按完整程度分類(lèi)1、巖石按堅(jiān)硬程度分類(lèi)名稱(chēng)定性鑒定代表性巖石硬質(zhì)巖堅(jiān)硬巖錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎；基本無(wú)吸水反應(yīng)未風(fēng)化～微風(fēng)化的花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英巖、硅質(zhì)礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等較硬巖錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎；有輕微吸水反應(yīng)1．微風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；2．未風(fēng)化～微風(fēng)化的大理巖、板巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖等軟質(zhì)巖較軟巖錘擊聲不清脆，無(wú)回彈，較易擊碎；指甲可刻出印痕1．中風(fēng)化的堅(jiān)硬巖和較硬巖；2．未風(fēng)化～微風(fēng)化的凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r等；軟巖錘擊聲啞，無(wú)回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，可捏成團(tuán)1．強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖和較硬巖；2．中風(fēng)化的較軟巖；3．未風(fēng)化～微風(fēng)化的泥質(zhì)砂巖、泥巖等；極軟巖錘擊聲啞，無(wú)回彈，有較深凹痕,手可捏碎；浸水后，可捏成團(tuán)1．風(fēng)化的軟巖；2．全風(fēng)化的各種巖石；3．各種半成巖；表1-6-8巖石堅(jiān)硬程度定性劃分

2、巖體按完整程度分類(lèi)(二)碎石土分類(lèi)土的名稱(chēng)顆粒形狀粒組含量漂石塊石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于200mm的顆粒占全重的50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于20mm的顆粒占全重的50%圓礫角礫圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于2mm的顆粒超過(guò)全重的50%表1-6-11碎石土的劃分

注：定名時(shí)應(yīng)根據(jù)粒徑分組由大到小，以最先符合者確定。重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5密實(shí)度重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5密實(shí)度N63.5≤5松散10＜N63.5≤20中密5＜N63.5≤10稍密N63.5＞20密實(shí)表1-6-12碎石土的密實(shí)度

注：1、本表適用于平均粒徑小于等于50mm且最大粒徑不超過(guò)100mm的卵石、碎石、圓礫、角礫。對(duì)于平均粒徑大于大于50mm或最大粒徑100mm的碎石土可按下表鑒定其密實(shí)度。2、表內(nèi)N63.5為經(jīng)綜合修正后的平均值。密實(shí)度骨架顆粒含量和排列可挖性可鉆性密實(shí)骨架顆粒含量大于總重的70%，呈交錯(cuò)排列，連續(xù)接觸鍬鎬挖掘困難，用撬棍方能松動(dòng)，井壁一般較穩(wěn)定鉆進(jìn)極困難，沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳