土的物理性质与分类课件.pptx

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1、CONTENT 第1章 土的物理性质土的组成01土的物理性质指标02土的物理状态指标03土的工程分类042本章目的本章目的:对土的特点进行详细解释和定量描述对土的特点进行详细解释和定量描述 本章特点本章特点:看起来零散看起来零散学习要点学习要点:各节间联系各节间联系 各节内层次各节内层次1 土的组成土的组成 4个课时个课时土的组成土的组成PARTONE041.1 土的组成1.2土中水次重要作用1.4 土的结构与构造影响土的长期工程力学性质1.3 土中气体工程性质作用很小1.1 土的固体颗粒骨架作用，对土体影响最大。51.土的组成土的组成土的形成土的形成渗透特性渗透特性变形特性变形特性强度特性强

2、度特性土的三相组成土的三相组成土的物理状态土的物理状态土的结构土的结构土的工程分类土的工程分类土的压实性土的压实性 决定决定影响影响如何获得较好的土如何获得较好的土便于研究和应用便于研究和应用61.1 土的形成土的形成土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积搬运、沉积 风风化化土土地球地球1 土的组成土的组成岩石岩石地球地球7生物分化生物分化物理风化物理风化化学风化化学风化量变量变无黏性土无黏性土原生矿物原生矿物质变质变黏性土黏性土次生矿物次生矿物动植物的活动动植物的活动一一.风化风化有有 机机 质质1.11.1土的形成土的

3、形成岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎碎母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物其矿物的化学成分，形成新的矿物1 土的组成土的组成8土的三相组成土的三相组成气相气相固相固相液相液相+构成土骨架构成土骨架起决定作用起决定作用重要影响重要影响土体土体次要作用次要作用1 土的组成土的组成不同相及其性质，注意哪两种是两相体？10一一.固体颗粒固体颗粒物理状态物理状态力学特性力学特性粒径级配粒径

4、级配土的三相组成土的三相组成矿物成分矿物成分颗粒形状颗粒形状 1 土的物性与分类土的物性与分类土粒的大小与其组成矿物的物理强度和化学稳定性有关。粗大颗粒是物理风化的结果，细颗粒化学风化强。1 土的组成土的组成1.11.1土的形成土的形成固体颗粒固体相指土中的矿物颗粒，简称土粒。它构成土的骨架，称为土骨架。自然界中，组成土体骨架的土粒，大小悬殊、性质各异。131.粒径粒径1.固体颗粒固体颗粒颗粒大小颗粒大小当量小球体的直径当量小球体的直径影响土性的主影响土性的主因因 土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成142.粒组粒组1.固体颗粒固体颗粒颗粒相近颗粒相近土粒粒径接近，则工程性质也接近，土

5、粒粒径接近，则工程性质也接近，所以归为一组。所以归为一组。划分粒组的分划分粒组的分界尺寸叫界限界尺寸叫界限粒径粒径 土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成15颗粒大小颗粒大小粒组粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类界限粒径，要注意不同的部门和教材，数字不同。界限粒径，要注意不同的部门和教材，数字不同。1.固体颗粒固体颗粒1.1土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成d(mm)d(mm)砾石砾石砂粒砂粒粉粒粉粒黏粒黏粒胶粒胶粒6020.050.0050.0020.250.5520粗粗 中中 细细粗粗 中中 细细 极细极细0.075粗粒粗粒细粒细

6、粒粒组划分的依据国内目前采用的粒组划分依据如下，反映了研究和工程地质特性（土的特性）粒径2mm透水而不溶于水，无毛管现象，粒间无连接力 粒径2-0.074透水而不溶于水，有毛管现象，粒间无连接力，有毛管连接 粒径0.074-0.005弱透水，溶水，毛管水含量高，有粘结性。粒径0.005胶体颗粒，可塑性，膨胀性，极弱的透水性，强烈的可 压缩性，溶水，有毛管现象，颗粒连接土粒大小的工程应用颗粒分布可以帮助工程师确定土的“质地”，并且用它来给土分类。对于工程管理来说，土质分类对于造价哪一部分有影响？颗粒分布定义土的渗透性等级。对于大坝等有用。颗粒分布可以用来选择坝基、路基、混凝土等材料。颗粒分布可以

7、评估水泥浆、化学溶液、动力固结等。有效粒径可以判断土的渗透性。18粒径级配粒径级配确定方法确定方法 筛分法：筛分法：适用于粗粒土适用于粗粒土 (0.075 mm)，想一想为什么？想一想为什么？水分法：水分法：适用于细粒土适用于细粒土 (0.075 mm)各粒组及其相对含量，用质量百分数来表示各粒组及其相对含量，用质量百分数来表示表述方法表述方法 粒径级配累积曲线粒径级配累积曲线一一.固体颗粒固体颗粒1.3 土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类颗粒组成反映土的分散度，各粒组的相对含量决定了土的工程性质。颗粒组成反映土的分散度，各粒组的相对含量决定了土的工程性质。19105.0

8、2.01.00.50.250.075200g101618242246641009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)P%958778665532土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线水分法水分法粒径粒径(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)2613.5101.固体颗粒固体颗粒1.1 土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成201009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.0

9、1.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒径特征粒径:d50:平均平均粒径粒径d60:控制控制粒径粒径d10:有效有效粒径粒径d30：没有名字没有名字不均匀程度不均匀程度：Cu=d60/d10 连续程度连续程度:Cc=d302/(d60d10)曲率系数曲率系数 不均匀系数不均匀系数Cu 5,级配不均匀级配不均匀粗细程度粗细程度：用用d50 表示表示 一一.固体颗粒固体颗粒1.1 土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成2110

10、09080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d10d30曲线曲线d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率斜率:某粒径范围内颗粒的含量某粒径范围内颗粒的含量 陡陡相应粒组质量集中相应粒组质量集中 缓缓相应粒组含量少相应粒组含量少 平平相应粒组缺乏相应粒组缺乏连续程度连续程度:Cc=d302/(d60 d10)曲率系数曲率系数较大颗粒缺少较大颗粒缺

11、少Cc 减小减小较小颗粒缺少较小颗粒缺少Cc 增大增大Cc =1 3,级配连续性好级配连续性好1.固体颗粒固体颗粒1.1 土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成22粒径级配累积曲线及指标的用途粒径级配累积曲线及指标的用途：1）粒组含量用于土的分类定名粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：用于判定土的不均匀程度：Cu 5,不均匀土不均匀土；Cu 3 或或 Cc 1,级配不连续土级配不连续土4）不均匀系数不均匀系数Cu和和曲率系数曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：用于判定土的级配优劣：如果如果 Cu 5且且 C c =1 3，级配良好的土级配良好的土；

12、如果如果 Cu 3 或或 Cc 1g/cm3 冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度 具有固体的特性具有固体的特性 温度高于温度高于100C时可蒸发时可蒸发强结合水强结合水 位于强结合水之外，电场引位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内力作用范围之内 外力作用下可以移动外力作用下可以移动 不因重力而移动，有黏滞性不因重力而移动，有黏滞性弱结合水弱结合水二二.土中水土中水1.3 土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类38自由水自由水重力水重力水毛细水毛细水在重力作用下可在土中自由流动在重力作用下可在土中自由流动 存在于固气之间存在于固气之间 在重力与表面张力作用下在重力与表面张

13、力作用下 可在土粒间空隙中自由移动可在土粒间空隙中自由移动二二.土中水土中水1.1土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类39 =湿润角湿润角 空气空气固体固体水水 lT=界面张力界面张力d d=毛管直径毛管直径Td=2rua-uwua-uw=压力差压力差二二.土中水土中水1.1 土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类毛细水毛细水毛细现象毛细现象毛毛细细管管hc40土中毛细现象土中毛细现象上升高度上升高度:r2hcw=2rTcos毛细水毛细水分布在土粒内部相互贯通的孔隙可分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、以看成许多形状不一、直径互异、

14、彼此连通的毛细管彼此连通的毛细管毛细升高与孔径成反比毛细升高与孔径成反比黏土黏土粉土粉土砂土砂土砾石砾石分析对象分析对象:水柱水柱二二.土中水土中水1.1 土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类大气压为基准大气压为基准41 毛细压力毛细压力2rTcos+ucr2 =0毛细压力毛细压力分析对象分析对象:水膜水膜二二.土中水土中水1.3 土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类42毛细压力毛细压力二二.土中水土中水1.1土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成对砂土强度的影响对砂土强度的影响:毛细边角水毛细边角水,假凝聚力假凝聚力 非饱和土中毛细张力影响非饱和

15、土中毛细张力影响43三三.土中气体土中气体v自由气体：自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大与大气连通，对土的性质影响不大v封闭气体：封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道增加土的弹性；阻塞渗流通道1.3 土的三相组成土的三相组成1 土的物性与分类土的物性与分类同一种土，原状土样和重塑土样的力学性质有很大差异，可见，土的组成成分不是决定土性的全部，土的结构和构造对土性也有很大影响。土的结构土的结构（fabric of soil)（微观微观方面）是指土粒土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。土的结构是在成土过程中逐渐形成的，它与矿物成份、沉积条件相关。土的构

16、造土的构造(structure of soil)（宏观宏观方面）是指同一土层同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征，表征了土层的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征结构与构造结构与构造1.1土的三相组成土的三相组成1 土的组成土的组成单粒结构 蜂窝结构 絮状结构 1.5.1 土的结构1.1.单粒结构单粒结构 为碎石土和砂土碎石土和砂土的结构特征，是由粗大土粒在水或空气中下沉而形成的。因颗粒较大，士粒间的分子吸引力相对很小，所以颗粒间几乎没有连接，至于未充满孔隙的水分只可能使其具有微弱的毛细水连接。单粒结构：疏松和紧密疏松和紧密。呈紧密紧密状单粒结构的土，由于其土粒排列紧密，在

17、动、静荷载作用下都不会产生较大的沉降，所以强度较大强度较大，压缩性较小小，是较为良好良好的天然地基。具有疏松疏松单粒结构的土，其骨架是不稳定不稳定的，当受到震动及其他外力作用时，土粒易于发生移动，土中孔隙剧烈减少，引起土的很大变形很大变形，因此，这种土层如未经处理一般不宜不宜作为建筑物的地基。主要由粉粒和细砂粉粒和细砂0.0750.005mm组成的土的结构形式。据研究，粒径在00750005mm左右的士粒在水中沉积时，基本上是以单个土粒下沉，当碰上已沉积的土粒时，由于它们之间的相互引力大于其重力，因此土粒就停留在最初的接触点上不再下沉，形成具有很大孔隙的蜂窝状结构。结构有很大孔隙，由于弓架作用

18、和一定程度粒间联结，使得其可以承担一般水平的静力荷载。但当其承受高水平应力和动力荷载时，结构将破坏，可导致严重的地基可导致严重的地基变形。变形。2.蜂窝结构蜂窝结构是粘粒粘粒（0.005mm）集合体组成的结构形式。微小的粘粒，重量极轻，难以靠自重在水中下沉。下沉主要靠黏土颗粒与水作用产生的粒间作用力。粒间相互作用力有吸引力也有排斥力。当总的吸引力大于排斥力时，就表现为净吸引力；反之，为净排斥力。主要有：3.絮状结构絮状结构静电力：黏土颗粒带负电，主要分布在其平面上，两端则带正电。与距离平方成反比。分子力（范德华力）极性分子之间、极性分子对非极性分子暂时极化再吸引。与距离六次方成反比。双电层重叠

19、产生的离子吸引力。颗粒间结晶与胶结力渗透斥力。层理构造：层理构造：土不均匀、各向异性。裂隙构造：裂隙构造：土呈各向异性。分散构造：分散构造：土不均匀、各向同性。分散构造裂隙构造水平层理构造交错层理构造土的构造土的构造是结构相对均一的结构单元体的形态和组合特征。521.2 土的物理指标土的物理指标土的物理状态土的物理状态粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度黏性土的软硬程度黏性土的软硬程度土的物理性质指标土的物理性质指标(松松密程度、干湿程度、轻重程度密程度、干湿程度、轻重程度)力学特性力学特性直接影响直接影响表表示示1 土的组成土的组成？53一一.物理性质指标物理性质指标土的三个组成相的体积和质量上

20、土的三个组成相的体积和质量上的比例关系的比例关系1.3 土的物理指标土的物理指标松密程度松密程度干湿程度干湿程度轻重程度轻重程度特点特点:指标概念简单，数量很多指标概念简单，数量很多要点：要点：名称、概念或定义、符号、表达式、名称、概念或定义、符号、表达式、单位或量纲、常见值或范围、联系与区别单位或量纲、常见值或范围、联系与区别定义定义基本方法基本方法:三相草图法三相草图法1 土的组成土的组成541.三相草图三相草图WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm一一.物理性质指标物理性质指标质量质量体积体积1.2土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成55三相草图三相草图W

21、aterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积已知关系五个已知关系五个:共有九个参量共有九个参量:V Vv Vs Va Vw/ms m w ma m剩下三个独立变量剩下三个独立变量三相草图法三相草图法物性指标是比例关系物性指标是比例关系:可假设任一参量为可假设任一参量为1 1对于饱和土对于饱和土,Va=0剩下两个独立变量剩下两个独立变量实验室测定实验室测定其它指标其它指标是一种简单而实用的方法是一种简单而实用的方法一一.物理性质指标物理性质指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成562.室内测定的三个物理性质指标室内测定的三个物理性质指标Water

22、AirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度土的密度土的重度土的重度(天然重度、湿重度天然重度、湿重度)=g工程上很常用工程上很常用,用于计算土的自重应力用于计算土的自重应力单位单位:kg/m3 或或 g/cm3单位单位:kN/m3 一般范围一般范围:1.60 2.20 g/cm3定义定义:单位体积土的质量单位体积土的质量有时也称有时也称土的天然密度、湿密度土的天然密度、湿密度表达式表达式:相关指标相关指标:三相草图有助于直观理解物性三相草图有助于直观理解物性指标的概念指标的概念一一.物理性质指标物

23、理性质指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成57 WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土粒比重土粒比重 s:土粒的密度，单位体积土粒的质量土粒的密度，单位体积土粒的质量单位单位:无量纲无量纲土粒比重一般范围土粒比重一般范围:黏性土黏性土 2.70 2.75 砂砂 土土 2.654C时纯蒸馏水的密度时纯蒸馏水的密度=1.0 g/cm3土粒比重在数值上等于土粒的密度土粒比重在数值上等于土粒的密度定义定义:土粒的密度与土粒的密度与4C时纯蒸馏水的密度的比值时纯蒸馏水的密度的比值表达式表达式:一一.物理性质指标物理性质指标1.3 土的物理状态

24、土的物理状态1 土的组成土的组成58WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土的含水量土的含水量定义定义:土中水的质量与土粒质量之比土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示用百分数表示注意注意:其实是含水比其实是含水比,可达到或超过可达到或超过100表达式表达式:一一.物理性质指标物理性质指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成59v表示土中孔隙含量的指标表示土中孔隙含量的指标孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率(孔隙度孔隙度).其它常用的物理性质指标其它常用的物理性质指标关系关系:在某种程度上反映土的松密在某种程度上反映土的松密砂类土：砂类土：28

25、35%黏性土：黏性土：30 50%有的可达有的可达60 70%定义定义:土中孔隙体积与固体颗粒体积之比土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲无量纲表达式表达式:WaterAirSolidVaVwVsVvV体积体积定义定义:土中孔隙体积与总体积之比土中孔隙体积与总体积之比,常常用百分数表示用百分数表示表达式表达式:Vs=1Vv=eV=1+e WaterAirSolid体积体积三相草图可用于确定物性指标三相草图可用于确定物性指标之间的关系之间的关系一一.物理性质指标物理性质指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成60v表示土中含水程度的指标表示土中含水程度的指标含水量含水量饱和度饱

26、和度 WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积表达式表达式:定义定义:土中水的体积与孔隙体积的比值土中水的体积与孔隙体积的比值饱和度表示孔隙中充满水的程度饱和度表示孔隙中充满水的程度Sr=0 :干土干土Sr=1 :饱和土饱和土一一.物理性质指标物理性质指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成61v表示土的密度和重度的指标表示土的密度和重度的指标天然密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然重度天然重度干重度干重度浮重度浮重度浮密度浮密度有效重度有效重度饱和重度饱和重度 WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量

27、体积体积单位单位:kg/m3 或或 g/cm3单位单位:kN/m3 定义定义:土被完全烘干时的密度土被完全烘干时的密度,等于等于 单位体积内土粒的质量单位体积内土粒的质量表达式表达式:一一.物理性质指标物理性质指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成62各种密度重度之间的大小关系：各种密度重度之间的大小关系：天然密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然重度天然重度干重度干重度浮重度浮重度饱和重度饱和重度 WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积一一.物理性质指标物理性质指标1.2土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成63常用的物理

28、性质指标间的换算关系常用的物理性质指标间的换算关系教科书教科书要点要点 从物理意义上理解指标间的关系从物理意义上理解指标间的关系 不鼓励死记硬背不鼓励死记硬背 必要时利用三相草图推导必要时利用三相草图推导一一.物理性质指标物理性质指标1.2 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成三相草图法三相草图法有助于直观理解物性指标的概念有助于直观理解物性指标的概念可用于确定物性指标之间的关系可用于确定物性指标之间的关系是求取物理性质指标的简单而有效的方法是求取物理性质指标的简单而有效的方法岩土考试真题 三相组成考试例题有一码头的挡土墙高5m，墙背垂直光滑，墙后为冲填的松砂，填土表面水平，地下水位与

29、墙顶齐平，已知：砂的e=0.9，饱和重度sat=18.7 kN/m3，内摩擦角=30，强震使饱和松砂完全液化，震后松砂沉积变密实，e=0.65，内摩擦角=35，震后墙后水位不变，求震后土的高度。三相组成别的章节公式学了第四章后的灵活应用此公式最方便。但是对人的要求比较高，需要深层次的理解公式的背后意思。三相组成推导对于干土和饱和土，只需要两项指标即可换算出其余的8项指标，换算一下：有侧限情况下，单位高度1的土体：震前：VV1+VS=V1VV1/VS=0.9（Ms+Vv1*1）/（Vv1+Vs）=（Ms+0.9Vs*1）=1.87(2)震后，一部分水泌出，设为体积VW，VV2+VW+VS=V1V

30、V2/VS=0.65震后饱和沙土的饱和密度为sat，综合以上各式，即sat=（Ms+Vv2*1）/（Vv2+Vs）=（Ms+0.65Vs*1）/（Vv2+Vs）=（Ms+0.65Vs*1+0.25Vs*1-0.25Vs*1）/（Vv2+Vs）=1.871.91.65-0.251.65=2，重度为20.总之，要用到凑数法。就是5*0.25/1.9=0.6587=0.66m。真题73土的物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态土的物理状态粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度黏性土的软硬程度黏性土的软硬程度土的物理性质指标土的物理性质指标(三相间的比例关系三相间的比例关系)力学特性力学特性影响影响表表示

31、示1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成74emax与与emin：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比1.粗粒土的密实状态粗粒土的密实状态物理状态指标物理状态指标密实度密实度如何衡量如何衡量?单位体积土中固体颗粒含量的多少单位体积土中固体颗粒含量的多少 或或 孔隙含量的多少孔隙含量的多少优点：优点：简单方便简单方便缺点：缺点：不能反映级配的影响不能反映级配的影响 只能用于同一种土只能用于同一种土对策对策相对密度相对密度干重度干重度 d d或或孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n nemin=0.35emin=0.201.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成75emax:最

32、大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比；将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不最小孔隙比；将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比emax与与emin：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比注意：注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难室内测得理论上的

33、最大与最小孔隙比有时很困难二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成76粗粒土的密实状态指标粗粒土的密实状态指标 判别标准：判别标准：Dr=1 ,最密状态最密状态 Dr=0 ,最松状态最松状态 Dr 1/3 ,疏松状态疏松状态 1/3 2/3 ,密实状态密实状态相对密度相对密度二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成772.黏性土的软硬状态黏性土的软硬状态也称也称稠度状态稠度状态稠度状态与含水量有关稠度状态与含水量有关黏性土黏性土含水量含水量较硬较硬变软变软流动流动二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状

34、态土的物理状态1 土的组成土的组成78塑限塑限wp液限液限wl稠度界限稠度界限黏性土的稠度反映土中水的形态黏性土的稠度反映土中水的形态固态或固态或半固态半固态塑态塑态 流态流态 强结合水膜最大强结合水膜最大出现自由水出现自由水强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水稠度状态稠度状态含水量含水量土中水的形态土中水的形态w二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成土颗粒土颗粒强结合水强结合水弱结合水弱结合水土颗粒土颗粒强结合水强结合水土颗粒土颗粒自由水自由水弱结合水弱结合水强结合水强结合水吸附弱结合水的吸附弱结合水的能力能力塑性指数塑性指数79相对稠度相

35、对稠度问题：仅适用于问题：仅适用于重塑土重塑土即使含水量相同，稠度状态可能不同即使含水量相同，稠度状态可能不同液性指数液性指数定义：定义：wpwwlIL1坚硬状态坚硬状态可塑状态可塑状态流流 态态0.00 0.250.25 0.750.75 1.00硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成对同一种黏土，含水量可反映其稠度对同一种黏土，含水量可反映其稠度问题：问题：对不同的黏土，对不同的黏土，wp、wl 大小不同大小不同80吸附弱结合水的能力；大致反映黏土颗粒含量、黏性大小吸附弱结合水的能力；大致反映黏土颗粒含量、黏性大小塑性指数

36、塑性指数常作为细粒土工程分类的依据常作为细粒土工程分类的依据缺点缺点不能充分反映黏土颗粒含量不能充分反映黏土颗粒含量 不同的黏土矿物结合水的能力不同不同的黏土矿物结合水的能力不同活性指数活性指数p0.002:粒径小于粒径小于0.002mm颗粒的质量占总土总质量的百分比颗粒的质量占总土总质量的百分比A 1.25非活性黏土非活性黏土正常黏土正常黏土活性黏土活性黏土二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成81二二.物理状态指标物理状态指标1.3 土的物理状态土的物理状态1 土的组成土的组成粗粒土与黏性土为何采用不同的物理状态指标？粗粒土与黏性土为何采用不同的

37、物理状态指标？u 反映土的细观特点反映土的细观特点u 与力学特性有更直接的联系与力学特性有更直接的联系u 便于量测便于量测82目的：目的：便于研究、交流及应用便于研究、交流及应用依据：依据：能反映土的物理力学性质的指标能反映土的物理力学性质的指标建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范-GB50007-2011分类法分类法 水利部水利部SL237-001-1999分类法分类法1.4 土的工程分类土的工程分类是将工程性质相近的土归为是将工程性质相近的土归为一类一类土的组成土的组成土的状态土的状态土的结构土的结构1 土的组成土的组成83建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范-GB50007-20

38、11分类法分类法 土土岩石岩石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土黏性土黏性土人工填土人工填土1.4土的工程分类土的工程分类1 土的组成土的组成84建筑规范分类法建筑规范分类法 碎石土碎石土土的名称土的名称 颗粒形状颗粒形状 粒组含量粒组含量漂石漂石块石块石圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主粒径大于粒径大于200mm的颗粒超过的颗粒超过全质量全质量50%卵石卵石碎石碎石圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆砾圆砾角砾角砾粒径大于粒径大于20mm的颗粒超过的颗粒超过全质量全质量50%粒径大于粒径大于2mm的颗粒超过全的

39、颗粒超过全质量质量50%1.4 土的工程分类土的工程分类1 土的组成土的组成85砂土砂土土的名称土的名称 粒组含量粒组含量粒径大于粒径大于2mm的颗粒占全质的颗粒占全质量量2550%砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒超过全的颗粒超过全质量质量50%粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒超过的颗粒超过全质量全质量50%粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超的颗粒超过全质量过全质量85%粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超过的颗粒超过全质量全质量50%建筑规范分类法建筑规范分类法 1.4土的工程分类土的工程分类1 土的组成土的组成86粉土粉土粒径大于粒径大于0.

40、075mm的颗粒含量小于全的颗粒含量小于全质量质量50%，并且塑性指数，并且塑性指数Ip10塑性指数塑性指数Ip10黏性土黏性土1017的土的土黏土黏土粉质黏土粉质黏土A 1.25非活性黏土非活性黏土正常黏土正常黏土活性黏土活性黏土建筑规范分类法建筑规范分类法 1.4土的工程分类土的工程分类1 土的组成土的组成87压实：压实：通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性减小土的压缩性和渗透性压实性：压实性：土在一定压实能量作用下密度增加的特性土在一定压实能量作用下密度增加的特性研究压实性的目的：研究压实性的目的：以最小的能量消耗获得最大的压实密度以最小的能量消耗获得最大的压实密度 击实方法击实方法：室内击实试验室内击实试验锤击锤击现场试验现场试验夯打、振动、碾压夯打、振动、碾压1.5 土的压实性土的压实性-补充知识补充知识1 土的组成土的组成谢谢谢谢本章结束