土的基本知识认知.pptx

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1、1第1页/共97页2基础的组成第2页/共97页3桩基础形式第3页/共97页4桩基组成第4页/共97页5柱下独立桩基础第5页/共97页6课程项目项目1 土的基本知识认知项目2 地基应力与地基压缩变形计算 项目3 土的抗剪强度与地基承载力计算项目4 土方工程施工项目5 工程地质勘察 项目6 天然地基浅基础设计 第6页/共97页7课程项目实训项目1 单元实训柱下扩展独立基础的计算与分析项目7 桩基础施工项目8 基坑工程与降排水工程 项目9 地基处理实训项目2 单元实训桩基础施工方案编制第7页/共97页8项目1 1 土的基本知识认知第8页/共97页9主要内容任务1.1 土的成因与组成任务1.2 土的物

2、理性质指标计算任务1.3 土的压实及最优含水量测定任务1.4 土的物理状态指标与工程分类 第9页/共97页10教学目标土的成因与组成了解了解了解了解熟悉熟悉熟悉熟悉掌握掌握掌握掌握土的物理性质指标和土的物理状态指标土的压实及最优含水量；土的分类和野外鉴别第10页/共97页11重重 点点土的物理性质指标；土的物理性质指标；土的物理状态指标土的物理状态指标难难 点点土的物理性质指标；土的物理性质指标；土的物理状态指标及地基土（岩）的工程土的物理状态指标及地基土（岩）的工程分类分类第11页/共97页12任务1.1 1.1 土的成因与组成第12页/共97页131.1.1 土的成因岩石岩石岩石破碎、岩石

3、破碎、化学成分化学成分改变改变大小、形大小、形状和成分状和成分不相同的不相同的松散颗粒松散颗粒集合体集合体物理物理物理物理风化风化风化风化化学化学化学化学风化风化风化风化生物生物生物生物风化风化风化风化风化作用风化作用搬运沉积搬运沉积土土第13页/共97页14 1.1.1 土的成因主要成因主要成因类型类型残积物残积物坡积物坡积物洪积物洪积物冲积物冲积物第14页/共97页15 1.1.1 土的成因 残积物（层）断面图残积物（层）断面图 第15页/共97页16 1.1.1 土的成因坡积物（层）断面图坡积物（层）断面图 第16页/共97页17 1.1.1 土的成因 洪积物（层）断面图洪积物（层）断面

4、图 第17页/共97页18 1.1.1 土的成因 河谷横断面图河谷横断面图 第18页/共97页191.1.1 土的成因第19页/共97页201.1.2 土的组成 在天然状态下，自然界中的土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。固体颗粒构成土的骨架，骨架之间贯穿着孔隙，孔隙中充有水和气体，因此，土也被称为三相孔隙介质。土土固相固相液相液相气相气相 土的三相比例不同，土的状态和工程性质也不相同。若土位于地下水位线以下，土中孔隙全部充满水时，称为饱和土；当土中孔隙没有水时，则称为干土；土中孔隙同时有水和气体存在时，称为非饱和土（湿土）。相 （phase;facies phase;facies）：系统

5、中具有相同化学属性和物理特性的一种状态。第20页/共97页211土的固体颗粒土的固体颗粒即为固相。土粒的大小、形状、矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响。自然界中的土都是由大小不同的土颗粒组成。土颗粒的大小与土的性质密切相关。粒径大小在一定范围内的土，其矿物成分及性质都比较相近。因此，可将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干粒组，各个粒组的性质随分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。我国习惯把土粒分为六大粒组:漂石(块石)、卵石（碎石）、圆粒（角砾）、砂粒、粉粒和黏粒。1.1.2 土的组成土的组成 第21页/共97页22粒组划分标准粒

6、组名称粒组名称 粒组范围粒组范围/mm 一般特征一般特征 漂石漂石(块石块石)200 200 透水性很大，无黏性，无毛细水透水性很大，无黏性，无毛细水 卵石（碎石）卵石（碎石）2020200 200 砾石砾石2 220 20 透水性大，无黏性，毛细水上升高度不超过粒透水性大，无黏性，毛细水上升高度不超过粒径径 砂粒砂粒0.0750.0752 2 易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，而易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，而压缩性增加；无黏性，遇水不膨胀，干燥时松压缩性增加；无黏性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大 粉粒粉粒0

7、.0050.0050.075 0.075 透水性小，湿时稍有黏性，遇水膨胀小，干燥透水性小，湿时稍有黏性，遇水膨胀小，干燥时有收缩；毛细水上升高度较大较快，极易出时有收缩；毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象现冻胀现象 黏粒黏粒0.005 0.005 透水性很小，湿时有黏性、可塑性，遇水膨胀透水性很小，湿时有黏性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度慢度慢1.1.2 土的组成土的组成 第22页/共97页231.1.2 土的组成土的组成 土的颗粒级配为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各个粒组占土粒总量的百

8、分数）来表示，称为土的颗粒级配。第23页/共97页24确定各个粒组相对含量的颗粒分析试验方法确定各个粒组相对含量的颗粒分析试验方法适用粗颗粒土，一般用于粒径小于等于60mm，大于0.075mm的土。它是用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算占总土粒质量的百分数。试验器具筛分法1.1.2 土的组成土的组成 第24页/共97页25密度瓶法密度瓶法 适用于细颗粒土，一般用于粒径小于0.075mm的土粒质量占试样总质量的10%以上的土。密度瓶法 1.1.2 土的组成土的组成 第25页/共97页26图1-2 1-2 颗粒级配曲线

9、1.1.2 土的组成土的组成 土的颗粒级配曲线第26页/共97页27颗粒级配的描颗粒级配的描述述 工程上常用不均匀系数工程上常用不均匀系数Cu描描述颗粒级配的不均匀程度述颗粒级配的不均匀程度 d10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径 工程上把工程上把Cu5的土视为的土视为级配不良的土；级配不良的土；Cu10的的土视为级配良好的土土视为级配良好的土 曲率系数曲率系数Cc描述颗粒级配曲线描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺整体形态，表明某粒组是否缺失情况失情况 对于砾类土或砂类土，同对于砾类土或砂类土，同时满足时满足Cu5和和Cc=13时，时，定名为良

10、好级配砂或良好级定名为良好级配砂或良好级配砾配砾 1.1.2 土的组成土的组成 第27页/共97页28 2土中水土中水与土颗粒之间的相互作用对土的性质影响很大，而且土颗粒越细影响越大。土中液态水主要有结合水和自由水两大类。（1）结合水：是指由土粒表面电分子引力吸附的土中水。（2）自由水：是指存在于土粒电场范围以外的水，自由水又可分为毛细水和重力水。1.1.2 土的组成土的组成 第28页/共97页293.土中气体 土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体。非封闭气体非封闭气体 封闭气体封闭气体受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大受外荷作用

11、，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时 1.1.2 土的组成土的组成 第29页/共97页301.1.3 土的结构 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、表面特征、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。第30页/共97页31单粒结构单粒结构a a）疏松状态）疏松状态 b b）紧密状）紧密状态态 蜂窝状结构 絮状结构1.1.3 土的结构土的结构第31页/共97页32 土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性土的成层性和裂

12、隙性,即层理构造和裂隙构造，二者都造成了即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性。土的不均匀性。层理构造层理构造土体被许多不连续的小裂隙所分割,在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物。土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成层特征。裂隙构造1.1.4土的构造土的构造第32页/共97页33土与钢材、混凝土等连续介质相比，具有以下特性：高压缩性 由于土是一种松散的集合体，土的压缩性远远大于钢筋和混凝土等。强渗透性 土的渗透性远比其他材料大。特别是粗粒土具有很强的渗透性。低承载力 土的抗剪强度较低，而土体的承载力实质上取决于土的抗剪强度，故土的承载力较低。1

13、.1.5土的特性土的特性第33页/共97页34请同学们思考1.风化作用有哪些？各风化作用有哪些本质区别？2.说明各种成因类型土的工程性质？3.确定各个粒组相对含量的颗粒分析试验方法有哪些？各种试验方法适合的条件是什么？4.颗粒级配的描述？（1）颗粒越均匀越好；（2）颗粒级配曲线越陡说明颗粒越均匀；（3）级配曲线范围越大越好。5.土与钢材、混凝土等连续介质相比，具有哪些特性？6.土中水的含量对土的性质有影响吗？7.土的工程性质与什么因素有关？如何描述？第34页/共97页35第35页/共97页36任务1.2 土的物理性质指标气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv第36页/

14、共97页37气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv1.2.1土的三相图土的三相图第37页/共97页38气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V 土的三相比例指标中有三个指标可用土样进行试验测定，称为基本指标，也称为试验指标。基本指标土的密度 和重度 土粒比重（土粒相对密度）ds 土的天然含水量w 1.2.2 基本指标基本指标 第38页/共97页39 单位体积内土的质量称为土的密度 单位体积内土的重力称为土的重度 黏性土=1.8=1.82.0g/cm2.0g/cm3 3,一般用“环刀法”测定。砂 土=1.6=1.62.0g/cm2.0g/cm3 3。

15、（1）土的密度 和重度 第39页/共97页40 土中固体矿物的质量与土粒同体积4 4 o oC C纯水质量的比值，称为土粒比重（无量纲）。d ds s的变化范围不大，常用比重瓶法测定，取决于土的矿物成分。（2）土粒比重（土粒相对密度）土粒比重（土粒相对密度）ds黏性土一般在2.722.75粉土一般在2.70 2.71砂土一般在2.652.69第40页/共97页41 土中水的质量与土粒质量之比（用百分数表示），称为土的含水量。（用烘干法测定）含水量是标志土的湿度的一个重要物理指标。天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。同一类土，含水量越高，则土越湿，一

16、般来说也就越软。（3）土的天然含水量w第41页/共97页421.1.干密度干密度 d d和干重度和干重度 d d 2.2.土的饱和密度土的饱和密度 satsat和饱和重度和饱和重度 satsat3.3.土的有效密度土的有效密度 和有效重度和有效重度 4.4.土的孔隙比土的孔隙比e e和孔隙率和孔隙率n n 5.5.土的饱和度土的饱和度S Sr r1.2.3 换算指标换算指标气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积VV第42页/共97页431.1.干密度干密度 d d和干重度和干重度 d d 干密度干密度 d d ：单位体积内土颗粒的质量。单位体积内土颗粒的质量。干重度干重度

17、 d d ：单位体积内土颗粒受到的重力。单位体积内土颗粒受到的重力。d=ms/V d=d g1.2.3 换算指标换算指标气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积VV第43页/共97页44 2 2土的饱和密度土的饱和密度 satsat和饱和重度和饱和重度 satsat ：饱和密度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积土的饱和密度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积土的质量；饱和重度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积内质量；饱和重度是指土中孔隙完全充满水时，单位体积内土的重量。土的重量。sat=（ms+Vvw）/V sat=satg 1.2.3 换算指标换算指标气气水水土粒土粒msm

18、wmVsVwVVVa质量质量m体积体积VV第44页/共97页453 3土的有效密度土的有效密度 和有效重度和有效重度 =（ms-Vs w）/V =g 土的有效密度是指在地下水位以下，单位土体积中土粒的质量扣除土体排开同体积水的质量；土的有效重度是指在地下水位以下，单位土体积中土粒所受的重力扣除水的浮力。1.2.3 换算指标换算指标第45页/共97页464.4.土的孔隙比土的孔隙比e e和孔隙率和孔隙率n n 孔隙比为土中孔隙体积与土粒体积之比，用小数表示；孔隙率为土中孔隙体积与土的总体积之比，以百分数表示。e=Vv/Vs n=（Vv/V）100%孔隙比是评价土的密实程度的重要物理性质指标。一般

19、孔隙比小于0.60.6的土是低压缩性的土，孔隙比大于1.01.0的是高压缩性的土。土的孔隙率也可用来表示土的密实程度。1.2.3 换算指标换算指标第46页/共97页475 5土的饱和度土的饱和度S Sr r 土中水的体积与孔隙体积之比，称为土的饱和度，以百分率表示。Sr=（Vw/Vv）100%饱和度用作描述土体中孔隙被水充满的程度。干土的饱和度Sr Sr=0%=0%，当土处于完全饱和状态时Sr Sr=100%=100%。根据饱和度，土可划分为稍湿、很湿和饱和三种湿润状态：Sr50%Sr50%稍湿50%50%Sr80%Sr80%很湿SrSr80%80%饱和1.2.3 换算指标换算指标第47页/共

20、97页48指标间的换算气气水水土粒土粒dsw Vs11+1+e质量质量m体积体积V VVv=edsw ds（1w）w 土的三相简图第48页/共97页49指标间的换算气气水水土粒土粒dsw Vs11+1+e质量质量m体积体积V V土的三相指标中，土粒比重土的三相指标中，土粒比重ds，含水量，含水量w和密度和密度可通过可通过试验测定，可以根据三个基试验测定，可以根据三个基本指标换算出其余各指标。本指标换算出其余各指标。Vv=edsw ds（1w）w 推导：推导：土的三相简图第49页/共97页50指标间的换算换算关系式：换算关系式：第50页/共97页51总结：1.1.特定条件下土的密度（重度）特定条

21、件下土的密度（重度）干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效密度（有效重度）讨论相对大小 2.2.反映土的松密程度的指标反映土的松密程度的指标孔隙比、孔隙率 3.3.反映土的含水程度的指标反映土的含水程度的指标含水量、饱和度第51页/共97页52各种密度和重度及其之间的关系sat d sat d 天然密度 =m/V 干密度 d=ms/V 饱和密度 sat=（ms+Vvw）/V 有效密度 =（ms-Vs w）/V 天然重度 =g干重度 d=d g sat=sat g 饱和重度有效重度 =gg第52页/共97页53实测指标和换算指标密度 含水量土粒比重wds环刀法烘干法比重瓶法实测指标（试验指

22、标）导出指标（换算指标）干密度 d饱和密度 sat有效密度 饱和度Sr孔隙比 e孔隙度 n第53页/共97页54 【例1-1】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒相对密度ds为2.66，试求该土样的含水量w、密度、重度、干重度d、孔隙比e、饱和度Sr、饱和重度sat和有效重度。并比较各密度和重度数值大小。【解】w=mw/ms 100%=(187-167)/167100%=11.98%=m/V =187/100=1.87 g/cm3=g =1.8710=18.7 kN/m3d=dg=msg/V =16710/100=16.7 kN/m3第54

23、页/共97页55 【例1-1】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒相对密度ds为2.66，试求该土样的含水量w、密度、重度、干重度d、孔隙比e、饱和度Sr、饱和重度sat和有效重度。并比较各密度和重度数值大小。【解】e=ds(1+w)w/-1 =2.66(1+0.1198)/1.87-1=0.593Sr=w ds/e =0.11982.66/0.593=0.537=53.7%sat=(ds+e)w/(1+e)=(2.66+0.593)10/(1+0.593)=20.4 kN/m3=(ds-1)w/(1+e)=sat-w =20.4-10=1

24、0.4 kN/m3sat dsat d 比较第55页/共97页56【课内训练1-1】某土样，测得=1.67g/cm3，ds=2.67,w=12.9%，求：(1)e、Sr、d的值。(2)w为多少时，该土达到饱和？并求出饱和时的sat、d，此时 d有无变化？mw=dswwms=dswVv=eVs=1第56页/共97页57【课内训练1-1】解（1）按例中的三相图有：ms=dsw Vs=2.671g/cm31cm3=2.67gmw=dsVsw=2.671g/cm31cm312.9%=0.34gm=ms+mw=2.67+0.34=3.01gV=m/=3.01/1.67=1.80cm3e=V-Vs=1.8

25、0-1.0=0.80Sr=Vw/Vv=mw/w e=0.34/0.80=0.425d=ms/V=2.67/1.80=1.48g/cm3d=d g=1.48g/cm310.00m/s2=14.80KN/m3NKgms-2第57页/共97页58【课内训练1-1】（2）饱和时Sr=1.0,此时含水量w为：Sr=w ds/e=1.0w=e/ds=0.80/2.67=29.96%sat=(ds+e)w/(1+e)=(2.67+0.80)10/(1+0.80)=19.28KN/m3=(ds-1)w/(1+e)=sat-w=19.28-10=9.28KN/m3=g=1.67KN/m3d=d g=g/(1+w

26、)=/(1+w)=19.28/(1+0.2996)=14.80KN/m3此时是饱和重度第58页/共97页59请同学们思考：1.1.简述各种密度和重度及其之间的关系。2.反映土的松密程度的指标有哪些？3.反映土的含水程度的指标有哪些？4.实测指标和导出指标有哪些？5.土的三相图说明什么？6.一般来说，土的密度和重度量纲如何表示？7.判断：（1）含水量越高，则土越湿，一般来说也就越软；（2）有效重度是对地下水位以上的土而言；（3）同一种土，含水量不同，干密度一定不同。第59页/共97页60任务1.3土的压实及最优含水量测定第60页/共97页611.3.1 土的击实试验在工程实践中，对垫层的碾压质量

27、的检验，是要求能获得填土的最大干密度dmax，与之相对应的制备含水量为最优含水量。其最大干密度可用室内击实实验确定。击实试验的操作步骤如下:1.将代表性的风干或在低于60oC温度下烘烤干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，过5mm筛，拌匀备用。2.测定土样风干含水量，按土的塑限估计其最优含水量，按依次相差约2%的含水量制备一组（不少于5个）试样，其中有两个大于和小于最优含水量，计算所需加水量。第61页/共97页621.3.1 土的击实试验3.按预定含水量制备试样。称取土样，每个约2.5kg，平铺于一不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量，稍静置一段时间再装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备

28、用。浸润时间对高塑性黏土不得少于一昼夜，对低塑性黏土可酌情缩短，但不少于12h。第62页/共97页631.3.1 土的击实试验4.将直径9.125cm，高15cm的击实筒放在坚实地面上，将制备好的试样600800g（其数量应使击实后的试样略大于筒高的1/3）倒入筒内，整平其表面，并用圆木板稍加压紧，然后用锤（锤重2.5kg，锤底直径5cm）进行击实，锤击时锤应自由铅直落下，落距46cm，对砂土和粉土，每层为20击，对粉质黏土和黏土，每层为30击。锤迹必须均匀分布于土面。然后安装套环，把土面刨成毛面，重复上述步骤进行第二层及第三层的击实，击实后超出击实筒的余土高度不得大于10mm。第63页/共9

29、7页641.3.1 土的击实试验5.用修土刀沿套环内壁削挖后，扭动并取下套环，齐筒顶细心削平试样，拆除底板。6.用推土器推出击实筒内试样，从试样中心处取2个各约1530g土样测定其含水量。7.按46步骤重复进行其他不同含水量试样的击实试验。第64页/共97页65 计算试验中的五个不同含水量w试样的五个相应干密度 d，以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制 d和w关系曲线，如图1-7所示。在曲线上，d的峰值即为最大干密度 dmax，与之相对应的制备含水量为最优含水量wop。dg/cm3w%2610141822241.71.81.92.02.12.22.3dmaxwop1.3.2 最优含水量压实曲

30、线（击实曲线）第65页/共97页661.3.3 砂土和黏土的压实曲线砂土和黏土的压实曲线第66页/共97页67在室内击实试验时，根据不同的锤击数得到的干密度，可绘制数条 d-w关系曲线及各锤击数下最大干密度的轨迹ab。1.3.4压实功能对压实曲线的影响压实功能对压实曲线的影响 击实功能越大，最大干密度越大，最优含水量越小第67页/共97页68任务1.4 1.4 土的物理状态指标及地基土（岩）的工程分类第68页/共97页693.动力触探动力触探指标指标1.4.1 无黏性土的密实度 砂土、碎石土统称为无黏性土。无黏性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强度较高，压缩性较小，可作为良

31、好的天然地基；呈松散状态时，则强度较低，压缩性较大，为不良地基。2.相对密度相对密度Dr 1.孔隙比孔隙比e 判别砂土密实状态的指标第69页/共97页70 这种方法的不足之处是没有考虑级配对砂土密实度的影响，有时较疏松的级配良好的砂土比较密的颗粒均匀的砂土孔隙比要小。另外对于砂土取原状土样来测定孔隙比存在困难。e e小于小于0.60.6时，时，属密实的砂土属密实的砂土,是良好的天是良好的天然地基。然地基。1.孔隙比孔隙比e当当e e大于大于0.950.95时，为松散状时，为松散状态，不宜作天态，不宜作天然地基。然地基。1.4.1 无黏性土的密实度第70页/共97页712.相对密度相对密度Dr砂

32、土在最松散状态时的孔隙比砂土在天然状态下孔隙比砂土在最密实状态时的孔隙比1.4.1 无黏性土的密实度0Dr 0.33 松散0.33Dr0.67 中密0.67Dr1 密实第71页/共97页723.3.按动力触探确定无黏性土的密实度按动力触探确定无黏性土的密实度 在实际工程中，天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数N N 进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动力触探的锤击数N N63.563.5进行评定。地基规范分别给出了判别标准，见下表。1.4.1 无黏性土的密实度第72页/共97页73砂土和碎石土密实度的评定砂土和碎石土密实度的评定密实度密实度 松散松散 稍密稍密 中密中密

33、密实密实 按标准贯入锤按标准贯入锤击数击数N评定砂评定砂土密实度土密实度 N 10 10 N 15 15 N 30N 30按按N63.5评定碎评定碎石土的密实度石土的密实度 N63.55 5 N 1010 N 20N63.5 201.4.1 无黏性土的密实度第73页/共97页74黏性土的工程特性与土的含水量有很大关系。黏性土的工程特性与土的含水量有很大关系。0固态或半固态固态或半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限P液限L我我国国一一般般用用锥锥式式液液限限仪仪测测定定液液限限，塑塑限限一一般般用用搓搓条条法法测测定定。液液、塑塑限限的的测测定定方方法法也也可可用用光光电电式式液液、塑塑限

34、仪联合测定。限仪联合测定。1.1.黏性土的界限含水量 1.4.2 黏性土的物理状态特征第74页/共97页75锥式液限仪第75页/共97页76锥式液限仪第76页/共97页77锥式液限仪测定土的液限第77页/共97页78锥式液限仪测定土的液限第78页/共97页79第79页/共97页80液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪 下沉深度为下沉深度为10mm所对应的含水量为液限所对应的含水量为液限;下沉深度为下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限。处所对应的含水量为塑限。1.4.2 黏性土的物理特征第80页/共97页812.2.黏性土的塑性指数和液性指数黏性土的塑性指数和液性指数塑性指数塑性指数IP是液限和塑

35、限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土处在可塑状，即土处在可塑状态的含水量变化范围态的含水量变化范围液性指数液性指数IL是黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数是黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比之比 1.4.2 黏性土的物理特征塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中黏粒含量有关。黏粒含量越多,塑性指数就越高。状态液性指数坚硬硬塑可塑软塑流塑IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当IL0时,P,土处于坚硬状态;当IL1时,L,土处于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态黏性土状态的

36、划分第81页/共97页82某工程的土工试验成果见下表。表中给出了同一土层三个土样的各项物理指标，试分别求出三个土样的液性指数,以判别土所处的物理状态。土工试验成果表土工试验成果表【例例1-2】第82页/共97页83【例1-2】【解答】（1）土样1-1:IP=wL wP=34.820.9=13.9 IL=(wwP)/IP=(29.520.9)/13.9=0.62 由表可知，土处于可塑状态；（2）土样2-1:IP=wL wP=37.325.8=11.5 IL=(w-wP)/IP=(30.125.8)/11.5=0.37 由表可知，土处于可塑状态；（3）土样3-1:IP=wL wP=35.623.8

37、=11.8 IL=(wwP)/IP=(27.523.8)/11.8=0.31 由表可知，土处于可塑状态。综上所述，该土层处于可塑状态。第83页/共97页841.4.3 地基土（岩）的工程分类 分类的目的：土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流分类原则：1.分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便。2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性 第84页/共97页85分类体系与方法1.建筑工程系统2.工程材料系统分类体系分类体系分类体

38、系分类体系侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，例如：建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)地基土分类方法。侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基工程。研究对象为扰动土，例如：土的分类标准(GBJ145-90)工程用土的分类。第85页/共97页86分类体系与方法分类体系与方法第86页/共97页87 1岩石岩石 岩石是天然形成的，颗粒间牢固联结、呈整体或具有岩石是天然形成的，颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙。岩石作为工程地基和环境可按下列原则分节理裂隙。岩石作为工程地基和环境可按下列原则分类。类。(1)岩石按坚固性划分（见下表）岩石坚固性的划分 岩石类别岩石类别 代

39、表性岩石代表性岩石 硬质岩石硬质岩石 花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、花岗岩、花岗片麻岩、闪长岩、玄武岩、石灰岩、石英砂岩、石英岩、硅质砾岩等石灰岩、石英砂岩、石英岩、硅质砾岩等 软质岩石软质岩石 页岩、黏土岩、绿泥石片岩、云母片岩等页岩、黏土岩、绿泥石片岩、云母片岩等 建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第87页/共97页88(2)岩石按风化程度划分（见下表）岩石按风化程度划分（见下表）岩石按风化程度分类 风化程度风化程度 特特 征征 微风化微风化 岩质新鲜，表面稍有风化迹象岩质新鲜，表面稍有风化迹象 中等风化中等风化 1.结构和构造层理清晰结构和构造层理清晰2.岩体

40、被节理、裂隙分割成岩块（岩体被节理、裂隙分割成岩块（2050cm），裂隙中），裂隙中填充少量风化物。锤击声脆，且不易击碎填充少量风化物。锤击声脆，且不易击碎 3.用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进 强风化强风化 1.结构和构造层理不清晰，矿物成分已显著变化结构和构造层理不清晰，矿物成分已显著变化2.岩体被节理、裂隙分割成碎石状（岩体被节理、裂隙分割成碎石状（220cm）,碎石用碎石用手可以折断手可以折断 3.用镐可挖掘，手摇钻不易钻进用镐可挖掘，手摇钻不易钻进 建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第88页/共97页892碎石土碎石土 粒径大于粒径大于2mm

41、的颗粒含量超过总质量的的颗粒含量超过总质量的50%的土，称的土，称为碎石土。碎石土的划分标准见下表。为碎石土。碎石土的划分标准见下表。碎石土按密实度可分为碎石土按密实度可分为密实、中密、稍密密实、中密、稍密三种类型。三种类型。碎石土的分类土的名称土的名称 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的颗的颗粒超过全重粒超过全重50%卵石卵石砾石砾石 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20mm的颗粒的颗粒超过全重超过全重50%圆砾圆砾角砾角砾 圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形

42、为主棱角形为主棱角形为主 粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒超过全重超过全重50%建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第89页/共97页903.砂土砂土 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的50%，且粒径大，且粒径大于于0.075mm的颗粒超过全重的的颗粒超过全重的50%的土称为砂土。砂土的土称为砂土。砂土的分类标准见下表。的分类标准见下表。砂土的分类 土的名称土的名称 粒组含量粒组含量 砾砂砾砂 粒径大于粒径大于2mm的颗粒占全重的颗粒占全重25%50%粗砂粗砂 粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒超过全重的颗粒超过全重50%中砂中砂 粒径大于粒

43、径大于0.25mm的颗粒超过全重的颗粒超过全重50%细砂细砂 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的颗粒超过全重85%粉砂粉砂 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的颗粒超过全重50%建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第90页/共97页914.粉土 粉土为粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过全部质量的50%，且塑性指数等于或小于10 的土。粉土的颗粒级配中0.050.1mm和0.0050.05mm的粒组占绝大多数，水与土粒之间的作用明显不同于黏性土和砂土，其性质介于黏性土和砂土之间。建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第91页/共97

44、页92 5.黏性土黏性土 塑性指数塑性指数IP 大于大于10的土为黏性土。黏性土根据塑性指数的土为黏性土。黏性土根据塑性指数的大小可分为黏土、粉质黏土。黏性土的状态可根据液的大小可分为黏土、粉质黏土。黏性土的状态可根据液性指数划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑状态。性指数划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑状态。黏性土的分类塑性指数塑性指数IP 土的名称土的名称 IP 17 黏土黏土 10IP 17 粉质黏土粉质黏土 建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第92页/共97页93 6.人工填土人工填土 人工填土是指由于人类活动而形成的堆积物。其物质成人工填土是指由于人类活动而形成

45、的堆积物。其物质成分较杂乱，均匀性较差，作为地基应注意其不均匀性。分较杂乱，均匀性较差，作为地基应注意其不均匀性。根据其物质组成和成因可分为素填土、杂填土和冲填土根据其物质组成和成因可分为素填土、杂填土和冲填土三类。三类。(1)素填土素填土是由碎石土、砂土、粉土、黏性土等一种或是由碎石土、砂土、粉土、黏性土等一种或几种材料组成的填土，其中不含杂质或杂质很少。压实几种材料组成的填土，其中不含杂质或杂质很少。压实填土指经过压实或夯实的素填土。填土指经过压实或夯实的素填土。(2)杂填土杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。物的填土。(3)冲填土冲

46、填土为由水力冲填泥砂形成的填土。为由水力冲填泥砂形成的填土。建筑地基基础设计规范分类体系建筑地基基础设计规范分类体系第93页/共97页94 1.一地基土样，含水量w18，干密度d1.60g/cm3,相对密度ds3.10，液限wL29.1，塑限wp17.3。求（1）该土的孔隙比e、孔隙率n及饱和度Sr；（2）塑性指数Ip、液性指数IL，并确定土的名称和状态。【课内训练1-2】第94页/共97页95解解土颗粒水气硬塑状态的粉质粘土【课内训练1-2】第95页/共97页96黏性土状态的划分黏性土的分类塑性指数塑性指数IP 土的名称土的名称 IP 17 黏土黏土 10IP 17 粉质黏土粉质黏土 状态状态坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑液性液性指数指数I IL L 000 0I IL L 0.250.250.250.25I IL L 0.750.750.750.75I IL L11I IL L 1 1【课内训练1-2】第96页/共97页97感谢您的观看。第97页/共97页