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1、地基与基础课件第一章2023/2/201第1页，本讲稿共28页本次授课内容 1、土的三相比例指标换算、土的三相比例指标换算2、土的结构、土的结构 3、粘性土的水理性质指标（物理状态指标）、粘性土的水理性质指标（物理状态指标）4、砂土的密实度（物理状态指标）、砂土的密实度（物理状态指标）5、土的工程分类、土的工程分类2023/2/202第2页，本讲稿共28页第二节：土的三相比例第二节：土的三相比例三、土的三相指标换算：2023/2/203第3页，本讲稿共28页1.e的计算：的计算：由由m/v 得：得：（1e）（1）se=（1）s-1式中，式中，s=ds*g2023/2/204第4页，本讲稿共28
2、页2.n=vv/v=e/(1+e)3.d =ms/v=s/(1+e),d=d g4.sat=(ms+w vv)/v,sat=satg =(s+w e)/(1+e)5.(ms vs w)/v g =(w)/(1+e)6.s r=vv/v=wv/(v w)=s/(1+e)w=d s(1+e)2023/2/205第5页，本讲稿共28页例题：例题：某一土样，容重18.0kN/m3G s 2.7，18。计算土的孔隙比计算土的孔隙比e,孔隙度孔隙度n,土粒土粒密度密度s，土粒容重土粒容重s，干容重干容重d饱和容重饱和容重sat，浮容重浮浮容重浮，饱和度，饱和度s r，以及对应指以及对应指标标 s，d，sa
3、t，。2023/2/206第6页，本讲稿共28页 土的物理性质主要取决于土的成分与结构。土受力土的物理性质主要取决于土的成分与结构。土受力后，成分不会改变太大，而结构却会发生很大的变后，成分不会改变太大，而结构却会发生很大的变化。强度、变形等特性很大程度上与土的结构有关。化。强度、变形等特性很大程度上与土的结构有关。一、土的结构类型：一、土的结构类型：散粒结构散粒结构-包括包括松散结构松散结构与与密实结构密实结构。各碎屑彼此接。各碎屑彼此接触，互不连接，是触，互不连接，是无粘性土无粘性土的典型结构。的典型结构。团聚结构包括团聚结构包括蜂窝结构蜂窝结构与与絮凝结构絮凝结构（链状结构），（链状结构
4、），是是粘性土粘性土的典型结构。的典型结构。第三节：土的结构第三节：土的结构2023/2/207第7页，本讲稿共28页散散粒粒结结构构蜂蜂窝窝结结构构链链状状结结构构粉粉粒粒为为主主的的结结构构类类型型链状结构是粘粒相互聚合链状结构是粘粒相互聚合下沉形成，又称絮凝结构。下沉形成，又称絮凝结构。2023/2/208第8页，本讲稿共28页二、质点间的连结类型：二、质点间的连结类型：1、无连结（散粒结构），是无粘性土的连结 类型。2、结合水连接（团聚结构）是粘性土的连 结类型。弱结合水形成公共水化膜，使颗粒间形成一种吸引力。含水量越大，粒间距离月远，吸引力越小。3、毛细水连接：是粉土的连结类型。不
5、稳定。4、胶结：岩石等的连结，强度大，稳定 性取决于胶结物。2023/2/209第9页，本讲稿共28页土的水理性质一般指的是粘性土的稠度状态、土的水理性质一般指的是粘性土的稠度状态、液液限、塑限限、塑限（由实验室测得）及由这两个指标计（由实验室测得）及由这两个指标计算得来的算得来的液性指数和塑性指数液性指数和塑性指数。这几个指标也。这几个指标也是工程中必需提供的。对于饱和粘性土还有是工程中必需提供的。对于饱和粘性土还有灵灵敏度和触变性敏度和触变性。一、稠度状态：一、稠度状态：粘性土由于含水量的不同，分为固态、可塑状态粘性土由于含水量的不同，分为固态、可塑状态和流动状态，这即是粘性土的稠度状态。
6、和流动状态，这即是粘性土的稠度状态。第四节：第四节：粘性土的水理性质（界限含水量粘性土的水理性质（界限含水量2023/2/2010第10页，本讲稿共28页二、稠度状态的界限含水量：1）、固态：固态）、固态：固态 半固态半固态2）、塑态：稠塑）、塑态：稠塑 粘塑粘塑3）、流态：具有厚层流动）、流态：具有厚层流动 薄层流动薄层流动缩限缩限 s，强结合水分界限强结合水分界限塑限塑限 p，液限液限 l，粘着界限，粘着界限，弱结合水分界限弱结合水分界限触变界限，触变界限，2023/2/2011第11页，本讲稿共28页.土由半固态到可塑状态的土由半固态到可塑状态的界限含水量称为塑限，用界限含水量称为塑限，
7、用wp表示，用表示，用“搓条法搓条法”测定。即测定。即用双手将天然湿度的土样搓成用双手将天然湿度的土样搓成小圆球（球径小于小圆球（球径小于10mm），），放在毛玻璃板上放在毛玻璃板上,再用手掌慢慢搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条再用手掌慢慢搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条直径为直径为3mm，出现裂纹，自然断开，这时土条的，出现裂纹，自然断开，这时土条的含水量含水量就是塑限就是塑限wp值值2023/2/2012第12页，本讲稿共28页.土由可塑状态到土由可塑状态到流动状态的界限含流动状态的界限含水量称为液限，用水量称为液限，用wL表示，我国采用表示，我国采用锥式液限仪来测定。锥式液限仪来测定。其
8、工作过程是：将其工作过程是：将粘性土粘性土调成均匀的浓糊状，装满盛调成均匀的浓糊状，装满盛土杯，刮平杯口表面，将土杯，刮平杯口表面，将76克重圆锥体轻放在试样表克重圆锥体轻放在试样表面的中心，使其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥面的中心，使其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥体经体经5秒种恰好沉入秒种恰好沉入17mm深度，这时杯内土样的含深度，这时杯内土样的含水量就是液限水量就是液限wL值。为了避免放锥时的人为晃动影响，值。为了避免放锥时的人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。可采用电磁放锥的方法。2023/2/2013第13页，本讲稿共28页 现在，一般采用塑液限联合现在，一般采用塑液限联合测定
9、仪对塑限与液限同时进行测测定仪对塑限与液限同时进行测定。定。取三个土样含水量分别接近塑取三个土样含水量分别接近塑限、塑液限之间、液限。测定限、塑液限之间、液限。测定其平衡锥的落入深度其平衡锥的落入深度h1，h2，h3,及其相应含水量及其相应含水量1，2，3，在双对数坐标上，将三，在双对数坐标上，将三点连成一条直线，在直线上分别点连成一条直线，在直线上分别找出落入深度为找出落入深度为2、17的点。此两的点。此两点就分别对应塑限与液限。点就分别对应塑限与液限。2023/2/2014第14页，本讲稿共28页.液性指数液性指数IL：粘性土粘性土的的天然含水量天然含水量和和塑限塑限的差值与的差值与塑性指
10、数塑性指数之比。之比。用用IL表示即：表示即：从式中可见：从式中可见：当土的天然含水量当土的天然含水量小于小于p时，时，IL小于小于0，天然，天然土处于坚硬状态；土处于坚硬状态；当当大于大于l时，时，IL大于大于1，天然土处于流动状态；，天然土处于流动状态；当当 在在p 与与l 之间时，即之间时，即IL在在01之间，则之间，则天然土处于可塑状态。天然土处于可塑状态。因此，可以利用液性指数因此，可以利用液性指数IL 来表示粘性土所处来表示粘性土所处的软硬状态。的软硬状态。IL值愈大，土质愈软；反之，土质愈硬。值愈大，土质愈软；反之，土质愈硬。2023/2/2015第15页，本讲稿共28页建筑地基
11、基础设计规范（建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）规）规定粘性土按液性指数值划分为：定粘性土按液性指数值划分为：状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数IL00IL0.250.25IL0.750.751.02023/2/2016第16页，本讲稿共28页 .塑性指数塑性指数Ip是指是指液限和塑限液限和塑限的差值（省去的差值（省去%号），号），即土处在可塑状态的含水量变化范围，用即土处在可塑状态的含水量变化范围，用IP表示。表示。Ip=l-p 显然，塑性指数愈大，土处于可塑状态的含水量显然，塑性指数愈大，土处于可塑状态的含水量范围也愈大。塑性指数的大小与土中结合水的可能含范围也愈大。塑性指数的大小与土中
12、结合水的可能含量有关，土中量有关，土中结合水结合水的含量与土的的含量与土的颗粒组成颗粒组成、矿物组成矿物组成以及土中水的离子成分和浓度等因素有关。以及土中水的离子成分和浓度等因素有关。由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，在工程上常按塑性指土特征的各种重要因素，因此，在工程上常按塑性指数对数对粘性土粘性土进行分类。进行分类。2023/2/2017第17页，本讲稿共28页三、饱和粘性土的灵敏度与触变三、饱和粘性土的灵敏度与触变:灵敏度表示土的结构对强度的影响。一般是以灵敏度表示土的结构对强度的影响。一般是以原状原状粘性土粘
13、性土的强度与同一土经重塑（指在的强度与同一土经重塑（指在含水量含水量不变不变条件下使土的结构彻底破坏）后的强度之比来表示的。条件下使土的结构彻底破坏）后的强度之比来表示的。重塑试样具有与原状试样同样的尺寸、重塑试样具有与原状试样同样的尺寸、密度密度和含水量。和含水量。测定强度所用的常用方法有测定强度所用的常用方法有无侧限抗压强度试验和十无侧限抗压强度试验和十字板抗剪强度试验字板抗剪强度试验，对于饱和粘性土的灵敏度，对于饱和粘性土的灵敏度St可按下可按下式计算：式计算：2023/2/2018第18页，本讲稿共28页式中式中 qu-原状试样的无侧限抗压强度（原状试样的无侧限抗压强度（kPa）；）；
14、qu-重塑试样的无侧限抗压强度（重塑试样的无侧限抗压强度（kPa）根据灵敏度可将饱和粘性土分为：根据灵敏度可将饱和粘性土分为：低灵敏低灵敏 1 St 2中灵敏中灵敏 2 St 4土的灵敏度愈高，结构性愈强，受扰动后土的灵敏度愈高，结构性愈强，受扰动后土的强度降低就多，所以在基坑施工时应注意土的强度降低就多，所以在基坑施工时应注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。保护基槽，尽量减少土结构的扰动。2023/2/2019第19页，本讲稿共28页相对密实度：最大孔隙比相对密实度：最大孔隙比emax与与天然孔隙比天然孔隙比e之差和之差和最大孔隙比最大孔隙比emax与最小孔隙比与最小孔隙比emin之差的比值
15、，之差的比值，以以Dr表示。即：表示。即：最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比，用符号最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比，用符号emin表示；用表示；用振击法振击法测定。最大孔隙比是土处于最疏测定。最大孔隙比是土处于最疏松状态时的孔隙比，用符号松状态时的孔隙比，用符号emax表示；用表示；用松砂器法松砂器法测定。测定。第五节：第五节：无粘性土的状态指标（砂土密实度）无粘性土的状态指标（砂土密实度）2023/2/2020第20页，本讲稿共28页 根据根据Dr值可把值可把砂土砂土的密实度状态划分为下列的密实度状态划分为下列三种三种：1Dr0.67 密实的密实的0.67Dr0.33 中密的中密的0.33Dr0
16、 松散的松散的相对密实度试验适用于透水性良好的无相对密实度试验适用于透水性良好的无粘性土，如纯砂、纯砾等。一般情况很难保粘性土，如纯砂、纯砾等。一般情况很难保证砂土的原状结构，因此很难测得天然孔隙证砂土的原状结构，因此很难测得天然孔隙比比e，工程中常用，工程中常用标准贯入标准贯入击数击数N确定砂土的确定砂土的密实度。密实度。2023/2/2021第21页，本讲稿共28页第七节：土的击实性第七节：土的击实性一、细粒土的压实性一、细粒土的压实性1、最优含水量与最大干密度、最优含水量与最大干密度2、饱和曲线、饱和曲线二、粗粒土的压实性二、粗粒土的压实性与含水量有关，完全干燥或充分饱和时易压与含水量有
17、关，完全干燥或充分饱和时易压实到最大干密度。但无最优含水量。实到最大干密度。但无最优含水量。三、击实试验三、击实试验2023/2/2022第22页，本讲稿共28页粘性土击实曲线与饱和曲线粘性土击实曲线与饱和曲线饱和曲线：饱和曲线：含水量一定的饱和土样，其含水量与对应干密度含水量一定的饱和土样，其含水量与对应干密度曲线。曲线。2023/2/2023第23页，本讲稿共28页填土的含水量与碾压标准控制：填土的含水量与碾压标准控制：粘性土：用压实系数控制粘性土：用压实系数控制砂土：用相对密度控制砂土：用相对密度控制2023/2/2024第24页，本讲稿共28页一、分类意义：一、分类意义：1 1、统一各
18、种工程地质图件上的岩土图示标、统一各种工程地质图件上的岩土图示标 准准2 2、对某一种土进行研究时，制定合理的研、对某一种土进行研究时，制定合理的研 究内容、试验项目和方法。究内容、试验项目和方法。3 3、根据分类名称可以大致判断土的工程特、根据分类名称可以大致判断土的工程特 性、评价土作为建筑材料的适宜性及结性、评价土作为建筑材料的适宜性及结 合其他指标来确定地基的合其他指标来确定地基的承载力承载力等。等。第八节：第八节：土的工程分类土的工程分类2023/2/2025第25页，本讲稿共28页二、分类原则：二、分类原则：作为建筑场地和地基的土的分类一般可按下作为建筑场地和地基的土的分类一般可按
19、下列原则进行：列原则进行：1、根据根据地质成因地质成因可分为残积土、坡积土可分为残积土、坡积土 、洪积土、冲积土、风积土等。、洪积土、冲积土、风积土等。2、根据根据颗粒级配颗粒级配可分为可分为粗粒土粗粒土和和细粒土细粒土，粗土粒按级配分为，粗土粒按级配分为碎石土、碎石土、砂土砂土、3、细粒土根据、细粒土根据级配级配或或塑性指数塑性指数 或塑性图进行或塑性图进行 分类，分为分类，分为粉土和粘性土粉土和粘性土。4、根据土的工程特性的特殊性质可分为一般土和根据土的工程特性的特殊性质可分为一般土和特殊特殊土。土。P222023/2/2026第26页，本讲稿共28页2023/2/2027第27页，本讲稿共28页 结束 谢谢！Keep Connecting In The Future 2023/2/2028第28页，本讲稿共28页