土工測試試驗部分課件林偉岸顆粒分析1

1、土工試驗與原理 林偉岸 軟弱土與環(huán)境土工教育部重點實驗室 2009.11 聯系方式： ; 657031 Email: 主要內容 l 土體分類標準 l 土體分類的測試方法及原理 土的分類 l 作為建筑地基的巖土可分為巖石、碎石土、砂土、 粉土、粘性土和人工填土等（地基基礎設計規(guī)范 GB50007-2002） l 分類意義 l 初步判斷土的工程特性（透水性、壓縮性和強度） l 評價建筑基礎的適宜性 l 結合其他指標確定承載力 土的分類 巖石地基 碎石土地基 土的分類 l 粘土和砂組成的地基難以平衡地承受重達14553噸的塔身 l 1178-1370年長達200年的修筑時間是其未發(fā)生倒塌的原因 粘土

2、和砂土 粘土 土的分類 l 人工填土 古代城墻 良渚遺址中的夯土 土的分類 l 中國的軟土地基2/3的GDP產生于軟土地基之上 土的分類 l 軟土地基 l 古代一般采用素土夯實后鋪石板，上設柱桑石垛 作為基礎 l 軟土地基的處理河姆渡的木樁基礎 土的分類 l 軟土地基的處理現代的混凝土樁 土的分類 420.5米 樁深.米 土的分類 l 巖石：顆粒間牢固粘結，呈整體或者節(jié)理裂隙的巖體 l 碎石土：粒徑大于2mm顆粒含量超過總土重50%的土。 l 砂土：粒徑大于2mm顆粒含量不超過總土重50%，而粒徑大于 0.075的顆粒含量超過全重的50%的土。 l 粉土：粒徑大于0.075mm顆粒含量小于50

3、%，而塑性指數 Ip10的土。 l 粘土：指塑性指數Ip10的土。 碎石土 粘土 砂土 巖石 級配曲線及其意義 l 有效粒徑D10是指曲線上小于某粒徑的百分數為10的土粒粒徑。經過 大量試驗資料統計發(fā)現,不均勻砂土的透水性與全部D10所組成的均勻 砂土的透水性相當 l 不均勻系數Cu= D60 / D10計k， Cu=越大，表示級配良好，級配良好 的土料是由大小各種顆粒組成，容易壓實 l 曲率系數= D30 * D30 / (D60 *D10 ) ，當Cu過大，表示可能缺失中間 粒徑，屬不連續(xù)級配，故需同時用曲率系數來評價 D10 K K D10 D10 K K D10 土的分類方法 l 現場

4、鑒別：肉眼觀察和手感判別 l 顆粒分析方法：篩分法（0.075mm）以及密度 計法（0.075mm） l 液塑限法：區(qū)分粉土和粘土 液面 比重計 R甲 L有效沉降距離 比重計分析的原理 l 一般認為，粒徑為0.20.002mm的顆粒，在水或者液 體中靠自重下沉時，作等速運動，即符合司篤克斯 （Stokes）定律： 3 6 s D G G 3 3 6 w D FvD l 式中：v土粒在介質中沉降速度（cm/s）； l D沉降顆粒半徑（cm）； l g重力加速度（9.81cm/s2）； l Gs土粒比重，平均值為2.65（g/cm3）； l w介質比重（g/cm3）； l 介質粘滯系數（g/cms

5、）； F G 2 18 sw GL vD t 只要測定土粒在t時間內的沉降距 離L，可推算出土粒直徑 比重計分析的原理 l 在給定t時刻，在觀測面中存在Dmax小于該粒徑的所有土 顆粒含量均與原均勻懸液中含量相同，只要測定該觀測面 處度懸液濃度，與原來相比，即可求得小于某粒徑的百分 數 t0t 1 t 2 攪拌均勻后，三種粒 徑均勻分布在懸液中， 濃度上下一致 t1時間后，最粗顆粒 已下沉到觀測面下， 該面只存在中細顆 粒，濃度降低 t2時間后，中顆粒已 下沉到觀測面下，該 面只存在細顆粒，濃 度更小 觀測面 比重計分析的原理 l 甲種比重計法的原理是：比重計所 排開的懸液重量，懸液密度大，則 比重計沉入懸液中的體積小，反之， 亦然。甲種比重計的讀數R甲可直 接代表在1000mL懸液中等于及小 于D的土顆粒重量，因此，等于小 于D的顆粒所占全土質量的百分比 即為： 液面 比重計 R甲 L有效沉降距離 甲種比重計法的原理 p 比重計法土粒沉降距離校正 l 在某時刻將比重計放入懸液中，比 重計會穩(wěn)定在某個深度，此時其土 粒下降距離即為液面至浮泡中心的 距離L。由于浮泡具有一定的體積， 液面會上升。因此，土粒有效沉降 距離需進行修正。 10 () 22 bb VV LLLL FF L=-a*R甲+b a=0.2662;b=19 甲種比重計法的原理 l 顆粒粒徑計算 懸液靜止一定時間