第一章土的物理性質(zhì)和工程分類ppt課件

1、土力學(xué)緒論需要研究和解決的工程中的三大類問題：需要研究和解決的工程中的三大類問題：土體穩(wěn)定或強(qiáng)度問題；土體穩(wěn)定或強(qiáng)度問題；土體變形問題；土體變形問題；滲流：滲透變形與滲透穩(wěn)定。滲流：滲透變形與滲透穩(wěn)定。土力學(xué)是研究土的物理性質(zhì)以及在荷載作用下土力學(xué)是研究土的物理性質(zhì)以及在荷載作用下土體內(nèi)部的應(yīng)力變形和強(qiáng)度規(guī)律的一門學(xué)科。土體內(nèi)部的應(yīng)力變形和強(qiáng)度規(guī)律的一門學(xué)科。土力學(xué)研究對(duì)象是土力學(xué)研究對(duì)象是:土土AF 基坑開挖基坑開挖寶冶高爐工程地下基礎(chǔ)施工寶冶高爐工程地下基礎(chǔ)施工南京地鐵火車站基坑施工現(xiàn)場(chǎng)南京地鐵火車站基坑施工現(xiàn)場(chǎng)2019年年7月月21日在廣州海珠區(qū)江南大道南海珠廣場(chǎng)深日在廣州海珠區(qū)江南大道

2、南海珠廣場(chǎng)深基坑南邊發(fā)生滑坡基坑南邊發(fā)生滑坡建成后的盾構(gòu)隧道建成后的盾構(gòu)隧道直徑達(dá)直徑達(dá)11.38米的盾構(gòu)機(jī)正在制造中米的盾構(gòu)機(jī)正在制造中 穿黃工程隧洞盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)始發(fā)穿黃工程隧洞盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)始發(fā) 每條隧洞長(zhǎng)米，每條隧洞長(zhǎng)米，單洞直徑米，采用目單洞直徑米，采用目前世界上較為先進(jìn)的盾前世界上較為先進(jìn)的盾構(gòu)技術(shù)進(jìn)行挖掘施工，構(gòu)技術(shù)進(jìn)行挖掘施工， 盾構(gòu)法施工動(dòng)畫盾構(gòu)法施工動(dòng)畫機(jī)械化出渣作業(yè)線機(jī)械化襯砌作業(yè)線四臂鑿巖臺(tái)車作業(yè)比薩斜塔是意大利比薩斜塔是意大利比薩城大教堂的獨(dú)比薩城大教堂的獨(dú)立式鐘樓，位于比立式鐘樓，位于比薩大教堂的后面薩大教堂的后面 鐘樓始建于鐘樓始建于1173年，年，設(shè)計(jì)為垂直建造，但設(shè)計(jì)

3、為垂直建造，但是在工程開始后不久是在工程開始后不久便由于地基不均勻和便由于地基不均勻和土層松軟而傾斜土層松軟而傾斜 比薩比薩 (Pisa) 斜塔斜塔該城市人口密集。該城市人口密集。1850年開始抽取地下水，年開始抽取地下水，18911973年，年，整個(gè)老城下沉達(dá)整個(gè)老城下沉達(dá)8.7m造成地面道路、建筑及其他建筑設(shè)施的造成地面道路、建筑及其他建筑設(shè)施的破壞。破壞。墨墨西西哥哥城城的的下下沉沉土層中地下水位的下降，使有效應(yīng)力增加，使地基進(jìn)一土層中地下水位的下降，使有效應(yīng)力增加，使地基進(jìn)一步固結(jié)沉降。步固結(jié)沉降。圣母教堂，因地表不均勻下沉使其發(fā)生嚴(yán)重傾斜，并成為危房圣母教堂，因地表不均勻下沉使其發(fā)生

4、嚴(yán)重傾斜，并成為危房這兩個(gè)筒倉(cāng)是農(nóng)場(chǎng)用來儲(chǔ)這兩個(gè)筒倉(cāng)是農(nóng)場(chǎng)用來儲(chǔ)存飼料的，建于加拿大紅存飼料的，建于加拿大紅河谷的河谷的 粘土層上，由于兩粘土層上，由于兩筒之間的距離過近，在地筒之間的距離過近，在地基中產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生疊加，基中產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生疊加，使得兩筒之間地基土層的使得兩筒之間地基土層的應(yīng)力水平較高，從而導(dǎo)致應(yīng)力水平較高，從而導(dǎo)致內(nèi)側(cè)沉降大于外側(cè)沉降，內(nèi)側(cè)沉降大于外側(cè)沉降，倉(cāng)筒向內(nèi)傾斜。倉(cāng)筒向內(nèi)傾斜。地震引起的砂土液化地震引起的砂土液化地震引起的砂土液化地震引起的砂土液化La Conchita 滑坡滑坡2019年發(fā)生在美國(guó)加年發(fā)生在美國(guó)加州的州的La Conchita ，因，因居民已提前撤離

5、固未造居民已提前撤離固未造成人員傷亡成人員傷亡Santa Tecla 滑坡滑坡2019年年1月月13日，薩爾日，薩爾瓦多發(fā)生了瓦多發(fā)生了7.6級(jí)的強(qiáng)震，級(jí)的強(qiáng)震，震中位于震中位于Santa Miguel西南西南60英里。因此在英里。因此在Santa Tecla 呵斥呵斥 山體山體滑坡，最終導(dǎo)致滑坡，最終導(dǎo)致700多人多人遇難遇難Santa Tecla 滑坡滑坡邊坡支護(hù)工程照片邊坡支護(hù)工程照片1.1 (土的形成土的形成) 土：是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物 巖石風(fēng)化，剝蝕水、風(fēng)的搬運(yùn)或就地沉積土(i) 物理風(fēng)化物理風(fēng)化巖石經(jīng)受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，或受波浪的沖擊、巖石經(jīng)受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，或受波浪的沖擊、

6、地震等引起各種力的作用，溫度的變化、凍脹等因素使地震等引起各種力的作用，溫度的變化、凍脹等因素使整體巖石產(chǎn)生裂隙、崩解碎裂成巖塊、巖屑的過程。整體巖石產(chǎn)生裂隙、崩解碎裂成巖塊、巖屑的過程。風(fēng)化風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化是指巖體或巖塊、巖屑與空氣、水和各種水是指巖體或巖塊、巖屑與空氣、水和各種水溶溶液相接觸液相接觸,經(jīng)氧化、碳化和水化作用分解為極細(xì)顆經(jīng)氧化、碳化和水化作用分解為極細(xì)顆粒的過程，巖石發(fā)生質(zhì)的變化。粒的過程，巖石發(fā)生質(zhì)的變化。 在石灰?guī)r里面，含有二氧化碳的水，滲入石灰?guī)r隙縫中，在石灰?guī)r里面，含有二氧化碳的水，滲入石灰?guī)r隙縫中，會(huì)溶解其中的碳酸鈣。這溶解了碳酸鈣的水，從洞頂上滴下來時(shí)，會(huì)溶解

7、其中的碳酸鈣。這溶解了碳酸鈣的水，從洞頂上滴下來時(shí)，由於水分蒸發(fā)、二氧化碳逸出，使被溶解的鈣質(zhì)又變成固體由於水分蒸發(fā)、二氧化碳逸出，使被溶解的鈣質(zhì)又變成固體(稱為固化稱為固化)。由上而下逐漸增長(zhǎng)而成的，稱為由上而下逐漸增長(zhǎng)而成的，稱為“鐘乳石鐘乳石”。 土從其堆積或沉積的條件來看可分為：土從其堆積或沉積的條件來看可分為：沼澤土冰磧土風(fēng)積土河流沖積土運(yùn)積土殘積土土(1)殘積土：巖石風(fēng)化后仍留在原地的堆積物。殘積土：巖石風(fēng)化后仍留在原地的堆積物。basalt玄武巖玄武巖 ：巖石風(fēng)化后經(jīng)流水、風(fēng)和冰川：巖石風(fēng)化后經(jīng)流水、風(fēng)和冰川以及人類活動(dòng)等搬運(yùn)離開生成地點(diǎn)后再沉積以及人類活動(dòng)等搬運(yùn)離開生成地點(diǎn)后再

8、沉積下來的堆積物。又分為沖積土、風(fēng)積土、下來的堆積物。又分為沖積土、風(fēng)積土、冰磧土和沼澤土等。冰磧土和沼澤土等。(2)運(yùn)積土運(yùn)積土沖積土沖積土沖積土：由水流沖積而成；顆粒分選、渾圓光滑沖積土：由水流沖積而成；顆粒分選、渾圓光滑河床、河漫灘、階地河床、河漫灘、階地風(fēng)積土風(fēng)積土風(fēng)積土：由風(fēng)力帶動(dòng)土粒經(jīng)過一段搬運(yùn)距離后沉積下來風(fēng)積土：由風(fēng)力帶動(dòng)土粒經(jīng)過一段搬運(yùn)距離后沉積下來的堆積物；沒有層理、細(xì)砂或粉粒；黃土的堆積物；沒有層理、細(xì)砂或粉粒；黃土冰磧土冰磧土冰磧土：由冰川剝落、搬運(yùn)形成的堆積物；冰磧土：由冰川剝落、搬運(yùn)形成的堆積物；1.2 土的三相組成土的三相組成土是固體顆粒、水和空氣的混合物，常稱土

9、為三相系。土是固體顆粒、水和空氣的混合物，常稱土為三相系。 固相：土的顆粒、粒間膠結(jié)物；固相：土的顆粒、粒間膠結(jié)物； 液相：土體孔隙中的水；液相：土體孔隙中的水； 氣相：孔隙中的空氣。氣相：孔隙中的空氣。（3一般在地下水位以上地面以下一定深度內(nèi)的土的孔一般在地下水位以上地面以下一定深度內(nèi)的土的孔隙中含空氣和水，此時(shí)的土體屬三相系，稱為濕土。隙中含空氣和水，此時(shí)的土體屬三相系，稱為濕土。（1當(dāng)土骨架的孔隙全部被水占滿時(shí)，這種土稱為飽和土；當(dāng)土骨架的孔隙全部被水占滿時(shí)，這種土稱為飽和土；（2當(dāng)土骨架的孔隙僅含空氣時(shí)，就成為干土；當(dāng)土骨架的孔隙僅含空氣時(shí)，就成為干土；1.2.1 固相固相一、土的固相

10、一、土的固相（一成土礦物（一成土礦物原生礦物（：由物理風(fēng)化生成的土粒；顆粒較粗，一原生礦物（：由物理風(fēng)化生成的土粒；顆粒較粗，一般為無粘性土；石英、長(zhǎng)石、云母等；圓形、板狀、般為無粘性土；石英、長(zhǎng)石、云母等；圓形、板狀、塊狀；吸水力弱、穩(wěn)定、無塑性；塊狀；吸水力弱、穩(wěn)定、無塑性；角閃石角閃石石英石英長(zhǎng)石長(zhǎng)石云母云母次生礦物：由原生礦物經(jīng)化次生礦物：由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用而形成的礦物。顆粒較細(xì)，一般為粘土礦物，學(xué)風(fēng)化作用而形成的礦物。顆粒較細(xì)，一般為粘土礦物，形成粘性土。高嶺石、伊利石、蒙脫石；片狀、極細(xì)；形成粘性土。高嶺石、伊利石、蒙脫石；片狀、極細(xì)；吸水力強(qiáng)、活潑、有塑性。粘土礦物的帶電性

11、質(zhì)吸水力強(qiáng)、活潑、有塑性。粘土礦物的帶電性質(zhì)蒙 脫 石富含伊利石、蒙脫石富含伊利石、蒙脫石常使建筑物產(chǎn)生不常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平均勻的豎向或水平的脹縮變形，呵斥的脹縮變形，呵斥位移、開裂、傾斜位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴(yán)重，危害層平房嚴(yán)重，危害性很大性很大 膨脹土膨脹土地基地基根底FG基坑基坑（二土粒的大小和土的級(jí)配（二土粒的大小和土的級(jí)配塊石漂石塊石漂石土粒大小在一定程度上反映了土性質(zhì)的差異，土粒大小在一定程度上反映了土性質(zhì)的差異，土粒大小通常用粒徑表示。土粒大小通常用粒徑表示。 粒組：通常把工程性質(zhì)相近的粒組：通常把工程

12、性質(zhì)相近的土粒合并為一組土粒合并為一組 粘粒粘粒粉粒粉粒砂粒砂粒礫石礫石卵石卵石0.005mm0.075mm2mm60mm200mm1.土顆粒的大小與形狀土顆粒的大小與形狀2.土的粒徑級(jí)配土的粒徑級(jí)配工程中常用土中各粒組的相對(duì)含量，占干土總質(zhì)量的工程中常用土中各粒組的相對(duì)含量，占干土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)來表示，稱為土的粒徑級(jí)配。百分?jǐn)?shù)來表示，稱為土的粒徑級(jí)配。土的級(jí)配的好壞將直接影響到土的性質(zhì)。土的級(jí)配的好壞將直接影響到土的性質(zhì)。級(jí)配良好的土，壓實(shí)時(shí)能達(dá)到較高的密實(shí)度，級(jí)配良好的土，壓實(shí)時(shí)能達(dá)到較高的密實(shí)度，因而透水性小，強(qiáng)度高，壓縮性低。因而透水性小，強(qiáng)度高，壓縮性低。級(jí)配不良的土，往往壓實(shí)密度低

13、，或者滲透穩(wěn)定性差。級(jí)配不良的土，往往壓實(shí)密度低，或者滲透穩(wěn)定性差。 3.粒徑分析方法粒徑分析方法 篩分法篩分法d0.075mm的土）的土）密度計(jì)法密度計(jì)法d0.075mm的土）的土）（2）.密度計(jì)法密度計(jì)法利用不同大小的土粒利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不在水中的沉降速度不同來確定小于某粒徑同來確定小于某粒徑的土粒含量的方法。的土粒含量的方法。通過密度計(jì)測(cè)定土通過密度計(jì)測(cè)定土水懸濁液的密度來確定。水懸濁液的密度來確定。4 顆粒級(jí)配的表示方法顆粒級(jí)配的表示方法表示方法：表格法、粒徑級(jí)配曲線表示方法：表格法、粒徑級(jí)配曲線 按粒徑分布曲線可求得：按粒徑分布曲線可求得：（1土中各粒組的土粒含量，

14、用于粗粒土的分類和土中各粒組的土粒含量，用于粗粒土的分類和大致評(píng)估土的工程性質(zhì)；大致評(píng)估土的工程性質(zhì)；（2某些特性粒徑，用于建筑材料的選擇和評(píng)價(jià)土某些特性粒徑，用于建筑材料的選擇和評(píng)價(jià)土級(jí)配的好壞。級(jí)配的好壞。根據(jù)某些特征粒徑，可得到兩個(gè)有用的指標(biāo)，即不根據(jù)某些特征粒徑，可得到兩個(gè)有用的指標(biāo)，即不均勻系數(shù)均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)和曲率系數(shù)Cc，它們的定義為：，它們的定義為：1060ddCu（12）6010230dddCc（13）式中：式中：d10，d30和和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為的土粒含量分別為10，30和和60時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。

15、d10稱為有效粒徑；稱為有效粒徑；d60稱為限制粒徑。稱為限制粒徑。d3060d103010d60若土的顆粒級(jí)配曲線是連續(xù)的，若土的顆粒級(jí)配曲線是連續(xù)的，Cu愈大，愈大，d60與與d10相距愈遠(yuǎn)，相距愈遠(yuǎn)，則曲線愈平緩，表示土中的粒則曲線愈平緩，表示土中的粒組變化范圍寬，土粒不均勻；組變化范圍寬，土粒不均勻；反之，反之，Cu愈小，愈小，d60與與d10相距相距愈近，曲線愈陡，表示土中的粒愈近，曲線愈陡，表示土中的粒組變化范圍窄，土粒均勻。組變化范圍窄，土粒均勻。 若土的顆粒級(jí)配曲線不連續(xù)，在該曲線上出現(xiàn)水平段若土的顆粒級(jí)配曲線不連續(xù)，在該曲線上出現(xiàn)水平段,水平段粒組范圍不包含該粒組顆粒。這種土

16、缺少中間水平段粒組范圍不包含該粒組顆粒。這種土缺少中間某些粒徑在同樣的壓實(shí)條件下，密實(shí)度不如級(jí)配連續(xù)某些粒徑在同樣的壓實(shí)條件下，密實(shí)度不如級(jí)配連續(xù)的土高，其它工程性質(zhì)也較差。的土高，其它工程性質(zhì)也較差。 5Cu31Cc1060ddCu6010230dddCc1.2.2 液相液相（一吸著水結(jié)合水大多數(shù)粘土顆粒表面帶有凈的（一吸著水結(jié)合水大多數(shù)粘土顆粒表面帶有凈的負(fù)電荷陽粒子負(fù)電荷陽粒子:(二自由水二自由水離開土顆粒表面較遠(yuǎn)，不受土顆粒電分子引力離開土顆粒表面較遠(yuǎn)，不受土顆粒電分子引力作用，且可自由移動(dòng)的水稱為自由水。作用，且可自由移動(dòng)的水稱為自由水。（分為毛細(xì)管水和重力水）（分為毛細(xì)管水和重力水

17、）1.毛細(xì)管水毛細(xì)管水土中存在許多大小土中存在許多大小不同的相互連通的不同的相互連通的彎曲孔道，由于水彎曲孔道，由于水分子與土粒分子之分子與土粒分子之間的附著力和水氣間的附著力和水氣界面上的表面張力，界面上的表面張力，使地下水上升某一使地下水上升某一高度。高度。2.重力水重力水在重力或水位差作用下能在土中流動(dòng)的自由水在重力或水位差作用下能在土中流動(dòng)的自由水稱微重力水。具有溶解能力，能傳遞靜水和動(dòng)稱微重力水。具有溶解能力，能傳遞靜水和動(dòng)水壓力，對(duì)土顆粒有浮力作用。當(dāng)它在土孔隙水壓力，對(duì)土顆粒有浮力作用。當(dāng)它在土孔隙中流動(dòng)時(shí)，對(duì)所流經(jīng)的土體施加滲流力亦稱中流動(dòng)時(shí)，對(duì)所流經(jīng)的土體施加滲流力亦稱動(dòng)水壓

18、力、滲透力），計(jì)算中應(yīng)考慮其影響。動(dòng)水壓力、滲透力），計(jì)算中應(yīng)考慮其影響。三、土的氣相三、土的氣相存在土中的氣體分為兩種基本類型：一種是存在土中的氣體分為兩種基本類型：一種是與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不連通與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不連通的以氣泡形式存在的封閉氣體。的以氣泡形式存在的封閉氣體。1.3 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu) 單粒結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu) 蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu) 絮狀結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)粘土粘土砂土礫石砂土礫石粉土粉土角、邊與面接觸時(shí)凈引力最大，因此絮狀結(jié)構(gòu)的特征角、邊與面接觸時(shí)凈引力最大，因此絮狀結(jié)構(gòu)的特征是土粒之間以角、邊與面的接觸或邊與邊的搭接形式是土粒之間以角、邊與面的接觸或邊與邊的搭接形式

19、為主。這種結(jié)構(gòu)的土粒呈任意排列，具有較大的孔隙，為主。這種結(jié)構(gòu)的土粒呈任意排列，具有較大的孔隙，其強(qiáng)度低，壓縮性高，對(duì)擾動(dòng)比較敏感其強(qiáng)度低，壓縮性高，對(duì)擾動(dòng)比較敏感土的構(gòu)造土的構(gòu)造對(duì)于第四紀(jì)的沉積層最主要的構(gòu)造特征是成層對(duì)于第四紀(jì)的沉積層最主要的構(gòu)造特征是成層 1.4 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)t概述概述t土的物理性質(zhì)直接反映土的松密、軟硬等物理土的物理性質(zhì)直接反映土的松密、軟硬等物理狀態(tài)，狀態(tài)，t也間接反映土的工程性質(zhì)。土的松密和軟硬程也間接反映土的工程性質(zhì)。土的松密和軟硬程度主度主t要取決于土的三相各自在數(shù)量上所占的比例。要取決于土的三相各自在數(shù)量上所占的比例。t三相指標(biāo)的定義三相指

20、標(biāo)的定義固相固相液相液相氣相氣相土顆粒土顆粒土中水土中水土中氣土中氣 solid 土顆粒水water氣 體wmamvmmaVwVvVV0wm氣 體airSVsm1.4.1 三個(gè)基本試驗(yàn)指標(biāo)三個(gè)基本試驗(yàn)指標(biāo)awswsVVVmmVm9.8gVmgVW土的密度定義為單位體積土土的密度定義為單位體積土的質(zhì)量，用的質(zhì)量，用表示，單位為表示，單位為g/cm3。土的重度亦稱為容重，定土的重度亦稱為容重，定義為單位體積土的重量，義為單位體積土的重量，用用表示，單位為表示，單位為kN/m3。表達(dá)式如下：。表達(dá)式如下：1、土的密度和容重、土的密度和容重g 3mKN33mN10 233smmkg102633sm10

21、m10kg23smcmgwswsssVmGGs土粒比重定義為土粒的質(zhì)量或重量）土粒比重定義為土粒的質(zhì)量或重量）與同體積與同體積4時(shí)水的質(zhì)量或重量之比時(shí)水的質(zhì)量或重量之比 事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量。然后把烘干土若干克裝入該空比重瓶?jī)?nèi)，再加純水的質(zhì)量。然后把烘干土若干克裝入該空比重瓶?jī)?nèi)，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質(zhì)量，按下式計(jì)算土粒比重：水至滿，稱瓶加土加水的質(zhì)量，按下式計(jì)算土粒比重： 2s1ssmmmmG2、土粒比重、土粒比重土粒比重常用比重瓶法測(cè)定，土粒比重常用比重瓶法測(cè)定，式中：式中：m1瓶加水的質(zhì)量；瓶加水的質(zhì)量； m2瓶加土加水的質(zhì)量；瓶加土加水

22、的質(zhì)量； ms烘干土的質(zhì)量。烘干土的質(zhì)量。3.土的含水率土的含水率w土的含水率，曾稱為含水量，定義為土中水的質(zhì)量與土粒土的含水率，曾稱為含水量，定義為土中水的質(zhì)量與土粒的質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為：的質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： 測(cè)定含水率常用的方法是烘干法，先稱出天然土的質(zhì)量，測(cè)定含水率常用的方法是烘干法，先稱出天然土的質(zhì)量，然后放在烘箱中，在然后放在烘箱中，在100105常溫下烘干，稱得干常溫下烘干，稱得干土質(zhì)量，按上式可算得。土質(zhì)量，按上式可算得。100%mmsw1.4.2、間接換算得物理性質(zhì)指標(biāo)、間接換算得物理性質(zhì)指標(biāo)1、孔隙比、孔隙比(e):土中孔隙的體積與土粒的體積

23、之比土中孔隙的體積與土粒的體積之比svVVe 2、土的孔隙率（、土的孔隙率（ n）定義：土中孔隙的體積與土的總體積之比定義：土中孔隙的體積與土的總體積之比100%VVnv3、土的飽和度（、土的飽和度（ Sr）定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比100%VVSvwrVmsd4、干密度、干密度d與干重度與干重度d土的干密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒的質(zhì)量土的干密度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒的質(zhì)量土的干重度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒的重量土的干重度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒的重量gVgmVWdssd土的干密度或干重度也是評(píng)定土密實(shí)程度的指標(biāo)，土的干密度或干重度也是評(píng)定土密實(shí)程度的指標(biāo)，干密度或干重度愈大

24、表明土愈密實(shí)，反之愈疏松。干密度或干重度愈大表明土愈密實(shí)，反之愈疏松。5、飽和密度、飽和密度sat與飽和重度與飽和重度sat飽和密度定義：土中孔隙完全被水充滿土處于飽和密度定義：土中孔隙完全被水充滿土處于飽和狀態(tài)時(shí)單位體積土的質(zhì)量。飽和狀態(tài)時(shí)單位體積土的質(zhì)量。VVmwvssat在飽和狀態(tài)下，單位體積土的重量稱為飽和重度在飽和狀態(tài)下，單位體積土的重量稱為飽和重度gVgVgmVVWsatwvswvssat（六浮密度（六浮密度與浮重度有效重度與浮重度有效重度 gVVmwsswsat土的浮密度是單位體積內(nèi)的土粒質(zhì)量與同體積水質(zhì)量之差土的浮密度是單位體積內(nèi)的土粒質(zhì)量與同體積水質(zhì)量之差VVmwss土在水下

25、，受到水的浮力作用，其有效重量減小，土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量減小，因此提出了浮重度因此提出了浮重度VVVmwwVsV)V(VmwVsgmsswgvdsatdsatVVmwvssatVmmVmwsVmsdVVmwss1.4.3、物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算、物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算常用的土的物理指標(biāo)共有九個(gè)。已知其中任意三常用的土的物理指標(biāo)共有九個(gè)。已知其中任意三個(gè)，通過換算可以求出其余的六個(gè)個(gè)，通過換算可以求出其余的六個(gè)浮密度與比重和孔隙比得關(guān)系浮密度與比重和孔隙比得關(guān)系VVmwssvswsssVVVVsvwsVV1e11wws=e11Gwsvvnvvsvvvvsssevvevsvvve e

26、1e【例題【例題13】某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為】某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為60cm3，稱得其質(zhì)量為稱得其質(zhì)量為108g，將其烘干后稱得質(zhì)量為，將其烘干后稱得質(zhì)量為96.43g，根據(jù)試驗(yàn)得到的土粒比重根據(jù)試驗(yàn)得到的土粒比重Gs為為2.7，試求試樣的濕密度、，試求試樣的濕密度、干密度、飽和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和飽和度。干密度、飽和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和飽和度。解：（解：（1已知已知V60cm3，m=108g， =m v=108 60=1.8g/cm3（2已知已知ms=96.43g，那么那么 mw=mms=10896.43=11.57gw= mw ms11.5796.43=

27、12%（3已知已知Gs=2.7，那么，那么 Vs= ms s=96.43 2.735.7cm3 Vv=VVs=6035.724.3cm3 e= Vv Vs24.3 35.7=0.68（4） n= Vv V24.3 60=40.5（5） Vw = mw w=11.57 111.57cm3 St= Vw Vv=11.57 24.348（6）3sd1.6g/cm6096.43Vm（7）3wvssat2.0g/cm60124.396.43VVm1.5 無粘性土的相對(duì)密實(shí)度、無粘性土的相對(duì)密實(shí)度、 粘性土得稠度及土的壓實(shí)性粘性土得稠度及土的壓實(shí)性無粘性砂土粗粒土等土用相對(duì)密實(shí)度來衡量無粘性砂土粗粒土等土

28、用相對(duì)密實(shí)度來衡量粘性土用稠度來衡量粘性土用稠度來衡量1.5.1無粘性土的相對(duì)密實(shí)度無粘性土的相對(duì)密實(shí)度常用相對(duì)密實(shí)度常用相對(duì)密實(shí)度Dr來衡量無粘性土的松緊程度來衡量無粘性土的松緊程度minmax0maxreeeeD式中：式中：Dr相對(duì)密實(shí)度；相對(duì)密實(shí)度； emax無粘性土處在最松狀態(tài)時(shí)的孔隙比；無粘性土處在最松狀態(tài)時(shí)的孔隙比； emin無粘性土處在最密狀態(tài)時(shí)的孔隙比；無粘性土處在最密狀態(tài)時(shí)的孔隙比； e0無粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。無粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。在工程上，用相對(duì)密實(shí)度在工程上，用相對(duì)密實(shí)度Dr劃分無粘性土的狀態(tài)如下：劃分無粘性土的狀態(tài)如下： 0Dr1/3 疏松的疏松

29、的 1/3Dr2/3 中密的中密的 2/3Dr1 密實(shí)的密實(shí)的（2標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)N為標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)301510松散松散中密中密密實(shí)密實(shí)稍密稍密卷揚(yáng)機(jī)將卷揚(yáng)機(jī)將63.5kg的鋼錘提升的鋼錘提升76cm高度，使其自由下高度，使其自由下落打擊貫入器，當(dāng)貫入器貫入落打擊貫入器，當(dāng)貫入器貫入30cm深所需的錘擊數(shù)深所需的錘擊數(shù)N1.5.2、粘性土的物理特性、粘性土的物理特性1.5.2、粘性土的稠度、粘性土的稠度1.粘性土的稠度狀態(tài)粘性土的稠度狀態(tài)稠度指粘性土的干濕程度或在稠度指粘性土的干濕程度或在某一含水率下抵抗外力作用而某一含水率下抵抗外力作用而變形或破壞的能力，是粘性土變形或破壞的能力

30、，是粘性土最主要的物理狀態(tài)指標(biāo)。最主要的物理狀態(tài)指標(biāo)。流動(dòng)、軟、可塑、硬等描述四種狀態(tài)流動(dòng)、軟、可塑、硬等描述四種狀態(tài)可塑性：土在外力作用下可改變形狀但不顯著改變其體積也不開可塑性：土在外力作用下可改變形狀但不顯著改變其體積也不開裂，外力卸除厚仍能保持已有的形狀。裂，外力卸除厚仍能保持已有的形狀。1.界限含水率界限含水率粘性土從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)，可用某一界限含水粘性土從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)，可用某一界限含水率來區(qū)分，這種界限含水率稱為稠度界限率來區(qū)分，這種界限含水率稱為稠度界限wSWpWL液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)塑態(tài)塑態(tài)半固態(tài)半固態(tài)0縮限縮限Ws）從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的界限含水率，亦

31、從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的界限含水率，亦即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時(shí)的含水率。即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時(shí)的含水率。液限液限WL）：從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水率）：從流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水率塑限塑限Wp）從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)的界限含水率從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)的界限含水率10mm測(cè)試結(jié)果整理測(cè)試結(jié)果整理 液塑限聯(lián)合測(cè)定法縮限縮限Ws）從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的界限含水率，亦從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)的界限含水率，亦即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時(shí)的含水率。即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時(shí)的含水率。12100%swsVVwwm

32、1V2V濕土體積濕土體積干土體積干土體積p pL Lp pw ww wI I17I10P17IP01I3PwSWpWL液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)塑態(tài)塑態(tài)半固態(tài)半固態(tài)0pppLpLIwwwwwwILcLPwwIwwPIAm粘土的結(jié)構(gòu)性與靈敏度粘土的結(jié)構(gòu)性與靈敏度某些粘土在含水率不變的條件下經(jīng)搓捏使其原有結(jié)構(gòu)徹某些粘土在含水率不變的條件下經(jīng)搓捏使其原有結(jié)構(gòu)徹底擾動(dòng)，它的強(qiáng)度將降低。這種搓捏過程稱為靈敏度。底擾動(dòng)，它的強(qiáng)度將降低。這種搓捏過程稱為靈敏度。 對(duì)于靈敏度高的粘土，經(jīng)重塑后停止擾動(dòng)，靜置一段時(shí)對(duì)于靈敏度高的粘土，經(jīng)重塑后停止擾動(dòng)，靜置一段時(shí)間后其強(qiáng)度又會(huì)部分恢復(fù)。在含水率不變的條件下粘土間后其強(qiáng)度又會(huì)部分恢復(fù)。在含水率不變的條件下粘土因重塑而軟化強(qiáng)度降低），軟化后又隨靜置時(shí)間的延因重塑而軟化強(qiáng)度降低），軟化后又隨靜置時(shí)間的延長(zhǎng)而硬化強(qiáng)度增長(zhǎng)的這種性質(zhì)稱為粘土的觸變性。長(zhǎng)而硬化強(qiáng)度增長(zhǎng)的這種性質(zhì)稱為粘土的觸變性。utuqSququq原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度擾動(dòng)土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度擾動(dòng)土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度填土的密實(shí)程度常以干密度表示填土的密實(shí)程度常以干密度表示土的壓實(shí)性影響因素：土的壓實(shí)性影響因素： 擊實(shí)功能的影響擊實(shí)功能的影響 1、擊實(shí)數(shù)最大最大干密度增大，最優(yōu)含水率減、擊實(shí)數(shù)最大最大干密度增大，最優(yōu)含水率減 2、當(dāng)含水率較低時(shí)擊數(shù)的影響較顯著，、當(dāng)含水率較