課題1土的物理性質(zhì)及工程分類

1、美國，California, La Conchita，1995。 1.1 1.1 土的形成土的形成土是巖石經(jīng)過風(fēng)化后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物土是巖石經(jīng)過風(fēng)化后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物搬運、沉積搬運、沉積形成過程形成過程形成條件形成條件物理力學(xué)物理力學(xué)性質(zhì)性質(zhì) 風(fēng)化風(fēng)化巖石巖石地球土土地球影響影響第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類生物風(fēng)化生物風(fēng)化物理風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化量變量變無粘性土無粘性土原生礦物原生礦物質(zhì)變質(zhì)變粘性土粘性土次生礦物次生礦物動植物的活動動植物的活動1 1 土的物性與分類土的物性與分類一一. . 風(fēng)化風(fēng)化有有 機機 質(zhì)質(zhì)1

2、.11.1土的形成土的形成巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運動或在運動過程中因碰撞和摩擦而破碎過程中因碰撞和摩擦而破碎母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物新的礦物第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類二二. . 搬運與沉積搬運與沉積殘積土無搬運運積土有搬運土土質(zhì)質(zhì)較較好好1 1 土的物性與分類土的物性與分類殘積土殘積土強風(fēng)化強風(fēng)化弱風(fēng)化弱風(fēng)化微風(fēng)化微風(fēng)化母巖體母巖體顆粒表面粗糙顆粒表面粗

3、糙多棱角多棱角粗細(xì)不均粗細(xì)不均無層理無層理1.11.1土的形成土的形成母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細(xì)小顆粒后，未經(jīng)搬運殘留在原地的堆積物顆粒后，未經(jīng)搬運殘留在原地的堆積物風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運到遠(yuǎn)近不同的地點所沉積的堆積物搬運到遠(yuǎn)近不同的地點所沉積的堆積物第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類運積土有搬運風(fēng)：風(fēng)：風(fēng)積土風(fēng)積土1 1 土的物性與分類土的物性與分類重力重力: : 坡積土坡積土 流水流水: :洪積土洪積土沖積土沖積土湖泊沼澤沉積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物海相沉積物冰川冰川

4、: : 冰積土冰積土1.11.1土的形成土的形成土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均勻有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì)渾圓度分選性明顯，土層交迭渾圓度分選性明顯，土層交迭含有機物淤泥，土性差含有機物淤泥，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差顆粒細(xì)，表層松軟，土性差土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻顆粒均勻，層厚而不具層理顆粒均勻，層厚而不具層理第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1.2 1.2 土的三相組成土的三相組成氣相固相液相+ + +構(gòu)成土骨架，起決定作用構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響重要影響土體次要作用次要作用第一章第一章 土

5、的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1-2 1-2 土的組成土的組成 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； 液相：土顆粒與顆粒之間孔隙中的水； 氣相：土顆粒與顆粒之間孔隙中的空氣。1-2 1-2 土的組成土的組成土的組成剖面圖1-2 1-2 土的組成土的組成當(dāng)土骨架的孔隙全部被水占滿時，這種土稱為飽和土；當(dāng)土骨架的孔隙僅含空氣時，就成為干土；一般在地下水位以上地面以下一定深度內(nèi)的土的孔隙中兼含空氣和水，此時的土體屬三相系，稱為非飽和土。根據(jù)土的粘性分：粘性土：顆粒很細(xì)； 無

6、粘性土：顆粒較粗，甚至很大。砂、碎石、甚至堆石（直徑幾十cm甚至1m）一、土的固相一、土的固相（三）土粒的大小和土的級配粒組：把工程性質(zhì)相近的一定尺寸范圍內(nèi)的土粒劃為一組；某粒組的土粒含量定義為該粒組的土粒質(zhì)量與干土總質(zhì)量之比。土的級配：土中各種大小的粒組中土粒的相對含量。級配的好壞直接影響到土的工程性質(zhì)1-2 1-2 土的組成土的組成（四）顆粒大小分析試驗測定土中各粒組顆粒質(zhì)量所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，確定粒徑分布范圍的試驗稱為土的顆粒大小分析試驗。常用的方法：篩分法：粒徑0.075mm 密度計法：粒徑0.075mm，又有粒徑0.075mm （四）顆粒大小分析試驗1.篩分法利用一套孔徑由大到小

7、的篩子，將按規(guī)定方法取得的一定質(zhì)量的干試樣放入一次疊好的篩中，置振篩機上充分振搖后，稱出留在各級篩上的土粒的質(zhì)量，按下式計算出小于某土粒粒徑的土粒含量百分?jǐn)?shù)X（）式中：mi，m分別為小于某粒徑的土粒質(zhì)量及試樣總質(zhì)量100mmXi1 1 土的物性與分類土的物性與分類105.02.01.0200g101618242238721009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（）（）105.01.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)1.21.2土的三相組成土的三相組成P%958778665536土的粒徑級

8、配累積曲線土的粒徑級配累積曲線水分法水分法第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土樣篩第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類(五)顆粒分析試驗曲線的主要用途按粒徑分布曲線可求得：（1）土中各粒組的土粒含量，用于粗粒土的分類和大致評估土的工程性質(zhì)；（2）某些特性粒徑，用于建筑材料的選擇和評價土級配的好壞。根據(jù)某些特征粒徑，可得到兩個有用的指標(biāo)，即不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc，它們的定義為： （12）1060ddCu (13)式中：d10，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10，30和60時所對應(yīng)的粒徑。d10稱為有效粒

9、徑；d60稱為限制粒徑。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類6010230dddCc1 1 土的物性與分類土的物性與分類1.21.2土的三相組成土的三相組成1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（）小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（）105.01.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線土的粒徑級配累積曲線d60d50d10d30特征粒徑特征粒徑: d50 : 平均平均粒徑粒徑d60 : 控制控制粒徑粒徑d10 : 有效有效粒徑粒徑d30 ;不均勻程度不均勻程度：Cu = d60 / d10 連

10、續(xù)程度連續(xù)程度: Cc = d302 / (d60 d10 ) 曲率系數(shù)曲率系數(shù) 不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu 5,級配不均勻級配不均勻粗細(xì)程度粗細(xì)程度： 用用d50 表示 第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1060ddCu2306010()cdCdd 分別為粒徑曲線縱坐標(biāo)上小于某粒徑含量60、30、10時所對應(yīng)的粒徑60d30d10d有效粒徑控制粒徑第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類二、土的液相（一）結(jié)合水由土顆粒表面電分子力吸附在土粒表面的一層水。吸著水可分為強結(jié)合水和弱結(jié)合水。（見課本） 第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類

11、土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類(二）自由水離開土顆粒表面較遠(yuǎn)，不受土顆粒電分子引力作用，且可自由移動的水稱為自由水。（分為毛細(xì)管水和重力水）1.毛細(xì)管水毛細(xì)水是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類2.重力水在重力或水位差作用下能在土中流動的自由水稱微重力水。具有溶解能力，能傳遞靜水和動水壓力，對土顆粒有浮力作用。當(dāng)它在土孔隙中流動時，對所流經(jīng)的土體施加滲流力（亦稱動水壓力、滲透力），計算中應(yīng)考慮其影響。(見課本)第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類三、土的氣相存在土中的氣體分為兩種基本類型：一種是

12、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。1. 三相草圖三相草圖WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm1 1 土的物性與分類土的物性與分類質(zhì)量質(zhì)量體積體積1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1-4 1-4 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)( (定量分析定量分析) )三相草圖三相草圖1 1 土的物性與分類土的物性與分類WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積 VVVVVVVavas Vm0mmmmmaas已知關(guān)系五個已知關(guān)系五個: :共有九個參數(shù)共有九個

13、參數(shù): V Vv Vs Va V / / ms m ma m剩下三個獨立變量剩下三個獨立變量三相草圖法三相草圖法物性指標(biāo)是比例關(guān)系物性指標(biāo)是比例關(guān)系: :可假設(shè)任一參數(shù)為可假設(shè)任一參數(shù)為1對于飽和土對于飽和土, Va=0剩下兩個獨立變量實驗室測定實驗室測定其它指標(biāo)其它指標(biāo)是一種簡單而實用的方法是一種簡單而實用的方法1.3 土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1-4 1-4 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)( (定量分析定量分析) )可分為兩類：一類是必須通過試驗測定的，如含水

14、率、密度和土粒比重，稱為基本指標(biāo)；另一類是根據(jù)直接指標(biāo)換算的，如孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為換算指標(biāo)。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1-4 1-4 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)一、試驗直接測定的物理性質(zhì)指標(biāo)（一）土的密度與重度土的密度定義為單位體積土的質(zhì)量，用表示，單位為kg/m3(或g/cm3)。表達(dá)式如下： （1-4） 對于粘性土，土的密度常用環(huán)刀法測定。awsawsVVVmmmVm第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的重度亦稱為容重，定義為單位體積土的重量，用表示，單位為kN/m3。表達(dá)式如下： （1-5）式中：W

15、土的重量，單位為kN； g重力加速度。gVgmVW第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（二）土粒比重Gs土粒比重定義為土粒的質(zhì)量（或重量）與同體積4時純水的質(zhì)量（或重量）之比（無因次），其表達(dá)式為： （1-6） 或 （1-7）式中：s土粒的密度，即土粒單位體積的質(zhì)量；（w）44時純水的密度，1g/cm3（w）44時純水的重度。4s4wwsssVmG4wsssVgmG第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土粒比重常用比重瓶法測定，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內(nèi)，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質(zhì)量，按

16、下式計算土粒比重： （1-8）式中：m1瓶加水的質(zhì)量； m2瓶加土加水的質(zhì)量； ms烘干土的質(zhì)量。21mmmmGsss第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（三）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)量與土粒的質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： （1-9）測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100105常溫下烘干，稱得干土質(zhì)量，按上式可算得。%100swmm注意注意: 其實是含水比其實是含水比, 可達(dá)到或超過可達(dá)到或超過100第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類一、土的壓實性土的壓實性影

17、響因素：（一）含水率的影響最大干密度（對于與某N），最優(yōu)含水率wop第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的壓實性影響因素：（二）擊實功能的影響 1、土料的最大干密度和最優(yōu)含水率不是常數(shù)。 2、當(dāng)含水率較低時擊數(shù)的影響較顯著。（三）土類和級配的影響粘粒含量高，Ip大，難壓密；級配良好，易壓密；（四）粗粒含量的影響對d5mm粒徑的含量不超過2530時，仍可用輕型擊實，但要修正。問題： d5mm粒徑的含量較少時是剔除好：還是修正好？或者干脆用重型？第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類二、間接換算得物理性質(zhì)指標(biāo)（一）土的孔隙比e定義：土中孔

18、隙的體積與土粒的體積之比，以小數(shù)表示，其表達(dá)式為： （1-10）（二）土的孔隙率n定義：土中孔隙的體積與土的總體積之比，或單位體積內(nèi)孔隙的體積，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： （1-11） svVVe %100VVnv第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（三）土的飽和度Sr定義：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示，其表達(dá)式為： （1-12）%100vwrVVS第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的干重度：單位體積內(nèi)土粒的重量，表達(dá)式為： （1-14）土烘干，體積要減小，因而，土的干密度不等于烘干土的密度。土的干密度或干重度也是

19、評定土密實程度的指標(biāo)，干密度或干重度愈大表明土愈密實，反之愈疏松。gVgmVWdssd（四）干密度d與干重度d土的干密度：單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量，表達(dá)式： （1-13）Vmsd第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（五）飽和密度sat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狀態(tài)時單位體積土的質(zhì)量。表達(dá)式為： （1-15）svwsatmVV第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類在飽和狀態(tài)下，單位體積土的重量稱為飽和重度，其表達(dá)式為：（1-16）gVgVgmVVWsatwvswvssat第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分

20、類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（六）浮密度與浮重度（有效重度） 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，即有效重度的概念，其表達(dá)式為： （1-17）gVgVgmVVWwsswss第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類與其相應(yīng)，提出了浮密度的概念，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，其表達(dá)式為： （1-18） 或 （1-19）從上述四種土的密度或重度的定義可知，同一土樣各種密度或重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：dsatdsatwsatVVmwss第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類三、物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算常用的

21、土的物理指標(biāo)共有九個。已知其中任意三個，通過換算可以求出其余的六個。（一）孔隙比與孔隙率的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則e=Vv/V可知，孔隙的體積Vv為e，土體的體積V為（1e），于是有： （1-20） 或 （1-21）eeVVnv1nne1 孔隙 e 1+e 土粒 1 三相示意圖（a）第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（二）干密度與濕密度和含水率的關(guān)系設(shè)土體的體積V為1，則d = ms /V，土體內(nèi)土粒的質(zhì)量ms為d，由w= mw / ms水的質(zhì)量mw為w d。于是，按式（14）的定義可得： 或 （1-22）)1 (1wwVmdddwd1第一章第一章 土的物

22、理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（三）孔隙比與比重和干密度的關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=Vv/V，孔隙的體積vv為e；由s ms / Vs得土粒的質(zhì)量ms為s。于是，按d的定義可得：應(yīng)用式（16）整理得： (1-23)eVmssd11dwsGe第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（四）飽和度與含水率、比重和孔隙比得關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1，則按e=Vv/Vs得體積vv=e；由s ms / Vs得土粒的質(zhì)量ms=s。按w= mw / ms ，水得質(zhì)量mw=ws，則水得體積vw= mw / w =ws/w。于是，Sr定義可得： （1-24）當(dāng)土

23、飽和時，即Sr為100，則： （1-25）式中：wsat飽和含水率。ewGewVVSswsvwrssatGwe 第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（五）浮密度與比重和孔隙比得關(guān)系設(shè)土體內(nèi)土粒體積為1，則按e=Vv/V ，孔隙的體積Vv為e；由s ms / Vs得土粒的質(zhì)量ms為s。于是，按式（118）可得： （1-26）eGeVVmwswswss111第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類【例題13】某一塊試樣在天然狀態(tài)下的體積為60cm3，稱得其質(zhì)量為108g，將其烘干后稱得質(zhì)量為96.43g，根據(jù)試驗得到的土粒比重Gs為2.7，試

24、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。【解】（1）已知V60cm3，m=108g，則由式（14）得 =m v=180 60=1.8g/cm3第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（2）已知ms=96.43g，則 mw=mms=10896.43=11.57g按式（19），于是 w= mw ms11.5796.43=12%（3）已知Gs=2.7，則 Vs= ms s=96.43 2.735.7cm3 Vv=VVs=6035.724.3cm3按式（110），于是 e= Vv Vs24.3 35.7=0.68（4）按式（111） n= Vv V2

25、4.3 60=40.5（5）根據(jù)w的定義 Vw = mw w=11.57 111.57cm3 于是按式（112） St= Vw Vv=11.57 24.348第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類1 1 無粘性土得相對密實度無粘性土得相對密實度 一、無粘性土的相對密實度常用相對密實度Dr來衡量無粘性土的松緊程度，其定義為 （1-27）式中：Dr相對密實度； emax無粘性土處在最松狀態(tài)時的孔隙比； emin無粘性土處在最密狀態(tài)時的孔隙比； e0無粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。minmax0maxeeeeDr第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與

26、工程分類按式（123）可得相對密實度得使用表達(dá)式 （1-28）式中：dmax無粘性土的最大干密度； dmin無粘性土的最小干密度； d無粘性土的天然干密度或填筑干密度。將風(fēng)干的無粘性土試樣用漏斗法測定其最小干密度，用振擊法測定其最大干密度。ddddddrDminmaxmaxmin1dssGe第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類在工程上，用相對密實度Dr劃分無粘性土的狀態(tài)如下： 0Dr1/3 疏松的 1/3Dr2/3 中密的 2/3Dr1 密實的2 2 粘性土的物理特征粘性土的物理特征.1粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量 同一種粘性土隨著含水量的

27、不同，可分別處同一種粘性土隨著含水量的不同，可分別處于于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)和和流動狀態(tài)流動狀態(tài)。粘性土。粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量，稱為由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量，稱為界限含水量界限含水量。0固態(tài)固態(tài)半固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)流動狀態(tài)縮限縮限ws塑限塑限wp液限液限wlw第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（二）界限含水率及其測定1.界限含水率粘性土從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)，可用某一界限含水率來區(qū)分，這種界限含水率稱為稠度界限或阿太堡界限。液限（WL）從流動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水率，也就是可塑狀

28、態(tài)的上限含水率；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，也就是可塑狀態(tài)的下限含水率；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，亦即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時的含水率。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類2.液、塑限的測定測定塑限的方法：搓滾法和液、塑限聯(lián)合測定法。測定液限的方法：碟式儀法和液、塑限聯(lián)合測定法。液、塑限聯(lián)合測定法：塑限5秒入土2mm時的含水率 10mm液限 5秒入土10mm時的含水率 17mm液限 5秒入土17mm時的含水率第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類2.液、塑限的測定測定塑限的

29、方法：搓滾法和液、塑限聯(lián)合測定法。測定液限的方法：碟式儀法和液、塑限聯(lián)合測定法。25擊合攏長度13mm時含水率為液限。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的縮限用收縮皿法測定，把土料的含水率調(diào)制到大于土的液限，然后將試樣分層填入收縮皿中，刮平表面，烘干，測出干試樣的體積并稱量準(zhǔn)確至0.1g后，按下式計算： （1-29）式中：ws土的縮限（） w制備時的含水率（）V1濕試樣的體積（cm3） ，V2干試樣的體積（cm3）10021wssmVVww第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（三）塑性指數(shù)和液性指數(shù)1.塑性指數(shù)塑性指數(shù)：液限和塑限

30、之差的百分?jǐn)?shù)值（去掉百分號）。用Ip表示，取整數(shù)，即：塑性指數(shù)越高，吸著水含量可能高，土的粘粒含量越高。 pLpwwI第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類2.液性指數(shù)粘性土的狀態(tài)可用液性指數(shù)來判別。定義為： （1-31）式中：IL液性指數(shù)，以小數(shù)表示； w土的天然含水率。液性指數(shù)表征了土的天然含水率與界限含水率之間的相對關(guān)系，表達(dá)了天然土所處的狀態(tài)。當(dāng)wwp時，IL0，土處于堅硬狀態(tài)；wpwwL時，0IL1.0，土處于可塑狀態(tài)；wLw時，IL1.0，土處于流動狀態(tài)。pppLpLIwwwwwwI67 地基土（巖）的工程分類地基土（巖）的工程分類一、土的工程分類一、土

31、的工程分類一般土一般土粗粒土粗粒土細(xì)粒土細(xì)粒土礫類土：礫類土：260mm砂類土：砂類土：0.0752mm粉土：粉土：0.0050.075mm粘性土：粘性土：60mm特殊土：軟土、黃土、膨脹土等特殊土：軟土、黃土、膨脹土等工程用土工程用土68693.3.砂土砂土 粒徑大于粒徑大于2mm2mm的顆粒含量在的顆粒含量在50%50%以內(nèi)，同時粒徑以內(nèi)，同時粒徑大于大于0.075mm0.075mm的顆粒含量超過的顆粒含量超過50%50%的土屬砂土。砂土的土屬砂土。砂土根據(jù)粒組含量不同又分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂根據(jù)粒組含量不同又分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂五類。和粉砂五類。4.4.粉土粉土 粒徑大于

32、粒徑大于0.075mm0.075mm的顆粒含量小于的顆粒含量小于50%50%且塑性指且塑性指數(shù)小于或等于數(shù)小于或等于1010的土屬粉土。該類土的工程性質(zhì)較的土屬粉土。該類土的工程性質(zhì)較差，如抗剪強度低，防水性差，粘聚力小等。差，如抗剪強度低，防水性差，粘聚力小等。5.5.粘性土粘性土 粒徑大于粒徑大于0.075mm0.075mm的顆粒含量在的顆粒含量在50%50%以內(nèi)，塑性以內(nèi)，塑性指數(shù)大于指數(shù)大于1010的土屬粘性土。根據(jù)塑性指數(shù)的大小可的土屬粘性土。根據(jù)塑性指數(shù)的大小可細(xì)分為粘土和粉質(zhì)粘土。細(xì)分為粘土和粉質(zhì)粘土。 706.6.人工填土人工填土 人工填土根據(jù)其組成和成因，可分為素填土、人工填

33、土根據(jù)其組成和成因，可分為素填土、壓實填土、雜填土、沖填土。壓實填土、雜填土、沖填土。 素填土為由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組素填土為由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組成的填土。經(jīng)過壓實或夯實的素填土為壓實填土。成的填土。經(jīng)過壓實或夯實的素填土為壓實填土。雜填土為含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜填土為含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土。沖填土為由水力沖填泥砂形成的填雜物的填土。沖填土為由水力沖填泥砂形成的填土。土。7.7.特殊土特殊土 包括軟土、紅粘土、黃土、膨脹土、多年凍土、鹽包括軟土、紅粘土、黃土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土等。漬土等。 1-6 1-6 土的工程分類土的工程分類

34、第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類粗粒土按顆粒組成進(jìn)行分類；粘性土按塑性指數(shù)分類。一、土的分類標(biāo)準(zhǔn)（一）巨粒土和含巨粒土的分類巨粒土和含巨粒土應(yīng)按試樣中所含粒徑大于60mm的巨粒組含量來劃分。試樣中含巨粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量的50的土稱為巨粒土；試樣中巨粒組質(zhì)量為總質(zhì)量的1550的土稱為巨?；旌贤?；試樣中巨粒組質(zhì)量少于總質(zhì)量的15的土，可扣除巨粒，按粗粒土或細(xì)粒土的相應(yīng)規(guī)定分類定名。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（二）粗粒土的分類試樣中粒徑大于0.075mm的粗粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量50的土稱為粗粒土。粗粒土又分為礫類土和砂類土兩類。

35、試樣中粒徑大于2mm的礫粒組質(zhì)量多于總質(zhì)量的50的土稱為礫類土；試樣中粒徑大于2mm的礫粒組質(zhì)量少于或等于總質(zhì)量50的土稱為砂類土。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類（三）細(xì)粒土的分類試樣中粒徑小于0.075mm的細(xì)粒組質(zhì)量多于或等于總質(zhì)量的50的土稱為細(xì)粒土。細(xì)粒土應(yīng)按下列規(guī)定劃分：1、試樣中粗粒組質(zhì)量少于總質(zhì)量的25的土稱為細(xì)粒土；2、試樣中粗粒組質(zhì)量為總質(zhì)量的2550的土稱含粗粒的細(xì)粒土；3、試樣中含部分有機質(zhì)的土稱有機質(zhì)土。細(xì)粒土可按塑性圖進(jìn)一步細(xì)分。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類【例題17】有A，B，C三種土，它們的粒徑分布曲線如圖所示。已知B土的液限為38，塑限為19，C土的液限為47，塑限為24。試對這三種土進(jìn)行分類。第一章第一章 土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類土的物理性質(zhì)指標(biāo)與工程分類【解】（1）對A土進(jìn)行分類：從圖128曲線A查得粒徑大于60mm的巨粒含量為零，而粒徑大于0.075mm的粗粒含量為98，大于50，所以A土屬于粗粒土；從圖中查得粒徑大于2mm的礫粒含量為63，大于50，所以A土屬于礫類土；細(xì)粒含量為2，少于5，該土屬礫；從圖中曲線查得d10，d30和d60分別為0.32mm、1.65mm和3.55mm，因此，土的不均勻系數(shù) Cu= d60d10=3.55 0.3211.0土的曲