土力學(xué) 第一章 土的組成和土的性質(zhì)

1、土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的形成滲透特性滲透特性變形特性變形特性強度特性強度特性土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的工程分類土的壓實性 決定影響如何獲得較好的土便于研究和應(yīng)用土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1.1 土的形成1.2 土的三相組成1.3 土的結(jié)構(gòu)1.4 土的物理狀態(tài)1.5 土的工程分類1.6 土的壓實性Chapter 0 Chapter 0 introductionintroduction土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun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

2、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)化土土地球影響巖石巖石地球土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun 巖石和土的粗顆粒受各種氣巖石和土的粗顆粒受各種氣候等物理因素的影響產(chǎn)生脹候等物理因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫縮而發(fā)生裂縫, ,或在運動過或在運動過程中因碰撞和摩擦而破碎程中因碰撞和摩擦而破碎 是顆粒大小發(fā)生量的變化是顆粒大小發(fā)生量的變化 礦物成分與母巖相同，稱原礦物成分與母巖相同，稱原生礦物生礦物 產(chǎn)生無黏性土產(chǎn)生無黏性土一. 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 生物活動生物活動土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun

3、母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)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境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物 顆粒成分發(fā)生質(zhì)的變化顆粒成分發(fā)生質(zhì)的變化 礦物成分與母巖不同，稱次礦物成分與母巖不同，稱次生礦物生礦物 形成十分細微的土顆粒，最形成十分細微的土顆粒，最主要為粘性顆粒及可溶鹽類主要為粘性顆粒及可溶鹽類 物理風(fēng)化物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化 生物活動生物活動一. 風(fēng)化土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun 包括植物、動物和土壤微包括植物、動物和土壤微生物的作用生物的作用 可加劇物理和化學(xué)風(fēng)化可加劇物理和化學(xué)風(fēng)化 構(gòu)成土中有機質(zhì)和營養(yǎng)物構(gòu)成土中

4、有機質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)的生物循環(huán)質(zhì)的生物循環(huán) 導(dǎo)致腐殖質(zhì)的形成，改變導(dǎo)致腐殖質(zhì)的形成，改變土壤的結(jié)構(gòu)土壤的結(jié)構(gòu)一. 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 生物活動生物活動土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun殘積土殘積土 無搬運無搬運運積土運積土 有搬運有搬運母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成母巖表層經(jīng)風(fēng)化作用破碎成巖屑或細小顆粒后，未經(jīng)搬巖屑或細小顆粒后，未經(jīng)搬運殘留在原地的堆積物運殘留在原地的堆積物 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糙多棱角多棱角粗細不均粗細不均無明顯層理無明顯層理二. 搬運與沉積土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)

5、WangXun風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運到遠近不同的地點所沉積作用搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物的堆積物 坡積土：坡積土：土粒粗細不同，性質(zhì)不均土粒粗細不同，性質(zhì)不均 洪積土：洪積土：有分選性，近粗遠細有分選性，近粗遠細 沖積土：沖積土：渾圓度分選性明顯，土層交迭渾圓度分選性明顯，土層交迭 湖泊沼澤沉積土：湖泊沼澤沉積土：含有機物淤泥，土性差含有機物淤泥，土性差 海相沉積物：海相沉積物：顆粒細，表層松軟，土性差顆粒細，表層松軟，土性差 冰積土：冰積土：土粒粗細變化較大，性質(zhì)不均勻土粒粗細變化較大，性質(zhì)不均勻 風(fēng)積土：風(fēng)積土：顆粒均勻，層厚而不具層理

6、顆粒均勻，層厚而不具層理二. 搬運與沉積殘積土殘積土 無搬運無搬運運積土運積土 有搬運有搬運土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun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土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun一. 固體顆粒物理狀態(tài)力學(xué)特性粒徑級配粒徑級配礦物成分礦物成分顆粒形狀顆粒形狀 土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1. 1. 粒徑級配粒徑級配顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例粒徑級配影響土性的主因土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun顆粒大小粒組 按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類按

7、粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑（土的分類標準 GBJ 145-90）d (mm)礫粒礫粒砂粒砂粒粉粒粉粒黏粒黏粒6020.0050.250.5520粗 中 細 粗 中 細0.075粗粒粗粒細粒細粒200巨粒巨粒卵卵(碎碎)石石漂漂(塊塊)石石20建筑、鐵路部門0.002公路部門土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun粒徑級配確定方法確定方法 篩分法篩分法：適用于粗粒土適用于粗粒土 ( (0.0750.075 mm) mm) 水分法水分法：適用于細粒土適用于細粒土 ( (0.0750.075 mm)粒徑級配確定方法粒徑級配確

8、定方法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來確定小利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來確定小于某粒徑的土粒含量于某粒徑的土粒含量細粒土細粒土 (0.075 mm)粒徑級配確定方法粒徑級配確定方法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun105.02.01.075200g101618242238721009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)P（）（）105.01.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)P%958778665536土的粒

9、徑級配累積曲線土的粒徑級配累積曲線水分法水分法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（）小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（）105.01.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲土的粒徑級配累積曲線線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 連續(xù)程度連續(xù)程度: : Cc = d302 / (d60 d10 ) 曲率系數(shù)曲率系數(shù) 不

10、均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu 5,級配不均勻粗細程度粗細程度： 用用d50 表示 土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（）小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（）105.01.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲土的粒徑級配累積曲線線d60d10d30斜率斜率: :某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量 陡陡相應(yīng)粒組質(zhì)量集中相應(yīng)粒組質(zhì)量集中 緩緩-相應(yīng)粒組含量少相應(yīng)粒組含量少 平臺平臺-相應(yīng)粒組缺乏相應(yīng)粒組缺乏連續(xù)程度連續(xù)程度: : Cc = d302 / (d60 d10

11、) 曲率系數(shù)曲率系數(shù)較大顆粒缺少較大顆粒缺少Cc 減小減小較小顆粒缺少較小顆粒缺少Cc 增大增大Cc = 1 3, 級配連續(xù)性好級配連續(xù)性好土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun粒徑級配粒徑級配累積曲線及指標的用途粒徑級配累積曲線及指標的用途：1）粒組含量用于土的分類定名粒組含量用于土的分類定名；2）不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：用于判定土的不均勻程度： Cu 5, 不均勻土不均勻土； Cu 3 或 Cc 1,級配不連續(xù)土級配不連續(xù)土4）不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)Cu和和曲率系數(shù)曲率系數(shù)Cc用于判定土的級配優(yōu)劣：用于判定土的級配優(yōu)劣： 如果如果 Cu 5且且 C c =

12、 1 3 ， 級配級配 良好的土良好的土； 如果如果 Cu 3 或或 Cc 1g/cm1g/cm3 3 冰點處于零下幾十度冰點處于零下幾十度 完全不能移動，具有固體的特性完全不能移動，具有固體的特性 溫度高于溫度高于100100C C時才可蒸發(fā)時才可蒸發(fā)- - 弱結(jié)合水：弱結(jié)合水： 受電場引力作用，為粘滯水膜受電場引力作用，為粘滯水膜 外力作用下可以移動外力作用下可以移動 不因重力而流動，有粘滯性不因重力而流動，有粘滯性粘土粘土顆粒顆粒- - - - - - - - - - - - - - - - - +引力引力d水分子水分子陽離子陽離子強結(jié)合水強結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水n 結(jié)合水：

13、結(jié)合水：受顆粒表面電場作用力受顆粒表面電場作用力吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動的水壓力，不能任意流動的水土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun強結(jié)合水強結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水n 雙電層雙電層固定層固定層擴散層擴散層內(nèi)電層內(nèi)電層外外電電層層厚度的變化可厚度的變化可改變黏性土的改變黏性土的工程性質(zhì)工程性質(zhì)通過“離子交換”來實現(xiàn)（P18）土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun- 毛細水：毛細水：由于土體孔隙的毛細由于土體孔隙的毛細作用升至自由水面以上的水。作用升至自由水面以上的水。毛細水承受表面張力和重力的毛細水承受表面張力

14、和重力的作用作用- 重力水：重力水：自由水面以下的孔隙自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土自由水，在重力作用下可在土中自由流動中自由流動n 自由水：自由水：不受顆粒電場引不受顆粒電場引力作用的孔隙水力作用的孔隙水h hc c毛細水毛細水重力水重力水土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun毛管中流體的界面效應(yīng)毛管中流體的界面效應(yīng)Tdk w空氣空氣固體固體 = =濕潤角濕潤角水水 aT =T =界面張力界面張力D Dk k= =毛管直徑毛管直徑ua-uwu ua a-u-uw w = =壓力差壓力差土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun毛毛細細管管hc土中毛細水上升高

15、度土中毛細水上升高度T2rrThccos2上升高度上升高度 r2hc w=2 rTcos 毛細升高與孔徑成反比毛細升高與孔徑成反比粘粘土土粉粉土土砂砂土土礫礫石石土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun張力張力TTuc 水水hc2ruc= -hc w水壓水壓 +-TT則毛細壓力：則毛細壓力：2rTcos+ucr2 = 0cchu 毛細管中的毛細管中的負靜水壓力負靜水壓力毛細水壓力毛細水壓力土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土顆?？p隙處的彎液面土顆?？p隙處的彎液面r空氣空氣 水水 固體顆粒固體顆粒彎液面彎液面 在非飽和土中，孔隙中含在非飽和土中，孔隙中含有水和氣，此時水

16、多集中有水和氣，此時水多集中于顆粒間的縫隙處，稱毛于顆粒間的縫隙處，稱毛細角邊水。細角邊水。 由于毛細張力的作用，會由于毛細張力的作用，會形成如圖所示的彎液面，形成如圖所示的彎液面，使毛細角邊水產(chǎn)生負壓力，使毛細角邊水產(chǎn)生負壓力，顆粒則受正壓力。顆粒則受正壓力。 這是稍濕的砂土顆粒間存這是稍濕的砂土顆粒間存在假凝聚力的原因在假凝聚力的原因土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun自由氣體：自由氣體：與大氣連通連通的氣體與大氣連通連通的氣體對土的性質(zhì)影響不大對土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：封閉氣體：被土顆粒和水封閉的氣體被土顆粒和水封閉的氣體阻塞滲流通道，使土的滲透性減小；阻塞滲流通道，使土

17、的滲透性減小；彈性增大和延長土體受力后變形達到彈性增大和延長土體受力后變形達到 穩(wěn)定的歷時；穩(wěn)定的歷時； 可能造成突然沉陷?？赡茉斐赏蝗怀料?。溶解在水中的氣體溶解在水中的氣體吸附于土顆粒表面的氣體吸附于土顆粒表面的氣體土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土體有三個組成部分：土體有三個組成部分：固相固相、液相液相和和氣相氣相F固體顆粒固體顆粒F土中水土中水F土中氣體土中氣體粒徑級配粒徑級配礦物成分礦物成分顆粒形狀顆粒形狀結(jié)合水結(jié)合水 ：強結(jié)合水、弱結(jié)合水：強結(jié)合水、弱結(jié)合水 自由水自由水 ：重力水、毛細水：重力水、毛細水自由氣體自由氣體封閉氣體封閉氣體土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)

18、土力學(xué)WangXun土顆?；蛄F的土顆粒或粒團的空間排列和相互聯(lián)結(jié)空間排列和相互聯(lián)結(jié)土粒間的作用力土粒間的作用力土的結(jié)構(gòu)性指標土的結(jié)構(gòu)性指標力學(xué)特性力學(xué)特性土的結(jié)構(gòu)影響粗粒土的結(jié)構(gòu)粗粒土的結(jié)構(gòu)細粒土的結(jié)構(gòu)細粒土的結(jié)構(gòu)重塑土的強度重塑土的強度原狀土的強度原狀土的強度 16黏性土黏性土不靈敏不靈敏低靈敏低靈敏中等靈中等靈敏敏靈敏靈敏很靈敏很靈敏流動流動原狀土的無側(cè)限抗壓強原狀土的無側(cè)限抗壓強度度重塑土的無側(cè)限抗壓強重塑土的無側(cè)限抗壓強度度土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun含水量不變，密度不變，因重塑而強度降低，含水量不變，密度不變，因重塑而強度降低，又因靜置而逐漸強化，強度逐漸恢復(fù)

19、的現(xiàn)象，稱又因靜置而逐漸強化，強度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象，稱為為觸變性觸變性。土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀表現(xiàn)。的，是土結(jié)構(gòu)隨時間變化的宏觀表現(xiàn)。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標。2 2、黏性土的觸變性、黏性土的觸變性 四、反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標四、反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun在外力作用下黏性土的結(jié)構(gòu)會發(fā)生土粒沿某一在外力作用下黏性土的結(jié)構(gòu)會發(fā)生土粒沿某一方向重新排列的現(xiàn)象。方向重新排列的現(xiàn)象。3 3、黏性土顆粒的定向性作用、黏性

20、土顆粒的定向性作用 四、反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標四、反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度黏性土的軟硬狀態(tài)黏性土的軟硬狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)指標( (三相間的比例關(guān)系三相間的比例關(guān)系) )表表示示影響影響力學(xué)特性力學(xué)特性土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun一一. . 物理性質(zhì)指標物理性質(zhì)指標土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系松密程度松密程度干濕程度干濕程度輕重程度輕重程度特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多指標概念簡單，數(shù)量很多要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、名稱、概念或定義、符

21、號、表達式、單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別定義定義基本方法:三相草圖法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1 1、三相草圖、三相草圖WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1 1、三相草圖、三相草圖WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積sawvawVVVVVVVswaawwwmmmmm0mV 已知關(guān)系五個已知關(guān)系五個: :共有九個參數(shù)共有九個參數(shù): : V Vv Vs Va Vw / ms m w ma m剩下三個獨立變

22、量剩下三個獨立變量三相草圖法計算三相草圖法計算物性指標是比例關(guān)系物性指標是比例關(guān)系: :可假設(shè)任一參數(shù)為可假設(shè)任一參數(shù)為1 1對于飽和土對于飽和土, V, Va a=0=0剩下兩個獨立變量實驗室測定實驗室測定其它指標其它指標是一種簡單而實用的方法是一種簡單而實用的方法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun為了確定三相草圖諸量中的三個量，通常進為了確定三相草圖諸量中的三個量，通常進行三個基本的物理性質(zhì)試驗來測定三個物理行三個基本的物理性質(zhì)試驗來測定三個物理性質(zhì)指標：性質(zhì)指標：土的密度試驗土的密度試驗 - - 土的密度土的密度土粒比重試驗土粒比重試驗 - - 土粒比重土粒比重土的含水率

23、試驗土的含水率試驗 - - 土的含水率土的含水率稱為基本指標稱為基本指標2 2、室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標、室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunWaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積土的密度土的密度awswsVVVmmVm 土的容重土的容重= =g g工程上更常用工程上更常用, , 用于計算土的自重應(yīng)力用于計算土的自重應(yīng)力單位單位: : kg/mkg/m3 3 或或 g/cmg/cm3 3單位單位: : kN/mkN/m3 3 一般范圍一般范圍: : 1.601.602.20 g/cm2.20 g/cm3 3定義定

24、義: : 單位體積土的質(zhì)量單位體積土的質(zhì)量有時也稱有時也稱土的天然密度土的天然密度表達式表達式: :相關(guān)指標相關(guān)指標: :三相草圖有助于直觀三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念理解物性指標的概念測定方法測定方法: : 環(huán)刀法環(huán)刀法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunWaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積土粒比重土粒比重 s s: : 土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量sssVm單位單位: : 無量綱無量綱土粒比重一般范圍土粒比重一般范圍: : 黏性土黏性土 2.70

25、2.702.752.75 砂砂 土土 2.652.65C4w C4wssG 4 4C C時純蒸餾水的密度時純蒸餾水的密度C4w =1.0 g/cm3土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度定義定義: : 土粒的密度與土粒的密度與4 4C C時純蒸餾水的密度的比值時純蒸餾水的密度的比值表達式表達式: :sssVgm測定方法測定方法: : 比重瓶法比重瓶法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1、先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量m1；2、然后稱烘干土的質(zhì)量ms；3、把烘干土裝入該空比重瓶內(nèi)，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質(zhì)量m2。4、按下式計算土粒比重：21mmmm

26、Gsss土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunWaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積土的含水率土的含水率ssswmmmmm(%)w 定義定義: : 土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比, , 用百分數(shù)表示用百分數(shù)表示注意注意: : 可達到或超過可達到或超過100100表達式表達式: :單位單位: : 無量綱無量綱一般范圍一般范圍: : 變化很大變化很大測定方法測定方法: : 烘干法烘干法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunv表示土中孔隙含量的指標表示土中孔隙含量的

27、指標孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率( (孔隙度孔隙度) )svVVe 、其它常用的物理性質(zhì)指標、其它常用的物理性質(zhì)指標VV(%)nv 關(guān)系關(guān)系: :e1en n1ne 砂類土：砂類土：28-35%28-35%黏性土：黏性土：30-50%30-50%有的可達有的可達60-70%60-70%定義定義: :土中孔隙體積與固體顆土中孔隙體積與固體顆粒體積之比粒體積之比, , 無量綱無量綱表達式表達式: :WaterAirSolidVaVwVsVvV體積體積定義定義: :土中孔隙體積與總體積土中孔隙體積與總體積之比之比, , 用百分數(shù)表示用百分數(shù)表示表達式表達式: :Vs=1Vv=eV=1+eWaterAir

28、Solid體積體積三相草圖可用于確定三相草圖可用于確定物性指標之間的關(guān)系物性指標之間的關(guān)系砂類土：砂類土：0.5-0.80.5-0.8黏性土：黏性土：0.6-1.20.6-1.2，一般小，一般小 于于4 4，有的可達，有的可達2525土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunv表示土中含水程度的指標表示土中含水程度的指標swmm(%)w 含水量含水量飽和度飽和度vwrVVS WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積表達式表達式: :定義定義: : 土中水的體積與孔隙體積的比值土中水的體積與孔隙體積的比值飽和度表示孔隙中充滿水的程度飽和度表示孔隙中充

29、滿水的程度S Sr r=0 : =0 : 干土干土S Sr r=1 : =1 : 飽和土飽和土、其它常用的物理性質(zhì)指標、其它常用的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunv表示土的密度和容重的指標表示土的密度和容重的指標天然密度天然密度干密度干密度飽和密度飽和密度awswsVVVmmVm 天然容重天然容重干容重干容重Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat 浮容重浮容重wsat 飽和容重飽和容重WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積單位單位: kg/m3 或或 g/cm3單位單位: kN/m3 定義定義: :土被完全

30、烘干時的密度土被完全烘干時的密度, , 等于單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量等于單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量表達式表達式: :、其它常用的物理性質(zhì)指標、其它常用的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun各種密度容重之間的大小關(guān)系：各種密度容重之間的大小關(guān)系：dsatdsat天然密度天然密度干密度干密度飽和密度飽和密度Vm 天然容重天然容重干容重干容重Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat 浮容重浮容重wsat 飽和容重飽和容重WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量體積體積土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun設(shè)土體的體積設(shè)土體的體

31、積V V為為1 1，則，則d d = m = ms s /V /V，土體內(nèi)土粒的質(zhì)量，土體內(nèi)土粒的質(zhì)量m ms s為為d d，由，由w= mw= mw w / m / ms s水的質(zhì)量水的質(zhì)量m mw w為為w w d d。于是，。于是，)1 (1wwVmdddwd14 4、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系干密度與濕密度和含水率的關(guān)系干密度與濕密度和含水率的關(guān)系土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun孔隙比與比重和干密度的關(guān)系孔隙比與比重和干密度的關(guān)系eVmssd11dwsGe設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1 1，則按，則按e=Ve=Vv v/V/V，孔隙

32、的體積，孔隙的體積v vv v為為e e；由由s s m ms s / V / Vs s得土粒的質(zhì)量得土粒的質(zhì)量m ms s為為s s。于是，按。于是，按d d的定的定義可得：義可得：4 4、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系4swsG又又得得土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為設(shè)土體內(nèi)土粒的體積為1 1，則按，則按e=Ve=Vv v/V/V得體積得體積v vv v=e=e；由；由s s m ms s/V/Vs s得土粒的質(zhì)量得土粒的質(zhì)量m ms s=s s。按。按w= mw= mw w / m / ms s ，水的質(zhì)量，水的質(zhì)量m mw w=

33、w=ws s，則水得體積，則水得體積v vw w= m= mw w / /w w =w=ws s/w w。于是，由。于是，由SrSr定定義可得：義可得：ewGewVVSswsvwrssatGwe 4 4、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系飽和度與含水率、比重和孔隙比的關(guān)系飽和度與含水率、比重和孔隙比的關(guān)系當土飽和時，即當土飽和時，即SrSr為為100100，則：，則：土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun設(shè)土體內(nèi)土粒體積為設(shè)土體內(nèi)土粒體積為1 1，則按，則按e=Ve=Vv v/V /V ，孔隙的體積，孔隙的體積V Vv v為為e e；由；由s sm ms s/V/V

34、s s得土粒的質(zhì)量得土粒的質(zhì)量m ms s為為s s，飽和水的質(zhì)量，飽和水的質(zhì)量m mw w=w* *e e 。于是，于是，eGeeeewswwswswwswsat1111114 4、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系、物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系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)系土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun小結(jié)小結(jié)土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系特點特點: : 指標概念簡單，數(shù)量很多指標概念簡單，數(shù)量很多要點：要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、名稱、概念或定義、符號、表達式、單位或量綱、常見值或范圍、單位或量綱、常見值

35、或范圍、 聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系與區(qū)別基本方法基本方法: :三相草圖法三相草圖法室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量三相草圖有助于直觀三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念理解物性指標的概念其它常用的物理性質(zhì)指標其它常用的物理性質(zhì)指標v表示土中孔隙含量的指標表示土中孔隙含量的指標v表示土中含水程度的指標表示土中含水程度的指標v表示土的密度和容重的指標表示土的密度和容重的指標三相草圖可用于確定三相草圖可用于確定物性指標之間的關(guān)系物性指標之間的關(guān)系三相草圖法是求取物三相草圖法是求取物理性質(zhì)指標的簡單而理性質(zhì)指標的簡單而有效的方法

36、有效的方法土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun二二. .土的物理狀態(tài)指標土的物理狀態(tài)指標土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度粘性土的軟硬狀態(tài)粘性土的軟硬狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)指標( (三相間的比例關(guān)系三相間的比例關(guān)系) )表表示示影響影響力學(xué)特性力學(xué)特性密實度密實度稠度稠度土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXune emaxmax與與e emin min ：最大與最小孔隙比最大與最小孔隙比1 1、粗粒土的密實狀態(tài)、粗粒土的密實狀態(tài)密實度密實度如何衡量如何衡量? ?單位體積中固體顆粒含量的多少單位體積中固體顆粒含量的多少或或 孔隙含量的多少孔

37、隙含量的多少優(yōu)點：優(yōu)點：簡單方便簡單方便( (對于同一種土對于同一種土) )缺點：缺點：不能反映級配的影響不能反映級配的影響 只能用于同一種土只能用于同一種土對對策策相對密度相對密度minmaxmaxreeeeD 干容重干容重 d d或或孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n nemin = 0.35emin = 0.20土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXune emaxmax: : 最大孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣通過長頸漏斗輕輕最大孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔隙比

38、換算得到最大孔隙比e eminmin: : 最小孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，最小孔隙比；將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的按規(guī)定方法振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比e emaxmax與與e emin min ：最大與最小孔隙比最大與最小孔隙比注意：室內(nèi)測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難注意：室內(nèi)測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難1 1、粗粒土的密實狀態(tài)、粗粒土的密實狀態(tài)土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun粗粒土的密實狀態(tài)指標粗粒土的密實狀態(tài)指標判

39、別標準：判別標準： D Dr r = 1 , = 1 , 最密狀態(tài)最密狀態(tài) D Dr r = 0 , = 0 , 最松狀態(tài)最松狀態(tài) D Dr r 1/3 , 1/3 , 疏松狀態(tài)疏松狀態(tài) 1/3 1/3 2/3 , 2/3 , 密實狀態(tài)密實狀態(tài)相對密度相對密度minmaxmaxreeeeD dmindmaxdmaxdminddr)()(D 1 1、粗粒土的密實狀態(tài)、粗粒土的密實狀態(tài)emaxeemin松松緊緊土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun標準貫入試驗標準貫入試驗1 1、粗粒土的密實狀態(tài)、粗粒土的密實狀態(tài)最大與最小孔隙比室內(nèi)測試方法不完善最大與最小孔隙比室內(nèi)測試方法不完善砂土原

40、狀土難取砂土原狀土難取 天然孔隙比測不準天然孔隙比測不準現(xiàn)現(xiàn)場場密實度密實度按按N63.5評定砂石密實度評定砂石密實度 按按N63.5評定碎石土密實度評定碎石土密實度 松散松散稍密稍密中密中密密實密實N10N63.5510N155N63.51015N3010N63.520N30N63.520錘重：錘重：63.5kg63.5kg落距：落距：760mm760mm打入深度：打入深度：300mm300mm土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun2 2、黏性土的軟硬狀態(tài)、黏性土的軟硬狀態(tài)也稱也稱稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)，反映土受外力作，反映土受外力作用所引起變形或破壞的抵抗能力用所引起變形或破壞的抵抗

41、能力, ,是粘性土最主要的物理狀態(tài)特征是粘性土最主要的物理狀態(tài)特征。稠度狀態(tài)與含水量有關(guān)稠度狀態(tài)與含水量有關(guān)黏性黏性土土含水量含水量較硬較硬變軟變軟流動流動土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun粘性土由某一種狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的界限含水量稱為粘性土由某一種狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的界限含水量稱為土的土的稠度界限稠度界限。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)0土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun塑限塑限w wp p液限液限w wl l稠度界限稠度界限黏性土的稠度反映土中水的形態(tài)黏性土的稠度反映土中水的形態(tài)固態(tài)或固態(tài)或半固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)塑態(tài) 流態(tài)流態(tài) 強結(jié)合水膜最

42、大強結(jié)合水膜最大出現(xiàn)自由水出現(xiàn)自由水強結(jié)合水強結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水自由水自由水稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)含水量含水量土中水的形態(tài)土中水的形態(tài)w土顆粒土顆粒強結(jié)合水強結(jié)合水弱結(jié)合水弱結(jié)合水土顆粒土顆粒強結(jié)合水強結(jié)合水土顆粒土顆粒自由水自由水弱結(jié)合水弱結(jié)合水強結(jié)合水強結(jié)合水plpIww吸附弱結(jié)合吸附弱結(jié)合水的能力水的能力塑性指數(shù)塑性指數(shù)土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun液、塑限的測定液、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：錐式儀法、碟式儀法和液、塑限聯(lián)合測定法測定液限的方法：錐式儀法、碟式儀法和液、塑限聯(lián)合測定法土的

43、物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun相對稠度相對稠度pLlpwwIww 問題：僅適用于問題：僅適用于重塑土重塑土即使即使含水量相同，稠度可能不同稠度可能不同液性指數(shù)液性指數(shù)對不同的粘土，對不同的粘土，w wp p、w wl l 大小不同大小不同定義：定義：wpwwlIL1堅硬狀態(tài)堅硬狀態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流流 態(tài)態(tài)0.00 0.250.25 - 0.750.75 1.00硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑對同一種粘土，含水量可反映其稠度對同一種粘土，含水量可反映其稠度問題：問題：土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunplpIww吸附弱結(jié)合水的能力；大致反映粘土顆粒含量、粘性大小吸附弱

44、結(jié)合水的能力；大致反映粘土顆粒含量、粘性大小塑性指數(shù)塑性指數(shù)常作為細粒土工程分類的依據(jù)常作為細粒土工程分類的依據(jù)缺點缺點不能充分反映粘土顆粒含量不能充分反映粘土顆粒含量 不同的粘土礦物結(jié)合水的能力不同不同的粘土礦物結(jié)合水的能力不同活性指數(shù)活性指數(shù)002. 0pIApp p0.0020.002: : 粒徑小于粒徑小于0.002mm0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比A 0.75A 1.25A 1.25非活性粘土非活性粘土正常粘土正常粘土活性粘土活性粘土土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun粗粒土的密實狀態(tài)指標粗粒土的密實狀態(tài)指標: : 相對密度相

45、對密度DrDr 小結(jié)小結(jié)黏性土的稠度狀態(tài)指標黏性土的稠度狀態(tài)指標: : 液性指數(shù)液性指數(shù)I IL L引入引入定義定義判別標準判別標準稠度界限稠度界限稠度狀態(tài)稠度狀態(tài)含水量含水量土中水的形態(tài)土中水的形態(tài)塑性指數(shù)塑性指數(shù)液性指數(shù)液性指數(shù)引入引入定義定義判別標準判別標準粗粒土與黏性土為何采用粗粒土與黏性土為何采用不同的物理狀態(tài)指標？不同的物理狀態(tài)指標？反映土的細觀特點反映土的細觀特點與力學(xué)特性有更直接的聯(lián)系與力學(xué)特性有更直接的聯(lián)系便于量測便于量測土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類目的：目的：依據(jù)：依據(jù)：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范G

46、B50007-2011GB50007-2011水利部土工試驗規(guī)程水利部土工試驗規(guī)程SL237-001-1999SL237-001-1999便于研究、交流及應(yīng)用便于研究、交流及應(yīng)用能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)土的組成土的組成土的狀態(tài)土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)是將工程性質(zhì)相近的是將工程性質(zhì)相近的土歸為一類土歸為一類土的工程分類標準土的工程分類標準 GB/T50145-2007GB/T50145-2007鐵路工程巖土分類標準鐵路工程巖土分類標準TB10077-2001TB10077-2001公路土工試驗規(guī)程公路土工試驗規(guī)程 JTJ E40JTJ E40 20072007土的物理性質(zhì)土的

47、物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun分類原則和特點分類原則和特點：1 1、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (GB50007(GB50007 2011)2011)l對粗顆粒土，考慮了結(jié)構(gòu)和粒徑級配；對粗顆粒土，考慮了結(jié)構(gòu)和粒徑級配；l對細顆粒土，考慮了土的塑性和成因；對細顆粒土，考慮了土的塑性和成因；l給出巖石的分類標準；給出巖石的分類標準；l將天然土分為將天然土分為6 6大類：巖石、碎石土、砂類土、大類：巖石、碎石土、砂類土、粉土、粘性土和人工填土。粉土、粘性土和人工填土。1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXuna. 巖石的分類巖石的

48、分類顆粒間牢固粘結(jié)顆粒間牢固粘結(jié), ,呈整體或具有節(jié)理隙的巖體稱為巖石，呈整體或具有節(jié)理隙的巖體稱為巖石，堅硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強度堅硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強度frk分類分類 堅硬程度類別堅硬程度類別飽和單軸抗壓飽和單軸抗壓強度強度frk(Mpa)堅硬巖堅硬巖較硬巖較硬巖較軟巖較軟巖軟巖軟巖極軟巖極軟巖30frk60frk6015frk305frk15frk51 1、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (GB50007(GB50007 2011)2011)1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的名稱土的名稱漂石漂石

49、塊石塊石卵石卵石碎石碎石圓礫圓礫角礫角礫顆粒形狀顆粒形狀圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主棱角形為主圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主棱角形為主圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主棱角形為主顆粒級配顆粒級配粒徑大于粒徑大于200mm的顆的顆粒含量超過全重粒含量超過全重50粒徑大于粒徑大于20mm的顆粒的顆粒含量超過全重含量超過全重50粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒的顆粒含量超過全重含量超過全重50注：注：定名時應(yīng)根據(jù)顆粒級配由大到小以最先符合者確定定名時應(yīng)根據(jù)顆粒級配由大到小以最先符合者確定碎石土的分類碎石土的分類b.b.碎石土的分類碎石土的分類粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒

50、含量超過全重的顆粒含量超過全重50%的土稱為碎石土。的土稱為碎石土。1 1、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (GB50007(GB50007 2011)2011)1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun土的名稱土的名稱礫砂礫砂粗砂粗砂中砂中砂細砂細砂粉砂粉砂顆粒級配顆粒級配粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒含量占全重的顆粒含量占全重2550注：注：定名時應(yīng)根據(jù)顆粒級配由大到小以最先符合者確定定名時應(yīng)根據(jù)顆粒級配由大到小以最先符合者確定粒徑大于粒徑大于0.5mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50粒徑大于粒徑大于0.25mm的顆粒含量超

51、過全重的顆粒含量超過全重50粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重85粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50砂土的分類砂土的分類c.c.砂土的分類砂土的分類粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的顆粒含量不超過全重50%的土，且粒徑的土，且粒徑大于大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50%的土稱為砂土的土稱為砂土 1 1、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (GB50007(GB50007 2011)2011)土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXund.d.粉土的分類粉土

52、的分類粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過的顆粒含量不超過全重全重50%，塑性指數(shù)，塑性指數(shù)IP10的土稱為粉的土稱為粉土。土。e.e.粘性土的分類粘性土的分類粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過的顆粒含量不超過全重全重50%，塑性指數(shù)，塑性指數(shù)IP10的土稱為的土稱為粘性土，粘性土根據(jù)塑性指數(shù)細分。粘性土，粘性土根據(jù)塑性指數(shù)細分。土的名稱土的名稱粘土粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土塑性指數(shù)塑性指數(shù)注：注：塑性指數(shù)由相應(yīng)于塑性指數(shù)由相應(yīng)于76g圓圓錐體沉入土樣中深度為錐體沉入土樣中深度為10mm測定的液限計算而得測定的液限計算而得 IP1710IP171 1、 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑

53、地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (GB50007(GB50007 2011)2011)f.f.人工填土的分類人工填土的分類由于人類活動而形成的堆積物稱為人工填土。物質(zhì)成分由于人類活動而形成的堆積物稱為人工填土。物質(zhì)成分較雜亂較雜亂, ,均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和成因均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和成因, ,可分為素可分為素填土、壓實填土、雜填土和沖填土。填土、壓實填土、雜填土和沖填土。土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun分類原則和特點：分類原則和特點：土的分類標準土的分類標準(GB/T50145-2007)(GB/T50145-2007)l考慮了土的有機質(zhì)含量、顆粒組成特征以及土的塑性指標。l先

54、判斷該土屬于有機土還是無機土。l若屬于無機土，則可先劃分其粒組。l根據(jù)土內(nèi)各粒組的相對含量，將土分為：巨粒土粗粒土細粒土1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXuna.a.巨粒土巨粒土 巨粒土按土中粒徑大于巨粒土按土中粒徑大于60mm的巨粒含量區(qū)分。若土的巨粒含量區(qū)分。若土中巨粒含量多于中巨粒含量多于75%, ,屬于巨粒土；若土中巨粒含量在屬于巨粒土；若土中巨粒含量在50%75%之間，屬于混合巨粒土；若土中巨粒含量在之間，屬于混合巨粒土；若土中巨粒含量在15%50%之間，屬于含巨?；旌贤痢Ｖg，屬于含巨?；旌贤?。b.b.粗粒土的分類粗粒土的分類 巨

55、粒含量少于巨粒含量少于15%，剔除巨粒后，若土中粒徑大于，剔除巨粒后，若土中粒徑大于0.075mm的粗粒含量多于余土的的粗粒含量多于余土的50%，屬于粗粒土。粗，屬于粗粒土。粗粒土分為礫類土和砂類土兩類。粒土分為礫類土和砂類土兩類。土的分類標準（土的分類標準（GB/T50145-2007GB/T50145-2007）1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXunc.c.細粒土的分類細粒土的分類 土中粒徑小于土中粒徑小于0.075mm的細粒含量不小等于的細粒含量不小等于50%的土。的土。 粗粒含量不大于粗粒含量不大于25%的土屬于細粒土。的土屬于細粒土

56、。 粗粒含量在粗粒含量在25%50%之間，含粗粒的細粒土。之間，含粗粒的細粒土。 有機質(zhì)含量小于有機質(zhì)含量小于10%10%且不小于且不小于5%5%的，有機質(zhì)土的，有機質(zhì)土土的分類標準土的分類標準(GB/T50145-2007)(GB/T50145-2007)1.5 1.5 土的工程分類土的工程分類土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun壓實：指通過夯打、振動、碾壓等，使土體變得密實、以提高土的強度、減小土的壓縮性和滲透性壓實性：指土在一定壓實能量作用下密度增長的特性研究擊實性的目的： 以最小的能量消耗獲得最大的壓實密度 擊實方法： 室內(nèi)擊實試驗現(xiàn)場試驗: 夯打、振動、碾壓土的物理性質(zhì)

57、土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun一. 室內(nèi)擊實試驗 二. 細粒土的壓實性 三. 粗粒土的壓實性 土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun一. 室內(nèi)擊實試驗 試驗設(shè)備試驗設(shè)備 擊實筒擊實筒V=V=1000cm1000cm3 3；擊實錘；擊實錘w=25w=25牛頓牛頓 試驗條件試驗條件 土樣分層土樣分層n=3n=3層；落高層；落高d=30cmd=30cm；擊數(shù)；擊數(shù)N=27N=27/ /層層 擊實能量擊實能量 3m/mKN5 .607VwdNnE 試驗方法試驗方法 對對=cosnst=cosnst的土；分三層壓實；的土；分三層壓實； 測定擊實后的測定擊實后的、，算定，算定d d 注

58、意：注意：僅適用于細粒土；對粗粒土，可用較大尺僅適用于細粒土；對粗粒土，可用較大尺寸的擊實儀寸的擊實儀土土土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun二. 細粒土的壓實性1.1.擊實曲線擊實曲線2.2.理論分析理論分析 3.3.影響因素影響因素4.4.壓實標準壓實標準土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun1.1.擊實曲線擊實曲線 特點：特點：具有峰值具有峰值位于飽和曲線之下位于飽和曲線之下 黏性土滲透系數(shù)很小，黏性土滲透系數(shù)很小，壓實過程中含水量幾乎壓實過程中含水量幾乎不變，要想擊實到飽和不變，要想擊實到飽和狀態(tài)是不可能的狀態(tài)是不可能的。satdd)( 0 4 8 12 16 20 24 28含水量含水量w(%)2.0干密度干密度 d(g/cm3)飽和曲線飽和曲線 dmax=1.86wop=12.1rswsdS/wG1G wG1G)(swssatd 1Sr 最大干密度最優(yōu)含水量土的物理性質(zhì)土的物理性質(zhì)土力學(xué)土力學(xué)WangXun2. 2. 理論分析理論分析 壓實機理：壓實機理： 顆粒被擊碎，土粒定向排列顆粒被擊碎，土粒定向排列; ; 粒團破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破粒團破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破壞而發(fā)生孔隙體積減小壞而發(fā)生孔隙體積減小; ; 空