土密實(shí)度壓實(shí)和工程分類

2.2

無粘土性質(zhì)－了解

2.3

粘性土性質(zhì)－重點(diǎn)

2.4

土的壓實(shí)性－工作應(yīng)用

2.5土的工程分類－掌握粘土和粉土分類

2.6土的滲透性-熟悉達(dá)西定律土力學(xué)1/19/202312.2無粘性土的相對密實(shí)度無粘性土定義：砂土、碎石土統(tǒng)稱為無粘性土。無粘性土工程性質(zhì)：排列越緊密，在外荷載作用下變形越小，強(qiáng)度越大1/19/202322.2無粘性土的相對密實(shí)度對無粘性土來說，土體的松密程度對土的工程性質(zhì)影響很大。土的密實(shí)程度越高，壓縮性越小，其工程特性越好；土的密實(shí)程度越低，壓縮性越大，其工程特性越差。描述土的松緊程度的指標(biāo)有干密度和孔隙比，密實(shí)度在一定程度上可用其天然孔隙比來反映1/19/202332.2無粘性土的相對密實(shí)度（1）天然孔隙比e優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡單、簡捷缺點(diǎn)：不能反映砂土的級配和顆粒形狀的影響，有時(shí)較疏松的級配良好的砂土孔隙比比較密實(shí)的顆粒均勻的砂土孔隙比還小。1/19/202342.2無粘性土的相對密實(shí)度（1）無粘性土的孔隙比指標(biāo)。但是即便兩種無粘性土具有同樣的孔隙比也未必表明他們處于同樣的狀態(tài)。在工程上一般用相對密實(shí)度Dr來衡量無粘性土的松緊程度。1/19/20235（2）相對密實(shí)度Dr定義（理論表達(dá)式）定義（實(shí)用表達(dá)式）e0無粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比ρdmax無粘性土的最大干密度ρdmin無粘性土的最小干密度

ρd無粘性土的天然干密度或填筑干密度1/19/20236emax: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)換算得到最大孔隙比emin: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(dòng)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emax無粘性土處于最松狀態(tài)時(shí)的孔隙比，可由其最小干密度換算(漏斗和容器測定)

emin無粘性土處于最密狀態(tài)時(shí)的孔隙比，可由其最大干密度換算(風(fēng)干土樣分層夯實(shí))

1/19/20237相對密實(shí)度Dr無粘性土處于最密實(shí)的狀態(tài)

無粘性土處于最松散的狀態(tài)

在工程上，用相對密實(shí)度劃分無粘性土狀態(tài)如下：

疏松中密密實(shí)1/19/20238（3）標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：SPT(standardpenetrationtest)試驗(yàn)時(shí)，將質(zhì)量為63.5kg的穿心錘，以76cm的落距，將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貫入器，自鉆孔底部預(yù)打15cm，記錄再打入30cm的錘擊次數(shù)，即為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N。優(yōu)點(diǎn)：真實(shí)可靠。砂土密實(shí)度松散稍密中密密實(shí)N≤1010<N≤1515<N≤30>301/19/20239（4）碎石的野外鑒別方法確定密實(shí)程度：分為四類：密實(shí)中密稍密松散1/19/202310例題分析【例】某砂土試樣樣,試驗(yàn)測測定土粒相相對密度ds=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度度ρ=1.66/cm3。已知砂樣樣最密實(shí)狀狀態(tài)時(shí)稱得得干砂質(zhì)量量ms1=1.62kg,最疏松狀狀態(tài)時(shí)稱得得干砂質(zhì)量量ms2=1.45kg。求此砂土土的相對密密度Dr,并判斷砂砂土所處的的密實(shí)狀態(tài)態(tài)【解答】砂土在天然然狀態(tài)下的的孔隙比砂土最小孔孔隙比砂土最大孔孔隙比相對密實(shí)度度∈（1/3,2/3]中密狀態(tài)1/1/2023112.3粘粘性性土土的的性性質(zhì)質(zhì)土的的物物理理狀狀態(tài)態(tài)粘性性土土的的軟軟硬硬狀狀態(tài)態(tài)對于于粘粘性性土土，，因因粘粘土土礦礦物物含含量量高高、、顆顆粒粒細(xì)細(xì)小小，，其其物物理理狀狀態(tài)態(tài)與與含含水水量量關(guān)關(guān)系系非非常常密密切切。。力學(xué)學(xué)特特性性影響響表示示本節(jié)節(jié)要要求求掌掌握握1/1/2023121.粘粘性性土土的的稠稠度度定義義：：指粘粘性性土土在在某某一一含含水水率率下下對對外外界界引引起起的的變變形形或或破破壞壞的的抵抗抗能能力力，是是粘粘性性土土最最主主要要的的物物理理狀狀態(tài)態(tài)指指標(biāo)標(biāo)。。1/1/202313粘性土土的稠稠度1/1/202314流動(dòng)狀狀態(tài)可塑狀狀態(tài)固體狀狀態(tài)半固體體狀態(tài)態(tài)剛沉積積的粘粘土，，本身身不能能保持持其形形態(tài)，，極易易流動(dòng)動(dòng)外力作作用可可改變變其形形狀，，而不不改變變其體體積，，并在在外力力卸除除后仍仍能保保持已已獲得得的形形狀水分蒸蒸發(fā)，，含水水率減減小，，體積積收縮縮含水率率減小小,喪喪失可可塑性性，外外力作作用下下易于于發(fā)生生破裂裂體積不不再收收縮，，空氣氣進(jìn)入入土體體，土土的顏顏色變變淡1/1/202315液限流動(dòng)狀態(tài)與與可塑狀態(tài)態(tài)的界限含含水率，可可塑狀態(tài)的的上限含水率率LL(LiquidLimit)塑限可塑狀態(tài)與與半固體狀狀態(tài)的界限限含水率，，可塑狀態(tài)態(tài)的下限含水率率PL(PlasticLimit)縮限半固體狀態(tài)態(tài)與固體狀狀態(tài)的界限限含水率，，即粘性土土隨著含水水率的減小小而體積開開始不變的的含水率。。SL(ShrinkageLimit)粘性土從一一種狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪灰粻顟B(tài)，可可用某一分分界含水率率來區(qū)分，，界限含水量量（阿太堡界界限Atterberglimits）1/1/2023161/1/202317塑限ωp液限ωl稠度界限粘性土的稠稠度反映土土中水的形形態(tài)固態(tài)或半固態(tài)可塑態(tài)流態(tài)強(qiáng)結(jié)合水膜膜最大出現(xiàn)自由水水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水稠度狀態(tài)含水量土中水的形形態(tài)w1/1/202318粘性土土從一一種狀狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闉榱硗馔庖环N種狀態(tài)態(tài)是逐漸過過渡的，并并無明確確的界界限。1/1/2023192.塑塑限限測定定方法法：搓滾法法和液液塑限限聯(lián)合合測定定法1/1/202320塑限測測定方方法：：搓滾法法：調(diào)制均均勻的的濕圖圖樣，，在毛毛玻璃璃上搓搓滾成成3毫毫米直直徑的的土條條，若若這個(gè)個(gè)時(shí)刻刻恰好好出現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫，就就把土土條的的含水水率定定為塑塑限液塑塑限限聯(lián)聯(lián)合合測測定定法法：：取代代表表性性試試樣樣，，加加入入不不同同數(shù)數(shù)量量的的純純水水，，調(diào)調(diào)制制成成三三種種不不同同稠稠度度的的試試樣樣，，用用電電磁磁落落錐錐測測定定圓圓錐錐在在自自重重76g作作用用下經(jīng)5～～15秒秒后沉沉入入試試樣樣的的深深度度。。以以含含水水率率為為橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)，，圓圓錐錐入入土土深深度度為為縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)，，在在雙雙對對數(shù)數(shù)紙紙上上繪繪制制關(guān)關(guān)系系曲曲線線。。入入土土深深度度2毫毫米米所對對應(yīng)應(yīng)的的含含水水率率為為塑塑限限。。1/1/2023213.液液限限測測定定方方法法：：液塑塑限限聯(lián)聯(lián)合合測測定定法法：：以以圓圓錐錐體體入入土土深深度度17mm土樣樣含含水水量量即即液液限限。?！锻凉ぴ囋囼?yàn)方法法標(biāo)準(zhǔn)》》（GB/T50123-1999）規(guī)定定76g圓錐儀儀入土深深度恰好好為17毫米所所對應(yīng)的的含水率率為17毫米液液限，與與碟式儀儀入土深深度恰好好為10毫米所所對應(yīng)的的含水率率為10毫米液液限一致致。液塑限聯(lián)聯(lián)合測定定法和碟碟式儀法法1/1/202322液限測定定方法：：1/1/2023234.縮縮限測定定方法：：收縮皿皿法把土料的的含水率率調(diào)制到到大于土土的液限限，然后后將試樣樣分層填填入收縮皿中，刮平平表面，，烘干，，測出干干土樣的的體積并并稱量至至0.1克，按按下式計(jì)計(jì)算1/1/2023241））塑性性指指數(shù)數(shù)PI(PlasticityIndex)液限限和和塑塑限限之之差差的的百百分分?jǐn)?shù)數(shù)值值（（去掉掉百百分分號號）稱稱為為塑塑性性指指數(shù)數(shù)塑性性指指數(shù)數(shù)越越大大，，可可塑塑狀狀態(tài)態(tài)含含水水率率變變化化范范圍圍也也大大。。一般般地地，，塑性性指指數(shù)數(shù)越越高高，，土土的的粘粘粒粒含含量量越越高高，所所以以常常常常用用作作粘粘性性土土的的分分類類指指標(biāo)標(biāo)。。5.粘粘性性土土的的物物理理狀狀態(tài)態(tài)指指標(biāo)標(biāo)1/1/2023252)液液性指指數(shù)LI(LiquidityIndex)粘性土土即使使具有有相同同的含含水率率，也未必必處于同同樣的的狀態(tài)，粘性性土的的狀態(tài)態(tài)用液液性指指數(shù)來來判別別。液性指指數(shù)表征了了土的天天然含含水率率與界界限含含水率率之間間的相相對關(guān)關(guān)系，，表達(dá)了了天然然土所所處的的狀態(tài)態(tài)。1/1/202326判定土處于于堅(jiān)硬硬狀態(tài)態(tài)土處于于可塑塑狀態(tài)態(tài)土處于于流動(dòng)動(dòng)狀態(tài)態(tài)3)粘粘性土土的物物理狀狀態(tài)指指標(biāo)1/1/202327注意由于液限限和塑限限目前都都是用擾動(dòng)土測定的，，土的結(jié)結(jié)構(gòu)已徹徹底破壞壞，而天然土含水率大大于液限限只是意意味著：：若土的結(jié)結(jié)構(gòu)遭到到破壞，，它將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿酀{漿。1/1/2023284)天天然稠度度Naturalconsistency定義：指原狀狀土樣測測定的液液限和天天然含水水量的差差值與塑塑性指數(shù)數(shù)之比，，符號wc作用：可用于于劃分路路基的干濕狀態(tài)態(tài)。1/1/202329例題1某土樣樣的液液限為為38.6%，，塑限限為23.2%，天天然含含水量量為25.5%，問問該土土樣處處于何何種狀狀態(tài)？？解：已已知=38.6%，，=23.2%，w=25.5%，，則Ip=38.6–23.2=15.4所以，，該土土處于于硬塑塑狀態(tài)態(tài)。例題21.某某粘粘土的的含水水量w=36.4%,液液限wL=48%、、塑限限wp=25.4%，，要求求：1).計(jì)算算該土土的塑塑性指指標(biāo)Ip；2).確確定該該土的的名稱稱；3).計(jì)算算該土土的液液性指指標(biāo)IL；4).按按液性性指標(biāo)標(biāo)數(shù)確確定土土的狀狀態(tài)。。解：1/1/2023302.4土土的壓壓實(shí)性性公元前前200多多年，，我國國秦朝修修筑馳馳實(shí)（（行車車大道道），就有有用““鐵錐錐筑土土堅(jiān)實(shí)實(shí)”的的記載載。土的壓實(shí)性性指在一一定的的含水率率下，以以人工工或機(jī)機(jī)械的的方法法，使使土體體能夠夠壓實(shí)實(shí)到某種密密實(shí)程程度的性質(zhì)質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室內(nèi)內(nèi)研究究土的的密實(shí)實(shí)性是是通過過擊實(shí)試試驗(yàn)進(jìn)行的的。1/1/202331擊實(shí)試試驗(yàn)輕型：：粒徑徑小于于5毫毫米重型：：粒徑徑小于于40毫米米25下，分分三層層擊實(shí)實(shí)56下，分分5層層擊實(shí)實(shí)1/1/202332一、土土的壓壓實(shí)與與含水水率的的關(guān)系系壓實(shí)機(jī)機(jī)理：：土粒定向排排列;孔隙體體積減減小;氣被擠擠出或或被壓壓縮等0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmax=1.86wop=12.11/1/202333目的：：依據(jù)：：《建筑筑地基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范》(GB50007——2011)分類法法2.5土土的工工程分分類是將工工程性性質(zhì)相相近的的土進(jìn)進(jìn)行分分類便于研研究及及應(yīng)用用能反映映土的的物理理力學(xué)學(xué)性質(zhì)質(zhì)－土的組組成土的狀狀態(tài)土的結(jié)結(jié)構(gòu)1/1/202334土：6類巖石碎石土土砂土粉土粘性土土人工填填土《建筑筑地基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范》(GB50007——2011)分類法法掌握1/1/202335碎石土土土的名名稱顆顆粒形形狀粒粒組含含量漂石塊石圓形及及亞圓圓形為為主棱角形形為主主粒徑大大于200mm的顆顆粒超超過全全質(zhì)量量50%卵石碎石圓形及及亞圓圓形為為主棱角形形為主主圓形及及亞圓圓形為為主棱角形形為主主圓礫角礫粒徑大于20mm的的顆粒超過過全質(zhì)量50%粒徑大于2mm的顆顆粒超過全全質(zhì)量50%1/1/202336砂土土土的的名名稱稱粒粒組組含含量量粒徑徑大大于于2mm的的顆顆粒粒占占全全質(zhì)質(zhì)量量25~50%礫砂砂粗砂砂中砂砂細(xì)砂砂粉砂砂粒徑徑大大于于0.5mm的的顆顆粒粒超超過過全全質(zhì)質(zhì)量量50%粒徑徑大大于于0.25mm的的顆顆粒粒超超過過全全質(zhì)質(zhì)量量50%粒徑徑大大于于0.075mm的的顆顆粒粒超超過過全全質(zhì)質(zhì)量量85%粒徑徑大大于于0.075mm的的顆顆粒粒超超過過全全質(zhì)質(zhì)量量50%1/1/202337粉土土粒徑徑大大于于0.075mm的的顆顆粒粒含含量量小小于于全全質(zhì)質(zhì)量量50%塑性性指指數(shù)數(shù)Ip≤10的的土土塑性性指指數(shù)數(shù)Ip>10的的土土粘性性土土10<Ip≤17Ip>17粘土土粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土掌握握掌握握1/1/2023382.6土土的的滲滲透透性性1/1/202339土的的滲滲透透性性水透透過過土土體體孔孔隙隙的的現(xiàn)現(xiàn)象象成成為為滲透透osmosis土具具有有被被水水透透過過的的性性能能稱稱為為土的的滲滲透透性性permeability1/1/202340滲透理理論一、滲滲透模模型(a)水在土孔隙中的運(yùn)動(dòng)(b)滲流模型（層流）水在土孔隙中的運(yùn)動(dòng)軌跡與滲流模型假設(shè)：：(1)在同同一過過水?dāng)鄶嗝?，，滲流模模型的的流量量等于于真實(shí)實(shí)滲流流的流流量；；(2)任意意截面面上，，滲流模模型的的壓力力與真實(shí)實(shí)滲流流的壓壓力相等；(3)在相相同體體積內(nèi)內(nèi)，滲流模模型所所受到到的阻阻力與真實(shí)實(shí)滲流流所受受到的的阻力力相等等。1/1/202341二Darcy滲滲透定定律由于土土中孔孔隙一一般非非常微微小，，水在在土體體中流流動(dòng)時(shí)時(shí)的粘粘滯阻阻力很很大，，