土力學與地基基礎惠淵峰主編無粘性土的相對密實和粘性土的稠及土的壓實性

無粘性土的相對密實度無粘性土的孔隙比的范圍受土粒的大小、形狀和級配的影響很大。因此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度Dr來衡量無粘性土的松緊程度。它是用無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態(tài)作為判別的基準。2023/4/171土力學與地基基礎現(xiàn)在是1頁\一共有54頁\編輯于星期三相對密實度Dr定義（理論表達式）定義（實用表達式）emax無粘性土處于最松狀態(tài)時的孔隙比，可由其最小干密度換算

emin無粘性土處于最密狀態(tài)時的孔隙比，可由其最大干密度換算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2023/4/172現(xiàn)在是2頁\一共有54頁\編輯于星期三相對密實度Dr無粘性土處于最密實的狀態(tài)

無粘性土處于最緊密的狀態(tài)

在工程上，用相對密實度劃分無粘性土狀態(tài)如下：

疏松中密密實2023/4/173土力學與地基基礎現(xiàn)在是3頁\一共有54頁\編輯于星期三標準貫入試驗設備主要由貫入器、貫入探桿和穿心錘三部分組成。

1.貫入器:標準規(guī)格的貫入器是由兩個半圓管合成的圓筒型探頭。

2.穿心錘:重63.5kg的鑄鋼件，中間有一直徑45mm的穿心孔，此孔為放導向桿用。

3.觸探桿:國際上多用直徑為40-50mm的無縫鋼管，我國則常用直徑為42mm的工程地質鉆桿?，F(xiàn)在是4頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是5頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是6頁\一共有54頁\編輯于星期三粘性土的稠度

定義：指粘性土在某一含水率下對外界引起的變形或破壞的抵抗能力，是粘性土最主要的物理狀態(tài)指標。2023/4/177土力學與地基基礎現(xiàn)在是7頁\一共有54頁\編輯于星期三粘性土的稠度2023/4/178土力學與地基基礎現(xiàn)在是8頁\一共有54頁\編輯于星期三粘性土的稠度流動狀態(tài)可塑狀態(tài)固體狀態(tài)半固體狀態(tài)剛沉積的粘土，本身不能保持其形態(tài)，極易流動

外力作用可改變其形狀，而不改變其體積，并在外力卸除后仍能保持已獲得的形狀水分蒸發(fā)，上覆沉積層厚度增加，含水率減小，體積收縮含水率減小,喪失可塑性，在外力作用下，易于發(fā)生破裂體積不再收縮，空氣進入土體，土的顏色變淡

2023/4/179土力學與地基基礎現(xiàn)在是9頁\一共有54頁\編輯于星期三粘性土的稠度粘性土從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪粻顟B(tài)，可用某一界限含水率來區(qū)分，稠度界限（阿太堡）Atterberg界限定義：2023/4/1710土力學與地基基礎現(xiàn)在是10頁\一共有54頁\編輯于星期三粘性土的稠度液限流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)的界限含水率，可塑狀態(tài)的上限含水率

塑限可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水率，可塑狀態(tài)的下限含水率

縮限半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)的界限含水率，即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變的含水率。

2023/4/1711土力學與地基基礎現(xiàn)在是11頁\一共有54頁\編輯于星期三粘性土的稠度粘性土從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硗庖环N狀態(tài)是逐漸過渡的，并無明確的界限。目前工程上只是根據(jù)某些通用的試驗方法測定這些界限含水率。2023/4/1712土力學與地基基礎現(xiàn)在是12頁\一共有54頁\編輯于星期三塑限測定方法：搓滾法和液塑限聯(lián)合測定法2023/4/1713土力學與地基基礎現(xiàn)在是13頁\一共有54頁\編輯于星期三塑限測定方法：搓滾法：調制均勻的濕圖樣，在毛玻璃上搓滾成3毫米直徑的土條，若這個時刻恰好出現(xiàn)裂縫，就把土條的含水率定為塑限液塑限聯(lián)合測定法：取代表性試樣，加入不同數(shù)量的純水，調制成三種不同稠度的試樣，用電磁落錐測定圓錐在自重作用下經(jīng)5秒后沉入試樣的深度。以含水率為橫坐標，圓錐入土深度為縱坐標，在雙對數(shù)紙上繪制關系曲線。入土深度2毫米所對應的含水率為塑限。2023/4/1714土力學與地基基礎現(xiàn)在是14頁\一共有54頁\編輯于星期三17mm液限測定演示：17mm現(xiàn)在是15頁\一共有54頁\編輯于星期三17mm液限測定演示：現(xiàn)在是16頁\一共有54頁\編輯于星期三液限測定演示：現(xiàn)在是17頁\一共有54頁\編輯于星期三縮限測定方法：收縮皿法

把土料的含水率調制到大于土的液限，然后將試樣分層填入收縮皿中，刮平表面，烘干，測出干土樣的體積并稱量至0.1克，按下式計算

2023/4/1718土力學與地基基礎現(xiàn)在是18頁\一共有54頁\編輯于星期三塑性指數(shù)

液限和塑限之差的百分數(shù)值（去掉百分號）成為塑性指數(shù)塑性指數(shù)表示處于可塑狀態(tài)時土的含水率可變化幅度。塑性指數(shù)越大，可塑狀態(tài)含水率變化范圍也大。塑性指數(shù)是反映粘性土性質的一個綜合性指標。一般地，塑性指數(shù)越高，土的粘粒含量越高，所以常常用作粘性土地分類指標

2023/4/1719土力學與地基基礎現(xiàn)在是19頁\一共有54頁\編輯于星期三液性指數(shù)

粘性土即使具有相同的含水率，也未必處于同樣的狀態(tài)，與無粘性土的相對密實度相似，粘性土的狀態(tài)用液性指數(shù)來判別。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系，表達了天然土所處的狀態(tài)。2023/4/1720土力學與地基基礎現(xiàn)在是20頁\一共有54頁\編輯于星期三判定土處于堅硬狀態(tài)

土處于可塑狀態(tài)

土處于流動狀態(tài)

2023/4/1721土力學與地基基礎現(xiàn)在是21頁\一共有54頁\編輯于星期三注意由于液限和塑限目前都是用擾動土測定的，土的結構已徹底破壞，而天然土一般在自重作用已有很長的歷史，它獲得了一定的結構強度，以至于土的天然含水率大于它的液限也未必一定會發(fā)生流動。含水率大于液限只是意味著：若土的結構遭到破壞，它將轉變?yōu)檎硿酀{。2023/4/1722土力學與地基基礎現(xiàn)在是22頁\一共有54頁\編輯于星期三土的壓實性

人們很早就用土作為建筑材料，而且知道要把松土擊實。公元前200多年，我國秦朝修筑馳實（行車大道），就有用“鐵錐筑土堅實”的記載，說明那時人們已經(jīng)認識到土的密度和土的工程特性有關。2023/4/1723土力學與地基基礎現(xiàn)在是23頁\一共有54頁\編輯于星期三土的壓實性

土的壓實性指在一定的含水率下，以人工或機械的方法，使土體能夠壓實到某種密實程度的性質。土工建筑物，如土壩、土堤及道路填方是用土作為建筑材料填筑而成，為了保證填土有足夠的強度，較小的壓縮性和透水性。在施工中常常需要壓密填料，以提高土的密實度和均勻性。填土的密實度常以其干密度來表示。在實驗室內研究土的密實性是通過擊實試驗進行的。2023/4/1724土力學與地基基礎現(xiàn)在是24頁\一共有54頁\編輯于星期三擊實試驗

輕型：粒徑小于5毫米重型：粒徑小于40毫米25下，分三層擊實56下，分5層擊實2023/4/1725土力學與地基基礎現(xiàn)在是25頁\一共有54頁\編輯于星期三擊實儀2023/4/1726土力學與地基基礎現(xiàn)在是26頁\一共有54頁\編輯于星期三影響土的壓實性的因素含水率的影響對同一種土料，分別在不同的含水率下，用同一擊數(shù)將他們分層擊實，測定土樣的含水率和密度，然后以含水率為橫坐標，干密度為縱坐標，繪制擊實曲線。從圖中可以看出，當含水率較小時，土的干密度隨著含水率的增加而增大，而當干密度增加到某一值后，含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小。干密度的這一最大值稱為該擊數(shù)下的最大干密度，此時對應的含水率稱為最優(yōu)含水率。2023/4/1727土力學與地基基礎現(xiàn)在是27頁\一共有54頁\編輯于星期三影響土的壓實性的因素擊實功能的影響實驗室中的擊實功能是用擊數(shù)來反映的，對同一種土，壓實功能小，則能達到的最大干密度也小，最優(yōu)含水率大；壓實功能大，則能達到的最大干密度也大，最優(yōu)含水率小用同一種土料在不同含水率下分別用不同的擊數(shù)進行擊實試驗，就能得到一組隨擊數(shù)而異的含水率與干密度關系曲線。2023/4/1728土力學與地基基礎現(xiàn)在是28頁\一共有54頁\編輯于星期三影響土的壓實性的因素1、土料的最大干密度和最優(yōu)含水率不是常數(shù)。最大干密度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大，最優(yōu)含水率則逐漸減小。但是這種增大或減小的速率是遞減的，因而光靠增加擊實功能來提高土的干密度是有一定限度的。2、含水率較低時擊數(shù)的影響顯著。當含水率較高時，含水率與干密度的關系曲線趨近于飽和線，也就是說，這時提高擊實功能是無效的。填料的含水率過高和過低都是不利的，過高惡化土體的力學性質，過低則填土遇水后容易引起濕陷。2023/4/1729土力學與地基基礎現(xiàn)在是29頁\一共有54頁\編輯于星期三影響土的壓實性的因素土類和級配的影響

同樣的含水率情況下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指數(shù)越大，越難于壓實對于無粘性土，含水率對壓實性的影響沒有像粘性土那么敏感，其擊實曲線與粘性土是不同的，在含水率較大時得到較高的干密度。因此在無粘性土的實際填筑中，同時需要不斷灑水使其在較高含水率下壓實。無粘性土的填筑標準，通常是用相對密實度來控制的，一般不進行擊實試驗級配良好的土易于壓實，反之則不易壓實2023/4/1730土力學與地基基礎現(xiàn)在是30頁\一共有54頁\編輯于星期三影響土的壓實性的因素粗粒含量的影響由于擊實儀尺寸的限制，實際試驗中可能剔除超出粒徑的部分，然后進行試驗。這樣測得的最大干密度和最有含水率與實際土料在相同擊實功能下的最大干密度和最有含水率不同。對于輕型擊實試驗，可按下式修正2023/4/1731土力學與地基基礎現(xiàn)在是31頁\一共有54頁\編輯于星期三2023/4/1732土力學與地基基礎現(xiàn)在是32頁\一共有54頁\編輯于星期三按最新規(guī)范，地基土可分為六大類：巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土。

一、巖石任務6地基土的工程分類現(xiàn)在是33頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是34頁\一共有54頁\編輯于星期三二、碎石土

5、碎石土野外描述：顆粒級配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風化程度、密實度、充填物的性質和充填程度等。

現(xiàn)在是35頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是36頁\一共有54頁\編輯于星期三三、砂土5、砂土野外描述：顏色、礦物組成、顆粒級配、顆粒形狀、粘粒含量、密實度（密實、中密、稍密、松散4級）、濕度（稍濕、很濕、飽和3級）等。

現(xiàn)在是37頁\一共有54頁\編輯于星期三四、粉土5、粉土野外描述：顏色、包含物、濕度（分稍濕、中濕、很濕、飽和等4級）、密實度、搖震反應、光澤反應、干強度、韌性等。現(xiàn)在是38頁\一共有54頁\編輯于星期三五、粘性土

5、粘性土野外描述：顏色、狀態(tài)、包含物（如鈣質結核、鐵錳結核、植物根、貝殼等）、搖震反應、光澤反應、干強度、韌性、土層結構。

現(xiàn)在是39頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是40頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是41頁\一共有54頁\編輯于星期三六、人工填土

現(xiàn)在是42頁\一共有54頁\編輯于星期三1、淤泥的定義淤泥類土是在靜水或水流緩慢的環(huán)境中沉積，有微生物參與作用的條件下形成的，含較多有機質，其中孔隙比e大于1.5，含水率大于液限的土，稱為淤泥，若1<e<1.5，則稱為淤泥質土。一、淤泥類土現(xiàn)在是43頁\一共有54頁\編輯于星期三1、黃土的定義

黃土是在干旱、半干旱氣候條件下形成的第四紀的一種松散的特殊土。二、黃土現(xiàn)在是44頁\一共有54頁\編輯于星期三黃土高原的自然景象現(xiàn)在是45頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是46頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是47頁\一共有54頁\編輯于星期三現(xiàn)在是48頁\一共有54頁\編輯于星期三三、膨脹土

膨脹土——是一種粘性土，含有較多的親水性粘土礦物，吸水膨脹，遇水崩解或軟化，失水收縮，抗沖刷性能差，這種具有較明顯的脹縮性的土稱為膨脹土?，F(xiàn)在是49頁\一共有54頁\編輯于星期三1、膨脹土的特征（1）顏色有灰白、棕、紅、黃、褐、及黑色；（2）粒度成分中以粘土顆粒為主，一般在50%以上，最低也要大于30%，粉粒次之，砂粒最少；（3）礦物成分中粘土礦物占優(yōu)勢，多為伊利石、蒙脫石，高嶺石含量很少；（4）脹縮強烈，膨脹時產生膨脹壓力，收縮時形成收縮裂隙。長期反復脹縮使土體強度產生衰減；（5）各種成因的大小裂隙發(fā)育；（6）早期生成的膨脹土具有超固結性。現(xiàn)在是50頁\一共有54頁\編輯于星期三2、膨脹土的分布

膨脹土分布很廣，全世界都有分布，在我國的分布也很廣。外界條件的改變土中水份的