土的物理性质及工程分类.ppt

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1、第二章 土的物理性质及工程分类,主讲：杨光内蒙古农业大学,第二章 土的物理性质指标与工程分类,2-1 土的形成,土是松散颗粒的堆积物，是岩石风化的产物（人工破碎；堆石坝的坝壳料；相当于物理风化）。土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物。根据来源分：有机土和无机土岩石风化分为物理风化、化学风化和生物风化。物理风化：岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或受波浪的冲击、地震等引起各种力的作用，温度的变化、冻胀等因素使整体岩石产生裂隙、崩解碎裂成岩块、岩屑的过程。,2.1 土的形成,土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物,搬运、沉积,形成过程形成条件,物理力学性质,风化,影响,化学风化：

2、岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种气体、水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使这些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为极细颗粒的过程。,特征：物理风化与生物风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。,对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风化，只不过哪种占优而已。,2-1 土的形成,生物风化：由植物、动物和人类活动对岩体的破坏称为生物风化。,土从其堆积或沉积的条件来看可分为：,残积土：岩石风化后仍留在原地的堆积物。特点：湿热地带，粘土，深厚，松软，易变；寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定。,2-1 土的形成,运积土：岩石风化后经流水、

3、风和冰川以及人类活动等搬运离 开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积土、冰碛土和沼泽土等。冲积土：由水流冲积而成；颗粒分选、浑圆光滑风积土：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积物；没有层理、细砂或粉粒；黄土冰碛土：由冰川剥落、搬运形成的堆积物；不成层、从漂石到粘粒沼泽土：在沼泽地的沉积物；含有机质、压缩性高、强度低,2-1 土的形成,气相,固相,液相,+,+,构成土骨架，起决定作用,重要影响,土体,次要作用,2-2 土的组成,2-2 土的组成,土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土为三相系。固相：土的颗粒、粒间胶结物；液相：土体孔隙中的水；气相：孔隙中的空气。,当土骨架的

4、孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土；当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土；一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土。根据土的粘性分：粘性土：颗粒很细；无粘性土：颗粒较粗，甚至很大。砂、碎石、甚 至堆石（直径几十cm甚至1m）,2-2 土的组成,不同类型的土,一、土的固相 土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土的骨架最基本的物质，称为土粒。对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小和形状来描述。（一）成土矿物：原生矿物，次生矿物 原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物，如三氧化

5、二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。,2-2 土的组成,一、土的固相（二）土粒的大小和土的级配粒组：把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土粒含量定义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。我国GB50021-94岩土工程勘察规范的粒组划分标准可参见表1-1。,2-2 土的组成,颗粒大小,粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类界限粒径,2-2 土的组成,（三）颗粒大小分析试验测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数，确定粒径分布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。常用的方法：筛分法：粒径0.075mm 密度计法：粒径0.075

6、mm,2-2 土的组成,（三）颗粒大小分析试验1.筛分法利用一套孔径由大到小的筛子，将按规定方法取得的一定质量的干试样放入一次叠好的筛中，置振筛机上充分振摇后，称出留在各级筛上的土粒的质量，按下式计算出小于某土粒粒径的土粒含量百分数X（）式中：mi，m分别为小于某粒径的土粒质量及试样总质量,2-2 土的组成,105.02.01.00.50.250.1,200g,10161824223872,小于某粒径之土质量百分数P（）,粒径(mm),P%958778665536,土的粒径级配累积曲线,水分法,2-2 土的组成,2.密度计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量的方法

7、。通过密度计测定土水悬浊液的密度来确定。,2-2 土的组成,3.土的级配曲线,2-2 土的组成,1-1 颗粒分析试验曲线,(四)颗粒分析试验曲线的主要用途按粒径分布曲线可求得：（1）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工程性质；（2）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数Cu和曲率系数Cc，它们的定义为：,2-2 土的组成,颗粒级配的描述,工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度,d10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径;d10称为有效粒径；d60称为限制粒径。,C

8、u愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu5的土视为级配不良的土；Cu10的土视为级配良好的土,曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况,对于砾类土或砂类土，同时满足Cu5和Cc=13时，定名为良好级配砂或良好级配砾,二、土的液相 土的液相是水及各离子的溶液，其含量及性质明显地影响土，尤其是粘性土的性质，如增加水平，可使土地状态由坚硬变为可塑，甚至成为流动状态的土浆。土中水可分为下列各类：结晶水、吸着水、自由水。（一）结晶水 结晶水：溶质从溶液里结晶析出时，晶体里结合着一定数目的水分子，这样的水分子叫结晶水。存在矿物结晶中的水，只有在高温（大于105）下，才能使之从矿物中析出，

9、故可将它视作矿物本身的一部分。,2-2 土的组成,二、土的液相（二）吸着水（与土粒表面结合的水，受粘土矿物表面静电引力和分子引力作用而被吸附在土粒表面的水。）（1）吸着水是指附着在土粒表面呈薄膜状的水，受土粒表面引力作用而不服从静水力学规律，其冰点低于0。它比普通水有较大的粘滞性，较小能动性和不同的密度。（2）粘土矿物颗粒具有较强的与水相互作用的力，称之为亲水性。这种亲水性的土粒表面常常带有负电荷，电荷的大小与土粒表面积大小有关。常用比表面积来表示电荷对土粒性能的影响。（3）比表面积大则电荷作用能力强。比表面积：每g物质中所有颗粒总外表面积之和。,2-2 土的组成,强吸着水 土粒表面的负电荷吸

10、引着周围极化了的水分子和水溶液中阳离子（如钾、钠、钙、镁等），靠近土粒表面的地方引力最大，土粒周围的水分子和离子被吸引在土粒表面附近，排列十分紧密，失去常见水的某些特性，通常把靠近土颗粒表面的一层水称为强吸着水。弱吸着水 土粒表面的引力随离开土粒表面的距离增大而迅速降低，距土粒表面稍远的地方，水分子虽仍为定向排列，但不如强吸着水那么紧密和严格，因此这层水有可能由水膜较厚处缓慢地迁移到另一土粒上去，这种运动与重力无关。这层水不能传递静水压力，称之为弱吸着水。吸着水与土的物理力学性质 土粒为弱吸着水分隔时，由于土粒相互受到土粒表面引力的作用，因而在土颗粒间表现一定的联接强度。弱吸着水越薄，土粒间距

11、越小，引力越高，这时联接性就越强，土粒就越不容易发生移动。反之弱吸着水越厚，引力降低，联接性减弱，就越易于移动。弱吸着水厚度的变化，会使土的物理力学性质发生改变。,（三）自由水离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用，且可自由移动的水称为自由水。（分为毛细管水和重力水）,1.毛细管水土中存在许多大小不同的相互连通的弯曲孔道，由于水分子与土粒分子之间的附着力和水气界面上的表面张力，于是，将引起迫使相邻土粒相互挤紧的压力，这个压力称为毛管水压力。,2-2 土的组成,2.重力水在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称微重力水。具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土颗粒有浮力作用。当它在土孔隙

12、中流动时，对所流经的土体施加渗流力（亦称动水压力、渗透力），计算中应考虑其影响。,2-2 土的组成,三、土的气相,2-2 土的组成,土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体。,1.非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大。,2.封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时。,一、土的结构,2-3 土的结构,在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关,（一）单粒

13、结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态。,一、土的结构（二）蜂窝状结构 颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。,2-3 土的结构,一、土的结构（三）絮状结构 角、边与面接触时净引力最大，因此絮状结构的特征是土粒之间以角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。这种结构的土粒呈任意排列，具有较大的孔隙，其强度低，压缩性高，对扰动比较敏感。,2-3 土的结构,2-3 土的结构,二、土的构造,土的构造：是指土体中各结构单元之

14、间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性。,（1）层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成层特征。,（2）裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割,在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物。,2-4 土的物理性质指标,可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标；另一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标。,土的三相图,一、试验直接测定的物理性质指标（一）土的密度与重度土的密度定义为单位体积土的质量，用表示，单位为Mg/m3(或g/cm3)。表达式

15、如下：（1-4）对于粘性土，土的密度常用环刀法测定。,2-4 土的物理性质指标,土的重度亦称为容重，定义为单位体积土的重量，用表示，单位为kN/m3。表达式如下：（1-5）式中：W土的重量，单位为kN；g重力加速度。,2-4 土的物理性质指标,（二）土粒比重Gs土粒比重定义为土粒的质量（或重量）与同体积4时纯水的质量（或重量）之比（无因次），其表达式为：（1-6）或（1-7）式中：土粒的密度，即土粒单位体积的质量；4时纯水的密度，1.0g/cm3 4时纯水的重度。,2-4 土的物理性质指标,土粒比重在数值上等于土粒的密度,土粒比重常用比重瓶法测定，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量。然后把烘

16、干土若干克装入该空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加土加水的质量，按下式计算土粒比重：（1-8）式中：m1瓶+水的质量；m2瓶+土+水的质量；ms烘干土的质量；t C时蒸馏水的比重。,2-4 土的物理性质指标,m0 ms m1 m2 空瓶质量 烘干土的质量 瓶+水的质量 瓶+土+水的质量 m1+ms瓶+水（满）的质量+干土的质量；m1+ms-m2与土粒体积相同的水的质量。,比重瓶法,（三）土的含水率w土的含水率，曾称为含水量，定义为土中水的质量与土粒的质量之比，以百分数表示，其表达式为：（1-9）测定含水率常用的方法是烘干法，先称出天然土的质量，然后放在烘箱中，在100105常温下烘干，称得干土质

17、量，按上式可算得。,2-4 土的物理性质指标,二、间接换算得物理性质指标（一）土的孔隙比e定义：土中孔隙的体积与土粒的体积之比，以小数表示，其表达式为：（1-10）（二）土的孔隙率n定义：土中孔隙的体积与土的总体积之比，或单位体积内孔隙的体积，以百分数表示，其表达式为：（1-11）,2-4 土的物理性质指标,（三）土的饱和度Sr定义：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示，其表达式为：（1-12）,2-4 土的物理性质指标,土的干重度：单位体积内土粒的重量，表达式为：（1-14）土烘干，体积要减小，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评定土密实程度的指标，干密度或干

18、重度愈大表明土愈密实，反之愈疏松。,（四）干密度d与干重度d土的干密度：单位体积内土粒的质量，表达式：（1-13）,2-4 土的物理性质指标,（五）饱和密度sat与饱和重度sat饱和密度定义：土中孔隙完全被水充满土处于饱和状态时单位体积土的质量。表达式为：（1-15）,2-4 土的物理性质指标,在饱和状态下，单位体积土的重量称为饱和重度，其表达式为：（1-16）,2-4 土的物理性质指标,（六）浮密度与浮重度（有效重度）土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量减小，因此提出了浮重度，即有效重度的概念，其表达式为：（1-17）,2-4 土的物理性质指标,与其相应，提出了浮密度的概念，土的浮密度是单

19、位体积内的土粒质量与同体积水质量之差，其表达式为：（1-18）或（1-19）从上述四种土的密度或重度的定义可知，同一土样各种密度或重度在数值上有如下关系：,2-4 土的物理性质指标,三、物理性质指标间的换算常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求出其余的六个。（一）孔隙比与孔隙率的关系设土体内土粒的体积为1，则 可知，孔隙的体积Vv为e，土体的体积V为（1e），于是有：（1-20）或（1-21）,三相示意图（a）,2-4 土的物理性质指标,（二）干密度与湿密度和含水率的关系设土体的体积V为1，则d=ms/V，土体内土粒的质量ms为d，由w=mw/ms水的质量mw为w d。于

20、是，按式（14）的定义可得：或（1-22）,2-4 土的物理性质指标,（三）孔隙比与比重和干密度的关系设土体内土粒的体积为1，则按，孔隙的体积Vv为e；由s ms/Vs得土粒的质量ms为s。于是，按d的定义可得：应用式（16）整理得：(1-23),2-4 土的物理性质指标,（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系设土体内土粒的体积为1，则按e=Vv/Vs得体积vv=e；由s ms/Vs得土粒的质量ms=s。按w=mw/ms，水得质量mw=ws，则水得体积vw=mw/w=ws/w。于是，S（1-24）当土饱和时，即Sr为100，则：（1-25）式中：wsat饱和含水率。,2-4 土的物理性质指标

21、,（五）浮密度与比重和孔隙比得关系设土体内土粒体积为1，则按e=Vv/V，孔隙的体积Vv为e；由s ms/Vs得土粒的质量ms为s。于是，按式（118）可（1-26）,2-4 土的物理性质指标,【例题12】某一块试样在天然状态下的体积为60cm3，称得其质量为108g，将其烘干后称得质量为96.43g，根据试验得到的土粒比重Gs为2.7，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。【解】（1）已知V60cm3，m=108g，则由式（14）得=mv=180/60=1.8g/cm3,2-4 土的物理性质指标,（2）已知ms=96.43g，则 mw=mms=10896.43=

22、11.57g按式（18），于是 w=mwms11.5796.43=12%（3）已知Gs=2.7，则 Vs=ms/s=96.43 2.735.7cm3 Vv=V Vs=6035.724.3cm3按式（111），于是,2-4 土的物理性质指标,（4）按式（112）n=Vv/V24.3 60=40.5（5）根据w的定义 Vw=mw/w=11.57 111.57cm3 于是按式（113）Sr=Vw/Vv=11.57 24.348,=24.3 35.7=0.68,【例Braja M.Das Advanced Soil Mechanics p.5】,For a soil in natural state,

23、given e=0.8,Gs=2.68 and w=24%.(a)Determine the moist unit weight,dry unit weight,and degree of saturation.(b)If the soil is made completely saturated by adding water,what would its moisture content be at that time?Also find the saturated unit weight.（e unchanged）,某土样在天然状态下的孔隙比 e=0.8，土粒比重 Gs=2.68，含水量

24、=24%，求：(a)天然状态下的重度、干重度和饱和度；(b)若该土样加水后，达到饱和状态，计算饱和时的含水量及饱和重度(假定土的孔隙比保持不变)。,2-4 土的物理性质指标,解:(a),(b),2-4 土的物理性质指标,【例】A saturated soil sample weighs 0.4N and its volume is 21.5 cm3.The weight and the volume are 0.33N and 15.7 cm3after being non-completely(partly)dried in an oven for a period.The correspo

25、nding degree of saturation is 75%.Determine the water content w,void ration e and dry unit weight d before drying.【例1-3】某饱和土样重0.4N，体积为21.5 cm3。放入烘箱内烘一段时间后取出，称得其重量为0.33N，体积减小至15.7 cm3，饱和度为75%。试求该土样烘烤前的含水量 w、孔隙比 e 及干容重 d。,2-4 土的物理性质指标,解：设烘一段时间后，孔隙体积为Vv2，孔隙水所占体积为Vw2，则：在烘后状态：在烘前状态：联立求解得：,2-4 土的物理性质指标,=4

26、.8cm3，,=3.6cm3,1-10 实验测得某土样的孔隙比e=0.72，土颗粒的比重Gs=2.61。求：(1)孔隙率、干密度及饱和密度；(2)若该土样的饱和度为60%，计算其天然重度。,For a soil in natural state,given e=0.72,and Gs=2.61.(a)Determine the porosity,dry unit weight,and saturated unit weight.(b)If degree of saturation of the soil is 60%,calculate the unit weight.,1-11 画土的三相图

27、，设,，试证明：,密实度,如何衡量?,单位体积中固体颗粒含量的多少 或 孔隙含量的多少,优点：简单方便,缺点：不能反映级配的影响 只能用于同一种土,对策,相对密度,干容重d或孔隙比e或孔隙率n,emin=0.35,emin=0.20,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,一、无粘性土的相对密实度常用相对密实度Dr来衡量无粘性土的松紧程度，其定义为（1-27）式中：Dr相对密实度；emax无粘性土处在最松状态时的孔隙比；emin无粘性土处在最密状态时的孔隙比；e0无粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。,按式（123）可得相对密

28、实度得使用表达式（1-28）式中：dmax无粘性土的最大干密度；dmin无粘性土的最小干密度；d无粘性土的天然干密度或填筑干密度。将风干的无粘性土试样用漏斗法测定其最小干密度，用振击法测定其最大干密度。,2-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性,注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难,在工程上，用相对密实度Dr划分无粘性土的状态如下：0Dr1/3 疏松的 1/3Dr2/3 中密的 2/3Dr1 密实的,2-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性,A sample of sand,given=14.7 kN/m3,w=13%,dmin=12kN/m3,dmax

29、=16.6kN/m3.Estimate its compaction state.,Solution:,2-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性,So,it is loose.,2-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性,二、粘性土的稠度（一）粘性土的稠度状态稠度指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指标。流动、软、可塑、硬等描述四种状态可塑性：土在外力作用下可改变形状但不显著改变其体积也不开裂，外力卸除厚仍能保持已有的形状。,2-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性,粘性土,较硬,变软,流动,（二）界

30、限含水率及其测定1.界限含水率粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水率来区分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限(Atterberg limits)。液限（wL）从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率；塑限（wp）从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率；缩限（ws）从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,2.液、塑限的测定测定塑限的方法：搓滚法和液、塑限联合测定法。测定液限的方法：碟式仪法和液、塑限联合测定法 锥式液

31、限仪测定法。,液、塑限联合测定法：塑限5秒入土2mm时的含水率 10mm液限 5秒入土10mm时的含水率 17mm液限 5秒入土17mm时的含水率,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,2.液、塑限的测定测定液限的方法：碟式仪法和液、塑限联合测定法。,2.液、塑限的测定测定液限的方法：碟式仪法和液、塑限联合测定法。测定塑限的方法：搓滚法和液、塑限联合测定法。,25击合拢长度13mm时含水率为液限,2-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性,土的缩限用收缩皿法测定，把土料的含水率调制到大于土的液限，然后将试样分

32、层填入收缩皿中，刮平表面，烘干，测出干试样的体积并称量准确至0.1g后，按下式计算：（1-29）式中：ws土的缩限（）w制备时的含水率（）V1湿试样的体积（cm3），V2干试样的体积（cm3）,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,（三）塑性指数和液性指数1.塑性指数塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）。用Ip表示，取整数，即：塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,注:塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得。,粘 性 土 的 分 类 建筑地基基础设计规范 GB5

33、0007-2002,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,2.液性指数粘性土的状态可用液性指数来判别。定义为：（1-31）式中：IL液性指数，以小数表示；w土的天然含水率。液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达了天然土所处的状态。,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,IL1,坚硬状态可塑状态流 态,0.00 0.250.25-0.750.75 1.00,硬塑可塑软塑,粘性土的状态 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,【例】已知粘性土的颗粒重度s=27.5 kN/m3，

34、液限为40，塑限为22，饱和度为98%，孔隙比为1.15，试计算塑性指数、液性指数及确定粘性土的状态。,2-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性,【解】根据液限和塑限可以求得塑性指数为18，土的含水量及液性指数可由下式求得 IL l，故此粘性土为流塑状态。,一.室内击实试验,试验设备 击实筒V=1000cm3；击实锤w=25牛顿 试验条件 土样分层n=3层；落高d=30cm；击数N=27/层 击实能量,试验方法 对=cosnst的土；分三层压实；测定击实后的、，算定d,注意：仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪,土,2-6 土的压实原理,击实试验,二、土的压实性土的压实

35、性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某种密实度的性质。填土的密实程度常以干密度表示土工试验方法标准（国家标准）轻型：d5mm；V=947cm3,m=2.5kg,3层 25击，落高30.5cm重型：d40mm；V=2104cm3,m=4.5kg,5层 56击，落高47.7cm,2-6 土的压实原理,三、土的压实性土的压实性影响因素：（一）含水率的影响最大干密度（对于与某N），最优含水率wop,2-6 土的压实原理,三、土的压实性（二）击实功能的影响 1、土料的最大干密度和最优含水率不是常数。2、当含水率较低时击数的影响较显著。（三）土类和级配的影响粘粒含量高，Ip大，难压密

36、；级配良好，易压密；（四）粗粒含量的影响对d5mm粒径的含量不超过2530时，仍可用轻型击实，但要修正。问题：d5mm粒径的含量较少时是剔除好：还是修正好？或者干脆用重型？,2-6 土的压实原理,2-7 土的工程分类,粗粒土按颗粒组成进行分类；粘性土按塑性指数分类。一、土的分类标准（一）巨粒土和含巨粒土的分类巨粒土和含巨粒土应按试样中所含粒径大于60mm的巨粒组含量来划分。试样中含巨粒组质量多于总质量的50的土称为巨粒土；试样中巨粒组质量为总质量的1550的土称为巨粒混合土；试样中巨粒组质量少于总质量的15的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。,（二）粗粒土的分类试样中粒径大于

37、0.075mm的粗粒组质量多于总质量50的土称为粗粒土。粗粒土又分为砾类土和砂类土两类。试样中粒径大于2mm的砾粒组质量多于总质量的50的土称为砾类土；试样中粒径大于2mm的砾粒组质量少于或等于总质量50的土称为砂类土。,2-7 土的工程分类,（三）细粒土的分类试样中粒径小于0.075mm的细粒组质量多于或等于总质量的50的土称为细粒土。细粒土应按下列规定划分：1、试样中粗粒组质量少于总质量的25的土称为细粒土；2、试样中粗粒组质量为总质量的2550的土称含粗粒的细粒土；3、试样中含部分有机质的土称有机质土。细粒土可按塑性图进一步细分。,2-7 土的工程分类,2-7 土的工程分类,2-7 土的

38、工程分类,【例题15】有A，B，C三种土，它们的粒径分布曲线如图所示。已知B土的液限为38，塑限为19，C土的液限为47，塑限为24。试对这三种土进行分类。,2-7 土的工程分类,【解】（1）对A土进行分类：从图128曲线A查得粒径大于60mm的巨粒含量为零，而粒径大于0.075mm的粗粒含量为98，大于50，所以A土属于粗粒土；从图中查得粒径大于2mm的砾粒含量为63，大于50，所以A土属于砾类土；细粒含量为2，少于5，该土属砾；从图中曲线查得d10，d30和d60分别为0.32mm、1.65mm和3.55mm，因此，土的不均匀系数 Cu=d60d10=3.55 0.3211.0土的曲率系数

39、 Cc=(d30)2 d10 d601.652 0.323.55=2.40,2-7 土的工程分类,由于Cu5，Cc13，所以A土属于级配良好砾（GW）。（2）对B土进行分类：从图128的B曲线中查得大于0.075mm的粗粒含量为72，大于50，所以B土属于粗粒土；从图中查得大于2mm的砾粒含量为8，小于50，所以B土属于砂类土，但小于0.075mm的细粒含量为28，在1550%之间，因而B土属于细粒土质砂；由于B土的液限为38，塑性指数Ip381919，在17mm塑性图上落在CL区，故B土最后应定名为粘土质砂（SC）。,2-7 土的工程分类,（3）对C土进行分类：从图128的C曲线中查得大于0

40、.075mm的粗粒含量为46，介于2550之间，所以C土属于含粗粒的细粒土；从图中查得大于2mm的砾粒含量为零，该土属于含砂细粒土；由于C土的液限为47，塑性指数Ip=472423，在17mm塑性图上落在CL区，故C土最后应定名为含砂低液限粘土（CLS）。,2-7 土的工程分类,二、建筑地基基础设计规范中的地基土分类该规范按土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分为碎石土、砂土、粉土和粘性土四大类，然后再进一步细分。（一）碎石土的分类若土中粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的50，则该土属于碎石土。（二）砂土的分类若土中粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50、粒径大于0.075mm的颗

41、粒超过全重50，则该土属于砂土。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂,2-7 土的工程分类,（三）粉土若土的塑性指数小于或等于10，粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总量的50，则该土属于粉土。（四）粘性土的分类若土的塑性指数大于10，粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总量的50，则该土属于粘性土。进一步地，将再静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土称为淤泥。天然孔隙比小于1.5，但大于或等于1.0的粘性土称为淤泥质土。粘土：Ip17粉质粘土：10Ip17,2-7 土的工程分类,End of Chapter 2结束,粘土,细砂,粗砂,碎石,卵石,碎石,粘土,土样筛,颗分筛,密度计,密度：环刀法,烘干法,联合测定仪,蝶式仪,击实仪,