1、二、二、土的三相组成土的三相组成 四、四、土的物理性质指标土的物理性质指标 五、五、土的物理状态指标土的物理状态指标 六、六、土的压实性土的压实性 七、七、地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类 一、一、土的成因土的成因 三、三、土的结构和构造土的结构和构造了解土的成因，掌握土的三相组成的基本概念（如土的了解土的成因，掌握土的三相组成的基本概念（如土的粒组、颗粒级配）。粒组、颗粒级配）。理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以及指标的测定方法。及指标的测定方法。掌握土的结构类型，熟悉土的构造掌握土的结构类型，熟悉土的构造了解土的压实
2、特性，掌握土的压实标准。了解土的压实特性，掌握土的压实标准。1.掌握地基土的工程分类掌握地基土的工程分类。漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其矿物成分与母岩相同。矿物成分与母岩相同。砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云母、长石。母、长石。粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的颗粒。等难溶盐的颗粒。黏土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧黏土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。化物和
3、各种难溶盐类，它们都是次生矿物。土的粒径由粗到细逐渐变化时土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地土的性质相应地发生变化。因此发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组。为一组，称为粒组。界限粒径：界限粒径：划分粒组的分界尺寸。常用（划分粒组的分界尺寸。常用（mm）200、20、2、0.075、0.005把土粒分为把土粒分为六大粒组六大粒组:漂石漂石(块石块石)颗粒颗粒、卵石卵石(碎石碎石)颗粒颗粒、圆砾（角砾）颗粒圆砾（角砾）颗粒、砂粒砂粒、粉粒及粘粒粉粒及粘粒，见下表。见下表。土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的土粒大小及其组成情
4、况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的为土的。这是决定这是决定无无粘性土工程性质的主要因素，是确粘性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材料的重要依据。定土的名称和选用建筑材料的重要依据。颗分试验颗分试验：（：（1）筛分法：粒径）筛分法：粒径0.075mm。（2）密度计法：粒径）密度计法：粒径 0.075mm。颗分曲线：颗分曲线：根据颗分试验成果，可以绘制根据颗分试验成果，可以绘制颗粒级颗粒级配曲线配曲线，如下图。，如下图。级配良好的判别：级配良好的判别：由曲线的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲由曲线
5、的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不不均均匀，即级配良好。匀，即级配良好。Cu5 级配良好。级配良好。Cc反应曲线的整体形状，过大或过小反应曲线的整体形状，过大或过小都表示缺乏中间粒径。都表示缺乏中间粒径。对砾类土和砂类土，当同时满足对砾类土和砂类土，当同时满足Cu5和和Cc=13时，级配良好。时，级配良好。60102301060/dddCddCcu=.o-毛细水毛细水重力水重力水自由水自由水弱结合水弱结合水强结合水强结
6、合水与土粒表面结合的水与土粒表面结合的水结合水结合水土粒矿物内部的水土粒矿物内部的水-结晶水结晶水土中水土中水强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水1）重力水：在土中流动的水，受）重力水：在土中流动的水，受重力作用。重力作用。2）毛细水：由于水和空气分界处）毛细水：由于水和空气分界处弯液面上产生的表面张力作用，土弯液面上产生的表面张力作用，土中自由水从地下水位通过土的细小中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升，形成毛细水。通道逐渐上升，形成毛细水。它不仅受重力作用而且还受到表面它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。张力的支配。（1 1）开敞气体：对土无影响。）开敞气体：对土无影响
7、。（2 2）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。单粒结构单粒结构蜂窝结构蜂窝结构絮状结构絮状结构土的结构：土的结构：单粒结构单粒结构蜂窝结构（粒径蜂窝结构（粒径0.0750.005mm）絮状结构（粒径絮状结构（粒径2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土。的土。2.分类依据：土的分类依据：土的及及3.定名：漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。定名：漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。4工程性质工程性质常见的碎石土强度大，压缩性小，渗透性大，为优常见的碎石土强度大，压
8、缩性小，渗透性大，为优良地基。良地基。其中：密实碎石土为优等地基；其中：密实碎石土为优等地基；中密碎石土为优良地基；中密碎石土为优良地基；稍密碎石土为良好地基。稍密碎石土为良好地基。1.定义：粒径定义：粒径d2mm的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的50%，且粒径，且粒径d0.075mm的颗粒超过全重的颗粒超过全重50%的土。的土。2.分类依据：粒组含量。分类依据：粒组含量。3.定名：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。定名：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。4、密实度：密实、中密、稍密、松散四状态。、密实度：密实、中密、稍密、松散四状态。5工程性质。工程性质。（1）密实与中密状态的砾砂、粗砂、
9、中砂为优良地）密实与中密状态的砾砂、粗砂、中砂为优良地基；稍密状态的砾砂、粗砂、中砂为良好地基。基；稍密状态的砾砂、粗砂、中砂为良好地基。（2）粉砂与细砂要具体分析：密实状态时为良好地）粉砂与细砂要具体分析：密实状态时为良好地基；饱和疏松状态时为不良地基。基；饱和疏松状态时为不良地基。1.定义：粒径定义：粒径d0.075mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%，且，且的土。的土。2.组成：一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。组成：一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。粉土的性质介于砂土和粘性土之间，它具有砂土和粉土的性质介于砂土和粘性土之间，它具有砂土和粘性土的某些特征，但目前由于经验积累的不
10、同和认识粘性土的某些特征，但目前由于经验积累的不同和认识上的差别，尚难确定一个能被普遍接受的划分亚类标准。上的差别，尚难确定一个能被普遍接受的划分亚类标准。4.湿度湿度:由饱和度由饱和度Sr分为稍湿、很湿、饱和。或由含水分为稍湿、很湿、饱和。或由含水量分为稍湿、湿、很湿。量分为稍湿、湿、很湿。5.工程性质：工程性质：密实粉土为良好的天然地基；密实粉土为良好的天然地基；e1为松散状态，属软弱地基；为松散状态，属软弱地基；饱和稍密粉土，地震时易产生液化，饱和稍密粉土，地震时易产生液化，为不良地基。为不良地基。1.定义：定义：Ip10的土。的土。2.分类依据：分类依据：Ip 。3.定名：定名：Ip1
11、7为粘土；为粘土；10wL），天），天然孔隙比然孔隙比e1.5的粘性土。的粘性土。（2）淤泥质土淤泥质土：天然含水量大于液限（：天然含水量大于液限（wwL）而）而天然孔隙比天然孔隙比1.0e1.5的粘性土或粉土。的粘性土或粉土。（3）工程性质工程性质：压缩性高、强度低、透水性低，：压缩性高、强度低、透水性低，为不良地基。为不良地基。（1）为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性粘土。其液限的高塑性粘土。其液限wL一般大于一般大于50。红粘土经再搬。红粘土经再搬运后仍保留其基本特征，其液限运后仍保留其基本特征，其液限wL大于大于45的土为次生的土为次生红粘土。
12、红粘土。（2）强度高、压缩性低。上硬下软，具强度高、压缩性低。上硬下软，具有明显的收缩性。有明显的收缩性。浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于0.015的土。根据上覆土自重压力下是否发生湿陷变形，的土。根据上覆土自重压力下是否发生湿陷变形，可划分为可划分为和和土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于或等于或等于40%的的是指土的温度等于或低于摄氏零度、含有固态水，是指土的温度等于或低于摄氏零度、含有固态水，且这种状态
13、在自然界连续保持且这种状态在自然界连续保持3年或年或3年以上的土。当年以上的土。当自然条件改变自然条件改变时，产生冻胀、融陷、热融滑塌等特殊时，产生冻胀、融陷、热融滑塌等特殊不良地质现象及发生物理力学性质的改变。不良地质现象及发生物理力学性质的改变。本章主要讨论了土的物质组成以及定性、定量本章主要讨论了土的物质组成以及定性、定量描述其物质组成的方法，包括土的三相组成、土的描述其物质组成的方法，包括土的三相组成、土的三相指标、土的结构构造、粘性土的界限含水量、三相指标、土的结构构造、粘性土的界限含水量、砂土的密实度和土的工程分类等。这些内容是学习砂土的密实度和土的工程分类等。这些内容是学习土力学
14、原理和基础工程设计与施工技术所必需的基土力学原理和基础工程设计与施工技术所必需的基本知识，也是评价土的工程性质、分析与解决土的本知识，也是评价土的工程性质、分析与解决土的工程技术问题时讨论的最基本的内容。工程技术问题时讨论的最基本的内容。（1）固体颗粒：颗粒的形状、大小、矿物成分及组成情况）固体颗粒：颗粒的形状、大小、矿物成分及组成情况是决定土的物理力学性质的主要因素。土的颗粒级配是决定无是决定土的物理力学性质的主要因素。土的颗粒级配是决定无粘性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材料粘性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材料的重要依据。的重要依据。（2）土中水：土中水是
15、指存在于土孔隙中的水。土中细粒）土中水：土中水是指存在于土孔隙中的水。土中细粒越多，水对土的性质影响越大。按水与土相互作用程度的强弱，越多，水对土的性质影响越大。按水与土相互作用程度的强弱，土中水分为在电分子引力下吸附于土粒表面的结合水和存在于土中水分为在电分子引力下吸附于土粒表面的结合水和存在于土孔隙中土粒表面电场影响范围以外的自由水。当土中含有较土孔隙中土粒表面电场影响范围以外的自由水。当土中含有较多的弱结合水时，土具有一定的可塑性。在工程中，应特别注多的弱结合水时，土具有一定的可塑性。在工程中，应特别注意毛细水上升对建筑物地下部分的防潮措施、地基土的浸湿以意毛细水上升对建筑物地下部分的防
16、潮措施、地基土的浸湿以及地基与基础的冻胀的重要影响。及地基与基础的冻胀的重要影响。（3）土中气体：根据存在形式分为与大气连通的气体和不）土中气体：根据存在形式分为与大气连通的气体和不连通的密闭气体两类。连通的密闭气体两类。（1）通过试验直接测定的指标：土的密度）通过试验直接测定的指标：土的密度、土粒比重、土粒比重ds和和含水量含水量w。（2）间接换算的指标：）间接换算的指标：d、sat、e、n、Sr。（1）无粘性土的密实度：衡量砂土密实度的方法有孔隙比）无粘性土的密实度：衡量砂土密实度的方法有孔隙比确定法、相对密实度法和确定法、相对密实度法和规范规范采用的现场标准贯入试验法；采用的现场标准贯入
17、试验法；衡量碎石土密实度的方法有衡量碎石土密实度的方法有规范规范采用的适用于卵石、碎石、采用的适用于卵石、碎石、圆砾、角砾的重型圆锥动力触探锤击法和适用于碎石土的野外圆砾、角砾的重型圆锥动力触探锤击法和适用于碎石土的野外鉴别方法。鉴别方法。（2）粘性土的稠度。）粘性土的稠度。1）粘性土的界限含水量（液限）粘性土的界限含水量（液限wL、塑限、塑限wp、缩限、缩限ws）以及）以及wL、wp的测定方法。界限含水量均以百分数表示。它对粘性土的测定方法。界限含水量均以百分数表示。它对粘性土的分类及工程性质的评价有重要意义。的分类及工程性质的评价有重要意义。2）塑性指数）塑性指数Ip。规范规范用用Ip作为
18、粘性土与粉土的定名标作为粘性土与粉土的定名标准。准。3）液性指数）液性指数IL。反映粘性土天然状态的软硬程度，又称相。反映粘性土天然状态的软硬程度，又称相对稠度。建筑工程中将液性指数对稠度。建筑工程中将液性指数IL用作确定粘性土承载力的重用作确定粘性土承载力的重要指标。要指标。规范规范按按IL的大小将粘性土划分为的大小将粘性土划分为5种软硬状态种软硬状态坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。影响土的压实效果的主要因素是：土的含水量、压实功能影响土的压实效果的主要因素是：土的含水量、压实功能和土的性质。对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大和土的性质。对应最佳的夯实效果
19、，存在一个适宜的含水量大小。在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能达到小。在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能达到最大密实度时的含水量，称为土的最优含水量最大密实度时的含水量，称为土的最优含水量wop，相应的干密，相应的干密度则称为最大干密度度则称为最大干密度dmax。压实填土的质量以压实系数压实填土的质量以压实系数c控制。控制。粗粒土（粒径大于粗粒土（粒径大于0.075mm）按各粒组含量和颗粒形状分）按各粒组含量和颗粒形状分类；细粒土（粒径小于类；细粒土（粒径小于0.075mm）按塑性指数分类。但需注意）按塑性指数分类。但需注意粘性土的工程性质受土的成因、生成年代的影响很大。粘性土的工程性质受土的成因、生成年代的影响很大。
