1、1第一章 土的物理性质指标与工程分类1-1 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和化学风化。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。第1页/共95页21.1 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 风化土地球影响岩石地球第2页/共95页3化学风化：岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化
2、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：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。1-1 土的形成第3页/共95页4土从其堆积或沉积的条件来看可分为：沼泽土冰碛土风积土河流冲积土运积土残积土土残积土：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。)(沼泽土有机土冰碛土风积土冲积土运积土残积土无机土土1-1 土的形成第4页/共95页5运积土：岩石
3、风化后经流水、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1-1 土的形成第5页/共95页6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1-2 土的组成第6页/共95页71-2 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
4、中的空气。第7页/共95页8当土骨架的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）1-2 土的组成 不同类型的土第8页/共95页9一、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
5、矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物，如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。1-2 土的组成第9页/共95页10一、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GB 50021-94岩土工程勘察规范的粒组划分标准可参见表1-1。1-2 土的组成粒粒 组组 名名 称称粒粒 组组 范范 围围 /mmmm粒粒 组组 名名 称称粒粒 组组 范范 围围 /mmmm漂石（块石）粒漂石（块石）粒组组 200 200 砂粒粒组砂粒粒组 0.07520
6、.0752卵石（碎石）粒卵石（碎石）粒组组 20200 20200 粉粒粒组粉粒粒组 0.0050.075 0.0050.075 砾石粒组砾石粒组 220220粘粒粒组粘粒粒组 0.0050.075mm 密度计法：粒径0.075mm 联合测定：既有粒径0.075mm 1-2 土的组成第12页/共95页13（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100mmXi1-2 土的组
7、成第13页/共95页14105.02.01.00.50.250.1200g101618242238721009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数P（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)P%958778665536土的粒径级配累积曲线水分法粒径粒径(mm)(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)P(%)2613.5101-2 土的组成第14页/共95页152.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。通过密度计测定土水悬浊液的密度来确定。1-2 土的组成第15页/共95页16
8、3.土的级配曲线 1-2 土的组成1-1 颗粒分析试验曲线第16页/共95页17(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：（12）1060ddCu1-2 土的组成第17页/共95页18 (13)式中：d10，d30和d60为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为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。6010230dddCc1-2 土的组成
9、第18页/共95页19土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不均匀系数和曲率系数来衡量。Cu小，曲线陡；Cu大，易压密；Cc过大，台阶在d10d30间；Cc过小，台阶在d30d60间；规范：纯净砾、砂，Cu=5，且Cc=13时，级配良好，否则，不良。1-2 土的组成第19页/共95页20二、土的液相（一）吸着水 强吸着水性质接近于固体，冰点很低，沸点较高，且不能传递压力。弱吸着水也称为薄膜水，不能传递压力，也不能在孔隙水中自由流动，但它可以因电场引力的作用从水膜厚的地方向水膜薄的地方转移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影响土的压缩
10、性和强度，并使土的透水性变小。吸着水厚度影响因素：成土矿物；阳离子浓度及化学性质(阳离子价低,厚;阳离子浓度高,薄)。1-2 土的组成第20页/共95页21（二）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积紧的压力，这个压力称为毛管水压力。1-2 土的组成第21页/共95页222.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
11、在土孔隙中流动时，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。1-2 土的组成第22页/共95页23三、土的气相存在土中的气体分为两种基本类型：一种是与大气连通的气体；另一种是与大气不连通的以气泡形式存在的封闭气体。1-2 土的组成第23页/共95页24一、土的结构（一）单粒结构1-3 土的结构第24页/共95页25一、土的结构（二）蜂窝状结构1-3 土的结构第25页/共95页26二、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
12、扰动比较敏感。1-3 土的结构 土的絮状结构 第26页/共95页271-4 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。土的三相图第27页/共95页28一、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)。表达式如下：（1-4）对于粘性土，土的密度常用环刀法测定。awsawsVVVmmmVm1-4 土的物理性质指标第28页/共95页29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
13、达式如下：（1-5）式中：W土的重量，单位为kN；g重力加速度。gVgmVW1-4 土的物理性质指标第29页/共95页30（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。4s4wwsssVmG4wsssVgmG1-4 土的物理性质指标土粒比重在数值上等于土粒的密度s4w4w第30页/共95页31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
14、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。12sswtsmGGmmm1-4 土的物理性质指标wtG第31页/共95页32 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。比重瓶法第32页/共95页33（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
15、烘干，称得干土质量，按上式可算得。%100swmm1-4 土的物理性质指标第33页/共95页34二、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）svVVe%100VVnv1-4 土的物理性质指标第34页/共95页35（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）%100vwrVVS1-4 土的物理性质指标第35页/共95页36土的干重度：单位体积内土粒的重量，
16、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，干密度或干重度愈大表明土愈密实，反之愈疏松。gVgmVWdssd（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）Vmsd1-4 土的物理性质指标第36页/共95页37（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）VVmwvssat1-4 土的物理性质指标第37页/共95页38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）gVgVgmVVWsat
17、wvswvssat1-4 土的物理性质指标第38页/共95页39（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）gVgVgmVVWwsswss1-4 土的物理性质指标第39页/共95页40与其相应，提出了浮密度的概念，土的浮密度是单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：dsatdsatwsatVVmwss1-4 土的物理性质指标第40页/共95页41三、物理性质指标间的换算常用的土的物理指标
18、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）eeVVnv1nne1 孔隙 e 1+e 土粒 1 三相示意图（a）1-4 土的物理性质指标svVVe 第41页/共95页42（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。于是，按式（14）的定义可得：或 （1-22）)1(1wwVmdddwd11-4 土的物理性质指标第42页/共95页43（三）孔隙比与比重和干密
19、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)eVmssd11dwsGe1-4 土的物理性质指标svVVe 第43页/共95页44（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。ewGewVVSswsvwrssatGwe 1-4 土的物理
20、性质指标第44页/共95页45（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）eGeVVmwswswss1111-4 土的物理性质指标第45页/共95页46【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/cm31-4 土的
21、物理性质指标第46页/共95页47（2）已知ms=96.43g，则 mw=mms=10896.43=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1-4 土的物理性质指标vsVeV（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第47页/共95页48【例Braja M
22、.Das Advanced Soil Mechanics p.5】For a soil in natural state,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 u
23、nit 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%，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)。1-4 土的物理性质指标第48页/共95页49ewGws11解:(a)32.68 9.81 10.24kN18.11m10.8318.11kN14.61m1124%dw%4.8080.068.224.0ewGSsr0.8029.85%2.68satsewG32.680.89.8118.97kN/m110.8ssatwGee(b)1-
24、4 土的物理性质指标第49页/共95页50【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 corresponding degree of saturation is 75%.Determine the water content w,void ration e and dry uni
25、t 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。1-4 土的物理性质指标第50页/共95页51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：%7522vwrVVS%100)7.155.21(1010/10)33.04.0(2632vwrVVS36313.41010/10)33.04.0(6.3cmVw316.10)7.155.21
26、(8.4cmVv63610.6 101036%0.4 1010.6 1010w972.06.105.216.10e3630.4 10/(21.5 10)13.68kN/m11 36%dw1-4 土的物理性质指标2vV2wV=4.8cm3，=3.6cm3第51页/共95页521-10 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 u
27、nit weight,and saturated unit weight.(b)If degree of saturation of the soil is 60%,calculate the unit weight.第52页/共95页531V(1)1swewd1srwGSe1-11 画土的三相图，设，试证明：第53页/共95页54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nemin=0.35emin=0.201-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度及土的压实性第54页/共95
28、页551-5 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。minmax0maxeeeeDr第55页/共95页56按式（123）可得相对密实度得使用表达式 （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。ddddddrDminmax
29、maxmin1-5 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第56页/共95页57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1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第57页/共95页58A sample of sand,given=14.7 kN/m3,w=13%,dmin=12kN/m3,dmax=16.6kN/m3.Estimate its compaction state.Solution:1,11,1maxminminmaxdsdsdsdeee
30、w1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第58页/共95页591111maxminminminmaxmaxdsdsdsdsreeeeD31278.0136.16126.161213maxminmaxminddrddddDSo,it is loose.1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第59页/共95页60二、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
31、。1-5 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第60页/共95页61（二）界限含水率及其测定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。1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第61页/共9
32、5页622.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1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第62页/共95页631-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性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。第63页/共95页642.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
33、长度13mm时含水率为液限1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第64页/共95页65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）10021wssmVVww1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第65页/共95页66（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
34、可能高，土的粘粒含量越高。pLpwwI1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第66页/共95页67塑性指数Ip土的名称Ip17粘土10Ip17粉质粘土注: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 GB50007-20021-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第67页/共95页682.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。pppLpLIw
35、wwwwwI1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性IL1坚硬状态可塑状态流 态0.00 0.250.25-0.750.75 1.00硬塑可塑软塑第68页/共95页69液性指数IL状态液性指数IL状态IL 0坚硬0.75 IL1软塑01流塑0.25 IL0.75可塑 粘性土的状态 建筑地基基础设计规范 GB50007-20021-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性第69页/共95页70【例】已知粘性土的颗粒重度s=27.5 kN/m3，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。【解】根据液限和塑限可以求得
36、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。1-5 无粘性土得相对密实度、粘性土得稠度及土的压实性1.15 10 98%41%27.5wrseSw41 221.064022pLLpwwIww第70页/共95页71一.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 3m/mKN5.607VwdNnE 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1-6 土的压实原理击实试验第71页/共95
37、页72一、土的压实性土的压实性：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：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？1-6 土的压实原理第74页/共95页751-7 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
38、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。第75页/共95页76（二）粗粒土的分类试样中粒径大于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。1-7 土的工程分类第76页/共95页77（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
39、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。1-7 土的工程分类第77页/共95页781-7 土的工程分类第78页/共95页791-7 土的工程分类第79页/共95页80【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。1-7 土的工程分类第80页/共95页81【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
40、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 Cc=(d30)2 d10 d601.652 0.323.55=2.401-7 土的工程分类第81页/共95页82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
41、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）。1-7 土的工程分类第82页/共95页83（3）对C土进行分类：从图128的C曲线中查得大于0.075mm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
42、含砂低液限粘土（CLS）。1-7 土的工程分类第83页/共95页84二、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的颗粒超过全重50，则该土属于砂土。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂1-7 土的工程分类第84页/共95页85（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）
43、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：10Ip171-7 土的工程分类第85页/共95页86End of Chapter 1结束第86页/共95页87粘土粘土第87页/共95页88土样筛颗分筛第88页/共95页89密度计第89页/共95页90密度：环刀法第90页/共95页91烘干法第91页/共95页92联合测定仪第92页/共95页93蝶式仪第93页/共95页94击实仪第94页/共95页95感谢您的欣赏第95页/共95页
