1、 第二章第二章 土的物理性质及土的物理性质及工程分类工程分类 第二节第二节三三 相相 草草 图图水水 Water固体固体 Solidma=0mwmsm质量质量VaVvVwVsV体积体积土的三相比例指标土的三相比例指标土的三相比例指标土的三相比例指标空气空气 Air 定义：定义：土单位体积的质量土单位体积的质量表达式表达式：awswsVVVmmVm 1.土的密度土的密度 空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积 相关指标相关指标:土的容重土的容重 =g 单位单位:kN/m3 单单 位位:kg/m3 或或 g/cm3一般范围一般范围:1.602.20 g/cm3定义
2、：定义：土粒的密度与土粒的密度与4C时时纯蒸馏水密度的比值纯蒸馏水密度的比值表达式：表达式：C4wsC4wsss)(VmG2.土粒相对密度土粒相对密度ds空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积单单 位位:无量纲无量纲一般范围：一般范围：粘性土粘性土 2.702.75，砂土砂土 2.65 定义：定义：土中水的质量与土粒质土中水的质量与土粒质 量之比，用百分数表示量之比，用百分数表示 表达式表达式：ssswmmmmm(%)w 3.土的含水量土的含水量W空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积单单 位位:无量纲无量纲一般范围：一般范围
3、：变化范围大变化范围大为了确定三相草图诸量中的三个量，通为了确定三相草图诸量中的三个量，通常进行三个基本的物理性质试验：常进行三个基本的物理性质试验：F 土的密度试验土的密度试验F 土粒比重试验土粒比重试验F 土的含水量试验土的含水量试验基本物理性质试验基本物理性质试验svV/Ve 4.孔隙比孔隙比e：土中孔隙体积与固土中孔隙体积与固体颗粒体积之比体颗粒体积之比,为无量纲为无量纲V/V(%)vn5.孔隙率孔隙率(孔隙度孔隙度)n：土中孔隙体积与总体积之土中孔隙体积与总体积之比比,用百分数表示用百分数表示表示土中孔隙含量的指标表示土中孔隙含量的指标空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量V
4、aVwVsVvV体积体积表示土中饱水程度的指标表示土中饱水程度的指标vwrVVS 6.饱和度：饱和度：土中水的体积与土中水的体积与孔隙体积的比值孔隙体积的比值空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积表示土体密度和容重的其它指标表示土体密度和容重的其它指标 7.干密度：干密度：土被烘干时的密度土被烘干时的密度gddV/msd空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积干容重：干容重：表示土体密度和容重的其它指标表示土体密度和容重的其它指标空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积 8.饱和密度：饱和密度：土
5、饱和时的密度土饱和时的密度VVmvwssat gsatsat 饱和容重饱和容重：表示土体密度和容重的其它指标表示土体密度和容重的其它指标9.浮密度：浮密度：VVmwss空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积浮重度：浮重度：VVwwss土颗粒水气 体e1 esws(1)w1s指标的换算指标的换算 satw 1ene1nen练练 习习问题：问题：说明土的天然重度说明土的天然重度，饱和重度，饱和重度sat，有效重度，有效重度和干重度和干重度d之间之间的关系，比较其数值的大小。的关系，比较其数值的大小。稠度状态稠度状态粘性土粘性土含水量含水量较硬较硬变软变软流动流动第
6、三节第三节 黏性土的物理特征黏性土的物理特征土颗粒土颗粒强结合水强结合水弱结合水弱结合水土颗粒土颗粒强结合水强结合水土颗粒土颗粒自由水自由水弱结合水弱结合水强结合水强结合水界限含水量界限含水量稠度状态稠度状态含水量含水量土中水的形态土中水的形态塑限塑限w wp p液限液限w wl l固态或固态或半固态半固态可塑状态可塑状态 流动状态流动状态 强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水w w 液限和塑限的测定方法液限和塑限的测定方法：液限（Liquid Limit）：锥式液限仪塑限（Plastic Limit）：搓条法或液塑限联合测定仪锥式液限仪测定粘性土的wL塑性指数塑性指数n 定义：定义：
7、pLpwwI 提问：IP表示的是什么物理含义？反映吸附结合水的反映吸附结合水的能力能力，即粘性大小，即粘性大小 大致反映粘土颗粒含量大致反映粘土颗粒含量 常作为细粒土工程分类的依据！常作为细粒土工程分类的依据！液性指数液性指数反映粘性土软硬程度pppLpLIwwwwwwIwpwwl IL 0 坚硬坚硬(半固态半固态)0IL 0.25 硬塑硬塑0.25 IL 0.75 可塑可塑 0.75 1流塑流塑为什么？为什么？粘性土的活动度，灵敏度和触变性粘性土的活动度，灵敏度和触变性n粘性土的活动度002.0ppIA 粒径小于0.002mm颗粒的质量占总土总质量的百分比A 1.25活性粘土活性粘土n粘性土
8、的灵敏度粘性土的灵敏度粘性土的活动度，灵敏度和触变性粘性土的活动度，灵敏度和触变性uutqqs重塑土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度1st2低灵敏低灵敏2 st 4 中灵敏中灵敏 st4高灵敏高灵敏 03 粘性土的触变性粘性土的触变性 lgt结构未破坏结构破坏结构强度恢复粘性土的活动度，灵敏度和触变性粘性土的活动度，灵敏度和触变性1.天然孔隙比天然孔隙比e第四节 无粘性土的密实度优点：优点：简单方便简单方便缺点？缺点？emin=0.35emin=0.20没有考虑颗粒级配的影响！第四节 无粘性土的密实度2.砂土的相对密实度砂土的相对密实度判别标准：判别标准：Dr=1 ,最密状最密状态态 D
9、r=0 ,最松状态最松状态 Dr 1/3 ,疏松状态疏松状态 1/3 2/3 ,密实状态密实状态)()(minmaxminmaxminmaxmaxddddddreeeeDl 粗粒土的密粗粒土的密实度标准实度标准 Dr=0 最松状态最松状态 Dr 1/3疏松状态疏松状态1/3 2/3密实状态密实状态 Dr=1最密状态最密状态无粘性土的密实度3、标准贯入试验标准贯入试验 标准贯入数 N63.5 锤 重：63.5kg 落 距：760mm 打入深度：300mm无粘性土的密实度4、野外鉴别、野外鉴别无粘性土的密实度第五节土的压实性第五节土的压实性n 土的压实：土的压实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变
10、指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性n 压实性：压实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性指土在一定压实能量作用下密度增长的特性n 研究击实性的目的：研究击实性的目的：以最小的能量消耗获得最大的压实密度以最小的能量消耗获得最大的压实密度n 击实方法：击实方法：室内击实试验室内击实试验F 试验设备：试验设备：击实筒击实筒V=V=1000cm3；击实锤；击实锤w=25牛顿牛顿F 试验条件：试验条件：土样分层土样分层n=3层；落高层；落高d=30cm；击数击数N=27/层层室内击实试验室内击实试验 F 试验
11、方法：试验方法：对对w w=cosnst的土，分三层压实；的土，分三层压实；测定击实后的测定击实后的w、，算定，算定 dF 注意：仅适用于细粒土；注意：仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪土土0 4 8 12 16 20 24 28含水量含水量w(%)w(%)2.01.81.61.4干密度干密度 d(g/cm3)饱和曲线饱和曲线 dmaxwop击实曲线击实曲线 具有峰值具有峰值 最大干密度最大干密度 dmax 最优含水量最优含水量Wop0 4 8 12 16 20 24 28 含水量含水量w(%)w(%)1.91.71.51.3干密度干密度 d(g/cm
12、3)饱和曲线饱和曲线N=36N=29N=25N=18压实功能压实功能压实度压实度c工程上填土质量的控制标准工程上填土质量的控制标准%100度室内试验标准最大干密填土的干密度c压实度压实度第七节第七节 土的分类土的分类一、分类原则二、分类标准1、巨粒土和粗粒土的分类标准2、细粒土的分类标准 颗粒级配！颗粒级配！塑性图！塑性图！岩石岩石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土粘性土粘性土人工填土人工填土土漂石漂石块石块石圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主粒径大于粒径大于200mm200mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%50%卵石卵石碎石碎石圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱
13、角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆砾圆砾角砾角砾粒径大于粒径大于20mm20mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%50%粒径大于粒径大于2mm2mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%50%名称名称 颗粒形状颗粒形状 粒组含量粒组含量碎石土碎石土建筑场地基基础规范建筑场地基基础规范GB50007-2002GB50007-2002土的名称土的名称 粒组含量粒组含量粒径大于粒径大于2mm2mm的颗粒占的颗粒占全质量全质量25-50%25-50%砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂粒径大于粒径大于0.5mm0.5mm的颗粒的颗粒超过全质量超过全质量50%50%粒
14、径大于粒径大于0.25mm0.25mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%50%粒径大于粒径大于0.075mm0.075mm的的颗粒超过全质量颗粒超过全质量85%85%粒径大于粒径大于0.075mm0.075mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%50%建筑场地基基础规范建筑场地基基础规范GB50007-2002GB50007-2002岩石岩石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土粘性土粘性土人工填土人工填土砂土砂土岩石岩石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土粘性土粘性土人工填土人工填土土粉土粉土粘性土粘性土n 粘性土：粘性土：塑性指数塑性指数Ip10的土的土 粉质粘土：粉质粘土：10I1017的土的土 非活性粘土：非活性粘土：A 1.25n 粉土：粉土：粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量小于的颗粒含量小于全质量全质量50%而塑性指数而塑性指数Ip 10的土的土
