岩土工程：土的物理力学性质指标的应用及经验数据.pdf

!“# 土的物理力学性质指标的 应用及经验数据 !“#$土的物理力学性质指标的应用 土的物理力学性质指标的应用表 % & !“ & $ 指标符号实际应用 土的分类 粘性土砂土 密度 重度 水下浮重 ! “ ! $# 计算干密度、孔隙比等其他物理性质指标； # 计算土的自重压力； !# 计算地基的稳定性和地基土的承载力； “# 计算斜坡的稳定性； %# 计算挡土墙的压力 ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( 比重“#计算孔隙比等其他物理力学性质指标( 含水量 # $# 计算孔隙比等其他物理力学性质指标； # 评价土的承载力； !# 评价土的冻胀性 ( ( ( ( ( ( 干密度 !$ $# 计算孔隙比等其他物理性质指标； # 评价土的密度； !# 控制填土地基质量 ( & ( ( ( & 孔隙比 孔隙率 % & $# 评价土的密度； # 计算土的水下浮重； !# 计算压缩系数和压缩模量； “# 评价土的承载力 & ( ( ( ( ( & ( 饱和度( $# 划分砂土的湿度； # 评价土的承载力 & & ( ( 可塑性 液限 塑限 塑性指数 液性指数 #) #* +* +) $# 粘性土的分类； # 划分粘性土的状态； !# 评价土的承载力； “# 估计土的最优含水量； %# 估算土的力学性质 ( ( ( ( ( & & & & & 含水比,评价老粘性土和红粘土的承载力(& 活动度-评价含水量变化时土的体积变化(& )%$ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 第五篇岩土工程试验与测试 续表 指标符号实际应用 土的分类 粘性土砂土 颗粒 组成 有效粒径 平均粒径 不均匀系数 曲率系数 !“ !#“ “# “$ !$ 砂土的分类和级配情况； %$ 大致估计土的渗透性； &$ 计算过滤器孔径或计算反滤层； $ 评价砂土和粉土液化的可能性 ( ( ( ) ) ) ) ) 最大孔隙比 最小孔隙比 相对密度 %*+, %*-. & !$ 评价砂土密度 %$ 评价砂土体积的变化； &$ 评价砂土液化的可能性 ( ( ( ) ) ) 渗透系数( !$ 计算基坑的涌水量； %$ 设计排水构筑物； &$ 计算沉降所需时间； $ 人工降低水位的计算 ) ) ) ) ) ) ( ) 击实性 最大干密度 最优含水量 ! *+, “) 控制填土地基质量及夯实效果)( 压缩性 压缩系数 压缩模量 压缩指数 体积压缩系数 *“$! / “$% +, “$ -. !$ 计算地基变形； %$ 评价土的承载力 ) ) ( ( 固结系数“.计算沉降时间及固结度)( 前期固结压力 超固结比 /$ 0“1 判断土的应力状态和压密状态) 抗剪强度 内摩擦角 粘聚力 # $ !$ 评价地基的稳定性、计算承载力； %$ 计算斜坡的稳定性； &$ 计算挡土墙的土压力 ) ) ) ) ) ) 侧压力系数泊松比 $ % !$ 研究土中应力与应变的关系； %$ 计算变形模量 ) ) ) ) 孔隙水压力系数 2 3 研究土中应力与孔隙水压力的关系) 承载比“31设计公路、机场跑道) 无侧限抗压强度4# !$ 估价土的承载力； %$ 估计土的抗剪强度 ) ) ( ( 灵敏度56评价土的结构性)( 注：表中“ ) ”号表示相应的指标为表内所指的该类土所采用， “ ( ”号表示这一指标不被采用。 “0%! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 岩土工程新技术实用全书 强度指标的选用表 ! “ #$ “ % 工程类别需解决的问题强度指标试验方法备注 & 位于饱和粘 土上的结构或填 方基础 ! 短期稳定性 “ 长期稳定性 !# ( )， $#， %&， !& 不排水三轴或无侧限抗 压试验； 现场十字板试验 排水试验，固结不排水 试验 长期安全系数高 于短期 % 位于部分饱 和砂和粉质砂土 上的基础 长期和短期稳定 性 %&， !& 用饱和试样进行排水或 固结不排水试验 可以假定 %& ( )， 最不利的条件是 室内在无荷载下 将试样充分饱和 # 无支撑开挖 地下水以下的紧 密粘土 ! 快速开挖时 的稳定性 “ 长期稳定性 !# ( )，$# %&， !& 不排水试验 排水或固结不排水试验 除非有专用的排 水设备降低地下 水，否则长期安 全系数是最小的 $ 开挖坚硬的 膨胀土和风化粘 土 ! 短期稳定性 “ 长期稳定性 !# ( )，$# %&， !& 不排水试验 排水或固结不排水试验 试样应在无荷载下 膨胀 现场的 %&值比试 验室测定的要低， 假定 %& ()较安全 ! 有支撑开挖 粘土地基 抗挖方底部的隆 起 !# ( )，$#不排水试验 * 天然边坡长期稳定性 %&， !& 排水或固结不排水试验 对坚硬的膨胀土， 假定 %& ()对特别 灵敏的粘土和流动 性粘土，室内测定 的!&偏大，不能采 用!#()分析 + 挡土结构物 的土压力 ! 估计挖方时 的总压力 “ 估计长期土 压力 !# ( )，$# %&， !& 不排水试验 排水或固结不排水试验 !# ( ) 分析，不 能正确反映坚硬 膨胀土的性状， 在应力减小情况 下，甚至开挖后 短期也不行 , 不透水的土 坝 ! 施工期或完 工后的短期稳定 “ 稳定渗流期 的长期稳定 % 水位骤降时 的稳定性 %&， !& %&， !& %&， !& 不排水或固结不排水试 验 排水或固结不排水试验 排水或固结不排水试验 试样用填筑含水 量（或施工期具 有 的 含 水 量 范 围） 增加试样含水量 将大大降低 %&， 但!&几乎无变化 在稳定渗流和水位 骤降两种情况下， 对试样施加主应力 差以前，应使试样 在适当范围内软 化，假定 %& () 针 对稳定渗流做排水 试验时，可使水在 小水头下流过试样 模拟坝体透水作用 &*%& ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 第五篇岩土工程试验与测试 续表 工程类别需解决的问题强度指标试验方法备注 !“ 透水土坝上述三个稳定性 !“， !“ 排水试验 对自由排水材料 用 !“ # # $%“ 填 方 工 程， 允许土层部分固 结 短期稳定性 !$ # %，%$ 或 !“，!“ 不排水试验 排水或固结不排水试验 不能肯定孔隙水 压力消散速率对 所有重要工程， 都应进行孔隙水 压力观测 注：!$不排水内摩擦角（度） ；%$不排水翦切强度（&(） ；!“有效凝聚力（&(） ；!“ ) 有效内摩擦角 （度） 。 *+“,有关土的经验数据 *+“,“$ 经验数据 原状土物理性质指标变化范围表 - ) *+ ) * 指标砾石土砂粘砂土砂粘土 比重,“.- / ,“0!,“.- / ,“00,“.* / ,“0.,“., / ,“0* 密度（1234*）$“50 / ,“,5 $“0, / ,“,$“-. / ,“$5$“*, / $“!+ 含水量（&）$+“! / $5“%$“* / *“!$-“+ / 0!“+,+“0 / 5.“! 天然孔隙比%“,00 / %“.,%“*%5 / $“,.!%“+$* / $“!.,%“5%* / ,“,+% 最小孔隙比%“,% / %“+-!%“,%. / %“555%“*0 / $“,0-%“*!$ / $“5+5 最大孔隙比%“-% / $“%“-5! / $“50,%“.0, / ,“,+%“!-5 / ,“5.+ 饱和度%“+ / %“!-%“-, / $“%“.- / $“%“.5 / $“% 液限)$5 / *.,. / .5 塑限)$- / $!$. / -, 注：粘砂土 * 6 (!0；砂粘土 0 6 (! $0。 ,.,$ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 岩土工程新技术实用全书 土的平均物理、力学指标表 ! “ #$ “ $ 土类孔隙比 ! 天然含水量 !（“） 塑限含水量 !#（“） 密度 “ （%&(#） 凝聚力 （)*+） 标准的计算的 内摩擦角 #（$） 变形模量 %, （-*+） 砂 类 土 粗砂 ,.$ / ,.! ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 2! / 23 24 / 55 5# / 5! “ “ “ 5.,! 2.4! 2.4, 5 2 , , , , $5 $, #3 $0 $, # 中砂 ,.$ / ,.! ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 2! / 23 24 / 55 5# / 5! “ “ “ 5.,! 2.4! 2.4, # 5 2 , , , $, #3 #! $0 $, # 细砂 ,.$ / ,.! ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 2! / 23 24 / 55 5# / 5! “ “ “ 5.,! 2.4! 2.4, 0 $ 5 , , , #3 #0 #5 #1 53 5$ 粉砂 ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 ,.1 / ,.3 2! / 23 24 / 55 5# / 5! “ “ “ 5.,! 2.4! 2.4, 3 0 $ ! # 5 #0 #$ 53 2$ 25 2, 粘 性 土 粉质 粘土 砂 粘 土 粘 砂 土 ,.$ / ,.! ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 2! / 23 24 / 55 5# / 5! 6 4.$ 5.2, 5., 2.4! 2, 1 ! 0 ! 5 #, 53 51 23 2$ 22 ,.$ / ,.! ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 2! / 23 24 / 55 5# / 5! 4.! / 25.$ 5.2, 5., 2.4! 25 3 0 1 ! # 5! 5$ 5# 5# 20 2# 粘 性 土 砂 粘 土 粘 土 ,.$ / ,.! ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 ,.1 / ,.3 2! / 23 24 / 55 5# / 5! 50 / 54 25.! / 2!.$ 5.2, 5., 2.4! 2.4, $5 52 2$ 1 5! 2! 2, ! 5$ 5# 55 52 $! 52 2! 25 ,.! / ,.0 ,.0 / ,.1 ,.1 / ,.3 ,.3 / ,.4 ,.4 / 2., 24 / 55 5# / 5! 50 / 54 #, / #$ #! / $, 2!.! / 23.$ 5., 2.4! 2.4, 2.3! 2.3, !, 5! 24 22 3 #! 2! 2, 3 ! 55 52 5, 24 23 #4 23 2! 2# 3 ,.0 / ,.1 ,.1 / ,.3 ,.3 / ,.4 ,.4 / 2., 5# / 5! 50 / 54 #, / #$ #! / $, 23.! / 55.$ 2.4! 2.4, 2.3! 2.3, 03 #$ 53 24 $, 5! 5, 2, 5, 24 23 21 # 24 2# 4 ,.1 / ,.3 ,.3 / ,.4 ,.4 / 2.2 50 / 54 #, / #$ #! / $, 55.! / 50.$ 2.4, 2.3! 2.1! 35 $2 #0 0, #, 5! 23 21 20 53 20 22 ,.3 / ,.4 ,.4 / 2.2 #, / #$ #! / $, 50.! / #,.$ 2.3! 2.1! 4$ $1 0! #! 20 2! 5$ 2$ #052 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 第五篇岩土工程试验与测试 注：!平均比重采取：砂 !“#；粘砂土 !“$%；砂粘土 !“$&；粘土 !“$； “粗砂和中砂的 !%值适用于不均匀系数 “# ( $#% $&% ( ) 者，当 “#* + 时应按表中所列值减少 ! ) 。“ #为 中间值时 !%值按内插法确定； #对于地基稳定计算，采用内摩擦角!的计算值低于标准值 !%。 土的压缩模量一般范围值表 + , ) , + 土的名称压缩模量 !&（-./） 卵石土+ 0 #+ 碎石土!1 0 #+ 砾石土& 0 ! 粗砂)#（中实） 0 2（密实） 中砂)&（中实） 0 !（密实） 细砂 稍湿!+（中实） 0 )#（密实） 潮 湿 及 饱 和&1（中实） 0 )&（密实） 粉砂（淤泥） 稍湿&$（中实） 0 !&（密实） 潮湿&（中实） 0 &$“+（密实） 饱和1（中实） 0 &（密实） 砂粘土 半干硬&#（中实） 0 )1（密实） 可塑（中实） 0 &#（密实） 粘土 半干硬&#（中实） 0 +1（密实） 可塑（中实） 0 &#（密实） 注：砂粘土 $ 3 (!&$；粘土 (* &$ 粘性土抗剪强度参考数值表 + , ) , # ) 名称 !（%） *（4./） 粘砂土砂粘土粘土粘砂土砂粘土粘土 3 %!2!+!%#%&% % 0 %“!+!#!)!%&+%#% %“!+ 0 %“+%!&2&%!+% %“+% 0 %“$+!%&$&+&+!% %“$+ 0 &“%&2&)2!&%&% * &“% !&!&%!# & !+!+ 注：粘砂土 ) 3 (!$；砂粘土 $ 3 (!&$；粘土 (* &$。 #!& “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 岩土工程新技术实用全书 土的侧压力系数!和泊松比“参考值表 ! “ #$ “ % 土的种类和状态 !“ 碎石土&() * &#&(! * &+! 砂土&# * &$#&+! * &#& 粉土&$#&#& 粉质粘土 坚硬状态&#&+! 可塑状态&$#&#& 软塑或流动状态&!#&#! 粘土 坚硬状态&#&+! 可塑状态&!#&#! 软塑或流动状态&%+&$+ 注：粘土 !“, (%；粉质粘土 (& - !“!(%；粉土 !“! (&。 #$#有关土的经验关系 #$#(经验关系 ( 砂土的渗透系数与有效粒径的经验关系公式如下： # . $%+ (&（&% / &#&） （! “ #$ “ (） 式中# 渗透系数（012） ； %(& 颗粒的有效粒径（00） ； & 渗透水的温度（3） ； $ 常数，粘土质砂为：!& * %&，纯砂为：%& * (&。 + 粘性土的压缩系数与孔隙比的经验关系 ( * +. &#)$(+%（! “ #$ “ +） （土样数 ) , !&，相关系数 * . &45） 统计范围：( . &!5 * ()& ( * +. &5 * (!+（678 “ (） # 液限塑限、塑性指数相互间的经验关系 液限塑限、塑性指数的地区性经验公式表 ! “ #$ “ ) 地区回归方程频数 # 适用范围推荐单位 全国各类土!“. &!4（+,“ 455）建工部建研院 !5+( “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 第五篇岩土工程试验与测试 续表 地区回归方程频数 ! 适用范围推荐单位 全国!“! “#$（#$% &#$）()* 各地粘性土误差不超过 &#(% 冶金系统 东北!“! “#+)（#$% &)#,）$*“冶金系统 东北地区 #“! “#,&#$- $#(*“ . #$!,“ #“! “#/“#$% &#+&,&!#$. )“ #“! “#$,#$% /#$,#$0 )“ 东北电力设计院 华北!“! “#$“（#$% &(#“）冶金系统 天津!“! “#/+（#$% &(#“）冶金系统 包头!&! “#/&)（#$% &“#)）&“+#$(“ 1 )%包钢设计院 包头#“! “#),)（#$- ,#+）&“,#$(“ 1 “%包钢设计院 山西晋南 #“! $ “) - “#)/#$&“#+(#$(#$ 1 ,&#+% #“! &#, - “#)$#$(“#+*#$(#/ 1 ,&#“% #“! “#$) - “#)+,#$(/“#+,#$(&#“ 1 +#,% 五机部勘测公司 上海!“! “#/#$% /#),(*(+ . #$. )/中国船舶勘察研究院 上海地区 #“! +#)“) - “#+/&#$($)“#/,& . !“!&$ #“! “#*$* - “#)+)+#$&)“#+&(!“0 &$ 华东电力设计院 南京#“! “#/+/（#$% &#$）&$南京水科所 山东#“! “ ,#$- /#)“#*+#$(& 1 ,+%山东水科所 济南地区 #“! &#“(#$% “#*/粉土 #“! “#+&#$% /#+粉质粘土 #“! “#,$#$- &#+粘土 山东省建筑设计院 中南!“! “#$（#$% &#“）&)冶金系统 武汉#“! “ “#$- *#,&“(*“#$)*一机部华中勘察院 洛阳#“! “#)*&#$- “#*“#+“黄土状粉质粘土一机部洛阳院 湘潭#“! “#)“#$- (#,“*+“#+/一机部华中勘察院 鄂西#“! “#,#$- /#/,&),“#$+一机部华中勘察院 广州地区!“! “#)“$#$% ,#$,#$(“ 1 /“%四航局设计院 福建 !“! “#)$*#$% /#&($“#*/ 淤泥 #$ * 1 /+#)% !“! “#)&#$% ,#/$+&“#*粘土 #$ 1 $,#“% !“! “#,)#$% (#,(/“#*/粉质粘土 #$(& 1 /)#)% 福建电力设计院 /(& “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 岩土工程新技术实用全书 续表 地区回归方程频数 ! 适用范围推荐单位 南宁地区 !“! “#$%!#& #()* “#$粉土 !#+)# , -)#$ !“! “#$.-!#& )#.* “#$粉质粘土 !# , (#$ !“! “#(-!#& -#-)* “#$粘土 !#-#“ , %#$ 广西水科所 桂林地区 !%! “& %+.!#& #%-* “#$粉土 !#“ , -“$ !“! “#$“+!#& #%(* “#$粉质粘土 !#.#“ , /& “$ !“! “#(%!#& #)-* “#$粘土 !#-# , )#$ 广西水科所 柳州地区 !“! “#%“!#& #(%* “#$粉土 !#.- , -.$ “! “#)+(!#& -#/“& $粉质粘土 !#.& , /)#“$ !“! “#(.!#& -#+* “#$粘土 !#/.#“ , %#“$ 广西水科所 西北黄土(“! “#)（!#& +/#-）$冶金系统 西宁、陇西!“! “#(%)!#& .#( 淡黄色黄土 !# .- , -)$，粘 土和粉质粘土不适用 西安冶金 勘测设计院 西安地区!“! “#!#0 +#% 红褐色黄土 !# ./ , -)$， 粘土和粉质粘土不适用 西安冶金 勘测设计院 西安地区!“! “& /%!#0 /#-)“+“#%/一机部勘测公司 汉中!“! “#/“!#0 (#.$“#)+一机部勘测公司 宝鸡!“! “#!#0 .#+“(-+“#$(+一机部勘测公司 天水!“! “#/(!#0 /#$/+-)“#)/一机部勘测公司 兰州!“! “#-!#0 )#-“#($“一机部勘测公司 成都!“! “#.“!#0 +-#“+“#.“一机部勘测公司 重庆!“! “& -$!#0 (#(-+)“#)%“一机部勘测公司 /# 压缩指数 )*与天然孔隙比 +“、圆锥仪液限 !#、碟式仪液限 !,#、天然含水 量 ! 的经验关系 )(.+ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 第五篇岩土工程试验与测试 （!）估算压缩指数 !“的经验公式 表 “ # $% # & 公式应用范围 !“ ()(*（#$%# *）重塑粘土 !“ ()$(（&(# ()+*）不含有机质的粘性土，粉土、粉质粘土、粘土 !“ ()(!“#含有机质土，泥炭、含有机质粉土和粘土 !“ ()(&（#$%# !(）灵敏度小于 % 的正常固结粘性土 !“ ()*“（&(# ()“(）低塑性土 （+）上海地区估算压缩指数 !“的经验公式表 “ # $% # !( 公式应用范围 !“ ()“&,（&(# ()“*“） !“ !),%$（()(!# # ()+） 灰色淤泥质粘土及淤泥质粉质粘土；灰色粘土及粉质粘土 $%)%按物理、力学指标分类 !) 砂土密度按相对密度 ( 分类 表 “ # $% # ! 相对密度 (砂土密度分类 !(- ().*密实的 ().*“(- ()$中密的 ()$“(- (松散的 +) 砂土湿度按饱和度 )( 分类 表 “ # $% # !+ 饱和度 )(湿度分类 )(#()“稍湿的 ()“ / )(#(),湿的 )(- (),饱和的 $) 砂土密度按孔隙比 & 分类表 “ # $% # !$ 砂土类别 砂土结构密度分类 密实中密稍密松散 砾砂、粗砂、中砂& / ().().(#&#()*“()*“ / &#(),“& - (),“ 细砂、粉砂& / ()*()*(#&#(),“(* ,“ / &#()&“& - ()&“ %) 砂土